展现伽利略多尺度设计的共瞄准单中心多尺度(MMS)相机制造技术

本发明专利技术公开用于采用伽利略架构的单中心多尺度十亿像素成像系统及相机的系统、方法和结构，其中相邻子图像不交叠，同时与现有技术系统相比，有利地产生减小的系统体积、改进的相对照明和图像质量。

A common aiming single center multiscale (MMS) camera with Galileo multiscale design

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】展现伽利略多尺度设计的共瞄准单中心多尺度(MMS)相机相关申请案的交叉参考本申请案主张2017年2月13日申请的美国临时申请案序列号62/458,116的权益。
本公开大体上涉及光学和数字成像，且更特定地，涉及大像素计数成像系统。
技术介绍
如所属领域的技术人员将易于了解，数字成像系统、方法和结构用于数目不断增加的应用中并且在每个行业可想到的图像制造、创建、存储、分析和传播中变成一体。鉴于此重要性，希望将用于数字成像的改进的系统、方法和结构，且特定来说，有助于开发十亿像素成像的系统、方法和结构添加到所属领域。
技术实现思路
根据本公开的方面在所属领域中取得的进展是用于单中心多尺度十亿像素成像系统的系统、方法和结构以及采用伽利略架构的相机，其中相邻子图像不交叠，同时与现有技术系统相比，有利地产生减小的系统体积、改进的相对照明和图像质量。与现有技术开普勒设计形成鲜明对比的是，根据本公开的系统、方法和结构在二级微型相机光学器件之前不展现图像表面。因此，根据本公开的设计展现小得多的体积。在示意性实施例中，通过使用具有互补孔洞的数个共瞄准相机或通过扫描所述系统来消除总体图像中的“孔洞”。在特定的说明性配置中，改进的较小整个系统体积与现有技术系统相比可小10x。提供此
技术实现思路
是为了简要地标识本公开的一些方面，这些方面将在下面的具体实施方式中进一步加以描述。此
技术实现思路
不旨在标识本公开的关键或必要特征，也不旨在限制任何权利要求的范围。术语“方面”将被解读为“至少一个方面”。上文所描述的方面和本公开的其它方面通过实例的方式说明，并且不限于附图。附图说明可参考附图实现对本公开的更完整理解，在附图中：图1示出说明根据本公开的方面的三个共瞄准MMS相机的示意图，所述三个共瞄准MMS相机并联在一起以达成无缝连续视场；图2示出根据本公开的方面的用于个别MMS的说明性个别光学布置的示意图；图3(A)和3(B)示出根据本公开的方面的说明性MMS光学系统的示意图，其中：图3(A)说明此类系统的代表性光学体积，而图3(B)说明较小光学体积；图4(A)和4(B)示出根据本公开的说明性MMS光学成像系统的示意图，其中：图4(A)示出微型相机的光圈大小本身小于用于伽利略设计的虚拟中间图像，射线束的微小部分行进穿过光圈，而射线束的大部分被阻挡，从而导致严重渐晕和边缘性FOV，而图4(B)示出微型相机的经放大光圈，显著地减小中间图像的尺寸，从而克服此类渐晕；图5示出根据本公开的方面的说明性MMS光学成像系统的示意图，其中纵向尺寸的减小引起圆锥形相机的总体体积大幅减小；图6(A)和6(B)示出根据本公开的方面的说明性光学系统的示意图，其中：图6(A)示出开普勒设计的说明性示意图，而图6(B)示出伽利略设计的说明性示意图；图7(A)和7(B)示出说明性3通道光学系统的示意图，其中：图7(A)示出突出显示一个透镜配置的说明性AWARE-2设计，而图7(B)示出根据本公开的方面的伽利略MMS设计的说明性示意图，其突出显示所采用的透镜的配置；图8(A)和8(B)示出调制转移函数的曲线：图8(A)是根据本公开的方面的说明性MMS系统，且图8(B)是玻璃AWARE-2。具体实施方式以下内容仅说明本公开的原理。因此，应了解，所属领域的技术人员能够设计尽管未在本文明确描述或展示但体现了本公开的原理并且包含在本公开的精神和范围内的各种布置。更特定地，虽然阐述许多特定细节，但应理解，可在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例，且在其它情况下，不按次序展示熟知电路、结构和技术以免模糊对本公开的理解。此外，本文中所叙述的所有实例和条件语言主要明确地旨在仅用于教学目的以辅助读者理解本公开的原理和由专利技术人所提供的概念以深入本领域，并且应被理解为不限于这些具体叙述的实例和条件。此外，本文中叙述本公开的原理、方面和实施例以及其特定实例的所有陈述都意图涵盖其结构和功能等效物。另外，这些等效物旨在包含当前已知的等效物以及未来将被开发的等效物，即，任何后来被开发的执行相同功能的要素，而无关结构。因此，举例来说，所属领域的技术人员将了解，本文中的任何图式表示体现本公开的原理的说明性结构的概念视图。另外，所属领域的技术人员将了解，根据本公开的特定方法可表示可在计算机可读媒体中大体表示并且因此由计算机或处理器控制和/或执行的各种过程，而不管是否明确展示此类计算机或处理器。在本公开的权利要求中，表达为用于执行规定的功能的装置的任何元件意图涵盖执行所述功能的任何方式，包含例如a)执行所述功能的电路元件的组合或b)呈任何形式的软件，因此，包含固件、微码等，其与用于执行所述软件的适当电路组合以执行所述功能。由此类权利要求定义的本专利技术在于如下事实：由各个所述装置提供的功能性以权利要求需要的方式组合并且放在一起。因此，申请人把能够提供那些功能的任何装置看成是与此处描述的装置等效。最后，除非本文另有明确说明，否则附图未按比例绘制。借助于一些额外背景，开始注意到，对十亿像素尺度相机和成像系统的需要稳步增加，并且认识到其在包含广播媒体、成像、虚拟现实、飞行控制、运输管理、安全性和环境监测等多种应用中的实用性。尽管有这么大的需求，但部分地归因于此类十亿像素的系统成本和系统复杂性以及十亿像素图像管理的计算和通信挑战而使此类十亿像素系统的利用遇冷。鉴于这些限制，所属领域将注意力转向单中心多尺度(MMS)成像系统和相机，其归因于数个设计和技术突破而可有利地减小十亿像素成像系统的成本和复杂性。值得注意的是，且如所属领域的技术人员将易于了解，MMS成像系统和相机有利地达成十亿像素尺度系统的高角分辨率和宽视场(FOV)两者。与十亿像素天文望远镜和光刻透镜相比，可有利地使用可购得现成组件和方法制造和组装根据本公开的MMS成像系统和相机，而前者仅可在精确控制的实验室环境中用专门开发的工具和材料实现。应注意，说明性MMS系统的架构通常类似于望远镜的架构。更特定地，数个微型相机共享一个层状单中心球形物镜，其中每一微型相机覆盖标示为微型相机FOV(MFOV)的总体FOV的一部分。另外注意到，折光望远镜可分类成具有内部图像表面的开普勒系统和具有定位在物镜焦面之前的二级光学器件的伽利略系统。然而，虽然可根据这两个分类中的任一个设计MMS系统，且所述伽利略系统达成较小物理大小，但现有技术MMS成像系统和相机全部采纳开普勒设计，这是因为此类架构更易于适应相邻微型相机FOV之间的交叠并且因为其较容易构建。本公开所关注的是，伽利略望远镜包含通过其焦距之间的差异分隔开的正物镜和负二级物镜。与开普勒设计相比，伽利略设计的特征是较短管长度且因此较小整体大小。已认识到的伽利略设计的一个缺点是其较小FOV。如应展示和描述，在根据本公开的MMS成像系统和相机中克服此类缺点，这是由于我们的方法通过将FOV划分成(较)小FOV的大阵列而达成(较)宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单中心多尺度光学系统，其特征在于：/n伽利略架构，其具有至少三个个别微型相机，每一微型相机被配置成产生相应子图像，其中微型相机中的相邻微型相机所产生的子图像不交叠。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170213 US 62/458,1161.一种单中心多尺度光学系统，其特征在于：
伽利略架构，其具有至少三个个别微型相机，每一微型相机被配置成产生相应子图像，其中微型相机中的相邻微型相机所产生的子图像不交叠。


2.根据权利要求1所述的单中心多尺度光学系统，其进一步特征在于：
三个光学群组，其包含物镜、传感器光学器件，以及插置于所述物镜与所述传感器光学器件之间的目镜。

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·布雷迪，庞吴斌，
申请(专利权)人：安科迪有限公司，杜克大学，
类型：发明
国别省市：美国;US