应用于增强现实系统的全景红外夜视仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，涉及增强现实设备技术领域，包括红外物镜、红外探测器、图像拼接处理器、微显示器及红外目镜，所述红外物镜和红外探测器获取红外图像，所述红外图像输入至所述图像拼接处理器处理，经过处理后的图像显示在所述微显示器上，然后通过所述红外目镜成像后到达人眼位置。本实用新型提供的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其有益效果在于：将四路小口径红外物镜拼接实现全景成像，给出了该全景头盔式红外夜视仪的实现原理，视场可达150°的超大视场，充分考虑了系统尺寸、质量、成像性能等方面的因素，可在不同环境下保持良好的成像质量。
【专利说明】
应用于増强现实系统的全景红外夜视仪
技术领域
[0001]本实用新型涉及增强现实设备技术领域，尤其是一种应用于增强现实系统的全景红外夜视仪。
【背景技术】
[0002]由于红外探测系统具有隐蔽性好、环境适应性强等诸多优点，所以被广泛应用于增强现实系统中。随着红外探测器和数字图像处理技术的发展，越来越多的领域不仅需要高分辨率的图像，而且需要全景成像，全景成像技术因能给使用者带来真实现场感和交互式感受，因此在机器人、计算机视觉和虚拟现实等诸多领域有着广泛的应用，如远距离目标探测跟踪领域可实现更大范围的探测，在智能监视系统中可有效扩大监视区域。
[0003]微光夜视仪是一种在夜间或极低照度下利用微弱的月光、星光、大气辉光等光线通过放大后转变成人眼可清晰观察的图像，从而实现在夜间对目标进行观察的一种仪器。与微光夜视仪相比，红外夜视仪可实现全天候、穿透烟、雾、霾、雪等恶劣条件的限制并识别目标背景的伪装，特别适用于夜间及不良气象条件下对目标的探测。对于佩戴在头盔上的红外夜视仪，为了提高红外夜视仪的搜索范围，希望红外夜视仪有更大的视场，同时为了减小佩戴人员的不适，希望红外夜视仪具有质量轻、体积小、成本低的优点。对于大视场微光夜视仪系统，目前夜视仪的视场角都小于80°，且多为折射/衍射混合系统，系统中含有衍射元件，增加了加工检测难度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提出一种应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，可达150°的超大视场，且能保持良好的成像质量。
[0005]本实用新型具体采用如下技术方案实现:
[0006]—种全应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，包括红外物镜、红外探测器、图像拼接处理器、微显示器及红外目镜，所述红外物镜和红外探测器获取红外图像，所述红外图像输入至所述图像拼接处理器处理，经过处理后的图像显示在所述微显示器上，然后通过所述红外目镜成像后到达人眼位置。
[0007]作为优选，包含四路所述红外物镜和红外探测器，四路所述红外物镜和红外探测器获取的红外图像经过所述图像拼接处理器拼接后，显示在所述微显示器上。
[0008]作为优选，所述红外物镜由第一透镜、第二透镜及第三透镜依次叠加构成，所述第一透镜与第二透镜之间设有光阑。
[0009]作为优选，所述红外物镜为非球面物镜，所述第三透镜呈平行平板结构。
[0010]作为优选，所述微显示器为OLED显示器。
[0011]作为优选，所述红外探测器采用非制冷红外焦平面探测器。
[0012]本实用新型提供的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其有益效果在于:将四路小口径红外物镜拼接实现全景成像，给出了该全景头盔式红外夜视仪的实现原理，视场可达150°的超大视场，充分考虑了系统尺寸、质量、成像性能等方面的因素，可在不同环境下保持良好的成像质量。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型全景红外夜视仪的原理框图；
[0014]图2是本实用新型全景红外夜视仪中红外物镜的分解图。
[0015]图中:1-红外物镜；11-第一透镜；12-第二透镜；13-第三透镜；14-光阑；2_红外探测器;3-图像拼接处理器;4-微显示器;5-红外目镜。
【具体实施方式】
[0016]为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0017]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0018]如图1所示，本实施例提出的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，包括红外物镜1、红外探测器2、图像拼接处理器3、微显示器4及红外目镜5，其中，微显示器为OLED显示器，共有4路红外物镜I和红外探测器2构成红外物镜成像系统，用以扩大视场，4路红外图像经图像拼接处理器3进行图像拼接后，显示在OLED微显示器上，然后再经过红外目镜系统成像后到达人眼位置。
[0019]使用4路红外物镜I采集不同视场角方向上的图像信息，将各个物镜中采集到的同步帧频信息一一对应起来，合成为一幅超宽视场的全景图像，拼接好的图像不仅反映场景的全部信息，还保留了原始小视场图像中的细节信息，因此每路小视场图像之间必须有重叠，对于本申请中视场角为150°的4路全景红外夜视仪，按照等分原则每路的视场应为37.5°，但考虑到每路小视场图像之间必须有重叠，设定4路头盔全景红外夜视仪视场重叠1.25°，因此4路全景红外夜视仪每路的视场应按照38.75°来设计。
[0020]本申请的红外探测器2采用非制冷红外焦平面探测器，非制冷红外焦平面探测器主要包括微测辐射热计、热电探测器和热电堆探测器。其中微测辐射热计和铁电红外探测器生产量所占市场份额较大，而前者比后者的灵敏度高很多。目前市面上的非制冷红外焦平面探测器主要为微测辐射热计，该产品按照敏感材料划分主要有两种，氧化钒和多晶硅两种类型，系统选用非制冷多晶硅焦平面红外探测器。目前非制冷多晶硅焦平面长波红外探测器的像素规格主要有160 X 120、384 X 288、640 X 480几种规格。
[0021]红外物镜I是整个仪器的关键部分，其物镜的长度和重量均影响整个夜视仪的性能，因此，大视场、轻重量的物镜设计是整个夜视仪研制的关键技术之一。如图2所示，本申请的红外物镜I由第一透镜11、第二透镜12及第三透镜13依次叠加构成，第一透镜11与第二透镜12之间设有光阑14，采用非球面设计，可以在保证像质的情况下，减少镜片的数量，以减少物镜的重量和长度，光学材料均选用常用的红外材料锗，通过第一透镜11(即靠近光阑14的透镜)沿着光轴轴向移动来补偿温度变化产生的像面漂移。温度为-400C、600C时，温度调焦通过调节第一透镜11沿轴向向靠近光阑方向移动0.05mm和调节第一透镜11沿轴向远离光阑方向移动0.03mm来实现。
[0022]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于，包括红外物镜、红外探测器、图像拼接处理器、微显示器及红外目镜，所述红外物镜和红外探测器获取红外图像，所述红外图像输入至所述图像拼接处理器处理，经过处理后的图像显示在所述微显示器上，然后通过所述红外目镜成像后到达人眼位置。2.根据权利要求1所述的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于:包含四路所述红外物镜和红外探测器，四路所述红外物镜和红外探测器获取的红外图像经过所述图像拼接处理器拼接后，显示在所述微显示器上。3.根据权利要求2所述的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于:所述红外物镜由第一透镜、第二透镜及第三透镜依次叠加构成，所述第一透镜与第二透镜之间设有光阑。4.根据权利要求3所述的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于:所述红外物镜为非球面物镜，所述第三透镜呈平行平板结构。5.根据权利要求1所述的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于:所述微显示器为OLED显示器。6.根据权利要求1所述的应用于增强现实系统的全景红外夜视仪，其特征在于:所述红外探测器采用非制冷红外焦平面探测器。
【文档编号】H04N5/33GK205693765SQ201620642773
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月25日 公开号201620642773.4, CN 201620642773, CN 205693765 U, CN 205693765U, CN-U-205693765, CN201620642773, CN201620642773.4, CN205693765 U, CN205693765U
【发明人】陈华钦
【申请人】上海盟云移软网络科技股份有限公司