寧夏光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器

引言計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)早已應(yīng)用到鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中，鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，但是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的多樣性或?qū)I(yè)性強(qiáng)或要昂貴平臺(tái)支持而使用不便。光學(xué)鏡頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求各個(gè)光學(xué)零件準(zhǔn)確定位和合理固定，保證鏡頭的光學(xué)性能。對(duì)于照相物鏡、顯微物鏡、望遠(yuǎn)物鏡、目鏡等大多數(shù)非變焦、光軸成直線的鏡頭來說，其基本結(jié)構(gòu)由透鏡、壓圈、鏡筒、隔圈組成。只要對(duì)這些結(jié)構(gòu)作自動(dòng)設(shè)計(jì)，就能省去許多費(fèi)事的構(gòu)思和繁瑣的計(jì)算。以自動(dòng)設(shè)計(jì)得到基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，就不難修改成為所要求的特殊結(jié)構(gòu)，例如鏡筒與機(jī)殼的連接結(jié)構(gòu)。本文介紹的光學(xué)鏡頭基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是基于廣泛應(yīng)用的AutoCAD平臺(tái)和采用人機(jī)交互式操作，用AutoLISP語言進(jìn)行參數(shù)化和模塊化設(shè)計(jì)，通用性好且簡單易行。二、鏡頭結(jié)構(gòu)分類常用光學(xué)鏡頭諸如望遠(yuǎn)物鏡、顯微物鏡、照相物鏡和目鏡，基本結(jié)構(gòu)包括四個(gè)部分：透鏡、隔圈、鏡筒、壓圈。隔圈結(jié)構(gòu)類型比較多，它受前后透鏡直徑和通光孔徑的大小差別影響較大，也受其它結(jié)構(gòu)要素影響。隔圈結(jié)構(gòu)類型如圖1所示。鏡筒結(jié)構(gòu)大體可以分為兩類：直筒式和臺(tái)階式。壓圈的結(jié)構(gòu)形式包括外螺紋壓圈和內(nèi)螺紋壓圈，在實(shí)際應(yīng)用中大多采用外螺紋壓圈。上海光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以聯(lián)系位姿科技（上海）有限公司；寧夏光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器

基準(zhǔn)技術(shù)（例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性，基準(zhǔn)相對(duì)于相機(jī)的角度響應(yīng)），基準(zhǔn)點(diǎn)的固定（例如，插入的可重復(fù)性，基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛），標(biāo)記的制造（例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量），標(biāo)記的相對(duì)姿勢(shì)，標(biāo)記的速度和整體延遲，缺少局部遮擋，與術(shù)前現(xiàn)場(chǎng)登記相關(guān)的殘留錯(cuò)誤，術(shù)前測(cè)量/成像儀的準(zhǔn)確性，外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對(duì)于光學(xué)追蹤系統(tǒng)，固有追蹤精度高度取決于：相機(jī)的分辨率，基線（攝像機(jī)之間的距離），堅(jiān)固性（機(jī)械，熱和老化穩(wěn)定性），在工作空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和角度，圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)及準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個(gè)測(cè)量體積中將單個(gè)基準(zhǔn)步進(jìn)移動(dòng)2000個(gè)點(diǎn)以上。由于使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）精確測(cè)量了點(diǎn)的位置，因此每個(gè)設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常，CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實(shí)際上，當(dāng)執(zhí)行在，期望的均方根（RMS）精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請(qǐng)注意，工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的（[X，Y]和Z的誤差有所不同）。在整個(gè)工作空間中。陜西的光學(xué)導(dǎo)航北京光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；

500mm以上稱超長焦距。120相機(jī)的150mm的鏡頭相當(dāng)于35mm相機(jī)的105mm鏡頭。由于長焦距的鏡頭過于笨重，所以有望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計(jì)，即在鏡頭后面加一負(fù)透鏡，把鏡頭的主平面前移，便可用較短的鏡體獲得鏡體獲得長焦距的效果。反射式望遠(yuǎn)鏡頭是另一種超望遠(yuǎn)鏡頭的設(shè)計(jì)，利用反射鏡面來構(gòu)成影像，但因設(shè)計(jì)的關(guān)系無法裝設(shè)光圈，能以快門來調(diào)整曝光。微距鏡頭（marcolens）除作極近距離的微距攝影外，也可遠(yuǎn)攝。按接口分類C型鏡頭法蘭焦距是安裝法蘭到入射鏡頭平行光的匯聚點(diǎn)之間的距離。法蘭焦距為。安裝羅紋為：直徑1in，32牙.in。鏡頭可以用在長度為(13mm)以內(nèi)的線陣傳感器。但是，由于幾何變形和市場(chǎng)角特性，必須鑒別短焦鏡頭是否合用。如焦距為。如果利用法蘭焦距尺寸確定了鏡頭到列陣的距離，則對(duì)于物方放大倍數(shù)小于20倍時(shí)需增加鏡頭接圈。接圈加在鏡頭后面，以增加鏡頭到像的距離，以為多數(shù)鏡頭的聚焦范圍位5－10%。鏡頭接長距離為焦距/物方放大倍數(shù)。U型鏡頭一種可變焦距的鏡頭，其法蘭焦距為，安裝羅紋為M42×1。主要設(shè)計(jì)作35mm照片應(yīng)用（如國產(chǎn)和進(jìn)口的各種135相機(jī)鏡頭），可用于任何長度小于()的列陣。建議不要用短焦距鏡頭。特殊鏡頭如顯微放大系統(tǒng)。

在對(duì)流層至臨近空間的廣闊空域內(nèi)對(duì)陸、海、空、天目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、成像、識(shí)別與測(cè)量等。與航天光學(xué)遙感相比，航空成像與測(cè)量在時(shí)效性、靈活性、分辨率以及成本方面具有突出優(yōu)勢(shì)。在云層遮擋導(dǎo)致航天遙感無法拍攝到地面圖像的條件下，航空器可以在云層以下飛行成像，彌補(bǔ)航天遙感的不足。與航空微波成像相比，光學(xué)成像與測(cè)量利用被動(dòng)接收的光輻射，隱蔽性更好，并且能夠獲取實(shí)時(shí)、直觀的彩色圖像，可判讀性更佳。航空成像與測(cè)量技術(shù)無論從搭載平臺(tái)的角度還是體制機(jī)制的角度，都是不可或缺的遙感手段。實(shí)現(xiàn)航空成像與測(cè)量的光學(xué)載荷受航空飛行環(huán)境的影響很大。航空器有限的運(yùn)載能力對(duì)光學(xué)載荷的體積、重量、功耗提出了嚴(yán)格的約束，而對(duì)成像距離、測(cè)量精度、溫度適應(yīng)能力等性能又提出的嚴(yán)苛的要求。解決航空飛行環(huán)境的強(qiáng)約束條件與高性能指標(biāo)的矛盾成為航空光電成像與測(cè)量技術(shù)的問題。在大氣中飛行時(shí)，光學(xué)載荷受到載機(jī)姿態(tài)晃動(dòng)、嚴(yán)重的震動(dòng)以及氣動(dòng)力（矩）的影響，視軸很難穩(wěn)定指向和成像目標(biāo)，降低觀測(cè)質(zhì)量；由于載機(jī)前向飛行或處于擴(kuò)大收容范圍的目的采用主動(dòng)掃描成像的工作方式會(huì)在成像過程中帶來像移的影響導(dǎo)致圖像模糊；航空器從地面升至高空的過程中。北京光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)，可以聯(lián)系位姿科技（上海）有限公司；

單獨(dú)把每個(gè)零件從裝配圖中拆出，或者把某個(gè)零件上的所有線條一起進(jìn)行編輯。InputData項(xiàng)主要用于光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)的輸入并轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)文件以便于其它程序的取用。DrawLensOnly項(xiàng)用于不需要設(shè)計(jì)整個(gè)鏡頭結(jié)構(gòu)時(shí)單獨(dú)繪制光學(xué)系統(tǒng)圖。SelectType項(xiàng)用于六種結(jié)構(gòu)類型的選擇。它調(diào)用了圖標(biāo)菜單ICON，將六種類型的結(jié)構(gòu)簡圖用圖像形式形象地顯示出來，使用戶很方便地選擇所需要的結(jié)構(gòu)類型，如圖2所示。四、程序編制示例由圖3系統(tǒng)框圖可知，各個(gè)零件都編制了相應(yīng)的子程序完成其結(jié)構(gòu)繪制，下面以光學(xué)系統(tǒng)為例說明程序的編制過程。完成光學(xué)系統(tǒng)繪制的程序。首先從數(shù)據(jù)文件中取出組參數(shù)，利用繪圖命令按照參數(shù)繪制透鏡，然后循環(huán)操作取出第二組、第三組參數(shù)?，在距離前一透鏡d+t處繪制透鏡，直至整個(gè)透鏡系統(tǒng)繪制完畢。五、關(guān)鍵技術(shù)處理1.鏡筒壁厚和壓圈寬度鏡筒壁厚與它的直徑有關(guān)。螺紋退刀槽處的鏡筒壁厚一般是整個(gè)結(jié)構(gòu)中的薄之處。因此程序中以退刀槽處為壁厚基準(zhǔn)，各種直徑范圍的壁厚選擇由條件語句完成。在臺(tái)階式結(jié)構(gòu)中中間部分各處的壁厚都與退刀槽處的壁厚相等，而在直筒式結(jié)構(gòu)中中間部分的壁厚要比退刀槽處的壁厚大一些。黑龍江光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)費(fèi)用，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；江蘇光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器價(jià)格

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光學(xué)載荷工作的環(huán)境溫度、氣壓快速地大范圍變化，對(duì)光學(xué)成像構(gòu)成嚴(yán)重影響；大氣對(duì)光的折射、散射、吸收等作用限制了大氣層內(nèi)的成像和測(cè)量距離。這些問題的解決需要從體制機(jī)制的層面上在精密光學(xué)、精密機(jī)械、精確控制等角度進(jìn)行交叉研究和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)比較大程度地挖掘、提升航空光電成像性能。“航空光學(xué)成像與測(cè)量技術(shù)”專題面向解決限制航空光電載荷性能的各項(xiàng)因素，從系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制、環(huán)境適應(yīng)性和圖像信息增強(qiáng)與智能處理等角度，提出了若干創(chuàng)新思想和創(chuàng)新成果，對(duì)光學(xué)成像載荷相關(guān)研究具有一定的引導(dǎo)和啟示作用。航空光電載荷的光學(xué)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高性能成像的基礎(chǔ)。小型化、高傳函、低畸變的光學(xué)設(shè)計(jì)始終是一項(xiàng)重要課題。論文[1]針對(duì)廣域辨率成像需求，采用伽利略型共心多尺度成像結(jié)構(gòu)將球透鏡與次級(jí)相機(jī)陣列進(jìn)行級(jí)聯(lián)，理論視場(chǎng)可接近180°；通過設(shè)計(jì)相機(jī)陣列的排列方式進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化。調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在270lp/mm處達(dá)到，全視場(chǎng)彌散斑半徑均方根值比較大為μm，場(chǎng)曲在，畸變小于±。論文[2]針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下遠(yuǎn)距離暗弱點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)的需求設(shè)計(jì)了中波/長波紅外雙波段雙視場(chǎng)系統(tǒng)，采用高階非球面減少鏡片數(shù)量，提高透過率。寧夏光學(xué)導(dǎo)航醫(yī)用儀器

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