[發明專利]光錐與CCD耦合的自動對準方法

無效

• 申請號: 200610042630.0
• 申請日: 2006-04-07
• 公開（公告）號: CN101051107A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 田維堅;張宏建;王耀祥;張薇;馮桂蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;G01B9/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司
• 代理人: 徐平

技術領域

本發明涉及一種光錐與CCD耦合的自動對準方法。

背景技術

光錐與CCD耦合器件可以提高CCD器件的成像質量，用途廣泛。但由于光錐像元和CCD像元在尺寸、排列、形狀上不同，像素間不可避免地會產生幾何對準誤差，嚴重地影響耦合器件的成像質量。

實時判斷耦合效率，是制備光錐與CCD耦合器件的核心技術難題，國內外已進行了較長時間的研究。我國北方夜視等公司已能生產光錐與CCD耦合器件，但產品的制備工藝、性能指標等遠遠落后于外國公司，只能應用于對產品成像質量要求不高的場合。國外的該類產品，如法國Thomson公司的“面陣CCD耦合成像產品”，其光錐與面陣CCD耦合器件的價格昂貴。

目前，國內制備光錐與CCD耦合器件采用的是傳統制備工藝，即在光錐與CCD器件的耦合過程中，通過顯微物鏡觀察來判斷耦合位置。這種傳統的耦合方式存在如下缺點：

1.采用顯微鏡，只能判斷耦合部分的邊緣是否對齊，即只能保證耦合的粘結部分在規定的范圍內，并無法保證耦合器件的成像質量。

2.采用顯微鏡，只能粗略觀測光錐及CCD平面方向的對準信息，對于光錐和CCD平面不平行、像元間排列不平行等影響耦合器成像質量的因素，則無法檢測出。

3.采集的圖像是人為觀測、判斷，受主觀因素影響極大，只能粗略地估計耦合效率，所以像元間的幾何對準誤差大。

4.不能自動、實時、準確地控制誤差，耦合器的成像質量較差。

5.由于耦合器的成像是人工控制的，所以生產效率低，質量極不穩定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光錐與CCD耦合的自動對準方法，其解決了背景技術中不能自動、實時、準確地控制光錐與CCD耦合的誤差，耦合器件的成像質量差的技術問題。

本發明的技術解決方案是：

一種光錐與CCD耦合的自動對準方法，其特殊之處在于：該方法實現步驟包括：

1)將光錐3與光電耦合器件4穩定地夾持在精密調節架10上；

2)手動粗調：

(1)手動調節透鏡組2的像面，使調節透鏡組2的像面與光錐3的端面重合；

(2)手動調節光電耦合器件4，使光電耦合器件4的靶面與光錐3的端面平行，并將光電耦合器件4的位置確定為粗調位置；

3)自動精調：

(1)以粗調位置為坐標原點；

(2)通過計算機控制系統11控制步進電機9，動步進電機9驅動調節光電耦合器件4，使電耦合器件4的靶面位置分別沿X、Y、Z軸方向旋轉和平移；

(3)計算機控制系統11實時記錄光電耦合器件4的采樣圖像序列及坐標位置；

(4)通過計算機控制系統11的自動對焦系統7對所采集的圖像序列進行處理、分析，在圖像序列中找出成像最清晰的圖像，確定與之相應的光錐3與光電耦合器件4的最佳耦合位置，得到光錐3與光電耦合器件4最佳耦合位置的坐標值；

(5)計算機控制系統11用光錐3與光電耦合器件4最佳耦合位置的坐標值反饋控制步進電機9，步進電機9驅動光電耦合器件4，使光電耦合器件4與光錐3耦合對準；

4)用光學粘接劑將光錐3與光電耦合器件4粘合，完成耦合。

上述通過計算機控制系統11的自動對焦系統7對所采集的圖像序列進行處理、分析，具體實現步驟如下：

1)采用羅伯特算子的圖像處理算法；

2)確定羅伯特算子的檢測結果f；

3)對采集及圖像序列進行處理、分析，在圖像序列中找出成像最清晰的圖像，得到最佳耦合位置坐標值。

上述通過計算機控制系統11的自動對焦系統7對所采集的圖像序列進行處理、分析，具體實現步驟如下：

1)采用索伯爾算子的圖像處理算法；

2)確定索伯爾算子的檢測結果f；

3)對采集及圖像序列進行處理、分析，在圖像序列中找出成像最清晰的圖像，得到最佳耦合位置坐標值。

上述通過計算機控制系統11的自動對焦系統7對所采集的圖像序列進行處理、分析，具體實現步驟如下：

1)采用羅伯特算子與索伯爾算子相結合的圖像處理算法。采用該算子融合技術，對圖像進行處理、分析，光錐3與電耦合器件4耦合的準確度最佳。

2)確定羅伯特算子的初始檢測結果f1，索伯爾算子的初始檢測結果f2；