[發明專利]一種攝像機變焦距光學系統光軸一致性調整方法及顯示儀

有效

• 申請號: 201811147556.8
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN110971791B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 熊文卓;孫敬輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N17/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明實施例提供了一種攝像機變焦距光學系統光軸一致性調整方法及顯示儀，在攝像機的變焦距光學鏡頭與圖像傳感器組裝時，輔助進行長短焦的光軸與圖像傳感器的圖像中心重合性調整，通過在原圖像上疊加圖標直接顯示需調整的位置，可以大幅度地提高光軸一致性調整的裝調效率。

技術領域

本發明涉及光電成像領域，特別涉及一種攝像機變焦距光學系統光軸一致性調整方法及顯示儀。

背景技術

光電成像設備中，如果光學鏡頭的光學中心稱為光軸,圖像傳感器的圖像中心稱視軸.由于加工和裝調等原因,變焦距鏡頭的光學中心往往不一致.,使所攝圖像的視場中心在變焦過程中將產生偏移，影響對目標的觀測和瞄準。對于光電測量定位設備，這樣會引入測量誤差，從而影響到整個設備的精度。對于大變倍比的攝像機，如果偏差大時甚至可能使原來在短焦大視場瞄準在視場中心的目標，在長焦小視場時，偏離出視場，造成目標丟失。因此在變焦距攝像機的變焦距光學鏡頭與圖像傳感器組裝時需要保證長短焦的光軸與圖像傳感器的視軸重合性，尤其在用于光電測量和定位等對位置有較高要求的設備中，必須在使用前對其光軸的一致性進行精密的裝調和固定。

目前，主要采用以下兩種辦法來實現光軸和視軸的一致性的測量和調整。其中，方法一，調試的示意圖如圖1和2所示,整套裝置由裝有十字絲的平行光管1、需要調試的變焦距光學鏡頭2、圖像傳感器3、監視器4、以及視頻電纜5組成。通過觀察監視器上圖像6中的長短焦時光軸7與視軸8的相對位置，人工調整圖像傳感器的位置，經反復調整。使光軸和視軸的一致性達到技術要求。這種方法是目前廣為使用的方法,但是由于需人工反復湊試,目視觀察,存在結果效率低，不客觀等不足。方法二，與方法一的不同是通過調整圖像傳感器輸出圖像在整個圖像傳感器像元陣列中的位置，使輸出圖像的視場中心與光軸重合。這種方法的調節范圍需要專門設計可用于調節視頻輸出區域的攝像機,沒有通用性,并且對于輸出為固定制式的數字和模擬攝像機并不適用。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種攝像機變焦距光學系統光軸一致性調整方法及顯示儀，可以大幅度地提高光軸一致性調整的裝調效率。

第一方面，本發明提供一種攝像機變焦距光學系統光軸一致性調整方法，所述方法包括：

在圖像成像清晰的情況下，獲取變焦距光學系統在長焦端時第一垂軸放大率和第一中心偏移量；

獲取所述變焦距光學系統在短焦端的第二垂軸放大率和第二中心偏移量；

獲取圖案對應的像高值，所述圖案設置在平行光管中；

利用所述第一垂軸放大率、所述第二垂軸放大率、所述第一中心偏移量、所述第二中心偏移量、所述像高值和預設偏移量對應關系確定待調整偏移量。

作為一種可選的方案，所述方法還包括：

將所述待調整偏移量作為圖標合成顯示在圖像成像的畫面中。

作為一種可選的方案，所述在圖像成像清晰的情況下，獲取變焦距光學系統在長焦端時第一垂軸放大率和第一中心偏移量之前，所述方法還包括:

調整所述變焦距光學系統的位置直至長焦端和短焦端對平行光管的成像清晰，固定所述變焦距光學系統的位置。

作為一種可選的方案，預設偏移量關系為：q'_l＝y(β_l-β_s)+(p_l-p_s),其中，所述第一垂軸放大率β_l、所述第二垂軸放大率β_s、所述第一中心偏移量p_l、所述第二中心偏移量p_s、所述待調整偏移量q′_l。

作為一種可選的方案，所述圖案為十字絲靶板。

作為一種可選的方案，所述方法還包括：