一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置及確定方法
2023-05-22 15:17:26
一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置及確定方法
【專利摘要】本發明提出了一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置及確定方法，該光軸的確定方法是先將連續變焦電視放置於可調平臺上，對準帶有十字分劃的平行光管；同時連接電十字發生器和顯示器；當電視變焦時，顯示器上的十字分劃圖像發生近似直線位移，通過調整變焦電視相對位置，可保證電視變焦時顯示器上十字分劃像不動，此時平行光管的光軸即為連續變焦鏡頭的光軸；再調整變焦電視CCD的空間位置，可保證變焦軸與CCD靶面中心位置一致。然後將方管前置鏡對準平行光管十字分劃，緊靠變焦電視側面基準放置，顯示器上可觀察到平行光管十字分劃與變焦電視電十字的偏差，修切變焦電視兩基準面可消除上述誤差，即可保證變焦軸與安裝基面的光軸平行性。
【專利說明】一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置及確定方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於光學裝調【技術領域】，具體為一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置及確定方法。
【背景技術】
[0002]在連續變焦光學系統光機裝調過程時，都需要將圖像傳感器的中心調整到連續變焦鏡頭的光軸上，如果連續變焦鏡頭沒有基準面，或者基準面不準確，這樣就必須先確定連續變焦鏡頭的光軸，然後才能將圖像傳感器的中心調整到連續變焦鏡頭的光軸上。
[0003]目前對於連續變焦光學系統變焦軸的確定方法已有很多種，對於有基準面的連續變焦鏡頭通常是鏡筒端面，其光軸的確定方法比較簡單，一般是用自準直儀對準鏡頭，調整自準直儀，使自準直儀與鏡筒端面準直，然後再調CCD靶面中心，使CCD靶面中心與自準直儀十字線中心重合。對於沒有基準面或基準面不準確的鏡頭，一般是在鏡頭前面放置一個自準直儀，使自準直儀大致對準鏡頭，再將CCD放置在鏡頭焦面處，反覆調整鏡頭或自準直儀的方位和俯仰角度，使鏡頭變焦時自準直儀的十字線中心不動，最後調CCD靶面中心，使CCD靶面中心與自準直儀十字線中心重合。這種方法沒有指出鏡頭或自準直儀的方位和俯仰如何調整以及調整的方向，因此在實際操作中需要反覆裝調，耗時長，且精度不高。
[0004]中國專利申請201110292975.2公開了 「一種連續變焦鏡頭的光軸的快速確定方法」。該光軸的確定方法是將連續變焦鏡頭固定，在連續變焦鏡頭焦面附近放置一個圖像傳感器，圖像傳感器與監視器相連，圖像傳感器的視頻信號可輸出至監視器在連續變焦鏡頭的相對於焦面的另一側放置一個帶十字分劃板的平行光管，用平行光管的光源照亮十字分劃板調整圖像傳感器的位置，使監視器上顯示的十字分劃板的圖像呈清晰狀態之後連續變焦鏡頭開始進行變焦，在監視器上顯示的十字分劃板的圖像發生位移，位移軌跡為一直線，調整平行光管的方位、俯仰角度，至連續變焦鏡頭變焦時監視器上顯示的十字分劃板的圖像不動，來確定連續變焦鏡頭的光軸。
[0005]然而，該調校方法存在一些缺陷:
[0006]1.僅可用於變焦鏡頭的光軸確定，變焦軸與安裝基準無型位公差關係，無法直接使用於光電穩貓裝置中；
[0007]2.調試中，需調整平行光管使變焦過程中十字分劃保持不動，如遇體積較大的平行光管，調整難度大，且變焦鏡頭、C⑶都需重新尋找圖像，調整時重複工作量大。
[0008]上述方法及專利僅確定出了連續變焦光學系統的變焦軸，並沒有將這個虛擬的變焦軸與任何基準建立空間位置關係，無法使用到上一級裝置或產品設備中。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於解決連續變焦電視光學系統光軸平行性確定技術中存在的問題，為實現變焦軸的確定提供一種操作簡單、且和上級產品有關聯的方法。
[0010]本發明的技術方案為:
[0011]所述一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置，其特徵在於:包括平行光管、顯示器、電十字發生器，可調平臺和方管前置鏡；平行光管提供帶有十字分劃的平行光；顯示器為全視場顯示器，能夠顯示連續變焦電視接收平行光管的十字分劃板圖像以及連續變焦電視的電十字圖像；電十字發生器能夠標定出變焦軸在顯示器上的坐標位置；可調平臺用於放置連續變焦電視和方管前置鏡，同時能夠調節空間位置；方管前置鏡作為連續變焦電視的參考基準，緊靠連續變焦電視側面基準放置，用於光軸與基準面的調試。
[0012]基於上述裝置，連續變焦電視光軸平行性的確定分為兩步:變焦過程中變焦軸的確定以及變焦軸與安裝基面光軸平行性的調校，這些均影響到各傳感器在到光電穩瞄裝置集成後的光軸平行性。
[0013]所述一種確定連續變焦電視光軸平行性的方法，其特徵在於:包括以下步驟:
[0014]步驟1:確定連續變焦電視在變焦過程中光軸平行性:
[0015]步驟1.1:將連續變焦電視切至長焦位置，通過可調平臺調整連續變焦電視的空間位置，使得顯示器上顯示的連續變焦電視電十字與分劃十字重合於顯示器中心位置；
[0016]步驟1.2:將連續變焦電視切至短焦位置，移動電十字坐標，使電十字與分劃十字再次重合；
[0017]步驟1.3:將連續變焦電視調至長焦位置，不動電十字坐標，通過可調平臺調整連續變焦電視的擺放位置，將分劃十字與電十字調至重合；
[0018]步驟1.4:重複步驟1.1至步驟1.3，直至連續變焦電視變焦時，顯示器上顯示的分劃十字圖像不再移動，得到平行光管的光軸就是連續變焦電視的光軸；
[0019]步驟2 ;調校連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性:
[0020]步驟2.1:調節可調平臺，將方管前置鏡自身分劃對準平行光管十字分劃，從顯示器上觀察到平行光管十字分劃與連續變焦電視電十字的偏差，得到連續變焦電視安裝基準與連續變焦電視變焦軸偏差η條電視線，並根據每根電視線所代表的角度α，得出連續變焦電視變焦軸與連續變焦電視安裝基準面的夾角誤差η α ；
[0021]步驟2.2:根據步驟2.1得到的夾角誤差ηα修切連續變焦電視的基準面，使方管前置鏡分劃、平行光管十字分劃與連續變焦電視電十字同時對齊，實現連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性調校。
[0022]有益效果
[0023](一)本發明借用了可調平臺作為產品放置基準，能夠方便快捷的調整平臺的空間位置，使連續變焦電視光軸對平行光管的十字分劃，即可輕鬆準確的確定變焦電視的光軸。
[0024](二)本發明中使用方管前置鏡為調試基準來確定變焦電視光軸與安裝基準的平行性。該方法重複精度高，可在修切安裝基面的過程中，時刻檢查光軸與安裝基面的平行性。
[0025](三)本發明通過對變焦電視小視狀態下與顯示器解析度的計算，得出每一電視線所代表的角度值，可精確表徵出在變焦過程中的不可調的光軸平行誤差，以及小視場與安裝基面的平行誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明方法變焦軸確定儀器擺放示意圖。
[0027]圖2是本發明方法變焦軸確定過程示意圖。
[0028]圖3是本發明方法變焦軸與基準面確平行性調試儀器擺放示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和優選實例對本發明作進一步的詳述。
[0030]本實施例中的連續變焦電視光軸平行性的確定方法，採用的裝置包括:平行光管
1、顯示器2、電十字發生器3，可調平臺5和方管前置鏡6。
[0031]平行光管I提供帶有十字分劃的平行光；顯示器2為全視場顯示器，能夠顯示連續變焦電視4接收平行光管I的十字分劃板圖像以及連續變焦電視4的電十字圖像；電十字發生器3能夠標定出變焦軸在顯示器上的坐標位置；可調平臺5用於放置連續變焦電視4和方管前置鏡6，同時能夠調節空間位置；方管前置鏡6作為連續變焦電視4的參考基準，緊靠連續變焦電視4側面基準放置，用於光軸與基準面的調試。
[0032]基於上述裝置，連續變焦電視光軸平行性的確定分為兩步:變焦過程中變焦軸的確定以及變焦軸與安裝基面光軸平行性的調校，這些均影響到各傳感器在到光電穩瞄裝置集成後的光軸平行性。這裡變焦軸即連續變焦電視的光軸。
[0033]步驟1:確定連續變焦電視在變焦過程中光軸平行性，即確定連續變焦電視4的變焦軸，設備擺放位置如圖1所示:將連續變焦電視4放置於可調平臺5上，對準帶有十字分劃的平行光管I ;使用視頻電纜將連續變焦電視4經電十字發生器3與顯示器2相連並通電，圖像視頻信號即可輸出至顯示器2 ;然後點亮平行光管I的光源，照射於自身十字分劃板上，變焦電視的CCD即可接受接收到十字分劃板的圖像。
[0034]步驟1.1:將連續變焦電視切至長焦位置，通過可調平臺調整連續變焦電視的空間位置，使得顯示器上顯示的連續變焦電視電十字與分劃十字重合於顯示器中心位置，如圖2-1所示，此時電視的電十字與分劃十字圖像重合於A點。
[0035]步驟1.2:將連續變焦電視切至短焦位置，如圖2-2所示，此時電十字仍處於顯示器中心位置A點，而分劃十字圖像移動至B點。移動電十字坐標，使電十字與分劃十字再次重合。
[0036]步驟1.3:將連續變焦電視調至長焦位置，不動電十字位置，通過可調平臺調整連續變焦電視的擺放位置，重新將分劃十字與電十字調至重合。
[0037]步驟1.4:重複步驟1.1至步驟1.3，直至連續變焦電視變焦時，顯示器上顯示的分劃十字圖像不再移動，如圖2-3所示，此時平行光管I的光軸就是連續變焦電視4的光軸，從而實現了連續變焦電視4的光軸的確定。再調整變焦電視CCD的空間位置，可保證變焦軸與CCD靶面中心位置一致，如圖2-1所示。
[0038]步驟2 ;調校連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性:
[0039]步驟2.1:方管前置鏡6緊靠連續變焦電視4側面基準，調節可調平臺5，將方管前置鏡6自身分劃對準平行光管I十字分劃，從顯示器2上觀察到平行光管I十字分劃與連續變焦電視4電十字的偏差。
[0040]通過移動電十字能夠得到連續變焦電視安裝基準與連續變焦電視變焦軸偏差η條電視線，並根據連續變焦電視小視場下每根電視線所代表的角度α，得出連續變焦電視變焦軸與連續變焦電視安裝基準面的夾角誤差η α ；
[0041]步驟2.2:根據步驟2.1得到的夾角誤差ηα修切連續變焦電視的基準面，使方管前置鏡分劃、平行光管十字分劃與連續變焦電視電十字同時對齊，此時方管自身光軸和其基準面的光軸平行性即為連續變焦電視安裝面與光軸平行性，實現連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性調校。
【權利要求】
1.一種確定連續變焦電視光軸平行性的裝置，其特徵在於:包括平行光管、顯示器、電十字發生器，可調平臺和方管前置鏡；平行光管提供帶有十字分劃的平行光；顯示器為全視場顯示器，能夠顯示連續變焦電視接收平行光管的十字分劃板圖像以及連續變焦電視的電十字圖像；電十字發生器能夠標定出變焦軸在顯示器上的坐標位置；可調平臺用於放置連續變焦電視和方管前置鏡，同時能夠調節空間位置；方管前置鏡作為連續變焦電視的參考基準，緊靠連續變焦電視側面基準放置，用於光軸與基準面的調試。
2.一種採用權利要求1所述裝置確定連續變焦電視光軸平行性的方法，其特徵在於:包括以下步驟: 步驟1:確定連續變焦電視在變焦過程中光軸平行性: 步驟1.1:將連續變焦電視切至長焦位置，通過可調平臺調整連續變焦電視的空間位置，使得顯示器上顯示的連續變焦電視電十字與分劃十字重合於顯示器中心位置； 步驟1.2:將連續變焦電視切至短焦位置，移動電十字坐標，使電十字與分劃十字再次重合； 步驟1.3:將連續變焦電視調至長焦位置，不動電十字坐標，通過可調平臺調整連續變焦電視的擺放位置，將分劃十字與電十字調至重合； 步驟1.4:重複步驟1.1至步驟1.3，直至連續變焦電視變焦時，顯示器上顯示的分劃十字圖像不再移動，得到平行光管的光軸就是連續變焦電視的光軸； 步驟2 ;調校連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性: 步驟2.1:調節可調平臺，將方管前置鏡自身分劃對準平行光管十字分劃，從顯示器上觀察到平行光管十字分劃與連續變焦電視電十字的偏差，得到連續變焦電視安裝基準與連續變焦電視變焦軸偏差η條電視線，並根據每根電視線所代表的角度α，得出連續變焦電視變焦軸與連續變焦電視安裝基準面的夾角誤差η α ； 步驟2.2:根據步驟2.1得到的夾角誤差η α修切連續變焦電視的基準面，使方管前置鏡分劃、平行光管十字分劃與連續變焦電視電十字同時對齊，實現連續變焦電視變焦軸與安裝基面光軸平行性調校。
【文檔編號】G01M11/02GK104316293SQ201410554636
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】劉欣, 張錦亮, 惠剛陽, 閆偉亮, 張偉平, 張燕, 王章利, 左小舟, 王中強 申請人:西安應用光學研究所