[发明专利]用于跟踪目标的光学系统

权利要求书

1.一种用于可视化成像和跟踪目标的光学系统，包括：

图像传感器(110)和透镜装置(120)，所述透镜装置(120)相对于所述图像传感器沿所述光学系统(100)的光路具有可变的位置以将所述目标的图像投射在所述图像传感器上；

光源(130)，用于在所述目标的方向上发出预定波长范围的光；

第一光学滤波器(140)，用于选择性地允许所述预定波长范围的光在所述图像传感器(110)的方向上通过；

滤波器开关(150)，用于将所述第一光学滤波器切入所述光路和切出所述光路；

跟踪装置(160)，用于当所述第一光学滤波器切入所述光路时，使用所述预定波长范围的反射光，在由所述图像传感器得到的所述目标的图像序列上跟踪所述目标。

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中所述跟踪装置(160)适于通过确定所述目标在所述图像传感器上的图像的位置并对准所述光学系统(100)的光路，使得所述目标在所述图像传感器(110)上的图像的位置变得停在预定的跟踪位置并被保持在预定的跟踪位置，来执行所述目标的跟踪；以及

所述跟踪装置(160)还适于如果由于所述目标运动而用于保持所述目标的图像在所述跟踪位置的所述光路对准是不可能的，则通过所述目标在跟踪所述图像传感器(110)上的图像的变化的位置，来执行所述目标的跟踪。

3.根据权利要求2所述的光学系统，包括激光装置(210)，所述激光装置(210)用于在所述目标的方向上沿所述光路发出激光，且其中所述跟踪位置被指定作为在所述图像传感器(110)上由所述目标反射的激光的位置，发出的所述激光用于测量距所述光学系统(100)的距离。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其中使用光学带通滤波器通过所述图像传感器(110)检测所述激光。

5.根据权利要求2所述的光学系统，包括电机单元(310)，所述电机单元(310)用于相对于所述图像传感器将所述透镜装置移入以广角范围设置的透镜位置以及移入以窄角范围设置的透镜位置，并且如果用于保持所述目标的图像在所述跟踪位置的所述光路对准是不可能的，则将所述透镜装置置于所述广角范围的透镜位置，以及如果用于保持所述目标的图像在所述跟踪位置的所述光路对准是可能的，则将所述透镜装置置于所述窄角范围的透镜位置。

6.根据权利要求5所述的光学系统，其中所述电机单元(310)适于在所述目标跟踪期间将所述透镜装置(120)从所述广角范围的透镜位置移入所述窄角范围的透镜位置。

7.根据权利要求6所述的光学系统，其中所述电机单元(310)适于通过与中间角范围对应的透镜位置的预定数值，执行所述透镜装置(120)从所述广角范围的透镜位置进入所述窄角范围的透镜位置的运动。

8.根据权利要求7所述的光学系统，其中所述中间角范围的预定数值被选择成使得，所述透镜装置(120)的视野范围的深度重叠在相邻的中间角度范围内的对应的透镜位置。

9.根据权利要求8所述的光学系统，其中所述透镜装置在所述广角范围、所述中间角范围和所述窄角范围中的透镜位置被选择成使得所述目标在所述图像传感器(110)上的图像的大小被维持。

10.根据权利要求9所述的光学系统，其中对于所述透镜装置(120)在所述广角范围、所述中间角范围和所述窄角范围内的的透镜位置，当跟踪所述目标时，用于预定的图像传感器位置的校准值用于竖向准直误差和横向准直误差以校正所测量的角度值。

11.根据权利要求10所述的光学系统，其中通过测量在两个望远镜位置中的对象，在各自的透镜位置处确定所述校准值。

12.根据权利要求11所述的光学系统，其中所述电机单元适于从相同方向接近所述透镜装置(120)在所述广角范围、所述中间角范围和所述窄角范围内的各自的透镜位置以最小化定位误差。

13.根据权利要求1或2所述的光学系统，其中所述光源(130)通过发射激光的电子测距仪和/或由布置在所述透镜装置(120)周围的多个发光二极管(510)来提供。