[发明专利]具有可变光场的光电监视系统

说明书

本发明涉及日间或夜间视觉观测仪器的领域，且具体而言，涉及在可见或红外范围中的光电监视系统。

这样的光电监视系统尤其被用于监控载体(特别是车辆或船舶)周围的空间，，以便检测在正被监控的区域中障碍物、另一载体、或抛射物的出现。为此，该光电监视系统被安排为将正被监控的空间的图像提供给操作者并且处理这些图像以便在有入侵到正被监控的空间中的事件的情况下自动发出警报。

光电监视系统通常包括获取单元，该获取单元包括安装在具有基本上水平的视线的变焦镜之后的至少一个传感器。所述获取单元被安装成围绕基本上垂直的轴转动并被连接到控制单元，该控制单元被安排成用于控制获取单元以便在该获取单元围绕垂直轴旋转期间在运行中捕捉图像。随后，这些图像将被聚合以便形成环境的全景图像。这使得要围绕获取单元在360°上扫掠视界成为可能。

看起来获取单元的旋转速度更高，这些系统就更加有效。然而，由于传感器的积分时间的原因，所述旋转速度是受限的，积分时间是指获取来自场景的图像信号所需的时间并等同于摄影术中的曝光时间。因此，如果旋转速度过高，则图像就受到移动模糊性的影响。这对于在寒冷的地理区域中使用的红外获取单元来说更是如此。

为了弥补该缺陷，已知在变焦镜前面放置被安装成围绕与获取部件的旋转轴平行的轴旋转的反射型光学元件。该反射型光学元件是多边形的形式，其平行于旋转轴的诸面是反射性的，并且其在与获取单元的旋转方向对向的方向上以等于获取单元的旋转速度一半的速度来旋转。由此，该反射型光学元件与获取单元的对向的旋转使得要将视线在所观测的场景的空间中保持基本上固定长达大于传感器的积分时间的时间成为可能。这些设备是沉重和体积大的。

本发明的一个目的在于要提议一种替代已知监视系统的监视系统，其在具有良好性能的同时还是相对轻量化和紧凑的。

为此，根据本发明，提供了一种光电监视系统，包括包含被安装在变焦镜之后的至少一个传感器的获取单元以及控制单元，所述变焦镜具有以会聚射线定义了至少一个第一空间的在前的一组可移动的透镜以及在后的一组固定透镜，所述控制单元被连接到获取单元和旋转光学元件，所述旋转光学元件被这样安排以便围绕第一轴旋转并被固定到由控制单元控制的驱动部件，以便围绕所述第一轴独立于获取单元的移动地修改由传感器察觉到的场。所述光学元件是安装在第一空间中以便围绕第一轴旋转的第一透明板，而所述驱动部件被安排成以便在两个对向的方向中旋转所述第一光学板。

所述可移动透镜组形成可变焦光学设备，而所述固定透镜组形成成像设备，其放大倍数取决于所使用的透镜。光学元件仅仅是一种透明板，该透明板具有放置在固定透镜组中的平行面以便防止在这些透镜与该板之间的干扰。对透明板的相对于光线方向的位置的修改引起了穿过该透明板的光线的平移以及由此带来了这些束在传感器上所瞄准的点的角度移动。在传感器侧上的所述移动相对于光线在该板中的移动而被放大达位于所述板与所述传感器之间的透镜的放大倍数。所述板被旋转，以便在无需获取单元移动的情况下修改传感器所见的场。这使得对获取单元围绕第一轴的移动进行补偿并且因此拥有更多时间来获取一个或多个图像成为可能。

优选地，所述获取单元被安装成在第二旋转方向上围绕与第一轴平行的第二轴转动，并且控制单元被安排成控制获取单元以便在获取单元围绕第二轴旋转期间在运行中捕捉图像，并控制驱动部件以便在获取至少一个图像的时间期间保持传感器所察觉到的场恒定。

当所述轴是垂直的时，该监视系统提供了全景观察。在这个应用中，确定了对场的修改以便于允许获取单元的相对高的旋转速度(场越大，旋转速度就可以越高)或捕捉多个图像以便将这些图像加在一起并因而提高信/噪比。

根据一特定实施例，固定透镜组通过会聚射线限界了至少一第二空间，在其中至少一个第二透明板被安装成以便围绕第三轴转动并且被固定到驱动部件，所述驱动部件被安排为在两个对向方向中旋转第二透明刀片并由控制单元进行控制以便围绕第三轴独立于获取单元的移动地修改由传感器察觉到的场，所述第三轴基本上垂直于所述第二轴。

所述第二板的使用是尤其有利的，因为这使得(例如在全景观察的情形中)在另一个方向上修改该场成为可能，从而对第二轴的非垂直定位进行了补偿或提供了目标的稳定化。

有利地，控制单元可以被安排以便控制所述板和传感器的旋转，从而捕捉相同场景部分的至少两个接连图像并将这些图像相加，以获得具有与这些接连图像相同的分辨率的重构图像。

将图像相加提高了信噪比，并且因而提高了图像的质量。