CN116953947A - 双成像系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种双成像系统，包括分光模块、第一成像系统和第二成像系统，其中，分光模块用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束。第一成像系统和第二成像系统分别与分光模块连通，并且第一成像系统的第一取景光轴和第二成像系统的第二取景光轴共线，由第一成像系统和第二成像系统各自接收一束场景分光束。本公开中，在保证第一成像系统的第一取景光轴和第二成像系统的第二取景光轴共线的前提下，第一成像系统和第二成像系统各自接收一束场景分光束，从而实现在相同环境条件下对单个场景的拍摄，便于后续根据两个成像系统拍摄所得的图像对这两个成像系统进行比对、解析。

Description

双成像系统

技术领域

本公开涉及图像采集技术领域，特别涉及一种双成像系统。

背景技术

随着光学设计和计算机视觉等领域的高速发展，目前的成像系统种类纷繁复杂，同一种类的镜头也有着不同的指标参数和型号。为了实现两种不同成像系统间的对比，或是为了实现两个成像系统间图像的匹配，亦或是为了实现两个系统成像优势的互补，针对同一个场景，往往需要两个不同的光学系统同时进行成像。而目前针对单场景的拍摄，往往要求两个不同的成像系统之间的系统指标参数，比如口径、视场角之类的参数都比较接近，无法满足实际需求。

发明内容

本公开目的在于：提供了一种双成像系统，其部署有分光模块，在保证第一成像系统的第一取景光轴和第二成像系统的第二取景光轴共线的前提下，借由分光模块实现两个不同成像系统对单个场景的拍摄。

为达上述目的，本公开采用以下技术方案：一种双成像系统，其中，包括分光模块、第一成像系统和第二成像系统，所述分光模块用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束；

所述第一成像系统和所述第二成像系统分别与所述分光模块连通，且所述第一成像系统的第一取景光轴和所述第二成像系统的第二取景光轴共线，由所述第一成像系统和所述第二成像系统各自接收一束所述场景分光束。

本公开中提供的一种双成像系统，包括分光模块、第一成像系统和第二成像系统，其中，分光模块用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束。第一成像系统和第二成像系统分别与分光模块连通，并且第一成像系统的第一取景光轴和第二成像系统的第二取景光轴共线，由第一成像系统和第二成像系统各自接收一束场景分光束。本公开中，在保证第一成像系统的第一取景光轴和第二成像系统的第二取景光轴共线的前提下，第一成像系统和第二成像系统各自接收一束场景分光束，从而实现在相同环境条件下对单个场景的拍摄，便于后续根据两个成像系统拍摄所得的图像对这两个成像系统进行比对、解析。

附图说明

图1是本公开一实施例中双成像系统的整体结构侧视图；

图2是本公开一实施例中双成像系统的整体结构主视图；

图3是本公开一实施例中双成像系统的整体结构俯视图；

图4是本公开一实施例中分光模块的整体结构侧视图；

图5是本公开一实施例中分光模块的整体结构右视图；

图6是本公开一实施例中第一成像系统的整体结构侧视图；

图7是本公开一实施例中第一成像系统的整体结构主视图；

图8是本公开一实施例中第二成像系统的整体结构侧视图；

图9是本公开一实施例中第二成像系统的整体结构左视图。

本公开目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

参照图1至图3，本公开一实施例中提供了一种双成像系统，其中，包括分光模块1、第一成像系统2和第二成像系统3，所述分光模块1用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束；

所述第一成像系统2和所述第二成像系统3分别与所述分光模块1连通，且所述第一成像系统2的第一取景光轴和所述第二成像系统3的第二取景光轴共线，由所述第一成像系统2和所述第二成像系统3各自接收一束所述场景分光束。

本实施例中，双成像系统包括分光模块1、第一成像系统2和第二成像系统3，其中，分光模块1用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束，第一成像系统2和第二成像系统3根据实际需要可以采用不同的参数，优选地，该成像系统可以满足最大口径80mm、视场角30°的相机镜头模组和最小口径10mm，视场角50°的相机镜头模组之间的成像。分光模块1上设置有至少两个出光口(出光口的数量与采用的成像系统的数量对应一致)，第一成像系统2的镜头和第二成像系统3的镜头对接在分光模块1的出光口上，实现与分光模块1连通。并且，第一成像系统2的第一取景光轴和第二成像系统3的第二取景光轴需要调整至共线，具体的结构设置体现为第一成像系统2的第一镜头模组、第二成像系统3的第二镜头模组两者的水平高度相同，并且垂直于第一镜头模组的第一入射光束和垂直于第二镜头模组的第二入射光束相互垂直且相交(即第一入射光束和第二入射光束相互垂直且相交，入射光束穿过镜头模组的镜头中心且垂直与镜头平面)。分光模块1分离的两束场景分光束分别由第一成像系统2个第二成像系统3各自接收一束，从而使得第一成像系统2和第二成像系统3可以拍摄得到具有相同环境条件下单个场景的图像(即第一成像系统2和第二成像系统3拍摄所得的图像中场景相同，拍摄角度、时间等条件参数也相同，可以视为第一成像系统2和第二成像系统3是在相同的空间位置拍摄得到的场景图像)。

本公开中，保证第一成像系统2的第一取景光轴和第二成像系统3的第二取景光轴共线的前提下，第一成像系统2和第二成像系统3各自接收一束场景分光束，从而实现在相同环境条件下对单个场景的拍摄，便于后续根据两个成像系统拍摄所得的图像对这两个成像系统进行比对、解析。在实际应用时，可以根据实际需要采用两个不同参数的成像系统进行单场景拍摄，实现不同成像系统针对完全一样的场景成像，避免了两个不同成像系统直接对同一场景成像时的视差影响(同一空间位置无法安装两个成像系统，而如果两个不同成像系统在拍摄时间上采用一前一后的方式，同样无法保证前后两次调试的拍摄参数相同)。并且还可以通过调试第一成像系统2和第二成像系统3的拍摄参数，实现同一场景的不同光照强度下的图片采集和对比。

进一步的，参照图4、图5，所述分光模块1包括分光棱镜101、遮光板102、顶板103、压板104、连接杆105、把手106和模块底座107；

所述分光棱镜101和所述遮光板102均部署在所述模块底座107上，且所述遮光板102围合在所述分光棱镜101的周围；

所述顶板103盖合在所述遮光板102围合后顶部形成的开口处，配合所述遮光板102对所述分光棱镜101形成包围；

所述压板104压合设置在所述分光棱镜101远离所述模块底座107的一端；

所述连接杆105穿过所述顶板103，且所述连接杆105一端与所述把手106连接，另一端与所述压板104抵接。

优选的，所述顶板103上开设有连接孔，所述连接孔的内壁设置有内螺纹，所述连接杆105上设置有外螺纹；

所述连接杆105穿过所述连接孔，且所述外螺纹和所述内螺纹相啮合。

优选的，所述把手106的外壁设置有防滑纹。

本实施例中，分光模块1包括分光棱镜101、遮光板102、顶板103、压板104、连接杆105、把手106和模块底座107，分光棱镜101和遮光板102均部署在模块底座107上，遮光板102至少有3块，围合在分光棱镜101的周围，剩下一个方向用于采集场景主光线。顶板103盖合在遮光板102围合后顶部形成的开口处，配合各个遮光板102构成分光模块1的外壳框架，对内部的分光棱镜101形成包围。顶板103配合遮光板102形成的外壳框架，不仅可以保护分光棱镜101不受到划伤和碰撞等损伤，同时可以作为其他结构件的安装基础，实现对分光棱镜101的位移限制，并起到遮挡杂散光的作用。压板104压合设置在分光棱镜101远离模块底座107的一端，而连接杆105穿过顶板103，一端与把手106固定连接，另一端与压板104抵接。具体地，顶板103上开设有连接孔，该连接孔的内壁设置有内螺纹；连接杆105上设置有外螺纹，该外螺纹与连接孔的内螺纹相匹配。在使用压板104压合固定分光棱镜101时，连接杆105旋入顶板103的连接孔内，连接杆105上的外螺纹和连接孔的内螺纹相啮合，连接杆105的末端抵接压板104，装配人员通过拧紧把手106，使得连接杆105压紧压板104，进而使得压板104压紧分光棱镜101，实现对分光棱镜101的固定安装。优选的，把手106整体为圆饼状，外壁设置有防滑纹，以增大摩擦力，方便装配人员拧合连接杆105。

进一步的，参照图6、图7，所述第一成像系统2包括第一成像模组、第一支撑机构和固定机构，所述第一成像模组的镜头端与所述分光模块1连通；

所述第一成像模组部署在所述第一支撑机构上，所述固定机构夹合在所述第一成像模组和所述第一支撑机构上，使所述第一成像模组与所述第一支撑机构形成固定连接。

本实施例中，第一成像系统2包括第一成像模组、第一支撑机构和固定机构，第一成像模组相当于摄像头，其结构与常规的摄像头大同小异，区别只在于具体应用时需要根据第一成像系统2所需的成像参数选择对应的配件，故在此不对第一成像模组的具体结构进行说明。第一成像模组的镜头端与分光模块1连通，具体地，分光模块1对应第一成像模组的遮光板102开设有出光口，该出光口的形状、大小与第一成像模组的镜头端相匹配。第一成像模组的镜头端架设在遮光板102的出光口处，实现与分光模块1连通，接收分光棱镜101分离出来的场景分光束。第一成像模组部署在第一支撑机构上，而固定机构则夹合在第一成像模组和第一支撑机构上，约束第一成像模组和第一支撑机构形成固定连接。

进一步的，所述固定机构为固定环201，所述第一支撑机构包括第一转接块202、第二转接块203、第一升降台204、第二升降台205和镜头支架206，所述第一成像模组包括镜筒207；

所述第一转接块202固定安装在所述第一升降台204上，所述第二转接块203固定安装在所述第二升降台205上，所述镜头支架206固定安装在所述第一转接块202上；

所述镜筒207远离所述分光模块1的一端固定安装在所述第二转接块203上，所述镜筒207靠近所述分光模块1的一端放置在所述镜筒207支架上；

所述固定环201套设在所述镜筒207靠近所述分光模块1的一端，并与所述镜头支架206配合以夹合固定所述镜筒207。

本实施例中，固定机构优选为固定环201，第一支撑机构包括第一转接块202、第二转接块203、第一升降台204、第二升降台205和镜头支架206，第一成像模组包括镜筒207；第一转接块202固定安装在第一升降台204上，第二转接块203固定安装在第二升降台205上，而镜头支架206固定安装在第一转接块202上。第一成像模组优选采用大口径镜头模组，大口径镜头模组的长度、重量较大，为了保证第一成像模组安装稳固，镜筒207远离分光模组的一端(镜筒207远离分光模组的一端口径较小，相对的重量较小)固定安装在第二转接块203上，镜筒207靠近分光模块1的一端口径较大，相对应的重量较大，需要架设在镜筒207支架上，以保证第一成像模组安装后的稳定性。然后，固定环201套设在镜筒207靠近分光模块1的一端，配合镜头支架206夹合固定镜筒207，完成第一成像模组的安装。

进一步的，所述固定环201包括半圆环体、螺栓和螺母，所述半圆环体的两个末端分别设置有第一连接孔，所述镜头支架206远离所述第一转接块202的两个末端分别设置有第二连接孔；

所述固定环201和所述镜头支架206夹合固定所述镜筒207时，所述螺栓分别穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔，并通过所述螺母拧合固定。

本实施例中，固定环201包括半圆环体、螺栓和螺母，半圆环体整体呈半圆状，两个末端分别设置有连接耳，连接耳上开设有第一连接孔；镜头支架206托举镜筒207的结构同样为半圆形环状，两个末端均设置有连接耳，且连接耳上开设有第二连接孔。在使用固定环201配合镜头支架206夹合固定镜筒207时，固定环201套设在镜筒207上，将固定环201两个末端的第一连接孔和镜头支架206两个末端的第二连接孔一一对齐，再将螺栓分别穿过第一连接孔和第二连接孔，最后将螺母套入螺栓末端拧合，使得固定环201和镜头支架206配合将镜筒207锁紧固定。

进一步的，参照图8、图9，所述第二成像系统3包括第二成像模组301、调整机构和第二支撑机构，所述第二成像模组301的镜头端与所述分光模块1连通；

所述第二成像模组301固定安装在所述第二支撑机构上，所述第二支撑机构固定安装在所述调整机构上。

本实施例中，第二成像系统3包括第二成像模组301、调整机构和第二支撑机构，第二成像模组301相当于摄像头，其结构与常规的摄像头大同小异，区别只在于具体应用时需要根据第二成像系统3所需的成像参数选择对应的配件，故在此不对第二成像模组301的具体结构进行说明。第二成像模组301的镜头端与分光模块1连通，具体地，分光模块1对应第二成像模组301一侧的遮光板102上开设有出光口，该出光口的形状、大小与第二成像模组301的镜头形状、大小相适配，第二成像模组301的镜头端架设在遮光板102的出光口处，实现与分光模块1连通，接收分光棱镜101分离出来的场景分光束。第二成像模组301整体固定安装在第二支撑机构上，而第二支撑机构固定安装在调整机构上，调整机构用于调整第二成像模组301的俯仰角、水平方向的位移以及竖直方向的位移，使得调整后的第二成像模组301与第一成像模组相对应(即保证第一成像系统2的第一取景光轴和第二成像系统3的第二取景光轴共线)。

进一步的，所述第二支撑机构包括模组支架302、模组底座305、第三转接块303和第四转接块304；

所述第二成像模组301固定安装在所述模组支架302上，所述模组支架302固定安装在模组底座305上；

所述模组底座305、所述第三转接块303和所述第四转接块304由上往下依次固定安装。

本实施例中，第二支撑机构包括模组支架302、模组底座305、第三转接块303和第四转接块304，第二成像模组301固定安装在模组支架302上，而模组支架302固定安装在模组底座305上。模组底座305、第三转接块303和第四转接块304由上往下依次固定安装，实现对第二成像模组301整体的支撑固定。

进一步的，所述调整机构包括摆台306、直线滑台307和第三升降台308；

所述第二支撑机构固定安装在所述摆台306上，所述摆台306用于调整所述第二成像模组301的光轴俯仰角；

所述摆台306、所述直线滑台307和所述第三升降台308由上往下依次固定安装，所述直线滑台307用于调整所述第二成像模组301在水平方向上的移动，所述第三升降台308用于调整所述第二成像模组301在竖直方向上的移动。

本实施例中，调整机构包括摆台306、直线滑台307和第三升降台308，第二支撑机构固定安装在摆台306上(具体地为第四转接块304固定安装在摆台306上)。摆台306包括摆动块和固定块，固定块顶部设置有圆弧状凹槽，摆动块底部为圆弧状；摆动块底部安装在固定块顶部的圆弧状凹槽内，可以沿着圆弧状凹槽进行圆弧滑动，从而实现调整安装在摆台306上的第二成像模组301的光轴俯仰角。摆台306固定安装在直线滑台307上，直线滑台307可以在水平方向上进行运动(相当于滑块导轨结构)，从而实现第二成像模组301在水平方向上的移动调整。直线滑台307固定安装在第三升降台308上，第三升降台308可以在竖直方向上进行运动，用于调整第二成像模组301在竖直方向上的移动。

双成像系统包括系统底座，分光模块1、第一成像系统2和第二成像系统3均固定安装在系统底座上。具体地，在进行双成像系统的装配时，首先确定好分光模块1的安装位置和光轴高度，将分光模块1固定安装在系统底座上，并以分光模组为基准安装第一成像系统2。在安装第一成像系统2时，可以通过调整第一升降台204和/或第二升降台205实现调整第一成像模组的光轴俯仰角以及光轴高度，在将第一成像系统2调整至与分光模组对应后，即可将第一成像系统2固定安装在系统底座上。在安装第二成像系统3时，通过摆台306调整第二成像模组301的光轴俯仰角、通过直线滑台307调整第二成像模组301在水平方向上的位置以及通过第三升降台308调整第二成像模组301在竖直方向上的位置(即第二成像模组301的光轴高度)，直至第二成像系统3的第二取景光轴与第一成像系统2的第一取景光轴重合，将第二成像系统3固定安装在系统底座上，完成整个双成像系统的调整装配。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、第一物体或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、第一物体或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、第一物体或者方法中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本公开的优选实施例，并非因此限制本公开的专利范围，凡是利用本公开说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本公开的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双成像系统，其中，包括分光模块、第一成像系统和第二成像系统，所述分光模块用于将收集的场景主光束分离为两束场景分光束；

所述第一成像系统和所述第二成像系统分别与所述分光模块连通，且所述第一成像系统的第一取景光轴和所述第二成像系统的第二取景光轴共线，由所述第一成像系统和所述第二成像系统各自接收一束所述场景分光束。

2.根据权利要求1所述的双成像系统，其中，所述分光模块包括分光棱镜、遮光板、顶板、压板、连接杆、把手和模块底座；

所述分光棱镜和所述遮光板均部署在所述模块底座上，且所述遮光板围合在所述分光棱镜的周围；

所述顶板盖合在所述遮光板围合后顶部形成的开口处，配合所述遮光板对所述分光棱镜形成包围；

所述压板压合设置在所述分光棱镜远离所述模块底座的一端；

所述连接杆穿过所述顶板，且所述连接杆一端与所述把手连接，另一端与所述压板抵接。

3.根据权利要求2所述的双成像系统，其中，所述顶板上开设有连接孔，所述连接孔的内壁设置有内螺纹，所述连接杆上设置有外螺纹；

所述连接杆穿过所述连接孔，且所述外螺纹和所述内螺纹相啮合。

4.根据权利要求2所述的双成像系统，其中，所述把手的外壁设置有防滑纹。

5.根据权利要求1所述的双成像系统，其中，所述第一成像系统包括第一成像模组、第一支撑机构和固定机构，所述第一成像模组的镜头端与所述分光模块连通；

所述第一成像模组部署在所述第一支撑机构上，所述固定机构夹合在所述第一成像模组和所述第一支撑机构上，使所述第一成像模组与所述第一支撑机构形成固定连接。

6.根据权利要求5所述的双成像系统，其中，所述固定机构为固定环，所述第一支撑机构包括第一转接块、第二转接块、第一升降台、第二升降台和镜头支架，所述第一成像模组包括镜筒；

所述第一转接块固定安装在所述第一升降台上，所述第二转接块固定安装在所述第二升降台上，所述镜头支架固定安装在所述第一转接块上；

所述镜筒远离所述分光模块的一端固定安装在所述第二转接块上，所述镜筒靠近所述分光模块的一端放置在所述镜筒支架上；

所述固定环套设在所述镜筒靠近所述分光模块的一端，并与所述镜头支架配合以夹合固定所述镜筒。

7.根据权利要求6所述的双成像系统，其中，所述固定环包括半圆环体、螺栓和螺母，所述半圆环体的两个末端分别设置有第一连接孔，所述镜头支架远离所述第一转接块的两个末端分别设置有第二连接孔；

所述固定环和所述镜头支架夹合固定所述镜筒时，所述螺栓分别穿过所述第一连接孔和所述第二连接孔，并通过所述螺母拧合固定。

8.根据权利要求1所述的双成像系统，其中，所述第二成像系统包括第二成像模组、调整机构和第二支撑机构，所述第二成像模组的镜头端与所述分光模块连通；

所述第二成像模组固定安装在所述第二支撑机构上，所述第二支撑机构固定安装在所述调整机构上。

9.根据权利要求8所述的双成像系统，其中，所述第二支撑机构包括模组支架、模组底座、第三转接块和第四转接块；

所述第二成像模组固定安装在所述模组支架上，所述模组支架固定安装在模组底座上；

所述模组底座、所述第三转接块和所述第四转接块由上往下依次固定安装。

10.根据权利要求8所述的双成像系统，其特征在于，所述调整机构包括摆台、直线滑台和第三升降台；

所述第二支撑机构固定安装在所述摆台上，所述摆台用于调整所述第二成像模组的光轴俯仰角；

所述摆台、所述直线滑台和所述第三升降台由上往下依次固定安装，所述直线滑台用于调整所述第二成像模组在水平方向上的移动，所述第三升降台用于调整所述第二成像模组在竖直方向上的移动。