[发明专利]光锥与CCD耦合的自动对准方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光锥与CCD耦合的自动对准方法。

背景技术

光锥与CCD耦合器件可以提高CCD器件的成像质量，用途广泛。但由于光锥像元和CCD像元在尺寸、排列、形状上不同，像素间不可避免地会产生几何对准误差，严重地影响耦合器件的成像质量。

实时判断耦合效率，是制备光锥与CCD耦合器件的核心技术难题，国内外已进行了较长时间的研究。我国北方夜视等公司已能生产光锥与CCD耦合器件，但产品的制备工艺、性能指标等远远落后于外国公司，只能应用于对产品成像质量要求不高的场合。国外的该类产品，如法国Thomson公司的“面阵CCD耦合成像产品”，其光锥与面阵CCD耦合器件的价格昂贵。

目前，国内制备光锥与CCD耦合器件采用的是传统制备工艺，即在光锥与CCD器件的耦合过程中，通过显微物镜观察来判断耦合位置。这种传统的耦合方式存在如下缺点：

1.采用显微镜，只能判断耦合部分的边缘是否对齐，即只能保证耦合的粘结部分在规定的范围内，并无法保证耦合器件的成像质量。

2.采用显微镜，只能粗略观测光锥及CCD平面方向的对准信息，对于光锥和CCD平面不平行、像元间排列不平行等影响耦合器成像质量的因素，则无法检测出。

3.采集的图像是人为观测、判断，受主观因素影响极大，只能粗略地估计耦合效率，所以像元间的几何对准误差大。

4.不能自动、实时、准确地控制误差，耦合器的成像质量较差。

5.由于耦合器的成像是人工控制的，所以生产效率低，质量极不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光锥与CCD耦合的自动对准方法，其解决了背景技术中不能自动、实时、准确地控制光锥与CCD耦合的误差，耦合器件的成像质量差的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种光锥与CCD耦合的自动对准方法，其特殊之处在于：该方法实现步骤包括：

1)将光锥3与光电耦合器件4稳定地夹持在精密调节架10上；

2)手动粗调：

(1)手动调节透镜组2的像面，使调节透镜组2的像面与光锥3的端面重合；

(2)手动调节光电耦合器件4，使光电耦合器件4的靶面与光锥3的端面平行，并将光电耦合器件4的位置确定为粗调位置；

3)自动精调：

(1)以粗调位置为坐标原点；

(2)通过计算机控制系统11控制步进电机9，动步进电机9驱动调节光电耦合器件4，使电耦合器件4的靶面位置分别沿X、Y、Z轴方向旋转和平移；

(3)计算机控制系统11实时记录光电耦合器件4的采样图像序列及坐标位置；

(4)通过计算机控制系统11的自动对焦系统7对所采集的图像序列进行处理、分析，在图像序列中找出成像最清晰的图像，确定与之相应的光锥3与光电耦合器件4的最佳耦合位置，得到光锥3与光电耦合器件4最佳耦合位置的坐标值；

(5)计算机控制系统11用光锥3与光电耦合器件4最佳耦合位置的坐标值反馈控制步进电机9，步进电机9驱动光电耦合器件4，使光电耦合器件4与光锥3耦合对准；

4)用光学粘接剂将光锥3与光电耦合器件4粘合，完成耦合。

上述通过计算机控制系统11的自动对焦系统7对所采集的图像序列进行处理、分析，具体实现步骤如下：

1)采用罗伯特算子的图像处理算法；

2)确定罗伯特算子的检测结果f；

3)对采集及图像序列进行处理、分析，在图像序列中找出成像最清晰的图像，得到最佳耦合位置坐标值。

上述通过计算机控制系统11的自动对焦系统7对所采集的图像序列进行处理、分析，具体实现步骤如下：

1)采用索伯尔算子的图像处理算法；

2)确定索伯尔算子的检测结果f；

3)对采集及图像序列进行处理、分析，在图像序列中找出成像最清晰的图像，得到最佳耦合位置坐标值。

上述通过计算机控制系统11的自动对焦系统7对所采集的图像序列进行处理、分析，具体实现步骤如下：

1)采用罗伯特算子与索伯尔算子相结合的图像处理算法。采用该算子融合技术，对图像进行处理、分析，光锥3与电耦合器件4耦合的准确度最佳。

2)确定罗伯特算子的初始检测结果f1，索伯尔算子的初始检测结果f2；