CN212460207U - 多光轴光学系统、红外热成像仪及其调整装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多光轴光学系统、红外热成像仪及其调整装置，其中，所述多光轴光学系统包括一个基准光学模组和一个或多个调整光学模组，其特征在于，所述多光轴光学系统进一步包括：一个基准光学模组座；一个或多个调整光学模组座；以及一个或多个调整机构。本申请结构简单、轻便，即使是在人工视觉识别的情况下，也能实现对多个光轴之间的平行度的准确地且快速地调整，调整效果易于快速识别，此外，对检测环境无特殊要求，检测操作简单。

Description

多光轴光学系统、红外热成像仪及其调整装置

技术领域

本发明涉及光学系统测定领域，尤其涉及一种多光轴光学系统、红外热成像仪及其调整装置。

背景技术

为了满足特殊的需求，现代的光电设备中出现了集多种光电传感器于一体的多功能光电设备，例如，包含电视、红外、激光等多个光电传感器的现代军用光电武器设备；又例如，包含红外模块和可见光模块的采用双光路技术的红外热成像仪，等等。由于集多种光学仪器于一体，必然产生诸多光学系统之间的光轴的平行性的问题。以采用双光路技术的红外热成像仪为例，双光路技术能够结合传统的红外热图像与可见光图像，从而使这两个图像能同时显示，并且实现最终的成像记录。可见光成像分辨率较高，目标的边缘纹理等细节信息比较清晰，抗干扰能力强，但容易受到天气等自然条件的影响；红外成像系统具有可穿透烟雾主体目标比较清晰，能够昼夜工作等特点。红外成像和可见光成像两者特性互补，结合增加了检测应用范围。但是，因为红外热成像仪的红外光路与可见光光路为非同轴光学系统，光学规格参数、尺寸误差等，导致红外图像与可见光图像叠加后存在偏差。两幅图像的叠加融合，需要进行以下图像融合工艺流程，分别为光轴调整、图像配准、算法融合。光轴调整是后续工艺的前置步骤，调整后的精度必须在后续工艺的容差范围内。其调整的原理是通过调整红外热成像仪红外光学系统结构与可见光光学系统结构，使两个光学系统的光轴处于要求的平行度精度范围内。

光轴的平行度是多光轴系统的一个重要参数。现有技术中常用的光轴平行性测试方法主要有以下几种：(1)投影靶板法，本系统主要由激光器、被测的多光轴系统、靶板、导轨和基座组成，本方法是利用一个放置在远处的靶板来接收从被测仪器射出的激光束，即将各光轴投影到靶板上，通过比较各光轴与靶板上的投影点之间的间隔的差异来反应光轴是否平行；(2)大口径平行光管法；(3)激光光轴仪法；(4)五菱镜法。但是，现有技术中的上述方法存在以下缺点：(1)投影靶板法只能在夜晚或阴天进行光轴调整；(2)大口径平行光管不易制作且笨重，不可能运到野外使用，而且大口径高精度光束平行性的检测比较困难；(3)激光检测仪法的系统装配难度大，专用性强；(4)五菱镜法中的五菱镜在测试移动过程中的特征方向的任何变化都会引起光轴偏差，产生测量附加误差，影响最终的测量精度，这种随机误差较难控制。

综上所述，现有技术中的多光轴光学系统的多光轴平行度检测方法存在诸多缺点，需要开发出一种新的适用于检测多光轴系统的多光轴之间的平行度的调整装置。

发明内容

为解决现有技术中的多光轴系统的多光轴平行度检测仪器的装配难度大、笨重、检测环境和检测操作要求高的问题，本申请的第一个方面提供一种多光轴光学系统，所述多光轴光学系统包括一个基准光学模组和一个或多个调整光学模组，所述多光轴光学系统进一步包括：

一个基准光学模组座，所述基准光学模组座设于所述基准光学模组之外并用于固定所述基准光学模组；

一个或多个调整光学模组座，所述调整光学模组座设于所述调整光学模组之外并与所述基准光学模组座固定连接，所述调整光学模组座包括本体和凸起部，所述本体设有若干通孔，所述本体具有用于容纳所述调整光学模组的容纳空间，所述凸起部从所述本体向所述容纳空间内延伸；以及

一个或多个调整机构，所述调整机构设于所述调整光学模组座和所述本体之间，所述调整机构包括设于所述调整光学模组外的调整支架和连接于所述调整支架的若干调整单元，所述调整光学模组与所述调整支架固定连接，预设所述调整单元的第一端连接于所述调整支架，所述调整单元的第二端穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外，所述调整单元与所述通孔之间间隙配合，所述调整支架具有弧面，所述凸起部与所述弧面之间可滑动地抵接。

进一步地，所述调整单元为螺钉，所述螺钉包括螺杆和螺帽，所述螺杆穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外，所述螺杆可旋转地螺接于所述调整支架，并且可转动地固定连接于所述调整光学模组座，当所述螺杆与所述调整支架之间的螺旋转动，且保持所述螺杆与所述调整光学模组座之间的相对位置固定时，所述调整支架与所述螺杆之间的相对位置发生改变。

进一步地，所述调整单元为调整杆，所述调整杆的第一端固定连接于所述调整支架，所述调整杆的第二端穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外。

进一步地，所述基准光学模组为可见光模组或红外模组或激光发射模组，所述调整光学模组为可见光模组、红外模组、或激光发射模组中的一个或多个。

进一步地，所述调整单元为1个、2个、3个、4个、5个或6个。

进一步地，所述凸起部与所述弧面之间点线接触、线接触或面接触。

本申请的第二个方面提供一种包括上述多光轴光学系统的红外热成像仪，所述红外热成像仪进一步包括数据处理电路和显示屏，所述多光轴光学系统与所述数据处理电路之间数据连接，所述数据处理电路和所述显示屏之间数据连接。

本申请的第三个方面提供一种调整上述红外热成像仪的光轴平行度的装置，包括：

固定机构，所述固定机构用于固定所述红外热成像仪的所述多光轴光学系统；

底座；

低反射率靶板，所述低反射率靶板安装于所述底座，并与所述固定机构相对地间隔预设距离；以及

两个或多个热靶点，所述热靶点设于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面，所述热靶点为热电阻或LED。

进一步地，所述低反射率靶板设有若干凹槽，所述热靶点设于所述凹槽内并暴露于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面；或者，所述热靶点直接设于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面。

进一步地，所述凹槽的横截面为圆形、正方形、等边三角形或中心对称的多边形。

进一步地，所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面覆有低反射率涂料、尼龙植绒布、或表面粗糙的黑色金属或非金属材料层。

进一步地，当所述基准光学模组为红外模组，所述调整光学模组为可见光模组，且所述基准光学模组和所述调整光学模组垂直设置时，所述热靶点包括第一热靶点和与所述第一热靶点垂直设置的第二热靶点，所述第一热靶点的中心和第二热靶点的中心之间的距离等于所述基准光学模组和所述调整光学模组的镜头中心之间的距离。

进一步地，所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面进一步设有第一十字靶标和第二十字标靶，所述第一十字靶标的中心与所述第一热靶点的中心重合，第二十字标靶的中心与所述第二热靶点的中心重合。

与现有技术相比较，本发明的优势在于：

本申请的多光轴光学系统、包含上述多光轴光学系统的红外热成像仪以及调整上述红外热成像仪的光轴平行度的装置结构简单、轻便，即使是在人工视觉识别的情况下，也能实现多个光轴之间的平行度的准确地且快速地调整，调整效果易于快速识别，此外，对检测环境无特殊要求，检测操作简单。

附图说明

图1为多光轴光学系统的剖示图；

图2为多光轴光学系统的调整光学模组和调整机构的剖示图；

图3为包括多光轴光学系统的红外热成像仪的立体图；

图4为调整红外热成像仪的光轴平行度的装置；

图5为调整红外热成像仪的光轴平行度的装置的固定机构的立体图；

图6为红外热成像仪的多光轴光学系统固定于固定机构的示意图；

图7为当靶板上设有6个热靶点和6个十字靶标时的可见光模组的光轴不平行于红外模组的光轴时的显示于显示屏上的红外靶圈和可见光靶圈之间的图像效果示意图；

图8为当靶板上设有6个热靶点和6个十字靶标时的可见光模组的光轴平行于红外模组的光轴时的红外靶圈和可见光靶圈之间的图像效果示意图；

图9为当靶板上设6个热靶点和6个十字靶标时的多光轴光学系统的可见光模组的光轴平行于红外模组的光轴且红外靶圈和可见光靶圈经过图像融合后的图像效果示意图；

图10-12为靶板上设有5个热靶点时的红外靶圈和可见光靶圈的图像效果示意图。

附图标记：

11-基准光学模组、111-红外镜头、112-红外矫正挡片、113-红外探测器、114-红外模组电路、12-基准光学模组座、13-调整光学模组、131-可见光镜头、132-可见光探测器、133-可见光模组电路、14-调整光学模组座、141-本体、1411-通孔、1412-容纳空间、142-凸起部、151-调整支架、1511-弧面、152-调整单元、1521-第一端、1522-第二端、15231-螺杆、15232-螺帽、21-数据处理电路、22-显示屏、221-可见光图像、2211-可见光靶圈、22111-第一可见光靶圈、22112-第二可见光靶圈、222-红外图像、2221-红外靶圈、22211-第一红外靶圈、22212-第二红外靶圈、31-固定机构、311-扳手、312-夹槽、313-推杆、32-底座、33-低反射率靶板、331-凹槽、22121-第一十字靶标图像、22122-第二十字靶标图像、34-热靶点、341-第一热靶点、342-第二热靶点。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例，详细阐述本发明的优势。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。还应当理解，本文中使用的术语“包括”或“包含”是一种开放式的表达方式，还可以进一步包括其他结构。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

图1-3显示为包括多光轴光学系统的红外热成像仪。

如图1-2所示为本申请的一种多光轴光学系统的一种优选实施例。所述多光轴光学系统包括一红外模组、一基准光学模组座12、一可见光模组、一调整光学模组座14、以及一调整机构。其中，所述红外模组作为基准光学模组11，所述可见光模组作为调整光学模组13，换句话说，红外模组的光轴保持不动，通过调整机构调整可见光模组的光轴，直至使可见光模组的光轴与红外模组的光轴之间的平行度满足一定的要求。所述基准光学模组座12设于所述红外模组之外并用于固定所述红外模组。所述调整光学模组座14设于所述可见光模组之外并与所述基准光学模组座12固定连接，所述调整光学模组座14包括本体141和凸起部142，所述本体141设有若干通孔1411，所述本体141具有用于容纳所述可见光模组的容纳空间1412，所述凸起部142从所述本体141向所述容纳空间1412内延伸。所述调整机构设于所述调整光学模组座14和所述本体141之间，所述调整机构包括设于所述可见光模组外的调整支架151和连接于所述调整支架151的四个调整单元152。所述调整单元152为螺钉，所述螺钉包括螺杆15231和螺帽15232，所述螺杆15231的第一端1521可旋转地螺接于所述调整支架151，所述螺杆15231的第二端1522(即与螺帽15232连接的一端)穿过所述通孔1411并延伸至所述调整光学模组座14之外并且可转动地固定连接于所述调整光学模组座14。当所述螺杆15231相对于所述调整支架151进行螺旋转动时，保持所述螺杆15231与所述调整光学模组座14之间的相对位置固定不变，仅仅使所述调整支架151与所述螺杆15231之间的相对位置发生改变，具体地，因为所述通孔1411的孔径大于所述螺杆15231的直径，则所述螺杆15231与所述通孔1411之间间隙配合，所述螺钉和所述可见光模组座作为一个整体，即需要将螺钉和可见光座作为一体来看待，螺钉与可见光座始终相对固定，具体而言，螺钉的螺杆在可见光座的通孔中仅做旋转运动，但是，可见光座本身并不会沿着螺杆前进或后退。所述调整支架151具有弧面1511，所述凸起部142与所述弧面1511之间可滑动地抵接配合。当需要调整可见光模组的光轴时，只需顺时针或逆时针旋转螺钉即可使所述调整支架151的部位P相对于所述螺杆15231前进(螺钉会牵拉部位P)或后退(螺钉会向远处推部位P)，相应地，所述调整支架151上的与某一部位P中心对称的部位P’沿着所述螺杆15231后退(螺钉会向远处推部位P’)或前进(螺钉会牵拉部位P’)，在此过程中，所述弧面1511相对于所述凸起部142发生滑动，从而调整所述可见光模组的光轴Y的法面XZ的姿态，从而进一步调整所述可见光模组的光轴Y的方向。示例地，如图3所示，当调整单元152的数量为4时，在可见光模组座上设有以可见光镜头131的中心呈中心对称的4个螺钉，顺时针依次为螺钉A、螺钉B、螺钉C、和螺钉D，A和C呈中心对称，B和D呈中心对称，示例地，假设需要在由经过螺钉A、螺钉C、以及光轴Y的平面上逆时针转动所述调整光学模组13的光轴Y时，只需拧紧螺钉A，而拧松螺钉C即可，同时，保持螺钉B和螺钉D不变。具体地，当拧紧螺钉A时，所述调整支架151上的与螺钉A连接的部位P会被螺钉A和调整支架151之间的螺旋运动产生的轴向拉力牵拉，使部位P沿着所述螺钉A的螺杆15231向所述螺钉A的螺帽15232的方向前进，从而使所述部位P相对于所述可见光模组座的距离更近；当拧松螺钉C时，所述调整支架151上的与螺钉A连接的部位P’会被螺钉C和调整支架151之间的螺旋运动产生的轴向推力向外推，部位P’沿着所述螺钉A的螺杆15231向远离所述螺钉A的螺帽15232的方向后退，从而使所述部位P相对于所述可见光模组座的距离更远，如此，即可调节调整机构的角度(调整角度根据实际需求设置)，从而调节光轴Y的方向，使基准光学模组的光轴和调整光学模组的光轴之间的平行度满足一定的要求(平行度的理想状态为完全平行)。

可选地，在其他优选实施例中，所述基准光学模组11还可以为红外模组或可见光模组或激光发射模组等本领域公知的任一光学模组，相应地，所述调整光学模组13还可以为可见光模组、红外模组、或激光发射模组中的一种或多种。优选地，所述调整光学模组13不同于所述基准光学模组11。

可选地，在其他优选实施例中，所述调整单元152还可以根据实际需求设置为1个、2个、3个、5个或6个等数值。

可选地，在另一优选实施例中，所述调整单元152还可以为调整杆，其他结构与上述优选实施例相同。其中，所述调整杆的第一端1521固定连接于所述调整支架151，所述调整杆的第二端1522穿过所述通孔1411并延伸至所述调整光学模组座14之外，所述调整杆与所述通孔1411之间间隙配合，即所述通孔1411的孔径大于所述调整杆的直径，所述调整杆在所述通孔1411中有一定的活动空间。当需要调整可见光模组的光轴Y时，所述调整杆与所述调整支架151作为一个整体，即需要将调整杆和可见光座作为一体来看待，只需在不同方向上拨动在所述通孔1411内的所述调整杆即可使所述调整支架151的弧面1511相对于所述调整光学模组座14的凸起部142发生相对滑动。

如图1所示，所述凸起部142与所述弧面1511之间点线接触。可选地，在其他实施例中，所述凸起部142与所述弧面1511之间还可以点接触或面接触。

示例地，如图1所示，所述红外模组包括红外镜头111、红外矫正挡片112、红外探测器113和红外模组电路114。红外模组接收热靶点发出的红外线并转换为热图像数据。所述可见光模组包括可见光镜头131、可见光探测器132和可见光模组电路133。可见光模组接收热靶点发出的可见光并转换为可见光图像数据。值得注意的是，本申请中提到的可见光模组、红外模组、和激光发射模组可以为本领域的任意常用结构，并不仅仅限于本申请实施例中指出的可见光模组、红外模组的结构。

图3显示为包括上述多光轴光学系统的红外热成像仪的主视图。所述红外热成像仪进一步包括数据处理电路21和显示屏22，所述多光轴光学系统与所述数据处理电路21之间数据连接，所述数据处理电路21和所述显示屏22之间数据连接。

图4-12显示为调整上述红外热成像仪的光轴平行度的装置。

如图4所示，所述装置包括：固定机构31、底座32、低反射率靶板33以及设于所述低反射率靶板33上的六个热靶点。可选地，所述低反射率靶板33上的热靶点数量还可以设置为其他数值，例如设置5个热靶点，对应于显示器中的红外图像222和可见光图像221见图10-12。所述热靶点在显示器上显示为可见光靶圈2211和红外靶圈2221。如果只有一个热靶点即使融合上，也可能出现可见光图像和红外图像的偏转，所以，本申请的热靶点的数量至少为两个，热靶点的数量越多融合精度越高。所述固定机构31用于固定所述红外热成像仪的所述多光轴光学系统。如图5-6所示，所述固定机构31包括扳手311、夹槽312和推杆313。将所述红外热成像仪的多光轴光学系统放入所述夹槽312内，然后将扳手311按照箭头方向扳动，从而使所述推杆313向所述夹槽312内推进以顶住多光轴光学系统的侧面，将所述多光轴光学系统夹紧。推杆的运动是连杆机构作用。可选地，本申请的所述固定机构31的结构不限于此，还可以替代为其他能够固定或者放置所述红外热成像仪的结构，例如，夹持结构、悬挂结构或放置平台等。所述低反射率靶板33安装于所述底座32，并与所述固定机构31相对地间隔预设距离。所述热靶点设于所述低反射率靶板33的与所述固定机构31相对的表面，所述热靶点为热电阻或LED。所述低反射率靶板33设有若干凹槽331，所述热靶点设于所述凹槽331内并暴露于所述低反射率靶板33的与所述固定机构31相对的表面；或者，所述热靶点直接设于所述低反射率靶板33的与所述固定机构31相对的表面。优选地，所述凹槽331的横截面为圆形。可选地，所述凹槽331的横截面还可以为正方形、等边三角形或中心对称的多边形。所述低反射率靶板33的与所述固定机构31相对的表面覆有低反射率涂料、尼龙植绒布、或表面粗糙的黑色金属或非金属材料层。可选地，在本申请的另一优选实施例中，图4中的底座32下方的矩形框架的每一边以及固定机构31下方的增高支架均可以设置为滑轨结构或者伸缩结构等可调节结构，从而便于灵活调整低反射率靶板33和固定机构31之间的距离，以及便于灵活调整固定机构31相对于低反射率靶板33的上、下、左、右的位置关系。

示例地，根据本申请的一优选实施例，所述基准光学模组11为红外模组，所述调整光学模组13为可见光模组，且所述调整光学模组13和所述基准光学模组11分别间隔地上下垂直设置(见图3)，优选地，所述热靶点包括第一热靶点341和与所述第一热靶点341垂直设置的第二热靶点342(见图4)，且优选地设置于所述低反射率靶板的中心位置。第一热靶点341在显示器22上显示为第一可见光靶圈22111和第一红外靶圈22112；所述第二热靶点342在显示器22上显示为第二可见光靶圈22112和第二红外靶圈22212。优选地，所述低反射率靶板33的与所述固定机构31相对的表面进一步设有两个或多个十字靶标(图4中未示出)。所述十字靶标在所述显示器22上显示为十字靶标图像。示例地，所述十字靶标332包括第一十字靶标和第二十字标靶，所述第一十字靶标的中心与所述第一热靶点341的中心重合，第二十字标靶的中心与所述第二热靶点342的中心重合。所述第一十字靶标在所述显示器22上显示为第一十字靶标图像22121；所述第二十字靶标在所述显示器22上显示为第二十字靶标图像22122。综上可知，所述显示器22上显示的可见光图像包括十字靶标图像和可见光靶圈；所述显示器22上显示的红外图像包括红外靶圈。所述十字靶标和可见光靶圈2211和红外靶圈2221用于调整时的融合精度识别。

以多光轴光学系统包括分别上下垂直设置的可见光模组和红外模组，并且低反射率靶板33上的热靶点包括上下垂直设置的第一热靶点341和第二热靶点342的实施例为例，本申请调整光轴平行度的原理为：

当热靶点34发光和/或发热(热靶点发热时也会发出可见光)时，所述红外模组接收所述低反射率靶板33和热靶点的红外信号并转换为电信号，电信号通过数据处理电路21进行数据处理，然后将红外图像222显示于显示器。因为低反射率靶板33本身不会发出强烈的红外光，只有热靶点会发出强烈的红外光，所以，红外模组主要接收热靶点的红外光，在所述显示器上显示的较为明显的红外图像222仅为对应于热靶点的红外图像222。所述可见光模组接收所述低反射率靶板33和热靶点的可见光信号并转换为电信号，电信号通过数据处理电路21进行数据处理，然后将可见光图像221显示于显示器。但是，因为本申请的低反射率靶板33的表面覆有低反射率涂料、尼龙植绒布、或表面粗糙的黑色金属或非金属材料层，所以本申请的低反射率靶板33不会将环境中的杂物的可见光图像221反射到可见光模组中，从而导致可见光模组仅仅接收热靶点的可见光，在所述显示器上显示的红外图像222仅为对应于热靶点的可见光图像221，相对地凸显热靶点的可见光图像221和红外图像222在显示器上的清晰度。示例地，当所述热靶点为圆形且热靶点发出白光时，所述显示器上显示的对应于热靶点的可见光图像221为白色圆点，红外图像222为白色或彩色圆点(红外图像222的颜色依据红外模组的不同模式设置而定)。

设置所述红外模组的镜头中心和所述可见光模组的镜头中心之间的预设距离H1和预设相对位置关系α1分别与所述低反射率靶板33上的所述第一热靶点341的中心和所述第二热靶点342的中心之间的间距H2和相对位置关系α2相同，即完全一致。所述相对位置关系是指基准光学模组11的镜头和调整光学模组13的镜头之间的空间方位。示例地，H1和H2均为1cm；图3中，所述红外模组的镜头中心和所述可见光模组的镜头中心之间的预设相对位置关系α1为所述可见光模组的镜头中心设于所述红外模组的镜头中心的正上方的方向，所述第一热靶点341的中心和所述第二热靶点342的中心之间的相对位置关系α2为所述第一热靶点341的中心设于所述第二热靶点342的中心的正上方的方向。可选地，所述H1和H2的取值还可以为其他数值，预设相对位置关系α1和相对位置关系α2还可以设置为其他的方位关系。

当所述红外模组的光轴和所述可见光模组的光轴之间不平行时，某一热靶点发出的红外光线和可见光光线分别在红外模组和可见光模组中传播一定距离后会发生角度偏转，从而在显示屏22上显示的对应于该热靶点的红外图像222和可见光图像221的中心之间的相对距离和/或相对位置关系不同于红外模组的镜头中心和可见光模组的镜头中心之间的预设相对距离和/或预设相对位置关系，如图7和10所示，某一热靶点对应的可见光图像221和红外图像222的中心之间的相对距离和相对位置关系不同于可见光模组的镜头中心和红外模组的镜头中心之间的预设相对距离和预设相对位置关系，由此判定可见光模组的光轴不平行于红外模组的光轴，需要将所述多光轴光学系统通过调整装置调整光轴之间的平行度；

当所述红外模组的光轴和所述可见光模组的光轴之间平行时，某一热靶点发出的红外光线和可见光光线在红外模组和可见光模组中传播一定距离后依然保持平行，从而在显示屏22上显示的对应于该热靶点的红外图像222和可见光图像221的中心之间的相对距离和/或相对位置关系分别与红外模组的镜头中心和可见光模组的镜头中心之间的预设相对距离和/或预设相对位置关系一致，如图8和11所示，由此判定可见光模组的光轴平行于红外模组的光轴，无需调整光轴之间的平行度。

在光轴已经满足平行度要求的基础上，通过进一步的图像融合技术对可将光图像和红外图像222进行融合，即可得到将热靶点的可见光图像221和红外图像222进行合一，如图9和12。

示例地，采用上述调整光轴平行度的装置调整多光轴光学系统的红外模组光轴与可见光模组光轴之间的平行度的调整方法，包括步骤：

(1)将多光轴光学系统固定于固定机构31中；

(2)使低反射率靶板33的热靶点发光和/或发热；

(3)基准光学模组11和调整光学模组13分别获取靶板的图像信息并显示于显示屏22；以及

(4)以基准光学模组11的光轴为基准，调整多光轴光学系统的一个或多个调整单元152以使调整光学模组座14的凸起部142与调整机构的弧面1511之间相对地滑动，当所述显示屏22显示的基准光学模组11和调整光学模组13获取的热靶点在显示屏22上显示的所对应图像中心之间的相对距离和相对位置关系分别与基准光学模组11的镜头中心和调整光学模组13的镜头中心之间的预设相对距离和预设相对位置关系一致时，则判定调整光学模组13的光轴平行于基准光学模组11的光轴。优选地，所述基准光学模组11的镜头中心是指所述基准光学模组11的镜片的主光轴，示例地，如图1所示的红外镜头111的主光轴。优选地，所述调整光学模组13的镜头中心是指所述调整光学模组13的镜片的主光轴，示例地，如图1所示的可见光镜头131的主光轴。

在所述步骤(4)中，所述调整单元152为螺钉，通过拧紧或拧松螺钉，或者拨动所述调整杆，以调整多光轴光学系统的一个或多个调整单元152以使调整光学模组座14的凸起部142与调整机构的弧面1511之间相对地滑动。所述调整单元152的具体调整方法参见上文中的详细论述。

优选地，所述多光轴平行度的调整方法进一步包括步骤：(5)当判定调整光学模组13的光轴平行于基准光学模组11的光轴之后，对所述调整光学模组13的通孔1411进行点胶以使所述调整单元152和所述调整光学模组座14之间固定连接。光轴调整好时，某两颗螺丝已经是预紧的状态了，只需再均匀地适当上紧其他螺钉即可(不需要上到最紧，一味的对某螺钉用力过度会导致已调整好的光轴发生变化)，产生预紧力，这样可以保证相对固定，并需要在此过程中关注显示屏上的图像画面偏差，最后辅助点胶工艺进行完全固定化，以防止螺钉松动。

优选地，所述多光轴光学系统包括上下垂直设置的一个可见光模组和一个红外模组，所述步骤(2)中的所述低反射率靶板33上的所述热靶点34包括上下垂直设置的第一热靶点341和第二热靶点342，所述第一热靶点341中心和第二热靶点342中心之间的间距等于所述红外模组的光轴和所述可见光模组的光轴之间的预设距离和预设相对位置关系，所述第一热靶点341对应于显示屏上的第一可见光靶圈22111和第一红外靶圈22211，所述第一热靶点342对应于显示屏上的第二可见光靶圈22112和第二红外靶圈22212，在所述步骤(4)中，当所述显示屏22显示的第一红外靶圈22211的中心与第二可见光靶圈22112的中心重合时，则判定所述可见光模组的光轴平行于所述红外模组的光轴。

优选地，所述步骤(2)中的低反射率靶板33的表面进一步设有第一十字靶标和第二十字靶标，所述第一十字靶标的中心与所述第一热靶点341的中心重合，所述第二十字靶标与所述第二热靶点342的中心重合，当所述显示屏22显示的第一红外靶圈22211的中心与第二十字靶标图像22122的中心重合时，则判定所述可见光模组的光轴平行于所述红外模组的光轴。

与现有技术相比较，本发明的优势在于：

本申请的多光轴光学系统、包含上述多光轴光学系统的红外热成像仪以及调整上述红外热成像仪的光轴平行度的装置结构简单、轻便，即使是在人工视觉识别的情况下，也能实现多个光轴之间的平行度的准确地且快速地调整，调整效果易于快速识别，此外，对检测环境无特殊要求，检测操作简单。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种多光轴光学系统，所述多光轴光学系统包括一个基准光学模组和一个或多个调整光学模组，其特征在于，所述多光轴光学系统进一步包括：

一个基准光学模组座，所述基准光学模组座设于所述基准光学模组之外并用于固定所述基准光学模组；

一个或多个调整光学模组座，所述调整光学模组座设于所述调整光学模组之外并与所述基准光学模组座固定连接，所述调整光学模组座包括本体和凸起部，所述本体设有若干通孔，所述本体具有用于容纳所述调整光学模组的容纳空间，所述凸起部从所述本体向所述容纳空间内延伸；以及

一个或多个调整机构，所述调整机构设于所述调整光学模组座和所述本体之间，所述调整机构包括设于所述调整光学模组外的调整支架和连接于所述调整支架的若干调整单元，所述调整光学模组与所述调整支架固定连接，预设所述调整单元的第一端连接于所述调整支架，所述调整单元的第二端穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外，所述调整单元与所述通孔之间间隙配合，所述调整支架具有弧面，所述凸起部与所述弧面之间可滑动地抵接。

2.如权利要求1所述的多光轴光学系统，其特征在于，所述调整单元为螺钉，所述螺钉包括螺杆和螺帽，所述螺杆穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外，所述螺杆可旋转地螺接于所述调整支架，并且可转动地固定连接于所述调整光学模组座，当所述螺杆与所述调整支架之间的螺旋转动，且保持所述螺杆与所述调整光学模组座之间的相对位置固定时，所述调整支架与所述螺杆之间的相对位置发生改变。

3.如权利要求1所述的多光轴光学系统，其特征在于，所述调整单元为调整杆，所述调整杆的第一端固定连接于所述调整支架，所述调整杆的第二端穿过所述通孔并延伸至所述调整光学模组座之外。

4.如权利要求1所述的多光轴光学系统，其特征在于，所述基准光学模组为可见光模组或红外模组或激光发射模组，所述调整光学模组为可见光模组、红外模组、或激光发射模组中的一个或多个。

5.如权利要求1所述的多光轴光学系统，其特征在于，所述调整单元为1个、2个、3个、4个、5个或6个。

6.如权利要求1所述的多光轴光学系统，其特征在于，所述凸起部与所述弧面之间点线接触、线接触或面接触。

7.一种包括如权利要求1-6中任一所述多光轴光学系统的红外热成像仪，其特征在于，所述红外热成像仪进一步包括数据处理电路和显示屏，所述多光轴光学系统与所述数据处理电路之间数据连接，所述数据处理电路和所述显示屏之间数据连接。

8.一种调整如权利要求7所述红外热成像仪的光轴平行度的装置，其特征在于，包括：

固定机构，所述固定机构用于固定所述红外热成像仪的所述多光轴光学系统；

底座；

低反射率靶板，所述低反射率靶板安装于所述底座，并与所述固定机构相对地间隔预设距离；以及

两个或多个热靶点，所述热靶点设于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面，所述热靶点为热电阻或LED。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述低反射率靶板设有若干凹槽，所述热靶点设于所述凹槽内并暴露于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面；或者，所述热靶点直接设于所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述凹槽的横截面为圆形、正方形、等边三角形或中心对称的多边形。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面覆有低反射率涂料、尼龙植绒布、或表面粗糙的黑色金属或非金属材料层。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述基准光学模组为红外模组，所述调整光学模组为可见光模组，且所述基准光学模组和所述调整光学模组垂直设置时，所述热靶点包括第一热靶点和与所述第一热靶点垂直设置的第二热靶点，所述第一热靶点的中心和第二热靶点的中心之间的距离等于所述基准光学模组和所述调整光学模组的镜头中心之间的距离。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述低反射率靶板的与所述固定机构相对的表面进一步设有第一十字靶标和第二十字标靶，所述第一十字靶标的中心与所述第一热靶点的中心重合，第二十字标靶的中心与所述第二热靶点的中心重合。

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