本發(fā)明主要涉及到紫外檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種紫外可見復(fù)合成像鏡頭及紫外可見復(fù)合成像儀。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中的高壓設(shè)備在發(fā)生電氣放電時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的不同，會(huì)產(chǎn)生電暈、閃絡(luò)或者電弧。在電暈放電過程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量。當(dāng)電子釋放能量時(shí)，會(huì)向外輻射紫外線。因此，可通過紫外成像技術(shù)對(duì)電暈放電進(jìn)行探測(cè)。在電力巡檢中，紫外成像儀的鏡頭通常采用單光路成像或者雙波段成像，單光路設(shè)計(jì)類似于傳統(tǒng)鏡頭，僅能單獨(dú)用于紫外成像，而在實(shí)際應(yīng)用中，單獨(dú)的紫外成像無法在日光下輸出用于拍攝電暈放電產(chǎn)生的微弱紫外發(fā)光點(diǎn)，既無法定位發(fā)光點(diǎn)，使用極其不便。雙波段成像即分別對(duì)紫外光和可見光進(jìn)行成像，通過日盲紫外成像系統(tǒng)進(jìn)行紫外光成像，通過可見光成像系統(tǒng)進(jìn)行可見光成像，使得在日光下即可獲得清晰的紫外光圖像。

與此同時(shí)，無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展為電力巡線提高了新的有效手段。當(dāng)前，電力巡線主要采用人工巡檢或有人機(jī)載巡檢方式。其中，人工巡檢成本效率比較低，而有人機(jī)載巡檢成本高。如果采用無人機(jī)載巡檢方式將會(huì)提高效率的同時(shí)有效的節(jié)約成本。此外，無人機(jī)巡檢方式也可有效地解決山區(qū)、丘陵等特殊地區(qū)人工巡檢難的問題。

但是，無人機(jī)巡檢最大的問題在于載重限制，采用單光路紫外成像鏡頭的紫外成像儀可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)搭載，但是其紫外檢測(cè)效果不好，無法在日光下拍攝微弱紫外發(fā)光點(diǎn)；而采用雙波段紫外成像鏡頭的紫外成像儀雖然可以實(shí)現(xiàn)較好成像，但是由于現(xiàn)有的雙波段紫外成像鏡頭需要采用平行設(shè)置的雙成像部件分別對(duì)紫外光和可見光進(jìn)行收集成像，這種光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)會(huì)帶來較大尺寸和較重體積，從而無法搭載在無人機(jī)或手持上使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種體積小、重量輕便的紫外可見復(fù)合成像鏡頭。

本發(fā)明實(shí)施例采用下述技術(shù)方案：

一種紫外可見復(fù)合成像鏡頭，自物方至紫外像方依次設(shè)置可見光成像部件和紫外光成像部件，所述可見光成像部件包括可見光鏡頭和可見光成像裝置,所述紫外光成像部件包括第二紫外反射鏡、第一紫外反射鏡和紫外光成像裝置，所述可見光成像部件不阻擋全部光源，所述第一紫外反射鏡收集紫外光并反射到所述第二紫外反射鏡，所述第二紫外反射鏡將紫外光投射到所述紫外光成像裝置的成像面。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二紫外反射鏡和紫外光成像裝置之間設(shè)置有紫外濾光片。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一紫外反射鏡為凹面反射鏡。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二紫外反射鏡為凸面反射鏡。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，自物方至紫外像方，所述可見光鏡頭、可見光成像裝置、第二紫外反射鏡、第一紫外反射鏡以及紫外光成像裝置依次同軸設(shè)置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一紫外反射鏡開設(shè)有用于紫外光通過的通孔。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通孔位于第一紫外反射鏡中心。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二紫外反射鏡的直徑大于可見光鏡頭以及可見光成像裝置的直徑。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一紫外反射鏡和第二紫外反射鏡表面均鍍有反射紫外光的光學(xué)膜。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光學(xué)膜為鋁膜。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鋁膜上鍍有一層MgF₂保護(hù)膜。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述可見光成像裝置包括可見光探測(cè)器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述紫外光成像裝置包括紫外光探測(cè)器。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種紫外可見復(fù)合成像儀，包括所述紫外可見復(fù)合成像鏡頭，還包括：

圖像控制模塊以及圖像存儲(chǔ)模塊，所述圖像控制模塊用于控制可見光成像裝置和紫外光成像裝置，并分別將可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)輸入圖像存儲(chǔ)模塊，所述圖像存儲(chǔ)模塊收集可見光圖像信號(hào)以及紫外光圖像信號(hào)并進(jìn)行處理；

圖像顯示模塊，用于顯示處理過的紫外可見融合圖像；

地面設(shè)備，用于控制成像儀各成像參數(shù)以及接收可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)。

本發(fā)明所述的一種紫外可見復(fù)合成像鏡頭及紫外可見復(fù)合成像儀具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明所述的紫外可見復(fù)合成像鏡頭及紫外可見復(fù)合成像儀改變現(xiàn)有技術(shù)平行設(shè)置的紫外成像部件以及可見光成像部件的布局，創(chuàng)造性的將可見光成像部件和紫外光成像部件橫向設(shè)置，大大地縮小了整體尺寸、減輕整體重量，使其適用于無人機(jī)或手持等便攜式設(shè)備，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低，適用范圍廣。

本發(fā)明中紫外光成像部件采用一組反射式結(jié)構(gòu)，包含兩個(gè)反射鏡，使其不存在復(fù)色像差，并且大口徑紫外反射鏡相對(duì)傳統(tǒng)紫外透鏡更容易加工，因此使得本發(fā)明的紫外成像系統(tǒng)分辨率高，成像質(zhì)量好。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明紫外可見復(fù)合成像鏡頭的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本發(fā)明紫外可見復(fù)合成像儀的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖例說明：

1、紫外可見復(fù)合成像鏡頭；11、可見光成像部件；12、紫外光成像部件；111、可見光鏡頭；112、可見光成像裝置；121、第二紫外反射鏡；122、第一紫外反射鏡；124、紫外濾光片；123、紫外光成像裝置；2、圖像控制模塊；3、圖像存儲(chǔ)模塊；4、圖像顯示模塊；5、地面設(shè)備。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

第一實(shí)施例

如圖1所示，本實(shí)施例為一種紫外可見復(fù)合成像鏡頭1，包括可見光成像部件11和紫外光成像部件12。可見光成像部件11包括可見光鏡頭111和可見光成像裝置112；紫外光成像部件12包括第二紫外反射鏡121、第一紫外反射鏡122、紫外濾光片124和紫外光成像裝置123，第一紫外反射鏡122、第二紫外反射鏡121表面均鍍有反射紫外光的光學(xué)膜。自物方至紫外像方依次同軸設(shè)置可見光鏡頭111、可見光成像裝置112、第二紫外反射鏡121、第一紫外反射鏡122、紫外濾光片124、紫外光成像裝置123，第一紫外反射鏡122中心開設(shè)有用于紫外光通過的通孔。第一紫外反射鏡122的直徑大于可見光鏡頭111、可見光成像裝置112以及第二紫外反射鏡121的直徑，并且第二紫外反射鏡121的直徑大于可見光鏡頭111以及可見光成像裝置112的直徑。第一紫外反射鏡122收集未被可見光成像部件11阻擋的紫外光并反射到第二紫外反射鏡121，第二紫外反射鏡121將紫外光通過第一紫外反射鏡122中心的通孔投射到紫外光成像裝置123的成像面。

現(xiàn)有的雙波段紫外成像鏡頭采用平行設(shè)置的雙成像部件分別對(duì)紫外光和可見光進(jìn)行采集成像，這種光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)會(huì)帶來較大尺寸和較重體積，從而無法搭載在無人機(jī)或手持上使用。本實(shí)施例紫外可見復(fù)合成像鏡頭1創(chuàng)造性將可見光成像部件11和紫外光成像部件12橫向設(shè)置,大大地縮小了整體尺寸、減輕整體重量，使其適用于無人機(jī)或手持等便攜式設(shè)備，可見光成像部件11和紫外光成像部件12的各組成部件同軸設(shè)置，并且第一紫外反射鏡122中心開設(shè)有用于紫外光通過的通孔，優(yōu)化各部件布局，進(jìn)一步縮小了整體尺寸，并且可以更全面的收集到紫外光信號(hào)，可以得到更好的紫外光成像效果，當(dāng)然本發(fā)明其他實(shí)施例可見光成像部件11和紫外光成像部件12的各組成部件也可以不同軸設(shè)置，第一紫外反射鏡122中心也可以不開設(shè)用于紫外光通過的通孔，或者用于紫外光通過的通孔也可以不在中心，所涉及的結(jié)構(gòu)眾多，此處未一一列舉，只要保證第一紫外反射鏡122可以收集紫外光并反射到第二紫外反射鏡121，并且第二紫外反射鏡121可以將紫外光投射到紫外光成像裝置123的成像面即可。

依據(jù)光學(xué)成像原理，對(duì)于置于光學(xué)鏡頭前方(一般小于1倍焦距)的遮擋物，僅對(duì)成像的亮度有影響，即遮擋物越小，亮度影響越小，所以本實(shí)施例第一紫外反射鏡122直徑大于可見光鏡頭111、可見光成像裝置112、第二紫外反射鏡121的直徑，有效地防止可見光成像部件11阻擋全部光源導(dǎo)致，導(dǎo)致紫外光成像部件12收集不到紫外光，更具體地，為保證第一紫外反射鏡122可以收集紫外線，在紫外光成像部件12內(nèi)部，第一紫外反射鏡122直徑也大于第二紫外反射鏡121的直徑，當(dāng)然，也可以通過其他方式實(shí)現(xiàn)第一紫外反射鏡122可以收集紫外線,例如可以在第二紫外反射鏡121兩側(cè)穿孔使紫外光可以通過等。本實(shí)施例為了減小可見成像部件對(duì)紫外入射光的遮擋，所以可見光鏡頭1、可見成像面2、第二紫外反射鏡3的直徑盡可能小。并且本實(shí)施例第二紫外反射鏡121的直徑大于可見光鏡頭111以及可見光成像裝置112的直徑，防止第一紫外反射鏡122反射的紫外光被可見光鏡頭111或可見光成像裝置112吸收，而減弱紫外光信號(hào)強(qiáng)度。

同時(shí)，本實(shí)施例紫外光成像部件12采用的一組反射式結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)非球面反射鏡，具體為，第一紫外反射鏡122為凹面反射鏡，凹面反射鏡可以收集周圍的紫外光并反射至中心的第二紫外反射鏡121；第二紫外反射鏡121為凸面反射鏡，凸面反射鏡相對(duì)于平面反射鏡或者凹面反射鏡，可以使兩側(cè)凹面反射鏡發(fā)射過來的光反射時(shí)更容易從第一紫外反射鏡122中心的通孔通過到達(dá)紫外光成像裝置123。兩個(gè)紫外反射鏡，使其不存在復(fù)色像差，并且大口徑紫外反射鏡相對(duì)傳統(tǒng)紫外透鏡更容易加工，因此使得本發(fā)明的紫外成像系統(tǒng)分辨率高，成像質(zhì)量好。

上述的一組反射式結(jié)構(gòu)由于不存在復(fù)色像差，且再通過優(yōu)化紫外反射鏡的非球面系數(shù)補(bǔ)償球差、彗差、象散等單色像差，最終可以得到分辨率高，成像質(zhì)量好的紫外成像圖，并且大口徑紫外反射鏡相對(duì)現(xiàn)有透鏡來說更容易加工，降低加工成本。

本實(shí)施例第二紫外反射鏡121和紫外光成像裝置123之間還設(shè)置有紫外濾光片124，可在第二紫外反射鏡121反射的光中選取所需輻射波段的紫外光到達(dá)紫外光成像裝置123，更好地進(jìn)行紫外成像分析，更具體地本實(shí)施例將紫外濾光片124設(shè)置在第一紫外反射鏡122和紫外光成像裝置123之間。

此外，在本實(shí)施例中，可見光鏡頭111用于收集鏡頭范圍內(nèi)的可見光，并將可見光成像于可見光成像裝置112的成像面上，可見光鏡頭111可為普通光學(xué)材料加工而成?？梢姽獬上裱b置112包括可見光探測(cè)器，其成像面為可見光探測(cè)器的感光面，用于獲取可見光圖像信號(hào)。第一紫外反射鏡122、第二紫外反射鏡121表面鍍有的反射紫外光的光學(xué)膜采用鋁膜，用于增加第一紫外反射鏡122以及第二紫外反射鏡121對(duì)紫外光的反射率，同時(shí)鋁膜上鍍有一層MgF₂保護(hù)膜，用于保護(hù)反射鏡的反射表面。紫外光成像裝置123包括紫外光探測(cè)器，其成像面為紫外光探測(cè)器的感光面，用于獲取紫外光圖像信號(hào)。

第二實(shí)施例

如圖2所示，本實(shí)施例為一種紫外可見復(fù)合成像儀，包括上述第一實(shí)施例中的紫外可見復(fù)合成像鏡頭1，還包括：

圖像控制模塊2以及圖像存儲(chǔ)模塊3，圖像控制模塊2用于控制可見光成像裝置112和紫外光成像裝置123，并分別將可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)輸入圖像存儲(chǔ)模塊3，圖像存儲(chǔ)模塊3收集可見光圖像信號(hào)以及紫外光圖像信號(hào)并進(jìn)行處理；

圖像顯示模塊4，用于顯示處理過的紫外可見融合圖像；

地面設(shè)備5，用于控制成像儀各成像參數(shù)以及接收可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)。

紫外可見復(fù)合成像儀采用第一實(shí)施例中收集的紫外可見復(fù)合成像鏡頭1，大大地縮小了成像儀的整體尺寸、減輕整體重量，使其更適用于無人機(jī)或手持等便攜式設(shè)備。

其中，紫外可見復(fù)合成像鏡頭71將收集到的目標(biāo)光源進(jìn)行成像處理，以獲得紫外光圖像信號(hào)與可見光圖像信號(hào)，圖像控制模塊2用于控制可見光成像裝置112和紫外光成像裝置123，使其分別將可見光成像裝置112的可見光探測(cè)器探測(cè)到的可見光圖像信號(hào)和紫外光成像裝置123的紫外探測(cè)器探測(cè)到的紫外光圖像信號(hào)和分別輸入圖像存儲(chǔ)模塊3，圖像存儲(chǔ)模塊3將收集到的可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)進(jìn)行融合處理，獲得紫外可見融合圖像信號(hào)，存儲(chǔ)融合圖像信號(hào)的同時(shí)并將融合圖像信號(hào)輸出至圖像顯示模塊10進(jìn)行顯示，本發(fā)明還配套設(shè)置有地面設(shè)備11，可以控制成像儀各成像參數(shù)以及接收可見光圖像信號(hào)與紫外光圖像信號(hào)。

紫外可見復(fù)合成像儀不僅能夠探測(cè)電暈放電的紫外光，還能夠精確顯示紫外光放電的具體位置，即位于目標(biāo)的哪個(gè)精確部位。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。