本文簡(jiǎn)述多波段鏡頭的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了機(jī)械補(bǔ)償型變焦系統(tǒng)的基本原理;通過對(duì)導(dǎo)向螺釘?shù)氖芰Ψ治?解析凸輪曲線壓力角對(duì)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的影響;在可見變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中,以變倍為直線、補(bǔ)償為曲線的方式,運(yùn)用動(dòng)態(tài)光學(xué)原理擬合出的補(bǔ)償曲線壓力角大于50°,不滿足壓力角要求。在不改變?cè)脊鈱W(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了一種減小變焦系統(tǒng)凸輪曲線壓力角的方法,新擬合的曲線壓力角均小于37°,有效地減小了凸輪曲線的壓力角,根據(jù)雙系統(tǒng)滿足同變倍比的要求,擬合出近紅外變焦系統(tǒng)的凸輪曲線;最后,闡述了變焦系統(tǒng)的裝調(diào)方法,調(diào)節(jié)了雙變焦系統(tǒng)光軸平行,通過MTF檢測(cè)和對(duì)外景實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了變焦系統(tǒng)在整個(gè)變焦過程成像質(zhì)量?jī)?yōu)良,在大霧天氣下對(duì)2500米的目標(biāo)成像,對(duì)單一系統(tǒng)成像效果與雙變焦系統(tǒng)成像效果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)可見與近紅外雙變焦探測(cè)系統(tǒng)的成像效果更好,達(dá)到了最初設(shè)計(jì)目標(biāo),驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的雙波段變焦系統(tǒng)具有一定的工程實(shí)踐意義。 

【文章來源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1雙波段兩檔變焦系統(tǒng)光學(xué)結(jié)構(gòu)

3圖 1.2 三波段共變焦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外在多波段系統(tǒng)的研究已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間，相對(duì)國(guó)內(nèi)的技術(shù)更成熟。2003 年以色列 JeremyM.Topaz、等人設(shè)計(jì)了可見、近紅外與中波遠(yuǎn)程偵察攝像機(jī)[26]，系統(tǒng)可在白天和黑夜提供高分辨率圖像，整體穩(wěn)定性較高。2004 年美國(guó) BrainCatanzaro 等人設(shè)計(jì)了一款多光譜成像儀[27]，系統(tǒng)焦距為 180mm，采用分光鏡分成兩個(gè)波段的光路，系統(tǒng)提高了幀頻數(shù)>200Hz。2011 年韓國(guó) Jeong-YeolHan、SergeyMarchuk 等人設(shè)計(jì)了一款可見與紅外雙波段的相機(jī)[28]，采用疊加光路的形式減少鏡片，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體積明顯減小。2010 年加拿大 JayN.Vizgaitis 等人設(shè)計(jì)了一款雙 F 數(shù)的連續(xù)雙波段變焦系統(tǒng)[29]，采用 Jay N. Vizgaitis 在 2005 年設(shè)計(jì)的一款雙 F 數(shù)的成像系統(tǒng)技術(shù)，系統(tǒng) F 數(shù)從3 到 6

圖 3.1 可見與近紅外雙變焦探測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案可見與近紅外雙變焦探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案如圖 3.1 所示。首先，確定本文所設(shè)計(jì)的可見與近紅外雙變焦探測(cè)系統(tǒng)采用的是機(jī)械補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ谏弦徽鹿?jié)的理論基礎(chǔ)上，根據(jù)雙變焦系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，優(yōu)化出雙系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)；第二步，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的凸輪曲線，本章重點(diǎn)研究變焦系統(tǒng)的凸輪曲線擬合，先對(duì)凸輪曲線壓力角對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)力的影響進(jìn)行理論分析，再選擇適用于本系統(tǒng)的凸輪曲線擬合方法，為了保證雙變焦系統(tǒng)同時(shí)變焦目的，選擇先擬合可見變焦系統(tǒng)的凸輪曲線，給出減小變焦系統(tǒng)凸輪曲線壓力角的方法，擬合出可見系統(tǒng)的凸輪曲線，再根據(jù)同變倍比公式擬合出近紅外變焦系統(tǒng)的凸輪曲線，確保凸輪曲線的壓力角大小在整個(gè)變焦過程滿足要求；最后，完成上面的工作以后，再對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)凸輪曲線設(shè)計(jì)出變焦系統(tǒng)的凸輪筒，根據(jù)鏡片設(shè)計(jì)出適合系統(tǒng)的鏡組固定結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向筒和零部件，最后根據(jù)雙變焦系統(tǒng)滿足同變焦比，需要設(shè)計(jì)一組齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)保證可見系統(tǒng)的凸輪筒與紅外系統(tǒng)的凸輪筒同步旋轉(zhuǎn)。在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)要為后期的裝調(diào)考慮，對(duì)影響成像質(zhì)量大的因素要留下可調(diào)環(huán)節(jié)，方便后面的裝調(diào)工作。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]減小變焦系統(tǒng)凸輪曲線壓力角的方法[J]. 高天元,吳合龍,韓旭.  光子學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]機(jī)載大變倍比大視場(chǎng)中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張國(guó)偉,王海濤.  光學(xué)與光電技術(shù). 2018(05)
[3]長(zhǎng)波紅外變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 虞翔,劉云芳,張友偉,張慧卿,鄭列華,湯心溢.  紅外. 2017(10)
[4]一種新型復(fù)合變焦光學(xué)系統(tǒng)[J]. 操超,廖志遠(yuǎn),白瑜,楊正,李帥.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
[5]雙波段共口徑共變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高明,楊芝艷,呂宏,李西杰.  西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]雙波段大變倍比連續(xù)共變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李西杰,劉鈞,陳陽.  光子學(xué)報(bào). 2016(10)
[7]可見光、中/長(zhǎng)波共口徑共焦距光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 高明,劉彬彬,劉鈞,呂宏.  激光與紅外. 2015(03)
[8]紅外雙波段雙視場(chǎng)共光路光學(xué)系統(tǒng)[J]. 張葆,崔恩坤,洪永豐.  光學(xué)精密工程. 2015(02)
[9]可見與紅外雙波段光學(xué)系統(tǒng)的共變焦補(bǔ)償方法[J]. 呂宏,高明,陳陽.  激光與紅外. 2015(01)
[10]變焦凸輪曲線的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 陳衛(wèi)寧,楊洪濤,劉偉,范哲源,張兆會(huì),周祚峰,劉廣森,雷楊杰,祝青.  紅外與激光工程. 2014(05)

碩士論文
[1]大視場(chǎng)紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 楊瑩.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]紅外與可見光實(shí)時(shí)融合的FPGA實(shí)現(xiàn)[D]. 余明偉.南京理工大學(xué) 2016
[3]基于FPGA的紅外與可見光圖像融合系統(tǒng)研究[D]. 陳天明.中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2015



本文編號(hào)：2970993