一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置和圖像采集裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種圖像采集裝置，包括：紅外物鏡，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；一個(gè)或者多個(gè)反光鏡，其中之一設(shè)置于紅外物鏡的紅外接收光路中，經(jīng)單次反射或者多次反射將物點(diǎn)在紅外物鏡的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光的光路與所述紅外接收光路分離；可見(jiàn)光物鏡，設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像。本實(shí)用新型還提供了一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置，包括上述圖像采集裝置和用于對(duì)紅外圖像和可見(jiàn)光圖像進(jìn)行融合處理的圖像處理器。本實(shí)用新型能夠同時(shí)采集視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像，且任意物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像均能實(shí)現(xiàn)精確配準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】
一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置和圖像采集裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的圖像融合系統(tǒng)中進(jìn)行圖像采集的可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相平 行或者具有一定的夾角，這種光路布局型式具有一定的局限性，不能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)在任何距 離處的圖像精確配準(zhǔn)。
[0003] 在進(jìn)行圖像融合時(shí)首先要保證可見(jiàn)光物鏡的視場(chǎng)與紅外物鏡的視場(chǎng)是一致的。以 下進(jìn)行分析的內(nèi)容是在二者視場(chǎng)一致的條件下展開(kāi)的。
[0004] 當(dāng)可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相平行時(shí)，假設(shè)兩個(gè)不同距離的物點(diǎn)A、B在紅 外物鏡的光軸上，則物點(diǎn)A、B在紅外物鏡像面上所成像點(diǎn)分別為A ir和Bir，成像位置處于紅 外成像器件的中心;物點(diǎn)A、B在可見(jiàn)光物鏡像面上所成像點(diǎn)分別為Av和Bv，與可見(jiàn)光成像器 件中心的間隔分別為y A和yB，且yA矣yB，成像示意圖如圖1所示。物點(diǎn)A和B經(jīng)紅外物鏡成像后 在同一個(gè)監(jiān)視器上顯示像點(diǎn)分別為六' 11?和8'1[?，物點(diǎn)4和8經(jīng)可見(jiàn)光物鏡后在同一個(gè)監(jiān)視器 上顯示像點(diǎn)分別為A'v和B'v。其中，A'0^PB' ir處于監(jiān)視器中心，A'v和B'v與監(jiān)視器中心的間 隔分別為y'A和y'B(y' A矣y'B)，如圖2所示。
[0005] 在圖像配準(zhǔn)中可通過(guò)移動(dòng)可見(jiàn)光圖像使A ' V與A ' 11?相重合實(shí)現(xiàn)物點(diǎn)A的精確配準(zhǔn)， 但是無(wú)法同時(shí)B'v與B'IR相重合，即無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)物點(diǎn)B的精確配準(zhǔn)。由以上可知可見(jiàn)光物鏡 光軸與紅外物鏡光軸相平行的設(shè)計(jì)方案無(wú)法保證不同位置的物點(diǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確的配準(zhǔn)。
[0006] 當(dāng)可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸以一定夾角α相交時(shí)，其交匯點(diǎn)設(shè)為物點(diǎn)A，另 有一個(gè)不與物點(diǎn)A相重合的物點(diǎn)Β。則物點(diǎn)A和B在紅外物鏡像面上所成像點(diǎn)分別為Ad^PB ir, 其中，Air成像位置處于紅外成像器件的中心，Bir與紅外成像器件中心的間隔為y BIR;物點(diǎn)Α、 B在可見(jiàn)光物鏡像面上所成像點(diǎn)分別為Av和Bv，Av成像位置處于可見(jiàn)光成像器件的中心，Bv 與可見(jiàn)光成像器件中心的間隔為yBV，且yBn^yBV，如圖3所示。物點(diǎn)A和B經(jīng)紅外物鏡成像后 在同一個(gè)監(jiān)視器上顯示像點(diǎn)分別為六'^和以^物點(diǎn)六和於圣可見(jiàn)光物鏡成像后在同一個(gè)監(jiān) 視器上顯示像點(diǎn)分別為A'v和B'v。其中，Α'π^ΡΑ'ν處于監(jiān)視器中心，Β'π^ΡΒ'ν與監(jiān)視器中心 的間隔分別為y ' BiR和y ' Bv (y ' BiR矣y ' Bv)，如圖4所不。
[0007] 可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸具有一定夾角的設(shè)計(jì)方案在圖像配準(zhǔn)中可保證 一定距離的物點(diǎn)A處的精確配準(zhǔn)，但是不能夠同時(shí)保證物點(diǎn)B的精確配準(zhǔn)。由以上可知可見(jiàn) 光物鏡光軸與紅外物鏡光軸具有一定夾角的設(shè)計(jì)方案無(wú)法保證不同位置的物點(diǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn) 精確配準(zhǔn)。
[0008] 由上述分析可知，現(xiàn)有的圖像融合系統(tǒng)中進(jìn)行圖像采集時(shí)，存在無(wú)法在任意位置 點(diǎn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確圖像配準(zhǔn)的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009] 有鑒于此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置。為了 對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是 泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是 用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。
[0010] 本實(shí)用新型提供了一種圖像采集裝置，包括：
[0011] 紅外物鏡，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；
[0012] -個(gè)或者多個(gè)反光鏡，其中之一設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中，經(jīng)單次 反射或者多次反射將物點(diǎn)在所述紅外物鏡的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光的光路與 所述紅外接收光路分離；
[0013] 可見(jiàn)光物鏡，設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚焦形 成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像。
[0014] 在一可選實(shí)施例中，設(shè)置于所述紅外接收光路中的反光鏡的具體位置是所述紅外 接收光路的中心區(qū)域，遮擋部分紅外接收光路。
[0015] 在一可選實(shí)施例中，所述裝置包括2個(gè)反光鏡，其中：
[0016] -第一反光鏡，設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路的中心位置，通過(guò)調(diào)整反射 角度將可見(jiàn)光光軸偏離紅外光軸；
[0017] -第二反光鏡，設(shè)置于所述第一反光鏡的反射光路上，且不在所述紅外接收光路 上，通過(guò)調(diào)整反射角度進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光光軸的方向。
[0018] 在一可選實(shí)施例中，上述裝置還包括：
[0019] 設(shè)置于可見(jiàn)光光路上的可見(jiàn)光保護(hù)窗;和/或
[0020] 設(shè)置于紅外光路上的紅外保護(hù)窗。
[0021] 在一可選實(shí)施例中，設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中的反光鏡具有一定的 透光率，允許紅外線通過(guò)。
[0022] 本實(shí)用新型還提供了一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置，包括：
[0023] 紅外物鏡，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；
[0024] -個(gè)或者多個(gè)反光鏡，其中之一設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中，經(jīng)單次 反射或者多次反射將物點(diǎn)在所述紅外物鏡的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光的光路與 所述紅外接收光路分離；
[0025] 可見(jiàn)光物鏡，設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚焦形 成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像；
[0026] 圖像處理器，分別與所述紅外物鏡和所述可見(jiàn)光物鏡相連，獲取視場(chǎng)區(qū)域范圍內(nèi) 物點(diǎn)的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，對(duì)兩者進(jìn)行融合處理。
[0027] 在一可選實(shí)施例中，上述裝置還包括：顯示器，與所述圖像處理器相連，對(duì)融合處 理后的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0028] 在一可選實(shí)施例中，設(shè)置于所述紅外接收光路中的反光鏡的具體位置是所述紅外 接收光路的中心區(qū)域，遮擋部分紅外接收光路。
[0029] 在一可選實(shí)施例中，上述裝置包括2個(gè)反光鏡，其中：
[0030] -第一反光鏡，設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路的中心位置，通過(guò)調(diào)整反射 角度將可見(jiàn)光光軸偏離紅外光軸；
[0031] -第二反光鏡，設(shè)置于所述第一反光鏡的反射光路上，且不在所述紅外接收光路 上，通過(guò)調(diào)整反射角度進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光光軸的方向。
[0032] 在一可選實(shí)施例中，上述裝置還包括：
[0033] 設(shè)置于可見(jiàn)光光路上的可見(jiàn)光保護(hù)窗;和/或
[0034] 設(shè)置于紅外光路上的紅外保護(hù)窗。
[0035] 為了上述以及相關(guān)的目的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求 中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是 各個(gè)實(shí)施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著 下面的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開(kāi)的實(shí)施例是要包括所有這些方面以及它 們的等同。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 圖1是可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相平行時(shí)成像示意圖；
[0037] 圖2是可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相平行時(shí)圖像配準(zhǔn)示意圖；
[0038] 圖3是可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相交時(shí)成像不意圖；
[0039] 圖4是可見(jiàn)光物鏡光軸與紅外物鏡光軸相交時(shí)圖像配準(zhǔn)示意圖；
[0040] 圖5是第一實(shí)施例一種圖像采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041 ]圖6是第一實(shí)施例另一種圖像采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖7是第一實(shí)施例又一種圖像采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖8是第二實(shí)施例一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044] 圖9是第三實(shí)施例一種圖像采集方法流程示意圖；
[0045] 圖10是第四實(shí)施例一種紅外與可見(jiàn)光復(fù)合成像方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 以下描述和附圖充分地示出本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過(guò)程的以及其他的改變。實(shí) 施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序 可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。 本實(shí)用新型的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書(shū)的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書(shū)的所有可獲得 的等同物。在本文中，本實(shí)用新型的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語(yǔ)"實(shí)用新型" 來(lái)表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開(kāi)了超過(guò)一個(gè)的實(shí)用新型，不是要自動(dòng)地限 制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)實(shí)用新型或?qū)嵱眯滦蜆?gòu)思。
[0047] 第一實(shí)施例
[0048]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種圖像采集的解決方案，能夠同時(shí)采集 視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像，且視場(chǎng)內(nèi)任意物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像均能實(shí) 現(xiàn)精確配準(zhǔn)。
[0049] 如圖5所示，本實(shí)用新型提供的一種圖像采集裝置包括：
[0050] 紅外物鏡501，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；
[00511 一個(gè)或者多個(gè)反光鏡502,其中之一設(shè)置于所述紅外物鏡501的紅外接收光路中， 經(jīng)單次反射或者多次反射將物點(diǎn)在所述紅外物鏡501的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光 的光路與所述紅外接收光路分離；
[0052] 可見(jiàn)光物鏡503,設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚 焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像。
[0053] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種可見(jiàn)光與紅外共光路設(shè)計(jì)方案，利用可見(jiàn)光的反射 特性，于共同光路中設(shè)置反光鏡，使得可見(jiàn)光光軸與紅外光軸偏離，從而巧妙的解決了視場(chǎng) 內(nèi)任何物點(diǎn)的可見(jiàn)光成像與紅外成像精確配準(zhǔn)的問(wèn)題。
[0054]在一具體實(shí)施例中，所述反光鏡502的數(shù)量可以為一個(gè)，如圖5所述，通過(guò)單次反射 將可見(jiàn)光的光軸偏離紅外光軸。
[0055]在一較佳實(shí)施例中，為了進(jìn)一步減少裝置的體積和重量，以及更易于安裝和固定， 可以設(shè)置多個(gè)反光鏡，通過(guò)多次反射，引導(dǎo)可見(jiàn)光的光軸偏離至合適的位置。例如，如圖6所 不，使用2塊反光鏡引導(dǎo)可見(jiàn)光光軸的偏移，其中：第一反光鏡反射6021設(shè)置于可見(jiàn)光和紅 外的共用光路上，與所述共用光路的夾角為45°，用于將共用光路上的可見(jiàn)光的光軸與紅外 光軸分離，第二反光鏡6022設(shè)置于所述第一反光鏡6021的反射光路上，且不在共用光路上， 入射光與反射光夾角為1〇〇°，從而進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光的光軸，進(jìn)而調(diào)整可見(jiàn)光光物鏡603的 安裝位置，最終圖6所示裝置的外殼體積將會(huì)較之圖2方案減小，相應(yīng)的裝置整體的重量也 會(huì)減小。圖6所示的反光鏡數(shù)量選取和角度設(shè)置僅用于舉例說(shuō)明，在本實(shí)用新型中，反光鏡 的數(shù)量和安裝位置根據(jù)實(shí)際需要確定，本實(shí)用新型在此不做限制。
[0056]在一具體實(shí)施例中，所述一個(gè)或者多個(gè)反光鏡中，至少一個(gè)會(huì)設(shè)置于共用光路上， 紅外物鏡從未被所述反光鏡遮擋的那部分紅外光路中接收物點(diǎn)輻射的紅外線。較佳的，考 慮到所述設(shè)置于共用光路上的反光鏡會(huì)遮擋部分紅外光路，只在可見(jiàn)光和紅外共用光路中 設(shè)置1個(gè)反光鏡，將可見(jiàn)光光軸與紅外光軸偏離即可，所述反光鏡可設(shè)置于所述紅外光路的 中心區(qū)域。
[0057]如對(duì)紅外線的需求較多，對(duì)于設(shè)置于共用光路上的反光鏡可采用具有一定透光率 的反光鏡，允許部分紅外線通過(guò)，從而在確保實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光光路偏移的情況下，增加紅外線 的透射率。在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)際選擇選擇適宜反射率和透射率的反光板來(lái)實(shí)現(xiàn)，本實(shí)用 新型在此不做限制。
[0058]在一具體實(shí)施例中，還可以增加紅外保護(hù)窗704和/或可見(jiàn)光保護(hù)窗705,如圖7所 示。紅外保護(hù)窗704僅允許紅外線通過(guò)，可見(jiàn)光保護(hù)窗705僅允許可見(jiàn)光通過(guò)。窗口的大小由 設(shè)置于紅外光路上的反光鏡投影于紅外物鏡鏡頭的位置確定，使得紅外物鏡經(jīng)紅外光路接 收到的紅外線是經(jīng)過(guò)紅外保護(hù)窗704過(guò)濾過(guò)的，而經(jīng)反光鏡反射的可見(jiàn)光是經(jīng)可見(jiàn)光保護(hù) 窗705過(guò)濾過(guò)的。此時(shí)，物點(diǎn)所輻射的紅外線透過(guò)紅外保護(hù)窗704后，由于紅外光路的中心區(qū) 域被反光鏡所遮擋，遮擋區(qū)域之外的紅外線被紅外物鏡701所接收并聚焦于紅外物鏡701的 像面上；物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光透過(guò)可見(jiàn)光保護(hù)窗705經(jīng)反光鏡反射后，改變了可見(jiàn)光的光軸， 射入可見(jiàn)光物鏡703中，于可見(jiàn)光物鏡703的像面上聚焦成像。
[0059] 本實(shí)用新型共光軸的設(shè)計(jì)方案是通過(guò)對(duì)可見(jiàn)光和紅外線特性的深入了解，結(jié)果反 復(fù)試驗(yàn)而設(shè)計(jì)得出的。下面將詳細(xì)分析一下本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案為何能實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)范圍內(nèi)任 何物點(diǎn)同時(shí)精確配準(zhǔn)。
[0060] 在進(jìn)行分析時(shí)首先設(shè)定可見(jiàn)光物鏡與紅外物鏡的視場(chǎng)是一致的，器件有效長(zhǎng)寬比 為4:3,圖像顯示所用監(jiān)視器長(zhǎng)寬比也為4:3?？梢?jiàn)光物鏡焦距為f'v，可見(jiàn)光成像器件有效 成像尺寸為av X bv;紅外物鏡焦距為f ' IR，紅外成像器件有效成像尺寸為aIR X bIR;圖像顯示 所用監(jiān)視器有效成像尺寸為a X b。
[0061] 以成像器件和監(jiān)視器的長(zhǎng)邊為例進(jìn)行分析。紅外物鏡和可見(jiàn)光物鏡所對(duì)應(yīng)各自成 像器件最長(zhǎng)邊的視場(chǎng)是一致的，表示為2 ω，則視場(chǎng)、焦距和成像器件長(zhǎng)邊的關(guān)系表示如下。
[0062]
(1.)
[0063]成像器件所接收的圖像在監(jiān)視器上進(jìn)行顯示，則從成像器件到監(jiān)視器的垂軸放大 率表示如下。
[0064]從可見(jiàn)光成像器件到監(jiān)視器的垂軸放大率βν:
[0065]
(2)
[0066] 從紅外成像器件到監(jiān)視器的垂軸放大率βΙΚ:
[0067]
(3)
[0068] 在視場(chǎng)范圍內(nèi)的任意不重合的兩個(gè)物點(diǎn)Α、Β，物點(diǎn)A距離可見(jiàn)光物鏡和紅外物鏡的 距離相等且為L(zhǎng)a，物點(diǎn)A距離可見(jiàn)光與紅外共用光軸的距離為h A;物點(diǎn)B距離可見(jiàn)光物鏡和紅 外物鏡的距離相等且為L(zhǎng)b，物點(diǎn)B距離可見(jiàn)光與紅外共用光軸的距離為hB。
[0069] 則物點(diǎn)A在可見(jiàn)光成像器件和紅外成像器件上的所成圖像與各自器件中心的間隔 計(jì)算如下。
[0070] 物點(diǎn)A的可見(jiàn)光圖像與可見(jiàn)光器件中心的間隔
[0071]
(4)
[0072] 物點(diǎn)A的紅外圖像與紅外器件中心的間隔
[0073]
(5)
[0074] 物點(diǎn)A的N見(jiàn)元圖像傳輸?shù)奖O(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的間隔Zav計(jì)算如 下。
[0075]

[0081]故物點(diǎn)A的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像在監(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的間隔相
[0076]物點(diǎn)A的紅外圖像傳輸?shù)奖O(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的間隔Zmv計(jì)算如下。
[0077]
[0078]
[0079]
[0080] 等且重合。
[0082] 物點(diǎn)B在可見(jiàn)光成像器件和紅外成像器件上的所成圖像與各自器件中心的間隔計(jì) 算如下。
[0083] 物點(diǎn)B的可見(jiàn)光圖像與可見(jiàn)光器件中心的間隔
[0084]
(1〇)
[0085] 物點(diǎn)B的紅外圖像與紅外器件中心的距離
[0086](II)
[0087] 物點(diǎn)B的
η」見(jiàn)尤圖像傳輸?shù)奖O(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的間隔Zbv計(jì)算如 下。
[0088] ΖΒν = γΒνΧβν(12)
[0089] 物點(diǎn)B的紅外圖像傳輸?shù)奖O(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的距離Zbir計(jì)算如下。
[0090] Zbir = YbirXPir (13)
[0091] 整理公式(2)、（3)、（10)、（11)、（12)、（13)可得
[0092]
[0093]
[0094]
[0095]故物點(diǎn)B的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像在監(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)與監(jiān)視器中心的間隔相 等且重合。
[0096]綜上所述任意物點(diǎn)經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)成像后在同一個(gè)監(jiān)視器上進(jìn)行顯示時(shí)，紅外圖像與 可見(jiàn)光圖像各個(gè)物點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)同時(shí)完全重合，即在圖像配準(zhǔn)中可實(shí)現(xiàn)不同物點(diǎn)實(shí)時(shí)精確的配 準(zhǔn)。
[0097] 第二實(shí)施例
[0098]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置，如圖8所示，包括圖像 采集裝置81和圖像處理器82。
[0099]其中，圖像采集裝置81已在第一實(shí)施例中詳述其結(jié)構(gòu)和原理，本實(shí)施例在此不再 贅述。圖像處理器82,從所述圖像采集裝置81中獲取視場(chǎng)區(qū)域范圍內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像和可 見(jiàn)光圖像，對(duì)兩者進(jìn)行融合處理。
[0100]由于采用本實(shí)用新型第一實(shí)施例所述的圖像采集裝置81所采集到的視場(chǎng)內(nèi)任意 物點(diǎn)的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像均能同時(shí)精確配準(zhǔn)，因此，圖像處理器82進(jìn)行圖像融合處理 效果很好。
[0101] 較佳地，還包括一顯示器83,與所述圖像處理器82相連，對(duì)融合處理后的圖像進(jìn)行 實(shí)時(shí)顯不。
[0102]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置，同時(shí)采集視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅 外圖像和可見(jiàn)光圖像，利用圖像融合技術(shù)將兩者重合顯示，實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控圖像中任意物點(diǎn) 均實(shí)現(xiàn)了精確配準(zhǔn)，顯示效果佳。
[0103] 第三實(shí)施例
[0104] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種圖像采集方法，如圖9所示，包括如下步驟：
[0105] 步驟S901:在物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光與輻射的紅外線共用的光路上設(shè)置反光鏡，通過(guò) 反射將可見(jiàn)光的光軸偏離紅外光軸；
[0106] 步驟S902:在所述紅外光路上設(shè)置紅外物鏡，從紅外光路中未被所述反光鏡遮擋 的部分接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；
[0107] 步驟S903:在經(jīng)所述反光鏡調(diào)整后的可見(jiàn)光光軸上設(shè)置可見(jiàn)光物鏡，接收物點(diǎn)反 射的可見(jiàn)光，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖。
[0108] 采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的圖像采集方案，同時(shí)采集視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像 和紅外圖像，視場(chǎng)內(nèi)任意物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像均能實(shí)現(xiàn)精確配準(zhǔn)。
[0109] 在一可選實(shí)施例中，可以采用一個(gè)反光鏡，通過(guò)單次反射將可見(jiàn)光的光軸偏離紅 外光軸。
[0110] 較佳地，還也可以才用多個(gè)反光鏡，通過(guò)多次反射將可見(jiàn)光的光軸偏離紅外光軸， 通過(guò)多次調(diào)整可見(jiàn)光光軸的偏離位置，能夠有效的減小裝置的外殼體積和重量。
[0111] 在一可選實(shí)施例中，可米用2個(gè)反光鏡引導(dǎo)可見(jiàn)光光路偏移，包括:將第一反光鏡 設(shè)置于所述共用光路的中心位置，通過(guò)調(diào)整反射角度將可見(jiàn)光光軸偏離紅外光軸；以及將 第二反光鏡設(shè)置于所述第一反光鏡的反射光路上，且不在所述共用光路上，通過(guò)調(diào)整反射 角度進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光光軸的方向。其中，反光鏡的數(shù)量和安裝角度根據(jù)實(shí)際需要確定，本 實(shí)用新型在此不做限制。
[0112] 在一可選實(shí)施例中，由于在所述一個(gè)或者多個(gè)反光鏡中，至少一個(gè)會(huì)設(shè)置于共用 光路上，所述設(shè)置于共用光路上的反光鏡會(huì)遮擋部分紅外光路，紅外物鏡從未被所述反光 鏡遮擋的那部分紅外光路中接收物點(diǎn)輻射的紅外線。較佳的，所述反光鏡可設(shè)置于所述紅 外光路的中心區(qū)域。
[0113] 在一可選實(shí)施例中，如對(duì)紅外線的需求較多，可采用一半反半透材質(zhì)的平板作為 設(shè)置于共用光路上的反光鏡，在確保實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光光路偏移的情況下，增加紅外線的透射率。
[0114] 在一可選實(shí)施例中，還可以增加紅外保護(hù)窗和/或可見(jiàn)光保護(hù)窗。紅外保護(hù)窗僅允 許紅外線通過(guò)，可見(jiàn)光保護(hù)窗僅允許可見(jiàn)光通過(guò)。窗口的大小由設(shè)置于紅外光路上的反光 鏡投影于紅外物鏡鏡頭的位置確定，使得紅外物鏡經(jīng)紅外光路接收到的紅外線是經(jīng)過(guò)紅外 保護(hù)窗過(guò)濾過(guò)的，而經(jīng)反光鏡反射的可見(jiàn)光是經(jīng)可見(jiàn)光保護(hù)窗過(guò)濾過(guò)的。此時(shí)，物點(diǎn)所輻射 的紅外線透過(guò)紅外保護(hù)窗后，由于紅外光路的中心區(qū)域被反光鏡所遮擋，遮擋區(qū)域之外的 紅外線被紅外物鏡所接收并聚焦于紅外物鏡就的像面上;物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光透過(guò)可見(jiàn)光保 護(hù)窗經(jīng)反光鏡反射后，改變了可見(jiàn)光的光軸，射入可見(jiàn)光物鏡中，于可見(jiàn)光物鏡的像面上聚 焦成像。
[0115] 第四實(shí)施例
[0116] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像的方法，如圖10所示，包括 如下步驟：
[0117] 步驟S1001:在物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光與輻射的紅外線共用的光路上設(shè)置反光鏡，通過(guò) 反射將可見(jiàn)光的光軸偏離紅外光軸；
[0118] 步驟S1002:在所述紅外光路上設(shè)置紅外物鏡，從紅外光路中未被所述反光鏡遮擋 的部分接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像；
[0119] 步驟S1003:在經(jīng)所述反光鏡調(diào)整后的可見(jiàn)光光軸上設(shè)置可見(jiàn)光物鏡，接收物點(diǎn)反 射的可見(jiàn)光，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖。
[0120] 步驟S1004:對(duì)視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像進(jìn)行融合處理。
[0121] 其中，步驟S1001至步驟S1003能夠同時(shí)采集視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖 像，且任意物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像和紅外圖像均能精確配置。將這樣的可將光圖像與紅外圖像 進(jìn)行融合處理，得到的圖像信息很準(zhǔn)確。
[0122] 上述方法還包括步驟S1005:對(duì)融合處理后的圖像，實(shí)時(shí)顯示。從而能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí) 的監(jiān)測(cè)視場(chǎng)內(nèi)各物點(diǎn)的情況。
[0123] 根據(jù)所述公開(kāi)的實(shí)施例，可以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本實(shí)用新 型。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這些實(shí)施例的各種修改是顯而易見(jiàn)的，并且這里定義的總體 原理也可以在不脫離本實(shí)用新型的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實(shí)施例。以上所述的實(shí) 施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種圖像采集裝置，其特征在于，包括： 紅外物鏡，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像； 一個(gè)或者多個(gè)反光鏡，其中之一設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中，經(jīng)單次反射 或者多次反射將物點(diǎn)在所述紅外物鏡的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光的光路與所述 紅外接收光路分離； 可見(jiàn)光物鏡，設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚焦形成視 場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像。2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 設(shè)置于所述紅外接收光路中的反光鏡的具體位置是所述紅外接收光路的中心區(qū)域，遮 擋部分紅外接收光路。3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，包括2個(gè)反光鏡，其中： 一第一反光鏡，設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路的中心位置，通過(guò)調(diào)整反射角度 將可見(jiàn)光光軸偏離紅外光軸； 一第二反光鏡，設(shè)置于所述第一反光鏡的反射光路上，且不在所述紅外接收光路上，通 過(guò)調(diào)整反射角度進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光光軸的方向。4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括： 設(shè)置于可見(jiàn)光光路上的可見(jiàn)光保護(hù)窗;和/或 設(shè)置于紅外光路上的紅外保護(hù)窗。5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中的反光鏡具有一定的透光率，允許紅外線通 過(guò)。6. -種可見(jiàn)光與紅外復(fù)合成像裝置，其特征在于，包括： 紅外物鏡，用于接收物點(diǎn)輻射的紅外線，聚焦形成視場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的紅外圖像； 一個(gè)或者多個(gè)反光鏡，其中之一設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路中，經(jīng)單次反射 或者多次反射將物點(diǎn)在所述紅外物鏡的紅外接收光路方向上反射的可見(jiàn)光的光路與所述 紅外接收光路分離； 可見(jiàn)光物鏡，設(shè)置于調(diào)整后的可見(jiàn)光光路上，用于接收物點(diǎn)反射的可見(jiàn)光，聚焦形成視 場(chǎng)內(nèi)物點(diǎn)的可見(jiàn)光圖像； 圖像處理器，分別與所述紅外物鏡和所述可見(jiàn)光物鏡相連，獲取視場(chǎng)區(qū)域范圍內(nèi)物點(diǎn) 的紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，對(duì)兩者進(jìn)行融合處理。7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括： 顯示器，與所述圖像處理器相連，對(duì)融合處理后的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于： 設(shè)置于所述紅外接收光路中的反光鏡的具體位置是所述紅外接收光路的中心區(qū)域，遮 擋部分紅外接收光路。9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，包括2個(gè)反光鏡，其中： 一第一反光鏡，設(shè)置于所述紅外物鏡的紅外接收光路的中心位置，通過(guò)調(diào)整反射角度 將可見(jiàn)光光軸偏離紅外光軸； 一第二反光鏡，設(shè)置于所述第一反光鏡的反射光路上，且不在所述紅外接收光路上，通 過(guò)調(diào)整反射角度進(jìn)一步調(diào)整可見(jiàn)光光軸的方向。10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，還包括： 設(shè)置于可見(jiàn)光光路上的可見(jiàn)光保護(hù)窗;和/或 設(shè)置于紅外光路上的紅外保護(hù)窗。
【文檔編號(hào)】G02B27/10GK205539666SQ201620177566
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】賈海濤, 孫愛(ài)平, 張可, 吳磊, 羅永倫
【申請(qǐng)人】賈海濤