CN104316293A - 一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置及确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置及确定方法，该光轴的确定方法是先将连续变焦电视放置于可调平台上，对准带有十字分划的平行光管；同时连接电十字发生器和显示器；当电视变焦时，显示器上的十字分划图像发生近似直线位移，通过调整变焦电视相对位置，可保证电视变焦时显示器上十字分划像不动，此时平行光管的光轴即为连续变焦镜头的光轴；再调整变焦电视CCD的空间位置，可保证变焦轴与CCD靶面中心位置一致。然后将方管前置镜对准平行光管十字分划，紧靠变焦电视侧面基准放置，显示器上可观察到平行光管十字分划与变焦电视电十字的偏差，修切变焦电视两基准面可消除上述误差，即可保证变焦轴与安装基面的光轴平行性。

Description

一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置及确定方法

技术领域

本发明属于光学装调技术领域，具体为一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置及确定方法。

背景技术

在连续变焦光学系统光机装调过程时，都需要将图像传感器的中心调整到连续变焦镜头的光轴上，如果连续变焦镜头没有基准面，或者基准面不准确，这样就必须先确定连续变焦镜头的光轴，然后才能将图像传感器的中心调整到连续变焦镜头的光轴上。

目前对于连续变焦光学系统变焦轴的确定方法已有很多种，对于有基准面的连续变焦镜头通常是镜筒端面，其光轴的确定方法比较简单，一般是用自准直仪对准镜头，调整自准直仪，使自准直仪与镜筒端面准直，然后再调CCD靶面中心，使CCD靶面中心与自准直仪十字线中心重合。对于没有基准面或基准面不准确的镜头，一般是在镜头前面放置一个自准直仪，使自准直仪大致对准镜头，再将CCD放置在镜头焦面处，反复调整镜头或自准直仪的方位和俯仰角度，使镜头变焦时自准直仪的十字线中心不动，最后调CCD靶面中心，使CCD靶面中心与自准直仪十字线中心重合。这种方法没有指出镜头或自准直仪的方位和俯仰如何调整以及调整的方向，因此在实际操作中需要反复装调，耗时长，且精度不高。

中国专利申请201110292975.2公开了“一种连续变焦镜头的光轴的快速确定方法”。该光轴的确定方法是将连续变焦镜头固定，在连续变焦镜头焦面附近放置一个图像传感器，图像传感器与监视器相连，图像传感器的视频信号可输出至监视器在连续变焦镜头的相对于焦面的另一侧放置一个带十字分划板的平行光管，用平行光管的光源照亮十字分划板调整图像传感器的位置，使监视器上显示的十字分划板的图像呈清晰状态之后连续变焦镜头开始进行变焦，在监视器上显示的十字分划板的图像发生位移，位移轨迹为一直线，调整平行光管的方位、俯仰角度，至连续变焦镜头变焦时监视器上显示的十字分划板的图像不动，来确定连续变焦镜头的光轴。

然而，该调校方法存在一些缺陷：

1.仅可用于变焦镜头的光轴确定，变焦轴与安装基准无型位公差关系，无法直接使用于光电稳瞄装置中；

2.调试中，需调整平行光管使变焦过程中十字分划保持不动，如遇体积较大的平行光管，调整难度大，且变焦镜头、CCD都需重新寻找图像，调整时重复工作量大。

上述方法及专利仅确定出了连续变焦光学系统的变焦轴，并没有将这个虚拟的变焦轴与任何基准建立空间位置关系，无法使用到上一级装置或产品设备中。

发明内容

本发明的目的在于解决连续变焦电视光学系统光轴平行性确定技术中存在的问题，为实现变焦轴的确定提供一种操作简单、且和上级产品有关联的方法。

本发明的技术方案为：

所述一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置，其特征在于：包括平行光管、显示器、电十字发生器，可调平台和方管前置镜；平行光管提供带有十字分划的平行光；显示器为全视场显示器，能够显示连续变焦电视接收平行光管的十字分划板图像以及连续变焦电视的电十字图像；电十字发生器能够标定出变焦轴在显示器上的坐标位置；可调平台用于放置连续变焦电视和方管前置镜，同时能够调节空间位置；方管前置镜作为连续变焦电视的参考基准，紧靠连续变焦电视侧面基准放置，用于光轴与基准面的调试。

基于上述装置，连续变焦电视光轴平行性的确定分为两步：变焦过程中变焦轴的确定以及变焦轴与安装基面光轴平行性的调校，这些均影响到各传感器在到光电稳瞄装置集成后的光轴平行性。

所述一种确定连续变焦电视光轴平行性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：确定连续变焦电视在变焦过程中光轴平行性：

步骤1.1：将连续变焦电视切至长焦位置，通过可调平台调整连续变焦电视的空间位置，使得显示器上显示的连续变焦电视电十字与分划十字重合于显示器中心位置；

步骤1.2：将连续变焦电视切至短焦位置，移动电十字坐标，使电十字与分划十字再次重合；

步骤1.3：将连续变焦电视调至长焦位置，不动电十字坐标，通过可调平台调整连续变焦电视的摆放位置，将分划十字与电十字调至重合；

步骤1.4：重复步骤1.1至步骤1.3，直至连续变焦电视变焦时，显示器上显示的分划十字图像不再移动，得到平行光管的光轴就是连续变焦电视的光轴；

步骤2；调校连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性：

步骤2.1：调节可调平台，将方管前置镜自身分划对准平行光管十字分划，从显示器上观察到平行光管十字分划与连续变焦电视电十字的偏差，得到连续变焦电视安装基准与连续变焦电视变焦轴偏差n条电视线，并根据每根电视线所代表的角度α，得出连续变焦电视变焦轴与连续变焦电视安装基准面的夹角误差nα；

步骤2.2：根据步骤2.1得到的夹角误差nα修切连续变焦电视的基准面，使方管前置镜分划、平行光管十字分划与连续变焦电视电十字同时对齐，实现连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性调校。

有益效果

(一)本发明借用了可调平台作为产品放置基准，能够方便快捷的调整平台的空间位置，使连续变焦电视光轴对平行光管的十字分划，即可轻松准确的确定变焦电视的光轴。

(二)本发明中使用方管前置镜为调试基准来确定变焦电视光轴与安装基准的平行性。该方法重复精度高，可在修切安装基面的过程中，时刻检查光轴与安装基面的平行性。

(三)本发明通过对变焦电视小视状态下与显示器分辨率的计算，得出每一电视线所代表的角度值，可精确表征出在变焦过程中的不可调的光轴平行误差，以及小视场与安装基面的平行误差。

附图说明

图1是本发明方法变焦轴确定仪器摆放示意图。

图2是本发明方法变焦轴确定过程示意图。

图3是本发明方法变焦轴与基准面确平行性调试仪器摆放示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实例对本发明作进一步的详述。

本实施例中的连续变焦电视光轴平行性的确定方法，采用的装置包括：平行光管1、显示器2、电十字发生器3，可调平台5和方管前置镜6。

平行光管1提供带有十字分划的平行光；显示器2为全视场显示器，能够显示连续变焦电视4接收平行光管1的十字分划板图像以及连续变焦电视4的电十字图像；电十字发生器3能够标定出变焦轴在显示器上的坐标位置；可调平台5用于放置连续变焦电视4和方管前置镜6，同时能够调节空间位置；方管前置镜6作为连续变焦电视4的参考基准，紧靠连续变焦电视4侧面基准放置，用于光轴与基准面的调试。

基于上述装置，连续变焦电视光轴平行性的确定分为两步：变焦过程中变焦轴的确定以及变焦轴与安装基面光轴平行性的调校，这些均影响到各传感器在到光电稳瞄装置集成后的光轴平行性。这里变焦轴即连续变焦电视的光轴。

步骤1：确定连续变焦电视在变焦过程中光轴平行性，即确定连续变焦电视4的变焦轴，设备摆放位置如图1所示：将连续变焦电视4放置于可调平台5上，对准带有十字分划的平行光管1；使用视频电缆将连续变焦电视4经电十字发生器3与显示器2相连并通电，图像视频信号即可输出至显示器2；然后点亮平行光管1的光源，照射于自身十字分划板上，变焦电视的CCD即可接受接收到十字分划板的图像。

步骤1.1：将连续变焦电视切至长焦位置，通过可调平台调整连续变焦电视的空间位置，使得显示器上显示的连续变焦电视电十字与分划十字重合于显示器中心位置，如图2-1所示，此时电视的电十字与分划十字图像重合于A点。

步骤1.2：将连续变焦电视切至短焦位置，如图2-2所示，此时电十字仍处于显示器中心位置A点，而分划十字图像移动至B点。移动电十字坐标，使电十字与分划十字再次重合。

步骤1.3：将连续变焦电视调至长焦位置，不动电十字位置，通过可调平台调整连续变焦电视的摆放位置，重新将分划十字与电十字调至重合。

步骤1.4：重复步骤1.1至步骤1.3，直至连续变焦电视变焦时，显示器上显示的分划十字图像不再移动，如图2-3所示，此时平行光管1的光轴就是连续变焦电视4的光轴，从而实现了连续变焦电视4的光轴的确定。再调整变焦电视CCD的空间位置，可保证变焦轴与CCD靶面中心位置一致，如图2-1所示。

步骤2；调校连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性：

步骤2.1：方管前置镜6紧靠连续变焦电视4侧面基准，调节可调平台5，将方管前置镜6自身分划对准平行光管1十字分划，从显示器2上观察到平行光管1十字分划与连续变焦电视4电十字的偏差。

通过移动电十字能够得到连续变焦电视安装基准与连续变焦电视变焦轴偏差n条电视线，并根据连续变焦电视小视场下每根电视线所代表的角度α，得出连续变焦电视变焦轴与连续变焦电视安装基准面的夹角误差nα；

步骤2.2：根据步骤2.1得到的夹角误差nα修切连续变焦电视的基准面，使方管前置镜分划、平行光管十字分划与连续变焦电视电十字同时对齐，此时方管自身光轴和其基准面的光轴平行性即为连续变焦电视安装面与光轴平行性，实现连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性调校。

Claims (2)

1.一种确定连续变焦电视光轴平行性的装置，其特征在于：包括平行光管、显示器、电十字发生器，可调平台和方管前置镜；平行光管提供带有十字分划的平行光；显示器为全视场显示器，能够显示连续变焦电视接收平行光管的十字分划板图像以及连续变焦电视的电十字图像；电十字发生器能够标定出变焦轴在显示器上的坐标位置；可调平台用于放置连续变焦电视和方管前置镜，同时能够调节空间位置；方管前置镜作为连续变焦电视的参考基准，紧靠连续变焦电视侧面基准放置，用于光轴与基准面的调试。

2.一种采用权利要求1所述装置确定连续变焦电视光轴平行性的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：确定连续变焦电视在变焦过程中光轴平行性：

步骤1.1：将连续变焦电视切至长焦位置，通过可调平台调整连续变焦电视的空间位置，使得显示器上显示的连续变焦电视电十字与分划十字重合于显示器中心位置；

步骤1.2：将连续变焦电视切至短焦位置，移动电十字坐标，使电十字与分划十字再次重合；

步骤1.3：将连续变焦电视调至长焦位置，不动电十字坐标，通过可调平台调整连续变焦电视的摆放位置，将分划十字与电十字调至重合；

步骤1.4：重复步骤1.1至步骤1.3，直至连续变焦电视变焦时，显示器上显示的分划十字图像不再移动，得到平行光管的光轴就是连续变焦电视的光轴；

步骤2；调校连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性：

步骤2.1：调节可调平台，将方管前置镜自身分划对准平行光管十字分划，从显示器上观察到平行光管十字分划与连续变焦电视电十字的偏差，得到连续变焦电视安装基准与连续变焦电视变焦轴偏差n条电视线，并根据每根电视线所代表的角度α，得出连续变焦电视变焦轴与连续变焦电视安装基准面的夹角误差nα；

步骤2.2：根据步骤2.1得到的夹角误差nα修切连续变焦电视的基准面，使方管前置镜分划、平行光管十字分划与连续变焦电视电十字同时对齐，实现连续变焦电视变焦轴与安装基面光轴平行性调校。