[发明专利]双光路四CCD拼接电视摄像装置

说明书

技术领域

本发明属于光电探测领域，涉及一种多CCD器件拼接的电视摄像装置，主要应用于火炮光电跟踪系统。

背景技术

CCD摄像机作为火炮光电侦察探测系统的必要组成部分，通常用于对目标的跟踪和监测，它一般由一个CCD成像器件和不同的光学系统构成，不同的光学系统具有不同的视场大小和分辨率指标。对于一个光学系统而言，视场大时，分辨率低，为了扩大视场又不降低分辨率，可以通过双CCD或多CCD的拼接方式接收同视场光路的光学图像来实现。

对于同光路双CCD拼接方式而言，通常采用半透半反分光棱镜将入射光分为两路射出，两路出射光光能均为入射光的一半，它们分别成像于两个CCD靶面上。两个CCD上的图像经过电路处理后形成一幅双CCD拼接的图像画面。然而，这种拼接方式视场扩容有限。如果要实现更大视场进行四CCD拼接时，就需采用两级分光棱镜才能实现更多CCD无缝拼接，这时光学系统到达CCD的光能量要损失四分之三。当CCD摄像机应用于较低照度环境时，这种多CCD拼接方式光能量损失对CCD摄像机的使用性能和图像质量会产生严重影响。

目前CCD的拼接主要是双CCD的拼接应用，而同光路四CCD拼接时由于光能损失过大在实际应用中受到限制。

采用双光路图像合成技术可以解决同光路四CCD拼接时造成的光能损失过大的问题。但是，采用了双光路合成成像时，当两路光学光轴出现偏差大于0.3个像素时CCD感光能量下降明显，CCD图像输出会出现重影从而导致图像分辨率明显下降。要保证双光路图像合成时CCD图像输出的质量，各光路在CCD靶面成像位置必须小于0.1个像素才能满足正常图像合成的要求。通常我们采取的双光路光轴调试方式可以保证各光路在CCD靶面成像位置误差约为0.5-1个像素，无法满足双光路图像合成时CCD图像输出的质量要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有CCD拼接技术存在的不足，提供一种采用图像合成调整机构的双光路四CCD拼接的电视摄像装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的双光路四CCD拼接电视摄像装置包括第一透镜组、第二透镜组、安装框架、转折反光镜、含有两对光楔的调校机构、复合棱镜、第一分光复合棱镜、第二分光复合棱镜、第一反光镜、第二反光镜、第一CCD、第二CCD、第三CCD和第四CCD，所述安装框架为异形结构体，其上带有相互平行的第一至第六镜筒以及和这些镜筒垂直的第七镜筒，第七镜筒径向的一侧与第二镜筒相通，径向的另一侧与第三镜筒、第五镜筒相通，第七镜筒的输入端与第一镜筒的输出端垂直相邻，第七镜筒的输出端与第六镜筒的输入端垂直相邻，第三镜筒的中后段的一侧设有通光孔且该通光孔与第四镜筒的输入端垂直相邻，第三镜筒、第四镜筒、第五镜筒和第六镜筒的输出端方向相通；第一透镜组和第二透镜组是相同的望远物镜组并分别安装在第一镜筒和第二镜筒中；所述调校机构螺纹连接在第二镜筒中且位于第二透镜的后端，其中一对光楔的楔角与另一对光楔的楔角垂直；所述转折反光镜为直角棱镜且两个直角平面分别固定在第一镜筒和第七镜筒垂直相邻的两个端面上；所述复合棱镜为立方棱镜且位于第二镜筒和第三镜筒的交界处，所述第一分光复合棱镜和第二分光复合棱镜均为立方棱镜且分别位于第三镜筒和第七镜筒的中后段，所述第一反光镜和第二反光镜均为直角棱镜，第一反光镜固定在所述通光孔与所述第四镜筒垂直相邻的两个端面上，第二反光镜固定在所述第七镜筒与所述第六镜筒垂直相邻的两个端面上；第一至第四CCD一一对应与第三镜筒、第四镜筒、第五镜筒、第六镜筒的后端面固连；所述第一透镜组对目标的成像光束经所述转折反光镜反射后进入所述复合棱镜，光束经复合棱镜分光后，一半光能进入第一分光复合棱镜，另一半光能进入第二分光复合棱镜；第二透镜组对目标的成像光束透过所述图像合成机构进入复合棱镜，光束经复合棱镜分光后，一半光能进入第一分光复合棱镜，另一半光能进入第二分光复合棱镜；进入第一分光复合棱镜的光束一半透射另一半反射，透射光束的一部分即目标的第一象限图像会聚在第一CCD的靶面上，反射光束的一部分即目标的第二象限图像经第一反光镜反射后会聚在第二CCD的靶面上；进入第二分光复合棱镜的光束一半透射另一半反射，透射光束的一部分即目标的第四象限图像会聚在第三CCD的靶面上，反射光束的一部分即目标的第三象限图像经第二反光镜反射后会聚在第四CCD的靶面上。

本发明中的整体技术效果体现在以下几个方面。

(一)本发明通过一个图像合成复合棱镜、两个分光复合棱镜和两个反光镜，实现了四个CCD安装面的分离，有效的解决了四个CCD拼接时的图像无缝对接。