光路融合装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术揭示了一种光路融合装置，包括基准光路装置和倍率调节光路装置。其中基准光路装置包括第一物镜和第一传感器，第一波段的光经过第一物镜成像到第一传感器上。倍率调节光路装置包括第二物镜、第二传感器和倍率调整装置，第二波段的光先经过第二物镜，再经过倍率调整装置，成像到第二传感器上。倍率调整装置根据基准光路装置的光放大倍率，调整倍率调节光路装置的光放大倍率。采用了本实用新型专利技术的技术方案，可实现融合中的一个通道倍率调节，从而确保双通道倍率一致。调整过程方便快捷，准确可靠；未采用后期图像处理校正倍率，保证了系统实时性和图像质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种双光路成像系统，更具体地说，涉及一种能够调整图像融合中双光路倍率一致性的光学系统。
技术介绍
图像融合技术是指通过不同类型传感器获取同一目标和场景的图像数据，采用一定的算法，将各传感器通道的信息有机结合起来，并产生新图像的技术。在双波段图像融合中，为了实现像素级匹配，确保两路图像融合效果，需要调整双光路的倍率一致。目前的双波段融合中，两个通道一般都各由物镜和传感器组成。如图I所述，在第一通道中，第一波段的光I进入第一物镜2成像到第一传感器3后输出；在第二通道中，第二波段的光4经过第二物镜5成像到第二传感器6后输出。虽然初始设计两组·物镜时保证双光路倍率一致，但由于光学加工调校的误差引起倍率偏差约±2%，如果光路中缺乏倍率调整环节，就会导致融合效果不佳。如果通过后期图像处理调整倍率，则会导致实时性差、图像质量降低、资源消耗大等后果。在具有微光通道的双波段图像融合中，微光电视的传感器一般采用像增强器光锥耦合面阵电荷耦合器件(光锥耦合ICXD)，如图2所示，白光7 (450nm 900nm)经微光物镜8进入像增强器9的阴极面，像增强器将微弱的光信号放大并成像到荧光屏上，再由光锥10成像到CXDll上。微光通道的倍率主要由物镜和光锥的加工装配决定，缺乏调整环节。双光路倍率的误差最终会影响图像融合中的融合效果。
技术实现思路
本技术的目的旨在提供一种光路融合装置，来解决现有技术中存在的各种不足。根据本技术，提供一种光路融合装置，包括基准光路装置和倍率调节光路装置。其中基准光路装置包括第一物镜和第一传感器，第一波段的光经过第一物镜成像到第一传感器上。倍率调节光路装置包括第二物镜、第二传感器和倍率调整装置，第二波段的光先经过第二物镜，再经过倍率调整装置，成像到第二传感器上。倍率调整装置根据基准光路装置的光放大倍率，调整倍率调节光路装置的光放大倍率。根据本技术的一实施例，倍率调整装置为单组单片透镜或多组多片透镜。根据本技术的一实施例，第二物镜为白光物镜，第二传感器为面阵电荷耦合器件，第二波段的光为白光。根据本技术的一实施例，第二物镜为微光物镜，第二传感器为面阵电荷耦合器件，第二波段的光为微光，微光物镜和倍率调整装置之间还包括像增强器。微光先经过微光物镜，成像到像增强器的阴极面上，像增强器将微光信号放大，经过倍率调整装置，成像到面阵电荷耦合器件上。根据本技术的一实施例，第一物镜为红外物镜，第一传感器为热像机芯，第一波段的光为红外光。根据本技术的一实施例，第一物镜为微光物镜，第一传感器为面阵电荷I禹合器件，微光物镜和面阵电荷稱合器件之间包括像增强器和光锥，第一波段的光为微光。微光先经过微光物镜，成像到像增强器的阴极面上，像增强器将微光信号放大，经过光锥，成像到面阵电荷耦合器件上。根据本技术的一实施例，第一物镜为白光物镜，第一传感器为电荷稱合器件，第一波段的光为白光。采用了本技术的技术方案，可实现融合中的一个通道倍率调节，从而确保双通道倍率一致。调整过程方便快捷，准确可靠；未采用后期图像处理校正倍率，保证了系统实时性和图像质量。附图说明在本技术中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中图I是传统的图像融合双光路结构示意图，倍率不可调；图2是像增强器光锥耦合面阵电荷耦合器件(光锥耦合ICCD)的结构示意图；图3是本技术的光路融合装置的结构示意图；图4为本技术的光路融合装置的融合方案示意图；图5为白光倍率可调，白光红外融合的方案；图6为白光倍率可调，白光微光融合的方案；图7为微光倍率可调,微光白光融合的方案；图8为微光倍率可调,微光红外融合的方案。具体实施方式以下结合附图和实施例进一步说明本技术的技术方案。如图3所示，本技术的光路融合装置AO包括2个光路通道装置，分别是基准光路装置AOl和倍率调节光路装置A02。其中基准光路装置AOl包括第一物镜2和第一传感器3，第一波段的光I经过第一物镜2成像到第一传感器3上，并且可以据此测得基准光路装置AOl的放大倍率。倍率调节光路装置A02包括第二物镜5、第二传感器6，与现有技术不同的是，在第二物镜5和第二传感器6之间还包括一个倍率调整装置12，第二波段的光I先经过第二物镜5，再经过倍率调整装置12，最后成像到第二传感器6上，同时，也可以据此测得倍率调节光路装置A02的放大倍率。倍率调整装置根据基准光路装置的光放大倍率，调整倍率调节光路装置的光放大倍率。在本技术中，倍率调整装置12可以是单组单片透镜，也可以是多组多片透镜。如果基准光路装置AOl的倍率大于倍率调节光路装置A02，则可以沿光轴向靠近物镜的方向移动倍率调整装置12，同时沿光轴微调第二传感器6至成像清晰。而如果基准光路装置AOl的倍率小于倍率调节光路装置A02，则按上述步骤反向移动倍率调整装置12。如此，重复进行调校，直至双通道放大倍率一致，可以保证融合效果良好。在本技术中，第一波段的光I和第二波段的光4分别可以是各种波长的光，下面通过几个实施例来说明本技术的光路融合装置及其运作，以白光、微光和红外光为例，但并不仅限于这几种光及其组合。如图4所示，下面的4个实施例大体上分为2类，即白光倍率可调和微光倍率可调，每一种融合方式有分为2种,分别是白光红外融合、白光微光融合、微光红外融合和微光白光融合。实施例I图5所示为白光倍率可调，白光红外融合的方案。在本实施例中，第二物镜为白光物镜14，第二传感器为面阵电荷耦合器件11(CXD)，第二波段的光为白光13，第一物镜为红外物镜16，第一传感器为热像机芯17，第一波段的光为红外光15。基准光路装置AOl为红外通道，倍率调节光路装置A02为白光通道。红外光15进入红外物镜16成像到热像机芯17后输出，可测得红外通道的放大倍率。以红外通道的倍率为基准，通过倍率调整装置12调整白光通道的倍率，最终达到双通道倍率一致。实施例2图6所示为白光倍率可调，白光微光融合的方案。在本实施例中，第二物镜为白光物镜14，第一传感器、第二传感器均为面阵电荷耦合器件11 (CCD)，第二波段的光为白光13，第一物镜为微光物镜，第一波段的光为微光7。微光物镜8、像增强器9、光锥10、面阵电荷稱合器件11依次设置。微光7先经过微光物镜8，成像到像增强器9的阴极面上，像增强器9将微光7信号放大，经过光锥10，成像到面阵电荷耦合器件11上。以微光通道的倍率为基准，通过倍率调整装置12调整白光通道的倍率，达到双通道倍率一致。实施例3图7所不为微光倍率可调,微光白光融合的方案。在本实施例中，倍率调节光路装置A02为微光通道，微光7经微光物镜8成像到像增强器9的阴极面上，像增强器9将微光7信号增强放大后成像在荧光屏上，图像再经倍率调整装置12成像到CXDll上，通过检测获得微光通道放大倍率。以基准光路装置AOl的倍率为基准，调整倍率调节光路装置A02的倍率。倍率调整装置12沿着光轴移动，同时CCDll也沿着光轴微调至图像清晰。重复进行调校，直至双通道放大倍率一致。实施例4图8所示为微光倍率可调，微光红外融合的方案。在本实施例中，基准光路装置AOl为红外通道，红外光15进入红外物镜16成像到热像机芯17后输出，可测得红外通道的放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光路融合装置，包括基准光路装置和倍率调节光路装置，其特征在于：所述基准光路装置包括第一物镜和第一传感器，第一波段的光经过所述第一物镜成像到所述第一传感器上；所述倍率调节光路装置包括第二物镜、第二传感器和倍率调整装置，第二波段的光先经过所述第二物镜，再经过所述倍率调整装置，成像到所述第二传感器上；所述倍率调整装置根据所述基准光路装置的光放大倍率，调整所述倍率调节光路装置的光放大倍率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱佳丽，王甲峰，刘效东，高雪军，尹正雨，
申请(专利权)人：江苏北方湖光光电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：