CN107483778A - 定焦距ccd摄像机物镜像面与ccd光敏面的重合性调校方法 - Google Patents

定焦距ccd摄像机物镜像面与ccd光敏面的重合性调校方法 Download PDF

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段红建
张轩涛
张燕
徐旺华
石欣
张向阳
朱红
赵建钊
王静
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Abstract

本发明公开了一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，属于光电成像领域。本发明解决了结构紧凑的多视场定焦距CCD摄像系统光机结构中物镜像面与CCD光敏面的重合性调校问题。首先把CCD安装到调校固定板上，再装配到摄像机本体上，调节调校固定板光轴方向位置，使目标图像达到最佳分辨率，测量调校固定板与CCD的接触面和摄像机本体的安装面之间的轴向距离，使加工后的CCD固定板厚度等于该距离，然后把CCD安装到CCD固定板上，最后装配到摄像机本体上，实现物镜像面与CCD光敏面重合。本发明主要用于定焦距CCD摄像机在装调过程中物镜像面与CCD光敏面的重合调校，以获得清晰的目标图像。本发明具有调校简单，占用空间小，可靠性高，通用性好等优点。

Description

定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法
技术领域
本发明属于光电成像领域，具体为一种定焦距CCD摄像机在光机装调过程中物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法。
背景技术
在现有技术中，定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的调校方法有以下方案：1、CCD固定不动，调节物镜的轴向位置；2、物镜固定不动，调节CCD的轴向位置；3、物镜和CCD都设计成可调节的。在方案2中，一般采用两种方式：一种方式是通过在CCD组件与摄像机的配合面垫铜皮来调节物镜像面与CCD光敏面的轴向位置，其缺点是往往要垫几片不同厚度的铜皮，压紧铜皮的螺钉的预紧力的大小影响着轴向距离的变化，而且装配工反映调校效率太低。另一种方式是设计调整机构来调节距离，但是该方法占用空间较大，并且增加了摄像机重量，可靠性也比较差。因此，有必要针对方案2，设计新的物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法。
图1为一典型的系统光机结构，存在大中小三个视场，其中中大视场CCD安装空间也有限，因此，在设计重合性调校方法时，还需要考虑空间问题。
发明内容
要解决的技术问题
CCD摄像机原理图如图2所示，CCD电视摄像机主要由光学系统(物镜)、光电转换系统(CCD)和电路系统(视频处理和控制电路)三大部分组成。由目标反射的可见光经光学系统成像到CCD光敏面上，经过光电转换产生的信号电流放大后进入CCD摄像机控制器，最后把目标图像输出到监视器上。为了得到清晰的，达到一定分辨率的目标图像，需要调节物镜像面与CCD光敏面的轴向相对位置，使物镜像面和CCD光敏面重合。本发明所要解决的技术问题就是如何既方便又可靠地调节结构十分紧凑的多视场定焦距CCD摄像机的物镜像面和CCD光敏面之间的光轴方向距离，使物镜像面和CCD光敏面重合。
为解决上述技术问题，本发明将物镜设计成不可调节结构，通过调节CCD光轴方向位置来实现像面与光敏面重合。
具体技术方案如下：
所述一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将CCD安装到调校固定板上，再将装配有CCD的调校固定板装配到摄像机本体上；
步骤2：将CCD放置在装有分辨率板的平行光管前调试，观察CCD在观测装置上的分辨率板成像，通过调节调校固定板沿光轴方向位置，使CCD在观测装置上的成像最清晰；
步骤3：测量此时调校固定板与CCD的接触面同摄像机本体安装面之间的光轴方向距离S；然后加工CCD固定板，使CCD固定板厚度为S；
步骤4：将CCD装配到CCD固定板上，再将装配有CCD的CCD固定板装配到摄像机本体上，实现物镜像面与CCD光敏面重合。
进一步的优选方案，所述一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：当调校固定板能够绕摄像机本体配合孔转动的情况下，步骤1中调校固定板与摄像机本体之间通过细牙螺纹联接。
进一步的优选方案，所述一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：当调校固定板不能绕摄像机本体配合孔转动的情况下，步骤1中调校固定板与摄像机本体之间通过孔轴配合联接。
有益效果
本发明的整体技术效果体现在以下几个方面：
1、本发明的方法不需要垫铜皮，也不需要调节机构，体积小，重量轻。
2、调校方便，调整环节少，可靠性高。
3、采用物镜不可调节，CCD可调的方式，还能有利于多视场定焦距CCD摄像机的多光轴平行性调校。因为多视场定焦距CCD摄像机的多光轴平行性调校也要通过调节CCD径向位置来实现，因此采用物镜不可调节，CCD可调的方式能够减少调校环节，增加产品的可靠性。
附图说明
图1：典型的系统光机结构示意图。
图2：CCD电视摄像机的原理图。
图3：本发明通过螺纹联接确定CCD光敏面光轴方向位置的原理图。
图4：本发明CCD固定板示意图及铣削加工后的厚度示意图。
图5：本发明物镜像面与CCD光敏面重合后的装配图。
图6：本发明通过孔轴配合确定CCD光敏面光轴方向位置的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详述。
本发明的目的是实现既方便又可靠地调节结构十分紧凑的多视场定焦距CCD摄像机的物镜像面和CCD光敏面之间的光轴方向距离，使物镜像面和CCD光敏面重合，得到清晰的，达到一定分辨率的目标图像。为此本发明提出一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，将物镜设计成不可调节结构，通过调节CCD光轴方向位置来实现像面与光敏面重合。
具体包括以下步骤：
步骤1：将CCD安装到调校固定板上，再将装配有CCD的调校固定板装配到摄像机本体上；
步骤2：将CCD放置在装有分辨率板的平行光管前调试，观察CCD在观测装置上的分辨率板成像，通过调节调校固定板沿光轴方向位置，使CCD在观测装置上的成像最清晰；
步骤3：测量此时调校固定板与CCD的接触面同摄像机本体安装面之间的光轴方向距离S；然后加工CCD固定板，使CCD固定板厚度为S；
步骤4：将CCD装配到CCD固定板上，再将装配有CCD的CCD固定板装配到摄像机本体上，实现物镜像面与CCD光敏面重合。
针对安装空间不同，调校固定板能或不能绕摄像机本体配合孔转动的不同情况，图3和图6分别给出了两种不同实现方式：
附图3中，把CCD(由两块电路板组装构成，带四个安装过孔)通过四个螺钉安装在调校固定板上，调校固定板通过细牙螺纹联接装配到摄像机本体上。在装有分辨率板的平行光管前调试，旋转调校固定板，调节CCD与摄像机物镜的光轴方向距离，通过监视器观察分辨率板的像，使CCD成像最清晰(达到最佳分辨率)，此时CCD光敏面就和物镜像面重合。测量调校固定板与CCD的接触面和摄像机本体安装面之间的距离S，接着加工CCD固定板厚度等于S，如附图4所示。然后把CCD用四个螺钉(螺钉涂乐泰胶)安装在CCD固定板上，最后再装配在摄像机本体上，如附图5所示。这样就保证了物镜像面与CCD光敏面重合。该方法应用于CCD安装位置空间较大，CCD调校固定板可以绕摄像机本体螺纹配合孔转动的状态下。
附图4中同样把CCD通过四个螺钉安装在调校固定板上，调校固定板通过孔轴配合(配合公差为H7/h7)装配到摄像机本体上。在装有分辨率板的平行光管前调试，沿光轴方向移动调校固定板，调节CCD与摄像机物镜的轴向距离，通过监视器观察分辨率板的像，使CCD成像最清晰(达到最佳分辨率)，此时CCD光敏面就和物镜像面重合。测量调校固定板与CCD的接触面和摄像机本体装配面之间的距离S，接着在加工CCD固定板，使其厚度等于S。然后把CCD用四个螺钉(螺钉涂乐泰胶)安装在CCD固定板上，最后再装配在摄像机本体上。这样就保证了物镜像面与CCD光敏面重合。该方法应用于CCD安装位置空间较紧凑，CCD调校固定板不能绕摄像机本体配合孔转动的场合。

Claims (3)

1.一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将CCD安装到调校固定板上，再将装配有CCD的调校固定板装配到摄像机本体上；
步骤2：将CCD放置在装有分辨率板的平行光管前调试，观察CCD在观测装置上的分辨率板成像，通过调节调校固定板沿光轴方向位置，使CCD在观测装置上的成像最清晰；
步骤3：测量此时调校固定板与CCD的接触面同摄像机本体安装面之间的光轴方向距离S；然后加工CCD固定板，使CCD固定板厚度为S；
步骤4：将CCD装配到CCD固定板上，再将装配有CCD的CCD固定板装配到摄像机本体上，实现物镜像面与CCD光敏面重合。
2.根据权利要求1所述一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：当调校固定板能够绕摄像机本体配合孔转动的情况下，步骤1中调校固定板与摄像机本体之间通过细牙螺纹联接。
3.根据权利要求1所述一种定焦距CCD摄像机物镜像面与CCD光敏面的重合性调校方法，其特征在于：当调校固定板不能绕摄像机本体配合孔转动的情况下，步骤1中调校固定板与摄像机本体之间通过孔轴配合联接。
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