[发明专利]基于多微面光纤面板的多视场仿生复眼微光成像系统

摘要

本发明涉及一种基于多微面光纤面板的多视场仿生复眼微光成像系统，属于光学成像技术领域。本发明设计多微面光纤面板结构和相应的光学系统，将光纤面板与CCD/CMOS成像器件进行耦合，实现在单一成像器件上对多个子视场进行成像，同时多微面光锥/光纤面板的各个视场能够产生部分重叠，使得子图像可以拼贴成一幅大视场（≥100°）图像，并且可以利用各个子图像的交叠部分获得目标三维信息。实现一种小型化、轻量化、大视场（≥100°）的微光夜视成像观察系统，简化了系统结构，降低了系统成本。

主权项

基于多微面光纤面板的多视场仿生复眼微光成像系统，其特征在于：包括多孔径光学系统、多微面光纤面板、像增强CCD/CMOS、三维调焦机构和图像采集处理板；其中，像增强CCD/CMOS包括像增强器、耦合系统和摄像机；上述各组成部分的连接关系为：多孔径光学系统位于多微面光纤面板上端，多微面光纤面板与像增强CCD/CMOS的像增强器直接耦合连接，多个微面上的图像经由光纤传像至像增强器阴极面；其中，像增强CCD/CMOS的像增强器、耦合系统和摄像机自上而下顺次相连；摄像机输出的图像经视频线传至图像处理板；所述多孔径光学系统包括n个非球面透镜、多个光阑、一个透镜外壳支架，其中透镜外壳支架采用球冠形镜头支架或龟背形镜头支架；n个非球面透镜固定在支架上，其中，多微面光纤面板中各个微面法线方向与光纤轴线方向夹角不同，n个非球面透镜焦距相同、口径不同，对于夹角较小的微面采用口径较小的透镜，对于夹角较大的微面采用口径较大的透镜，口径的尺寸使得各个微面上的成像照度均匀；相邻两个透镜之间用光阑间隔；所述多微面光纤面板为普通光纤面板端面上加工n个微面，微面数量与透镜数量一致；每个微面位置对应一个多孔径光学系统透镜，共同成像；多微面光纤面板获得的图像通过多孔径光学系统耦合或直接耦合至像增强器阴极面上，通过像增强器对图像进行增强，在像增强器荧光屏上获得清晰图像；所述像增强CCD/CMOS带光纤面板窗，光纤面板窗位于像增强器阴极面位置；图像从像增强器荧光屏输出至耦合系统，耦合系统采用光学耦合系统或者光锥耦合系统；所述图像采集处理板包含图像处理算法，完成图像采集、图像拼贴和目标三维位置定位功能。