本發(fā)明屬于紅外顯微熱像系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微鏡頭及裝配方法。

背景技術(shù)：

紅外顯微熱像系統(tǒng)屬顯微系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了紅外熱像儀的測(cè)溫功能及光學(xué)顯微鏡的顯微放大功能，主要用于測(cè)量微小物體溫度信息及紅外特性，可應(yīng)用于微型半導(dǎo)體芯片無(wú)損檢測(cè)、集成電路短路故障查找、MEMS器件熱成像分析、微流體熱分析、顯微活體紅外探測(cè)、文本證件防偽識(shí)別等方向。紅外顯微測(cè)溫屬于非接觸式測(cè)溫，與傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫相比，有測(cè)溫速度快、不會(huì)損壞所測(cè)物體等優(yōu)勢(shì)。

雖然目前的紅外熱像儀與紅外顯微熱像系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域已有應(yīng)用，但由于紅外熱像技術(shù)是利用物體自身輻射的紅外線進(jìn)行成像的，因此所生成的圖像只是物體的輪廓圖，而無(wú)法清晰呈現(xiàn)物體真實(shí)形貌。目前主要通過(guò)共光路紅外光/可見(jiàn)光顯微圖像融合解決此問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)外對(duì)圖像融合進(jìn)行了大量的研究，但均是對(duì)紅外熱像儀(望遠(yuǎn)系統(tǒng))的圖像融合，而紅外顯微熱像系統(tǒng)(顯微系統(tǒng))的圖像融合并未見(jiàn)有人研究。紅外熱像儀屬望遠(yuǎn)系統(tǒng)，由于其景深很大，望遠(yuǎn)系統(tǒng)根據(jù)其性能不同，景深大約為幾米至幾百米范圍，可以顯示物體的全貌。而紅外顯微熱像系統(tǒng)的景深很小，僅為30μm左右，無(wú)法拍攝高度差大于30μm物體的全貌，而圖像融合主要是根據(jù)物體特征點(diǎn)的多少進(jìn)行處理的，紅外顯微熱像系統(tǒng)的紅外顯微圖特征信息與紅外熱像儀相比少很多，因此圖像融合難度更大。

折反式紅外系統(tǒng)能夠在小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)光線方向的改變，有效縮短紅外光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)度，節(jié)約空間，降低成本。但該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和裝配方面難度較大，特別是核心組件折反鏡位置精度難以保證，可靠性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微鏡頭及裝配方法，本發(fā)明通過(guò)分光反射，將小景深的紅外顯微熱像和可見(jiàn)光圖像分別成像并融合，既發(fā)揮了紅外顯微鏡的優(yōu)勢(shì)又使圖像清晰可見(jiàn)；同時(shí)提出了可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其裝配方案，解決了中心偏過(guò)大和裝配難度較大的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微鏡頭，所述顯微鏡頭包括反射鏡1、反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2、反射鏡座3、分光鏡4、分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5、分光鏡座6、物鏡組件7、可見(jiàn)光組件8和紅外組件9，其中，所述紅外組件9與反射鏡座3相連，透過(guò)紅外光線，并通過(guò)紅外探測(cè)器接收；所述可見(jiàn)光組件8與分光鏡座6相連，透過(guò)可見(jiàn)光，并通過(guò)CCD接收；所述物鏡組件7位于反射鏡1和分光鏡4之間，反射鏡1和分光鏡4相互平行；所述分光鏡4固定在分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上，分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5固定在分光鏡座6上；所述反射鏡1固定在反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2上，反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2固定在反射鏡座3上。反射鏡1位于反射光路上，將紅外光線二次反射；所述分光鏡4位于共光路上分離紅外光線，透過(guò)可見(jiàn)光；所述可見(jiàn)光組件8位于透射光路上，接收可見(jiàn)光；所述紅外組件9位于分光光路上，接收紅外光。

進(jìn)一步地，反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2從外側(cè)通過(guò)螺釘與反射鏡座3連接，反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2上設(shè)有螺孔，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整反射鏡1位置。

進(jìn)一步地，所述分光鏡座6兩側(cè)設(shè)有兩塊凸出的側(cè)翼10，側(cè)翼10通過(guò)螺釘連接在分光鏡座6上，分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5從外部插入分光鏡座6中，通過(guò)螺釘連接在凸出的側(cè)翼10；分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上設(shè)有螺孔，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整分光鏡4位置。

進(jìn)一步地，物鏡組件7位于分光鏡座6和反射鏡座3之間，物鏡組件7通過(guò)螺釘安裝在反射鏡座3上；所述物鏡組件7包括內(nèi)鏡筒和鏡片。

進(jìn)一步地，反射鏡座3和分光鏡座6相互連接，連接后使反射鏡1和分光鏡4相互平行，保證光線從分光鏡座物鏡進(jìn)入，通過(guò)分光鏡分離紅外光線和可見(jiàn)光，可見(jiàn)光透射，紅外通過(guò)反射鏡二次折反。

本發(fā)明還提供一種紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微系統(tǒng)鏡頭裝配方法，所述裝配方法包括以下步驟：

步驟1將分光鏡裝入分光鏡調(diào)節(jié)塊中，固定在分光鏡座兩翼，利用中心偏測(cè)量?jī)x對(duì)分光鏡位置進(jìn)行調(diào)校；

調(diào)校方法利用分光鏡調(diào)校裝置完成，具體操作如下：所述調(diào)校裝置由分光鏡位置調(diào)節(jié)塊、分光鏡、分光鏡座、兩個(gè)平晶13、垂直設(shè)置的兩個(gè)平晶固定座、中心偏測(cè)量?jī)x15和中心測(cè)試臺(tái)16組成；

其中分光鏡座6兩側(cè)設(shè)有兩塊凸出的側(cè)翼10，側(cè)翼10通過(guò)螺釘連接在分光鏡座6上，分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5安裝在分光鏡座6中，通過(guò)螺釘連接在凸出的側(cè)翼10；分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上設(shè)有螺孔，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整分光鏡4位置，平晶13安裝在平晶固定座中，平晶固定座分別安裝于分光鏡座6入射光路和反射光路的位置，分光鏡座6通過(guò)夾具固定在中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；

將分光鏡固定在分光鏡位置調(diào)節(jié)塊中，將分光鏡位置調(diào)節(jié)塊安裝在分光鏡座上，但兩者的相對(duì)位置可以調(diào)節(jié)，將平晶裝入平晶固定座中，分別將兩塊平晶固定座固定在分光鏡座上入射光路方向和反射光路方向，將分光鏡座裝在夾具上，固定在中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行調(diào)校，使其滿足光學(xué)系統(tǒng)的要求；

步驟2將反射鏡裝入反射鏡調(diào)節(jié)塊中，將反射鏡位置調(diào)節(jié)塊固定在反射鏡座，利用中心偏測(cè)量?jī)x對(duì)反射鏡位置進(jìn)行調(diào)校，調(diào)校方法同步驟1；

步驟3將平晶取下，在反射鏡座上裝上物鏡組件，再通過(guò)中心偏測(cè)量?jī)x進(jìn)行微調(diào)，依次將調(diào)校好的反射鏡座和分光鏡座連接，再將可見(jiàn)光組件連接到分光鏡座，紅外組件連接到反射鏡座。

進(jìn)一步地，通過(guò)中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)調(diào)校分光鏡座，使分光鏡座的上端面與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸垂直，端面跳動(dòng)≤10″；分光鏡座的軸心與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸重合，軸向跳動(dòng)≤0.02mm；

通過(guò)分光鏡位置調(diào)節(jié)塊來(lái)調(diào)節(jié)分光鏡的角度，使平晶通過(guò)分光鏡的反射呈現(xiàn)在CCD靶面的中心偏差≤10″，此時(shí)分光鏡的角度位置很好的滿足光學(xué)系統(tǒng)的要求；

分光鏡的角度位置確定后，取下平晶，安裝紅外組件，同時(shí)對(duì)紅外組件的位置進(jìn)行微調(diào)，使其中心偏差≤50″。

所述紅外組件包括紅外物鏡組和紅外探測(cè)器；所述可見(jiàn)光組件包括可見(jiàn)光物鏡組和CCD。

本發(fā)明的原理如下：本發(fā)明利用分光鏡，將紅外光線和可見(jiàn)光分離，同時(shí)通過(guò)反射鏡二次折反，將顯微系統(tǒng)共光路中的紅外光線和可見(jiàn)光線分別接收并融合成像。同時(shí)針對(duì)折反系統(tǒng)中心偏過(guò)大和裝配難度較大的問(wèn)題，通過(guò)分體式的鏡頭座和可調(diào)節(jié)的反射鏡、分光鏡設(shè)計(jì)，利用中心偏測(cè)量?jī)x和平晶，對(duì)鏡頭幾個(gè)部分進(jìn)行分別調(diào)校然后再裝配。本發(fā)明通過(guò)分光反射，將小景深的紅外顯微熱像和可見(jiàn)光圖像分別成像并融合，既發(fā)揮了紅外顯微鏡的優(yōu)勢(shì)又使圖像清晰可見(jiàn)；同時(shí)提出了可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其裝配方案，解決了中心偏過(guò)大和裝配難度較大的的問(wèn)題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明采用折反是紅外系統(tǒng)有效縮短紅外光學(xué)系統(tǒng)的長(zhǎng)度，節(jié)約空間，降低成本；本發(fā)明通過(guò)分光反射，將小景深的紅外顯微熱像和可見(jiàn)光圖像分別成像并融合，既發(fā)揮了紅外顯微鏡的優(yōu)勢(shì)又使圖像清晰可見(jiàn)；同時(shí)提出了可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和其裝配方案，解決了中心偏過(guò)大和裝配難度較大的的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微系統(tǒng)鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖

圖2分光鏡調(diào)校示意圖；

圖3反射鏡調(diào)校示意圖；

圖4為分光鏡座示意圖；

圖中標(biāo)記：1-反射鏡，2-反射鏡位置調(diào)節(jié)塊，3-反射鏡座，4-分光鏡，5-分光鏡位置調(diào)節(jié)塊，6-分光鏡座，7-物鏡組件，8-可見(jiàn)光組件，9-紅外組件，10-側(cè)翼，11-窗口鏡片，13-平晶，15-中心偏測(cè)量?jī)x，16-中心測(cè)試臺(tái)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于以下技術(shù)方案。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種紅外與可見(jiàn)光雙光融合顯微系統(tǒng)鏡頭包括：反射鏡1、反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2、反射鏡座3、分光鏡4、分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5、分光鏡座6、物鏡組件7、可見(jiàn)光組件8、紅外組件9和窗口鏡片11,

分光鏡座6兩側(cè)裝有兩個(gè)側(cè)翼10，通過(guò)螺釘固定在分光鏡座兩側(cè)。

分光鏡4固定在分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上，分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上設(shè)有螺孔從外部插入分光鏡座6槽中，在分光鏡座6外部通過(guò)螺釘和分光鏡座6兩翼連接，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整分光鏡位置。

反射鏡1固定在反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2上，反射鏡位置調(diào)節(jié)塊2上設(shè)有螺孔，用內(nèi)六角螺釘從外側(cè)與反射鏡座3連接，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整反射鏡位置，

物鏡組件7包括內(nèi)鏡筒和鏡片，通過(guò)螺釘固定在反射座上。

反射鏡座6和分光鏡座3相互連接，連接后所述反射鏡座和分光鏡座連接使反射鏡和分光鏡相互平行。保證光線從分光鏡座物鏡進(jìn)入，通過(guò)分光鏡分離紅外光線和可見(jiàn)光，可見(jiàn)光透射，紅外通過(guò)反射鏡二次折反。

紅外組件9包括紅外物鏡組和紅外探測(cè)器，紅外組件9與反射鏡座3相連，透過(guò)紅外光線，并通過(guò)紅外探測(cè)器接收；

所述可見(jiàn)光組件8包括可見(jiàn)光物鏡組和CCD，可見(jiàn)光組件8與分光鏡座6相連，透過(guò)可見(jiàn)光，并通過(guò)CCD接收。

實(shí)施例2

步驟1將分光鏡裝入分光鏡調(diào)節(jié)塊中點(diǎn)膠，將分光鏡座兩翼通過(guò)螺釘固定在分光鏡座兩側(cè)。將分光鏡調(diào)節(jié)塊插入分光鏡座中，通過(guò)螺釘固定在分光鏡座兩翼，利用中心偏測(cè)量?jī)x對(duì)分光鏡位置進(jìn)行調(diào)校，方法如下：

調(diào)校方法利用分光鏡調(diào)校裝置完成，如圖2所示，所述調(diào)校裝置由分光鏡位置調(diào)節(jié)塊、分光鏡、分光鏡座、第一平晶13a、第二平晶13b、垂直設(shè)置的兩個(gè)平晶固定座、中心偏測(cè)量?jī)x15和中心測(cè)試臺(tái)16組成；

其中分光鏡座6兩側(cè)設(shè)有兩塊凸出的側(cè)翼10(見(jiàn)圖4)，側(cè)翼10通過(guò)螺釘連接在分光鏡座6上，分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5安裝在分光鏡座6中，通過(guò)螺釘連接在凸出的側(cè)翼10；分光鏡位置調(diào)節(jié)塊5上設(shè)有螺孔，利用調(diào)節(jié)螺釘調(diào)整分光鏡4位置，平晶13安裝在平晶固定座中，平晶固定座分別安裝于分光鏡座6入射光路和反射光路的位置，分光鏡座6通過(guò)夾具固定在中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；

通過(guò)中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)調(diào)校分光鏡座，使分光鏡座的上端面與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸垂直，端面跳動(dòng)≤10″；分光鏡座的軸心與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸重合，軸向跳動(dòng)≤0.02mm。

通過(guò)分光鏡位置調(diào)節(jié)塊來(lái)調(diào)節(jié)分光鏡的角度，使平晶通過(guò)分光鏡的反射呈現(xiàn)在CCD靶面的中心偏差≤10″，此時(shí)分光鏡的角度位置很好的滿足光學(xué)系統(tǒng)的要求。

分光鏡的角度位置確定后，取下平晶，安裝紅外物鏡組，同時(shí)對(duì)它的位置進(jìn)行微調(diào)，使其中心偏差≤50″。

步驟2將反射鏡裝入反射鏡調(diào)節(jié)塊中點(diǎn)膠。將反射鏡位置調(diào)節(jié)塊從反射鏡座外側(cè)裝入通過(guò)螺釘固定在反射鏡座，利用中心偏測(cè)量?jī)x對(duì)反射鏡位置進(jìn)行調(diào)校，方法如下：

如圖3所示，調(diào)校裝置由反射鏡位置調(diào)節(jié)塊、反射鏡、反射鏡座、1個(gè)平晶、平晶固定座、內(nèi)六角螺釘和中心偏測(cè)量?jī)x組成，將反射鏡點(diǎn)膠固定在反射鏡位置調(diào)節(jié)塊中；用內(nèi)六角螺釘將反射鏡位置調(diào)節(jié)塊安裝在反射鏡座上，但兩者的相對(duì)位置可以調(diào)節(jié)；將平晶裝入平晶固定座中(見(jiàn)圖3，平晶豎直設(shè)置，與反射鏡呈45°)，并用內(nèi)六角螺釘，將一塊平晶固定座固定在反射鏡座上；將反射鏡座裝在特制的夾具上，固定在中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。

通過(guò)中心偏測(cè)量?jī)x的氣浮旋轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)調(diào)校反射鏡座，使反射鏡座的上端面與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸垂直，端面跳動(dòng)≤10″；反射鏡座的軸心與中心偏測(cè)量?jī)x的光軸重合，軸向跳動(dòng)≤0.02mm。

通過(guò)反射位置調(diào)節(jié)塊來(lái)調(diào)節(jié)反射鏡的角度，使平晶通過(guò)反射鏡的反射呈現(xiàn)在CCD靶面的中心偏差≤10″，此時(shí)反射鏡的角度位置很好的滿足光學(xué)系統(tǒng)的要求。

反射鏡的角度位置確定后，取下平晶，安裝紅外物鏡組，同時(shí)對(duì)它的位置進(jìn)行微調(diào)，使其中心偏差≤50″。

步驟3將平晶取下，在反射鏡座上裝上物鏡組件，再通過(guò)中心偏測(cè)量?jī)x進(jìn)行微調(diào)，依次將調(diào)校好的反射鏡座和分光鏡座連接，再將可見(jiàn)光組件連接到分光鏡座，紅外組件連接到反射鏡座。