高稳定性三视场电视探测系统
High-stability three-field TV detection system
- 光学精密工程 2021年29卷第7期 页码：1559-1566
- 作者机构：
1.中国科学院 西安光学精密机械研究所， 陕西 西安 710119
- 作者简介：
[ "彭建伟（1988-），男，山西晋城人，硕士，工程师，2013年于上海交通大学获得学士学位，2016年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得硕士学位，主要从事光学仪器结构的设计工作。E-mail： pengjianwei@opt.ac.cn" ]
[ "张高鹏（1989-），男，陕西宝鸡人，博士，助理研究员，2020年于西安交通大学获得博士学位，主要研究方向为光机系统总体设计。E-mail： zhanggaopeng@opt.ac.cn" ]
- 基金信息：国家自然科学基金资助项目(51905529);国家重点研发计划资助项目(2016YFC0803000)
DOI：10.37188/OPE.20212907.1559
中图分类号：
扫 描 看 全 文
彭建伟, 马迎军, 陈卫宁, 等. 高稳定性三视场电视探测系统[J]. 光学精密工程, 2021,29(7):1559-1566.
Jian-wei PENG, Ying-jun MA, Wei-ning CHEN, et al. High-stability three-field TV detection system[J]. Optics and Precision Engineering, 2021,29(7):1559-1566.
彭建伟, 马迎军, 陈卫宁, 等. 高稳定性三视场电视探测系统[J]. 光学精密工程, 2021,29(7):1559-1566. DOI： 10.37188/OPE.20212907.1559.
Jian-wei PENG, Ying-jun MA, Wei-ning CHEN, et al. High-stability three-field TV detection system[J]. Optics and Precision Engineering, 2021,29(7):1559-1566. DOI： 10.37188/OPE.20212907.1559.
摘要
为了满足光电搜索跟踪瞄准装置电视探测系统对光轴稳定性和一致性的要求，对一种采用旋转式切换机构的三视场电视探测系统进行了研究。通过对系统指标的分析，选定了切入切出式视场切换的光学系统方案，明确了采用旋转式切换机构的结构形式。基于该思路设计了精密旋转轴系、强力钕磁铁以及高弹力的柱塞限位机构和具有自锁特点的蜗轮蜗杆驱动机构，给出了限位机构和驱动机构的选型计算过程和结果。提出了利用经纬仪配合十字分划板工装的光轴一致性装调方法。通过该设计和装调流程，最终实现了高稳定性的三视场电视探测系统。测试结果表明，系统中视场光轴稳定性不超过8″，三个视场的光轴一致性均在1个像元尺寸内，满足指标要求。实验室和外景试验效果表明，系统各个视场成像质量优良，探测距离远，可以满足使用要求。
Abstract
To meet the strict requirements of stability and consistency of the optical axis for the current three-field TV detection system with a photoelectric search and tracking device， a three-field TV detection system with a rotary switching mechanism was studied. Through the analysis of the system indicators， an optical system for cut-in and cut-out field of view switching was selected， and the structure of the rotary switching mechanism was presented. Based on this， a precise rotating shafting， position-limit mechanism with a powerful neodymium magnet and a high elastic plunger， and worm drive mechanism with self-locking characteristics were designed. The selection process and results of the limit mechanism and the drive mechanism were given. A method of optical axis consistency adjustment with theodolite and cross-reticle was proposed. With this design and adjustment process， a high-stability three-field TV detection system was realized. The test results show that the stability of the optical axis of the M-FOV is less than 8"， and the consistency of the optical axis of the three fields of view is within 1 pixel size， which meets the indicator requirements. The results of laboratory and outdoor experiments show that the imaging quality of each field of view of the system is excellent， and the detection range is long， which can meet the requirements of use.
关键词
探测系统三视场光轴稳定性旋转切换成像
Keywords
detection systemthree fields of viewoptical axis stabilityrotary switchimaging
references
田铁印， 王红. 长焦距大口径连续变焦距光学系统［J］. 光学 精密工程， 2014， 22（9）： 2369-2374.
TIAN T Y， WANG H. Optical zoom system with long focal length and large aperture［J］. Optics and Precision Engineering， 2014， 22（9）： 2369-2374.（in Chinese）
魏群， 艾兴乔， 贾宏光. 小型可见光双视场光学系统的研制［J］. 光学 精密工程， 2012， 20（4）： 739-744.
WEI Q， AI X Q， JIA H G. Development of small-scale and dual-field visible light optical system［J］. Optics and Precision Engineering， 2012， 20（4）： 739-744.（in Chinese）
白钊， 贺峻峰， 迟圣威， 等. 小型化多视场电视摄像系统光机设计研究［J］. 应用光学， 2016， 37（2）： 157-161.
BAI ZH， HE J F， CHI SH W， et al. Opto-mechanical design of miniature multiple field TV camera system［J］. Journal of Applied Optics， 2016， 37（2）： 157-161.（in Chinese）
韩西达， 赵勇志， 王志臣， 等. 一种大口径连续变焦距系统的结构设计［J］. 红外技术， 2016， 38（3）： 203-206.
HAN X D， ZHAO Y ZH， WANG ZH CH， et al. Mechanism design of a large-aperture continuous zoom optical system［J］. Infrared Technology， 2016， 38（3）： 203-206.（in Chinese）
何红星. 分孔径三视场中波红外光学系统［J］. 光学 精密工程， 2017， 25（7）： 1757-1763.
HE H X. MWIR optical system with dual-optical aperture and three fields of view［J］. Optics and Precision Engineering， 2017， 25（7）： 1757-1763.（in Chinese）
张卫锋， 赵劲松， 史衍丽， 等. 多视场热像仪变倍机构设计技术研究［J］. 红外技术， 2015， 37（12）： 993-998， 1010.
ZHANG W F， ZHAO J S， SHI Y L， et al. Study on zoom mechanisms of thermal imagers［J］. Infrared Technology， 2015， 37（12）： 993-998， 1010.（in Chinese）
王守印， 冷雪飞， 何锋赟， 等. 超声电机驱动的旋转变倍机构［J］. 光学 精密工程， 2009， 17（11）： 2814-2819.
WANG SH Y， LENG X F， HE F Y， et al. Rotary varifocal mechanism driven by ultrasonic motor［J］. Optics and Precision Engineering， 2009， 17（11）： 2814-2819.（in Chinese）
艾华. 航空变焦可见光镜头结构设计与检测［J］. 仪器仪表学报， 2014， 35（S1）： 107-110.
AI H. Structure design and test of aviation zoom visible lens［J］. Chinese Journal of Scientific Instrument， 2014， 35（S1）： 107-110.（in Chinese）
杨耀山， 赵泉， 王建龙， 等. 红外光学系统光轴稳定性建模与分析［J］. 电光与控制， 2017， 24（12）： 81-84.
YANG Y SH， ZHAO Q， WANG J L， et al. Optical axis stability modeling and analysis of infrared optical system［J］. Electronics Optics & Control， 2017， 24（12）： 81-84.（in Chinese）
张锦亮， 王章利， 姜峰， 等. 多视场电视观瞄具的光轴调校技术［J］.应用光学， 2014， 35（3）： 381-385.
ZHANG J L， WANG ZH L， JANG F， et al. Optical axis adjustment for multiple field TV sight［J］. Journal of Applied Optics， 2014， 35（3）： 381-385.（in Chinese）
田海霞， 杨建峰， 马小龙. 可见光变焦距电视光学系统设计［J］. 光子学报， 2008， 37（9）： 1797-1799.
TIAN H X， YANG J F， MA X L. Design for visible video zoom optical system［J］. Acta Photonica Sinica， 2008， 37（9）： 1797-1799.（in Chinese）
江伦， 黄玮. 长焦距大变倍比中波红外变焦距系统设计［J］. 红外与激光工程， 2012， 41（7）： 1867-1871.
JIANG L， HUANG W. Design of long focal length large zoom ratio MWIR zoom optical system［J］. Infrared and Laser Engineering， 2012， 41（7）： 1867-1871.（in Chinese）
0
浏览量
119
下载量
0
CSCD
- 网络PDF下载
- WORD下载
- Meta-XML下载
- BibTeX下载
- Endnote下载
- RefMan 下载
- NoteExpress下载
- NoteFirst下载
关联资源
相关文章
相关作者
相关机构
- 地址：长春市东南湖大路3888号 邮编：130033
- 联系电话：0431-86176855 Email：gxjmgc@ciomp.ac.cn
- 本系统由Light学术出版中心、北京北大方正电子有限公司共建 吉ICP备11002662号-17
京公网安备11010802024621 - 本系统建议在Chrome、 IE9+ 以上版本浏览器阅读本站内容，360浏览器请切换至极速模式
- Cookies帮助我们提供服务并提供个性化体验。使用本网站，即表示您同意我们使用Cookies
