本發(fā)明涉及一種望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，特別涉及一種純光學(xué)與數(shù)字無(wú)縫切換的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會(huì)，隨著光電，微電子，智能化技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入到數(shù)字化，信息化，智能化的新時(shí)代。各種光電產(chǎn)品都趨向于數(shù)字化方向發(fā)展，這使得產(chǎn)品的智能化水平得到極大的提高。但數(shù)字化的本身也具有其固有的缺點(diǎn)，在數(shù)字系統(tǒng)中，無(wú)論數(shù)位精度取得多高，但總是有固定的精度的，都是以損失細(xì)節(jié)信息為代價(jià)的，如果我們要想得到更高的精度，就必須再次提高數(shù)字化量化精度。

就像一張照片，如果想要數(shù)字儲(chǔ)起來(lái)，就必須進(jìn)行數(shù)字化，但不論你的圖像分辨率是多高，也無(wú)論你光學(xué)鏡頭如何之好，只要我們無(wú)限放大觀察圖片，最后也只能看到馬賽克點(diǎn)，這時(shí)候觀察到的圖片細(xì)節(jié)已經(jīng)完全不再真實(shí)。所以，數(shù)字化的本質(zhì)是以細(xì)節(jié)的失真為代價(jià)的，它的精度是有限的。反過(guò)來(lái)，如果我們以傳統(tǒng)的膠片拍照，只要膠片的感光顆粒足夠細(xì)，光學(xué)鏡頭的成像質(zhì)量足夠好，在觀察時(shí)，無(wú)論我們放大多少倍，理論上講，圖片的細(xì)節(jié)都是真實(shí)的，細(xì)膩的。細(xì)節(jié)的失真度是可以接受的。

如上所述：數(shù)字成像與光學(xué)模擬成像之間的差別，在高科技技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力往往是軍事應(yīng)用，現(xiàn)代軍事技術(shù)的發(fā)展也朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，這樣的發(fā)展方向雖然對(duì)技術(shù)進(jìn)步起到了非常重要的作用，但同時(shí)也帶來(lái)了數(shù)字系統(tǒng)中的固有缺點(diǎn)，那就是：細(xì)節(jié)失真。

軍事偵查、瞄戶準(zhǔn)，警用遠(yuǎn)距取證、偵查，外登山、觀景等都離不開(kāi)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。傳統(tǒng)的純光學(xué)系統(tǒng)可以做到很高的倍率，很高的清晰度白天的觀察效果可以做得很好，但觀察到的目標(biāo)圖像不能存儲(chǔ)，也就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)共享。再者，純光學(xué)系統(tǒng)沒(méi)有環(huán)境亮度增強(qiáng)能力，在環(huán)境亮度較低時(shí)，無(wú)法使用。高端數(shù)碼望遠(yuǎn)系統(tǒng)可以彌補(bǔ)純光學(xué)系統(tǒng)存在的固有缺點(diǎn)，不但能夠存儲(chǔ)目標(biāo)圖像實(shí)現(xiàn)信息共享，還能增強(qiáng)環(huán)境亮度，在夜晚的環(huán)境也可以使用。但數(shù)碼系統(tǒng)望遠(yuǎn)系統(tǒng)也存在其自身的高分辨率失真和圖像處理速度等問(wèn)題。

因此，有必要開(kāi)發(fā)出一種純光學(xué)與數(shù)字無(wú)縫切換的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，解決觀察到的目標(biāo)圖像不能存儲(chǔ)，也就沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)共享的缺點(diǎn)，提供一種純光學(xué)與數(shù)字無(wú)縫切換的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種純光學(xué)與數(shù)字無(wú)縫切換的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，主要包括有物鏡系統(tǒng)、光學(xué)倒像系統(tǒng)、物鏡、圖像傳感器、電子調(diào)光板、目視分光系統(tǒng)、目鏡系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述的物鏡系統(tǒng)將外界環(huán)境圖像成像(普通物鏡成像為倒立實(shí)像)，經(jīng)所述的光學(xué)倒像系統(tǒng)進(jìn)入物鏡分光后，將成像物光分成兩束，其中一束給圖像傳感器，另一束經(jīng)電子調(diào)光板調(diào)整物光強(qiáng)度后再經(jīng)目視分光系統(tǒng)與顯示數(shù)碼圖像的顯示屏的圖像進(jìn)行光學(xué)疊加，疊加后的光學(xué)圖像經(jīng)所述的目鏡系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成適合人眼的虛像，使目視觀察能得到高品質(zhì)的環(huán)境圖像，所述的控制系統(tǒng)連接并控制各系統(tǒng)部件的工作。

進(jìn)一步方案為：所述的控制系統(tǒng)包括由控制按鍵、數(shù)據(jù)接口、定位模塊、無(wú)線傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和電源部件組成。

進(jìn)一步方案為：所述的控制按鍵將命令傳遞給控制系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)接口負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)與外部設(shè)備的有線數(shù)據(jù)交換，所述的定位模塊保證產(chǎn)品的高精度導(dǎo)航定位；所述的電源保證系統(tǒng)電源分配和電能供應(yīng)。

進(jìn)一步方案為：所述的控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)將圖像傳感器采集到的數(shù)字圖像進(jìn)行處理并送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)，同時(shí)按照相應(yīng)需求顯示到圖像顯示屏上，還可以將音視頻經(jīng)無(wú)線傳輸端口發(fā)送給其它無(wú)線顯示終端。

進(jìn)一步方案為：所述的控制系統(tǒng)在需要純光學(xué)系統(tǒng)觀察和圖像存儲(chǔ)時(shí)，將圖像傳感器采集的數(shù)字圖像經(jīng)行處理，并發(fā)送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)，同時(shí)關(guān)閉圖像顯示屏，控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)給電子調(diào)光板，使電子調(diào)光板透光率增加，外界圖像經(jīng)純粹的光學(xué)系統(tǒng)成像到目視，完成純光學(xué)系統(tǒng)觀察和圖像存儲(chǔ)。

進(jìn)一步方案為：所述的控制系統(tǒng)在需要觀察數(shù)碼高清圖像或者光學(xué)與數(shù)碼圖像疊加圖像時(shí)，將圖像傳感器采集的數(shù)字圖像經(jīng)行處理，并將處理好的視頻圖像送顯示屏顯示出來(lái)；同時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)調(diào)整電子調(diào)光板透光率，通過(guò)目視分光系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)疊加，再經(jīng)目鏡系統(tǒng)后，高清晰數(shù)碼或疊加圖像就能呈現(xiàn)到目視前，就能夠觀察到高清的數(shù)碼圖像或者光學(xué)與數(shù)碼圖像疊加的視頻圖像。

進(jìn)一步方案為：所述的控制系統(tǒng)只要開(kāi)啟圖像傳感器采集視頻圖像，就可以將處理好的視頻，圖像信息按用戶需求送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)，送無(wú)線傳輸將視頻信號(hào)傳輸出去或可以接收數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，通過(guò)數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。

進(jìn)一步方案為：所述的光學(xué)倒像系統(tǒng)采用透鏡組光學(xué)倒像、棱鏡組光學(xué)倒像或者光纖光學(xué)倒像。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明將純光學(xué)系統(tǒng)與高端數(shù)碼系統(tǒng)進(jìn)行完美的結(jié)合，完美的解決純光學(xué)系統(tǒng)與純高端數(shù)碼系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，既保證了純光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，又加入了高端數(shù)碼系統(tǒng)的特點(diǎn)，使用戶在白天，晚上都可以看到高質(zhì)量，高清晰的目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)信息共享的同時(shí)，將目標(biāo)圖像存儲(chǔ)起來(lái)，以便后續(xù)利用。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記

(1)、物鏡系統(tǒng)；(2)、光學(xué)倒像系統(tǒng)；(3)、物鏡；(4)、電子調(diào)光板；(5)、目視分光；(6)、目鏡系統(tǒng)；(7)、目視；(8)、圖像傳感器；(9)、顯示屏；(10)、控制系統(tǒng)；(11)、控制按鍵；(12)、數(shù)據(jù)接口；(13)、定位模塊；(14)、無(wú)線傳輸；(15)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備；(16)、電源管理。

具體實(shí)施方式

為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說(shuō)明，但不局限于此。

如圖1-2所示，本發(fā)明提供一種純光學(xué)與數(shù)字無(wú)縫切換的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，主要包括有物鏡系統(tǒng)(1)、光學(xué)倒像系統(tǒng)(2)、物鏡(3)、圖像傳感器(8)、電子調(diào)光板(4)、目視分光系統(tǒng)(5)、目鏡系統(tǒng)(6)和控制系統(tǒng)(10)；物鏡系統(tǒng)(1)將外界環(huán)境圖像成像(普通物鏡成像為倒立實(shí)像)，經(jīng)光學(xué)倒像系統(tǒng)(2)進(jìn)入物鏡(3)分光后，將成像物光分成兩束，其中一束給圖像傳感器(8)，另一束經(jīng)電子調(diào)光板(4)調(diào)整物光強(qiáng)度后再經(jīng)目視分光系統(tǒng)(5)與顯示數(shù)碼圖像的顯示屏(9)的圖像進(jìn)行光學(xué)疊加，疊加后的光學(xué)圖像經(jīng)所述的目鏡系統(tǒng)(6)轉(zhuǎn)換成適合人眼的虛像，使目視觀察能得到高品質(zhì)的環(huán)境圖像，控制系統(tǒng)(10)連接并控制各系統(tǒng)部件的工作。

控制系統(tǒng)(10)包括由控制按鍵(11)、數(shù)據(jù)接口(12)、定位模塊(13)、無(wú)線傳輸(14)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(15)和電源(16)部件組成；控制按鍵(11)將命令傳遞給控制系統(tǒng)(10)，所述的數(shù)據(jù)接口(12)負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)(10)與外部設(shè)備的有線數(shù)據(jù)交換，所述的定位模塊(13)控制產(chǎn)品的高精度導(dǎo)航定位；所述的電源(16)提供系統(tǒng)電源分配和電能供應(yīng)。

控制系統(tǒng)(10)負(fù)責(zé)將圖像傳感器(8)采集到的數(shù)字圖像進(jìn)行處理并送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(15)存儲(chǔ)，同時(shí)按照相應(yīng)需求顯示到圖像顯示屏(9)上，還可以將音視頻經(jīng)無(wú)線傳輸(14)端口發(fā)送給其它無(wú)線顯示終端。

控制系統(tǒng)(10)在需要純光學(xué)系統(tǒng)觀察和圖像存儲(chǔ)時(shí)，將圖像傳感器(8)采集的數(shù)字圖像經(jīng)行處理，并發(fā)送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(15)存儲(chǔ)，同時(shí)關(guān)閉圖像顯示屏(9)，控制系統(tǒng)(10)發(fā)出控制信號(hào)給電子調(diào)光板(4)，使電子調(diào)光板(4)透光率增加，外界圖像經(jīng)純粹的光學(xué)系統(tǒng)成像到目視(7)，完成純光學(xué)系統(tǒng)觀察和圖像存儲(chǔ)。

控制系統(tǒng)(10)在需要觀察數(shù)碼高清圖像或者光學(xué)與數(shù)碼圖像疊加圖像時(shí)，將圖像傳感器(8)采集的數(shù)字圖像經(jīng)行處理，并將處理好的視頻圖像送顯示屏(9)顯示出來(lái)；同時(shí)，控制系統(tǒng)(10)發(fā)出信號(hào)調(diào)整電子調(diào)光板(4)透光率，通過(guò)目視分光系統(tǒng)(5)進(jìn)行光學(xué)疊加，再經(jīng)目鏡系統(tǒng)(6)后，高清晰數(shù)碼或疊加圖像就能呈現(xiàn)到目視(7)前，就能夠觀察到高清的數(shù)碼圖像或者光學(xué)與數(shù)碼圖像疊加的視頻圖像。

任何一種工作模式下，控制系統(tǒng)(10)只要開(kāi)啟圖像傳感器(8)采集視頻圖像，就可以將處理好的視頻，圖像信息按用戶需求送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備(15)存儲(chǔ)，送無(wú)線傳輸(14)將視頻信號(hào)傳輸出去(也可以接收數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示)，通過(guò)數(shù)據(jù)接口(12)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。

光學(xué)倒像系統(tǒng)(2)可以采用透鏡組光學(xué)倒像、棱鏡組光學(xué)倒像或者光纖光學(xué)倒像。

本發(fā)明顯著進(jìn)步技術(shù)特征在于以下：

1.本發(fā)明將純光學(xué)系統(tǒng)和高清數(shù)碼系統(tǒng)完美融合成一體，望遠(yuǎn)系統(tǒng)中的純光學(xué)系統(tǒng)無(wú)縫切換到高清數(shù)碼系統(tǒng)時(shí)無(wú)需任何機(jī)械部件，保證了整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性；本發(fā)明的純光學(xué)系統(tǒng)與高清數(shù)碼系統(tǒng)的切換是采用光學(xué)棱鏡和電子遮光方式實(shí)現(xiàn)的。在系統(tǒng)中的任何機(jī)械部件都是固定的，切換純光學(xué)系統(tǒng)與數(shù)碼高清系統(tǒng)只需要電子方式關(guān)閉其中的光學(xué)通道或者關(guān)閉高清數(shù)碼通道實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換。甚至可以用電子調(diào)光的方式，改變純光學(xué)系統(tǒng)通道的通光量，達(dá)到晝夜無(wú)縫切換的效果。

2.本發(fā)明的望遠(yuǎn)系統(tǒng)無(wú)論觀察使用的是純光學(xué)系統(tǒng)還是高清數(shù)碼系統(tǒng)，都可以開(kāi)啟存儲(chǔ)功能將實(shí)時(shí)目標(biāo)圖像存儲(chǔ)起來(lái)。在純光學(xué)觀察系統(tǒng)或者高清數(shù)碼系統(tǒng)觀察模式，系統(tǒng)都可以打開(kāi)圖像傳感器，將采集到的實(shí)時(shí)圖像純儲(chǔ)起來(lái)。測(cè)底解決能觀察不能保存的問(wèn)題。

3.本發(fā)明的望遠(yuǎn)系統(tǒng)可以任意切換純光學(xué)系統(tǒng)還是高清數(shù)碼系統(tǒng)觀察模式，不受環(huán)境影響。本發(fā)明將物鏡成像光路經(jīng)過(guò)棱鏡分光，其中一路經(jīng)電子調(diào)光片直接進(jìn)入目鏡光路，從目鏡可以直接觀察，從而實(shí)現(xiàn)純光學(xué)觀察；另一路分光直接耦合到圖像傳感器CMOS上，通過(guò)圖像傳感器8可以得到高清數(shù)碼圖像用于存儲(chǔ)或者數(shù)碼顯示。在目視端，也用棱鏡將純光學(xué)圖像與數(shù)碼顯示的圖像經(jīng)行疊加，這樣，在目鏡觀察時(shí)，既可以觀察純光學(xué)圖像，又可以根據(jù)用戶需求，控制電子調(diào)光板的透光率，觀察高清數(shù)碼圖像。在各種工作模式切換過(guò)程中，各模式雖然相互關(guān)聯(lián)，但又相互協(xié)調(diào)補(bǔ)償，卻不會(huì)相互影響。

4.本發(fā)明的數(shù)碼高清望遠(yuǎn)系統(tǒng)具有亮度增強(qiáng)能力，能適應(yīng)夜間環(huán)境的觀察使用。本發(fā)明的數(shù)碼高清成像系統(tǒng)具有圖像亮度增強(qiáng)功能，在比較暗的環(huán)境下，可以開(kāi)啟夜視模式，使系統(tǒng)在夜間的低照度環(huán)境下，也能得到清晰的圖像，使夜間的觀察和記錄更加清晰，極大的擴(kuò)展用戶視野。

5.本發(fā)明的純光學(xué)系統(tǒng)和高清數(shù)碼系統(tǒng)具有相互適應(yīng)的視角，切換時(shí)無(wú)明顯倍率差異。本發(fā)明的各光學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)均考慮了圖像傳感器8和高清數(shù)碼顯示器的具體技術(shù)參數(shù)，個(gè)成像面的大小，和各光學(xué)鏡頭的實(shí)用視場(chǎng)角度保持協(xié)調(diào)一致，確保在純光學(xué)系統(tǒng)觀察和高清數(shù)碼觀察時(shí)的視場(chǎng)角度，視野范圍基本相同。

6.在本發(fā)明中，系統(tǒng)主要分為光學(xué)系統(tǒng)部分和電子系統(tǒng)兩大部分。在光學(xué)系統(tǒng)部分中又分為成像光學(xué)部分、分光光學(xué)部分和目視光學(xué)部分；電子系統(tǒng)部分又可分為控制系統(tǒng)部分和外設(shè)部分。整個(gè)系統(tǒng)在各部分的協(xié)調(diào)配合下，完成用戶需要的各種模式下的相應(yīng)功能，且能達(dá)到完美解決純光學(xué)系統(tǒng)與數(shù)字光學(xué)系統(tǒng)的無(wú)縫連接和切換的目的，給用戶完美的使用體驗(yàn)。

上述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發(fā)明的實(shí)施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護(hù)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。