一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统的制作方法

本发明涉及一种望远镜系统，特别涉及一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统。

背景技术：

当今社会，随着光电，微电子，智能化技术的突飞猛进发展，当今社会已经进入到数字化，信息化，智能化的新时代。各种光电产品都趋向于数字化方向发展，这使得产品的智能化水平得到极大的提高。但数字化的本身也具有其固有的缺点，在数字系统中，无论数位精度取得多高，但总是有固定的精度的，都是以损失细节信息为代价的，如果我们要想得到更高的精度，就必须再次提高数字化量化精度。

就像一张照片，如果想要数字储起来，就必须进行数字化，但不论你的图像分辨率是多高，也无论你光学镜头如何之好，只要我们无限放大观察图片，最后也只能看到马赛克点，这时候观察到的图片细节已经完全不再真实。所以，数字化的本质是以细节的失真为代价的，它的精度是有限的。反过来，如果我们以传统的胶片拍照，只要胶片的感光颗粒足够细，光学镜头的成像质量足够好，在观察时，无论我们放大多少倍，理论上讲，图片的细节都是真实的，细腻的。细节的失真度是可以接受的。

如上所述：数字成像与光学模拟成像之间的差别，在高科技技术发展的源动力往往是军事应用，现代军事技术的发展也朝着数字化的方向发展，这样的发展方向虽然对技术进步起到了非常重要的作用，但同时也带来了数字系统中的固有缺点，那就是：细节失真。

军事侦查、瞄户准，警用远距取证、侦查，外登山、观景等都离不开望远镜系统。传统的纯光学系统可以做到很高的倍率，很高的清晰度白天的观察效果可以做得很好，但观察到的目标图像不能存储，也就没有办法实现目标共享。再者，纯光学系统没有环境亮度增强能力，在环境亮度较低时，无法使用。高端数码望远系统可以弥补纯光学系统存在的固有缺点，不但能够存储目标图像实现信息共享，还能增强环境亮度，在夜晚的环境也可以使用。但数码系统望远系统也存在其自身的高分辨率失真和图像处理速度等问题。

因此，有必要开发出一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，解决观察到的目标图像不能存储，也就没有办法实现目标共享的缺点，提供一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统，主要包括有物镜系统、光学倒像系统、物镜、图像传感器、电子调光板、目视分光系统、目镜系统和控制系统；所述的物镜系统将外界环境图像成像(普通物镜成像为倒立实像)，经所述的光学倒像系统进入物镜分光后，将成像物光分成两束，其中一束给图像传感器，另一束经电子调光板调整物光强度后再经目视分光系统与显示数码图像的显示屏的图像进行光学叠加，叠加后的光学图像经所述的目镜系统转换成适合人眼的虚像，使目视观察能得到高品质的环境图像，所述的控制系统连接并控制各系统部件的工作。

进一步方案为：所述的控制系统包括由控制按键、数据接口、定位模块、无线传输、数据存储设备和电源部件组成。

进一步方案为：所述的控制按键将命令传递给控制系统，所述的数据接口负责控制系统与外部设备的有线数据交换，所述的定位模块保证产品的高精度导航定位；所述的电源保证系统电源分配和电能供应。

进一步方案为：所述的控制系统负责将图像传感器采集到的数字图像进行处理并送数据存储设备存储，同时按照相应需求显示到图像显示屏上，还可以将音视频经无线传输端口发送给其它无线显示终端。

进一步方案为：所述的控制系统在需要纯光学系统观察和图像存储时，将图像传感器采集的数字图像经行处理，并发送数据存储设备存储，同时关闭图像显示屏，控制系统发出控制信号给电子调光板，使电子调光板透光率增加，外界图像经纯粹的光学系统成像到目视，完成纯光学系统观察和图像存储。

进一步方案为：所述的控制系统在需要观察数码高清图像或者光学与数码图像叠加图像时，将图像传感器采集的数字图像经行处理，并将处理好的视频图像送显示屏显示出来；同时，控制系统发出信号调整电子调光板透光率，通过目视分光系统进行光学叠加，再经目镜系统后，高清晰数码或叠加图像就能呈现到目视前，就能够观察到高清的数码图像或者光学与数码图像叠加的视频图像。

进一步方案为：所述的控制系统只要开启图像传感器采集视频图像，就可以将处理好的视频，图像信息按用户需求送数据存储设备存储，送无线传输将视频信号传输出去或可以接收数据进行显示，通过数据接口将数据传输到外部设备。

进一步方案为：所述的光学倒像系统采用透镜组光学倒像、棱镜组光学倒像或者光纤光学倒像。

本发明所达到的有益效果是：本发明将纯光学系统与高端数码系统进行完美的结合，完美的解决纯光学系统与纯高端数码系统存在的缺点，既保证了纯光学系统的优势，又加入了高端数码系统的特点，使用户在白天，晚上都可以看到高质量，高清晰的目标，在实现信息共享的同时，将目标图像存储起来，以便后续利用。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的控制系统示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

附图标记

(1)、物镜系统；(2)、光学倒像系统；(3)、物镜；(4)、电子调光板；(5)、目视分光；(6)、目镜系统；(7)、目视；(8)、图像传感器；(9)、显示屏；(10)、控制系统；(11)、控制按键；(12)、数据接口；(13)、定位模块；(14)、无线传输；(15)、数据存储设备；(16)、电源管理。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1-2所示，本发明提供一种纯光学与数字无缝切换的望远镜系统，主要包括有物镜系统(1)、光学倒像系统(2)、物镜(3)、图像传感器(8)、电子调光板(4)、目视分光系统(5)、目镜系统(6)和控制系统(10)；物镜系统(1)将外界环境图像成像(普通物镜成像为倒立实像)，经光学倒像系统(2)进入物镜(3)分光后，将成像物光分成两束，其中一束给图像传感器(8)，另一束经电子调光板(4)调整物光强度后再经目视分光系统(5)与显示数码图像的显示屏(9)的图像进行光学叠加，叠加后的光学图像经所述的目镜系统(6)转换成适合人眼的虚像，使目视观察能得到高品质的环境图像，控制系统(10)连接并控制各系统部件的工作。

控制系统(10)包括由控制按键(11)、数据接口(12)、定位模块(13)、无线传输(14)、数据存储设备(15)和电源(16)部件组成；控制按键(11)将命令传递给控制系统(10)，所述的数据接口(12)负责控制系统(10)与外部设备的有线数据交换，所述的定位模块(13)控制产品的高精度导航定位；所述的电源(16)提供系统电源分配和电能供应。

控制系统(10)负责将图像传感器(8)采集到的数字图像进行处理并送数据存储设备(15)存储，同时按照相应需求显示到图像显示屏(9)上，还可以将音视频经无线传输(14)端口发送给其它无线显示终端。

控制系统(10)在需要纯光学系统观察和图像存储时，将图像传感器(8)采集的数字图像经行处理，并发送数据存储设备(15)存储，同时关闭图像显示屏(9)，控制系统(10)发出控制信号给电子调光板(4)，使电子调光板(4)透光率增加，外界图像经纯粹的光学系统成像到目视(7)，完成纯光学系统观察和图像存储。

控制系统(10)在需要观察数码高清图像或者光学与数码图像叠加图像时，将图像传感器(8)采集的数字图像经行处理，并将处理好的视频图像送显示屏(9)显示出来；同时，控制系统(10)发出信号调整电子调光板(4)透光率，通过目视分光系统(5)进行光学叠加，再经目镜系统(6)后，高清晰数码或叠加图像就能呈现到目视(7)前，就能够观察到高清的数码图像或者光学与数码图像叠加的视频图像。

任何一种工作模式下，控制系统(10)只要开启图像传感器(8)采集视频图像，就可以将处理好的视频，图像信息按用户需求送数据存储设备(15)存储，送无线传输(14)将视频信号传输出去(也可以接收数据进行显示)，通过数据接口(12)将数据传输到外部设备。

光学倒像系统(2)可以采用透镜组光学倒像、棱镜组光学倒像或者光纤光学倒像。

本发明显著进步技术特征在于以下：

1.本发明将纯光学系统和高清数码系统完美融合成一体，望远系统中的纯光学系统无缝切换到高清数码系统时无需任何机械部件，保证了整个系统的系统稳定性；本发明的纯光学系统与高清数码系统的切换是采用光学棱镜和电子遮光方式实现的。在系统中的任何机械部件都是固定的，切换纯光学系统与数码高清系统只需要电子方式关闭其中的光学通道或者关闭高清数码通道实现系统切换。甚至可以用电子调光的方式，改变纯光学系统通道的通光量，达到昼夜无缝切换的效果。

2.本发明的望远系统无论观察使用的是纯光学系统还是高清数码系统，都可以开启存储功能将实时目标图像存储起来。在纯光学观察系统或者高清数码系统观察模式，系统都可以打开图像传感器，将采集到的实时图像纯储起来。测底解决能观察不能保存的问题。

3.本发明的望远系统可以任意切换纯光学系统还是高清数码系统观察模式，不受环境影响。本发明将物镜成像光路经过棱镜分光，其中一路经电子调光片直接进入目镜光路，从目镜可以直接观察，从而实现纯光学观察；另一路分光直接耦合到图像传感器CMOS上，通过图像传感器8可以得到高清数码图像用于存储或者数码显示。在目视端，也用棱镜将纯光学图像与数码显示的图像经行叠加，这样，在目镜观察时，既可以观察纯光学图像，又可以根据用户需求，控制电子调光板的透光率，观察高清数码图像。在各种工作模式切换过程中，各模式虽然相互关联，但又相互协调补偿，却不会相互影响。

4.本发明的数码高清望远系统具有亮度增强能力，能适应夜间环境的观察使用。本发明的数码高清成像系统具有图像亮度增强功能，在比较暗的环境下，可以开启夜视模式，使系统在夜间的低照度环境下，也能得到清晰的图像，使夜间的观察和记录更加清晰，极大的扩展用户视野。

5.本发明的纯光学系统和高清数码系统具有相互适应的视角，切换时无明显倍率差异。本发明的各光学系统在设计时均考虑了图像传感器8和高清数码显示器的具体技术参数，个成像面的大小，和各光学镜头的实用视场角度保持协调一致，确保在纯光学系统观察和高清数码观察时的视场角度，视野范围基本相同。

6.在本发明中，系统主要分为光学系统部分和电子系统两大部分。在光学系统部分中又分为成像光学部分、分光光学部分和目视光学部分；电子系统部分又可分为控制系统部分和外设部分。整个系统在各部分的协调配合下，完成用户需要的各种模式下的相应功能，且能达到完美解决纯光学系统与数字光学系统的无缝连接和切换的目的，给用户完美的使用体验。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。