[发明专利]一种非制冷红外折反射全景镜头

说明书

本发明提供一种非制冷红外折反射全景镜头，包含二次曲面反射镜和透镜组，所述二次曲面反射镜和透镜组共用同一光轴，且透镜组处于二次曲面反射镜的下方；所述透镜组由第一折射镜、第二折射镜和第三折射镜构成，其中第一折射镜和第二折射镜构成对称双高斯结构，第二折射镜和第三折射镜为非球面折射镜；在二次曲面反射镜、第一折射镜、第二折射镜和第三折射镜之间形成光线传输通路。该全景镜头适用于非制冷红外焦平面探测器，具有视场大、体积小、体积大等优势。

技术领域

本发明属于红外光学技术领域，具体涉及一种非制冷红外折反射全景镜头。

背景技术

传统成像系统以视场中的一点作为成像中心点，将物空间有限大小的区域经过该中心点投影到成像平面上，对物空间的一个局部成像，获取的信息量有限。

全景成像是指视场超过人的正常视场、能够获得360°水平视场、大垂直视场信息的成像技术，信息量更大，在机器人导航、预警监测、视频监控、虚拟现实等众多应用中具有重要价值，而且随着成像器件像元规模的增大，全景成像逐渐获得更多的关注，成为机器视觉和计算机视觉等新兴领域的研究热点。

全景图像的获取方式通常分为三种：第一种是围绕一个固定视点旋转拍摄一系列视场有部分重叠的图像序列，再对这些图像序列进行图像拼接，最终得到一幅360°水平视场的全景图像，此类全景成像技术的优点是空间分辨力高，不足是时间分辨力较低，不能完整记录360°全方位实景空间内重要事件的发生、持续以及结束整个过程。第二种是采用多个相机对不同方位角的物空间区域进行成像，再通过图像拼接形成全景图像；这种方法的优点是空间分辨力高，不足是所获取的图像原始数据量大，拼接算法较复杂，存在拼接缝，不同方位角相机拍摄的图像之间存在明暗差异，而且对相机之间的定位要求比较严苛。第三种是单个探测器配合特殊的全景光学系统来获得全景图像，代表性的全景光学系统有：鱼眼镜头、全景环形透镜和折反射全景镜头，此类全景成像方式的优点是无需扫描部件即可一次性获得全景图像，速度快，不足是空间分辨力较低、几何畸变严重。

与鱼眼镜头和全景环形透镜相比，折反射全景成像系统的设计灵活性高，可以设计满足单视点结构约束的透视全景系统，也可以设计水平无畸变或柱面无畸变的全景系统，还可以根据实际应用环境需要设计特定的系统结构。

红外成像系统可以在夜间和低能见度条件下实现成像观察、侦察、监视、制导等，作用距离远且能穿透薄雾和烟尘，具备在全黑的夜间和低能见度条件下获取“单向透明”信息优势的能力。随着红外探测器技术的发展，高灵敏度和大面阵红外探测器不断涌现，非制冷红外焦平面探测器的像元规模和灵敏度也得到显著提高，2007年有文献公开报道，镜头F#为1时非制冷红外焦平面探测器的NETD已小于25mK。目前商品化的非制冷红外焦平面探测器的像元规模已超过1024×768，NETD小于50mK。

在折反射全景成像架构下针对非制冷红外焦平面探测器研究非制冷红外全景镜头，从而构建非制冷红外全景成像系统，在机器人夜视导航、车辆辅助驾驶、无人车自动驾驶等方面具有重要应用潜力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种非制冷红外折反射全景镜头，该全景镜头适用于非制冷红外焦平面探测器，具有视场大、体积小、体积大等优势。

本发明的技术方案为：

一种非制冷红外折反射全景镜头，包含二次曲面反射镜和透镜组，所述二次曲面反射镜和透镜组共用同一光轴，且透镜组处于二次曲面反射镜的下方或上方；所述透镜组由第一折射镜、第二折射镜和第三折射镜构成，其中第一折射镜和第二折射镜构成对称双高斯结构，第二折射镜和第三折射镜为非球面折射镜；在二次曲面反射镜、第一折射镜、第二折射镜和第三折射镜之间形成光线传输通路。

进一步地，本发明第三折射镜为弯月透镜。

进一步地，本发明第二折射镜的入射面为球面、出射面为非球面，第三折射镜的入射面为球面、出射面为非球面。

有益效果：