[发明专利]望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器

说明书

本申请公开了一种望远镜，其包括微显示器、合光镜、二向色性分光镜和图像传感器，其中合光镜接收来自物镜的光和来自微显示器的光并使它们混合；二向色性分光镜使经合光镜混合的光中大部分可见光进入通往目镜的第一光路，而至少部分非可见光和少量预定波长的可见光进入通往图像传感器的第二光路；图像传感器获得代表由物镜形成的光学影像和微显示器显示的电子图像的探测图像。本申请还公开了用于望远镜的电子目镜和目镜适配器。根据本发明实施例，能够获得代表由望远镜物镜形成的光学影像和所述微显示器显示的电子图像的探测图像。这使得能够获取光学影像和电子图像的配准信息，从而解决电子图像与光学影像之间的配准问题。

技术领域

本发明涉及望远镜领域，具体而言涉及一种望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器。

背景技术

望远镜是一种利用透镜或凹面反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用望远镜进行观测时，来自遥远物体的光线通过透镜的折射或通过凹面镜的反射，会聚成像，再经过具有一定放大倍率的目镜而被看到。

近年来，人们开始在望远镜上引入例如增强现实(AR,Augmented Reality)显示以及混合现实(MR,Mixed Reality)显示，其中将通过望远镜物镜获得的光学影像与例如显示器显示的电子图像混合输出到同一光路中，最后例如可以通过目镜一起呈现给观测者。电子图像与光学影像是否配准对于增强现实及混合现实显示的质量影响很大，然而这在现有技术中尚未被关注和解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种望远镜以及用于望远镜的电子目镜及目镜适配器，其至少部分地克服现有技术的不足。

根据本发明的一个方面，提供了一种望远镜，其包括镜筒和容纳在镜筒内的物镜，物镜用于形成望远镜所观察对象的光学影像，镜筒上设置有目镜接口，其中望远镜还包括：

微显示器，用于显示电子图像；

合光镜，其接收来自物镜的光和来自微显示器的光并使它们混合，使得由物镜形成的光学影像与微显示器显示的电子图像能够在空间上重叠从而被一起观察到；

二向色性分光镜，其接收由所述合光镜混合的光，根据波长选择性地进行反射和透射，从而使大部分可见光进入通往目镜接口的第一光路，而至少部分非可见光和少量预定波长的可见光进入第二光路；以及

图像传感器，设置在第二光路中，其接收来自二向色性分光镜的非可见光和预定波长的可见光，以获得代表由物镜形成的光学影像和微显示器显示的电子图像的探测图像。

优选地，望远镜还可以包括控制器，控制器基于探测图像，计算获得有关所述光学影像和电子图像的配准情况的配准信息。

在一些实施例中，所述至少部分非可见光包括红外光，所述预定波长的可见光为绿光，并且二向色性分光镜使大部分绿光进入第一光路，而使小部分绿光进入第二光路。

在另一些实施例中，所述至少部分非可见光包括红外光，所述预定波长的可见光为红光，并且二向色性分光镜使大部分所述红光进入第一光路，而使小部分所述红光进入第二光路。所述预定波长的可见光为波长大于等于690nm的红光，优选为大于等于730nm的红光。

在一些实施例中，控制器可以配置为进行以下处理：

(1)关闭微显示器的显示，通过图像传感器获取第一探测图像；

(2)打开微显示器的显示，通过图像传感器获取第二探测图像；

(3)进行图像处理，将第二探测图像减去第一探测图像，得到差值图像；以及

(4)对第一探测图像和差值探测图像进行计算和比较，获得有关所述光学影像与电子图像在经由合光镜混合之后的配准情况的配准信息。

在另一些实施例中，图像传感器为彩色CMOS图像传感器，并且控制器可以配置为进行以下处理：