望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器制造技术

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。根据本实用新型专利技术实施例，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。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器


[0001]本技术涉及望远镜领域，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本技术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。
[0005]根据本技术的一个方面，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：
[0006]微显示器，用于显示电子图像；
[0007]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；
[0008]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
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]在一些实施例中，控制器可以配置为进行以下处理：
[0014](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；
[0015](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；
[0016](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
[0017](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。
[0018]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：
[0019](1)在打开微显示器的显示的情况下，通过彩色CMOS图像传感器获取探测图像；
[0020](2)对探测图像进行图像处理，根据色彩提取对应于红外光的图像内容作为第一探测图像，并提取对应于所述预定波长的可见光的图像内容作为第二探测图像；
[0021](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
[0022](4)对第一探测图像和差值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。
[0023]优选地，控制器还可以配置为进行以下处理：
[0024](a)基于第一探测图像，解算出望远镜朝向的天文坐标；以及
[0025](b)基于天文坐标产生用于与所述光学影像结合以实现增强或混合现实显示的电子图像，并控制微显示器显示所述电子图像。
[0026]优选地，控制器可以根据配准信息修正微显示器显示的电子图像，以使电子图像与由物镜形成的光学影像相互配准。
[0027]优选地，望远镜还可以包括中继透镜，中继透镜设置在合光镜和目镜接口之间的光路中，用于将由物镜形成的光学影像和微显示器显示的电子图像中继成像到目镜接口附近的目标像平面上。在其中中继透镜包括多个透镜的情况下，二向色性分光镜可以设置在所述多个透镜的其中两个透镜之间。
[0028]根据本技术的另一个方面，提供了一种用于望远镜的电子目镜，其包括壳体，壳体的一端设置有用于连接至望远镜镜筒的接物端接口，另一端设置有光学目镜，所述电子目镜还包括：
[0029]微显示器，用于显示电子图像；
[0030]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，使得由望远镜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；
[0031]二向色性分光镜，其接收由合光镜混合的光，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
[0032]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，以获得代表由望远镜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。
[0033]根据本技术的又一个方面，还提供了一种用于望远镜的目镜适配器，所述目镜适配器包括壳体，壳体的一端设置有用于连接至望远镜镜筒的接物端接口，另一端设置
有用于安装目镜的目镜接口，其中，所述目镜适配器还包括：
[0034]微显示器，用于显示电子图像；
[0035]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，使得由望远镜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；
[0036]二向色性分光镜，其接收由合光镜混合的光，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
[0037]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，以获得代表由望远镜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。
[0038]根据本技术的又一个方面，提供了一种望远镜，其包括镜筒、设置在镜筒内的物镜、以及安装在镜筒上的如上所述的电子目镜或目镜适配器。
[0039]根据本技术实施例，通过在混合了来自物镜的光学影像和来自微显示器的电子图像的光路中设置二向色性分光镜和图像传感器，将至少部分非可见光和少量预定波长的可见光从目视观测光路中分出来并获取这些光对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种望远镜，包括镜筒和容纳在所述镜筒内的物镜，所述物镜用于形成所述望远镜所观察对象的光学影像，所述镜筒上设置有目镜接口，其特征在于，所述望远镜还包括：微显示器，用于显示电子图像；合光镜，其接收来自所述物镜的光和来自所述微显示器的光并使它们混合，使得由所述物镜形成的光学影像与所述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所述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，设置在所述第二光路中，其接收来自所述二向色性分光镜的非可见光和预定波长的可见光，以获得代表由所述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。2.如权利要求1所述的望远镜，其特征在于，所述望远镜还包括控制器，所述控制器基于所述探测图像，计算获得有关所述光学影像和所述电子图像的配准情况的配准信息。3.如权利要求2所述的望远镜，其特征在于，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，并且所述二向色性分光镜使大部分绿光进入所述第一光路，而使小部分绿光进入所述第二光路。4.如权利要求2所述的望远镜，其特征在于，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，并且所述二向色性分光镜使大部分所述红光进入所述第一光路，而使小部分所述红光进入所述第二光路。5.如权利要求4所述的望远镜，其特征在于，所述预定波长的可见光为波长大于等于690nm的红光。6.如权利要求5所述的望远镜，其特征在于，所述预定波长的可见光为波长大于等于730nm的红光。7.如权利要求2所述的望远镜，其特征在于，所述图像传感器为彩色CMOS图像传感器。8.如权利要求7所述的望远镜，其特征在于，所述控制器根据所述配准信息修正所述微显示器显示的电子图像，以使所述电子图像与由所述物镜形成的光学影像相互配准。9.如权利要求1
‑
8中任一项所述的望远镜，其特征在于，所述望远镜还包括中继透镜，所述中继透镜设置在所述合光镜和所述目镜接口之间的光路中，用于将由所述物镜形成的光学影像和所述微显示器显示的电子图像中继成像到所述目镜接口附近的目标像平面上。10.如权利要求9所述的望远镜，其特征在于，所述中继透镜包括多个透镜，并且所述二向色性分光镜设置在所述多个透镜的其中两个透镜之间。11.一种用于望远镜的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜包括壳体，所述壳体的一端设置有用于连接至望远镜镜筒的接物端接口，另一端设置有光学目镜，所述电子目镜还包括：微显示器，用于显示电子图像；合光镜，其接收来自望远镜物镜的光和来自所述微显示器的光并使它们混合，使得由望远镜物镜形成的光学影像与所述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所述光学目镜的第一光路，而至少部分非可见光和少量预定波长的可见光进入第二光路；以及图像传感器，设置在所述第二光路中，其接收来自所述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。12.如权利要求11所述的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜还包括控制器，所述控制器基于所述探测图像，计算获得有关所述光学影像和所述电子图像的配准情况的配准信息。13.如权利要求12所述的电子目镜，其特征在于，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，并且所述二向色性分光镜使大部分绿光进入所述第一光路，而使小部分绿光进入所述第二光路。14.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱虹云，
申请(专利权)人：光速视觉北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：