一种多相机凝视探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多相机凝视探测系统。该方法基于大面阵探测器与大视场光学系统交叉的无缝拼接，采用4个镜头两排两列的一体化设计，可以实现最终一个任意尺寸的多个面阵探测器的无缝拼接。其优点在于拼接结构简单，无缝覆盖，无光学渐晕，可实现任意N×N的大规模拼接。该拼接方法可应用于航空航天等领域，特别适用于大视场，宽覆盖大面阵探测器的航空航天光电探测系统。

A multi camera stare detection system

The utility model discloses a multi camera staring detection system. The method is based on the seamless stitching of the large surface array detector and the large field optical system, and the integrated design of 4 lenses and two rows of two rows can achieve the final seamless stitching of a multiple array detector with arbitrary size. The advantage is that the splicing structure is simple, seamless, and no optical vignetting can achieve large-scale splicing of arbitrary N * N. The splicing method can be applied to aerospace and other fields, especially for large field of view and wide coverage of large array detector for aerospace photoelectric detection system.

【技术实现步骤摘要】
一种多相机凝视探测系统
本专利是多个面阵探测器与大视场光学系统，特别是一种将4镜头两排两列一体化设计的，可实现任意N×N面阵探测器无缝拼接的多相机凝视探测系统。
技术介绍
随着航空，航天技术的不断发展，对大面阵的光电成像系统需求越来越迫切。实现大面阵探测器的方法通常有两种，即直接制备所需规模的面阵探测器，或者使用面阵拼接的方法。超大规模面阵探测器的成本较高、技术难度大，进一步增大面阵探测器的规模存在着技术上的难度和器件成品率的风险。中国专利技术专利CN101650423B的大面阵光电器件光学拼接只能实现2×3或2×2模式的面阵探测器拼接，棱镜结构与拼接复杂，拼缝处存在光学渐晕；拼接需要复杂的机械结构进行固定于安装，体积和重量都比较大，不能用于轻量化设计中。中国专利技术专利CN102928903A的大面阵光电器件的无缝光学拼接实现的是3×3模式的面阵探测器拼接，需要反射镜且需要多次转向，所探测区域不能实现同时覆盖。
技术实现思路
本专利解决的技术问题：克服现有技术的不足，采用4个镜头的一体化设计，可以实现最终一个任意尺寸的多个面阵探测器的无缝拼接。其拼接简单，无缝覆盖，无光学渐晕，可实现任意N×N探测器的大规模交错拼接。本专利技术解决方案：采用4个镜头一体化设计实现，每个相对于中心视场偏离的角度是拼接间隙对应视场的一半，实现无缝覆盖。其特点在于：每个镜头相对于中心视场偏离的角度是拼接间隙对应视场的一半，实现无缝覆盖。由N×N面探测器的组合像面按照N×N方式进行阵列分割，水平及垂直方向的分割要与所选用的面阵探测器尺寸一致；将阵列由左到右，由上到下的方式编号，从1至N×N，第一行从左到右的三个探测器分别编号为1到N，第二行从左到右的三个探测器分别编号为N+1到2N，第三行从左到右的三个探测器分别编号为N×(N-1)+1到N×N，所有探测器均处于同一个平面。本专利与现有技术相比的优点在于：(1)本专利采用探测器拼接与视场拼接的方法，对四个镜头进行两排两列的一体化设计，可实现大视场无缝探测。(2)本专利结构简单，没有能量损失、光学渐晕等，不需要机械切换，可同时实现大区域探测。对于反射式棱镜分光的拼接方法则需要增加反射镜并需要多次指向，不能实现实时探测；对于透射式棱镜分光的拼接方法会造成能量损失和渐晕；分光的方法都需要加入棱镜系统，会增加系统重量。(3)本专利可实现任意数量的探测器拼接，适用性强。附图说明图1是本专利四个一体化设计的镜头侧视图。图2是本专利四个一体化设计的镜头俯视图。图3是本专利由10k×10k的面阵探测器交错拼接而成的80k×80k的规模。具体实施方式本专利包括四个一体化设计的镜头，N×N片面阵探测器。探测器的拼接方式并非直接拼接，而是采用交错拼接的方式。如使用10k×10k面阵探测器形成80k×80k规模，如图3所示，每个小正方形均代表10k×10k的面阵探测器；首先将4个10k的面阵探测器放在第一行(图中带有斜杠纹理的正方形)，并且每个面阵探测器与相邻探测器均间隔一个面阵探测器边长的距离，第二行与第一行的摆放方式相同，但与第一行的垂直距离仍然是一个面阵探测器的边长；一共形成四行这样的探测器阵列；重复4次这样的操作，不同纹理的正方形代表不同面阵探测器组；将4组由16个等间隔的组成的面阵探测器交错拼接，即可得到80k×80k的面阵探测器阵列。四个一体化设计的镜头的设计如图1，2所示，每个镜头相对于中心视场偏离的角度是拼接间隙对应视场的一半，四个视场有重叠部分，因此可实现视场的拼接。由N×N面探测器的组合像面按照N×N方式进行阵列分割，水平及垂直方向的分割要与所选用的面阵探测器尺寸一致；将阵列由左到右，由上到下的方式编号，从1至N×N，第一行从左到右的三个探测器分别编号为1到N，第二行从左到右的三个探测器分别编号为N+1到2N，第三行从左到右的三个探测器分别编号为N×(N-1)+1到N×N，所有探测器均处于同一个平面。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相机凝视探测系统，由四个相机构成，其特征在于：所述的四个相机的四个镜头为两排两列一体化结构，每个镜头相对于中心视场偏离角度是拼接间隙对应视场的一半，相机的面阵探测器通过交错拼接，实现无缝覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种多相机凝视探测系统，由四个相机构成，其特征在于：所述的四个相机的四个镜头为两排两列一体化结构，每个镜头相对于中心视场偏离角度是拼接间隙对应视场的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凡胜，胡琸悦，杨林，苏晓峰，郝俊川，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31