一种调焦装置的标定方法及调焦装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电成像技术领域，提供了一种调焦装置的标定方法及调焦装置，包括：控制偏心轮机构带动调焦镜组沿指定导轨运动，确定偏心轮机构运动的中间位置C；以中间位置C为基准，控制偏心轮机构继续运动至多个采样位置；记录每个采样位置处数显表的读数Si和测得的电位计电压值Vi，根据多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)计算参数a、b、c的值，确定电压量V与S的函数关系，完成标定过程。通过直接对调焦镜组位移进行测量和预标定，将机构的反馈由电位计端转移至焦面位置输出端，消除偏心轮加工误差和电位计的非线性特性对调焦镜组运动精度的影响，保证采用类似调焦机构的航空相机能以更高的调焦精度完成成像功能。

A Calibration Method of Focusing Device and Focusing Device

The invention relates to the field of photoelectric imaging technology, and provides a calibration method and a focusing device of a focusing device, including: controlling the eccentric wheel mechanism to drive the focusing lens group along a specified guide rail to determine the middle position C of the eccentric wheel mechanism movement; controlling the eccentric wheel mechanism to continue to move to multiple sampling positions based on the middle position C; recording the reading of the digital display table at each sampling position. The values of parameters a, B and C are calculated according to the values of Si and Vi at several sampling positions and the fitting function S=a*sin(bV+c). The functional relationship between voltage V and S is determined and the calibration process is completed. By directly measuring and pre-calibrating the displacement of the focusing lens group, the feedback of the mechanism is transferred from the potentiometer end to the output end of the focal plane position, eliminating the influence of eccentric wheel processing error and the non-linear characteristics of the potentiometer on the motion accuracy of the focusing lens group, and ensuring that the aerial camera with similar focusing mechanism can complete the imaging function with higher focusing accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种调焦装置的标定方法及调焦装置
本专利技术涉及光电成像
，尤其涉及一种调焦装置的标定方法及调焦装置。
技术介绍
航空相机在成像过程中，受温度、气压、成像距离等因素影响，容易造成离焦现象，从而导致图像模糊或变形。因此，为保证成像质量，需对相机进行调焦。航空相机的调焦一般采用凸轮或偏心轮驱动焦平面移动的方法来实现。通常采用这种方法进行调焦时，调焦机构采用步进电机进行驱动，但步进电机的驱动无法实现调焦的闭环控制，从而会导致调焦结果不尽如人意；并且步进电机驱动时一般以电位计直接作为反馈结果来估算调焦的结果，这样将无法控制调焦机构上电位计后端其他因素对调焦精度的影响，比如受偏心轮机构加工精度影响，导致实际偏心轮曲线与设计值存在差异，且作为焦面位置反馈的电位计存在非线性，这些因素都会影响对调焦精度造成影响。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种调焦装置的标定方法及调焦装置，以解决现有技术中现有调焦方法对航空相机焦距进行调节时，影响因素较多，调节精度不高的问题。本专利技术的目的可通过以下技术措施来实现：本专利技术实施例第一方面提供了一种调焦装置的标定方法，所述标定方法包括：控制偏心轮机构带动调焦镜组沿指定导轨运动，确定所述偏心轮机构运动的中间位置C；以所述中间位置C为基准位置，控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置；记录每个采样位置处所述数显表的读数Si和测得的电位计电压值Vi，所述电压值为所述偏心轮机构转动过程中不同位置对应的电压值；根据多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)计算参数a、b、c的值，以确定电压量V与调焦镜组位置S之间的函数关系，完成标定过程。可选地，在本申请提供的另一实施例中所述确定所述偏心轮机构运动的中间位置C，包括：记录所述调焦镜组运动到所述偏心轮行程两端极限位置时数显表的测量值A和B，其中，所述数显表用于测定所述调焦镜组的相对位置；根据所述测量值A和B确定所述偏心轮机构行程的中间位置C，C＝(A+B)/2。可选地，在本申请提供的另一实施例中在所述控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置之前包括：调节所述数显表的测量值为0。可选地，在本申请提供的另一实施例中在所述根据更多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)确定电压量V与S之间的函数关系之后包括：将所述函数关系输入控制程序，以调焦位移量作为参考输入，根据拟合结果曲线计算的实际调焦镜组位置作为反馈，对调焦镜组实现闭环控制。可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述多个采样位置之间的间隔相同。可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述指定导轨两端之间的距离为5mm。本专利技术实施例第二方面提供了一种调焦装置，所述调焦装置通过上述任一项所述的调焦装置的标定方法进行标定，包括：设置有电位计的偏心轮机构、指定导轨、数显表以及调焦镜组；所述调焦镜组设置在所述指定导轨上，可沿所述指定导轨运动；所述偏心轮机构用于带动所述调焦镜组在所述指定导轨上运动，所述电位计用于测量所述偏心轮机构运动过程中不同位置对应的电压值；所述数显表与所述偏心轮机构和所述调焦镜组的连接件相连接，用于测量所述调焦镜组的相对位置。可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述调焦装置还包括数显表支撑板及数显表基座。可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述指定导轨的长度为5mm。可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述调焦镜组在所述导轨上运动时，记录所述调焦镜组运动到所述偏心轮行程两端极限位置时数显表的测量值A和B，其中，所述数显表用于测定所述调焦镜组的相对位置；根据所述测量值A和B确定所述偏心轮机构行程的中间位置C，C＝(A+B)/2。与现有技术相比，本专利技术中涉及的预标定方法，通过直接对调焦镜组位移进行测量和预标定，将机构的反馈由电位计端转移至焦面位置输出端，能够消除偏心轮加工误差和电位计的非线性特性对调焦镜组运动精度的影响，保证采用类似调焦机构的航空相机能以更高的调焦精度完成成像功能。附图说明图1示出了本专利技术实施例提供的调焦装置的标定方法的实现流程示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的调焦装置示意图；图3示出了本专利技术实施例提供的调焦装置的控制原理图；图4示出了本专利技术实施例提供的调焦装置标定采样点与拟合结果的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。如图1所示，本申请提供的调焦装置的标定方法实现过程包括：步骤S11，控制偏心轮机构带动调焦镜组沿指定导轨运动，确定所述偏心轮机构运动的中间位置C。本申请提供的标定方法应用于如图2所示的调焦装置中，在进行标定时由高速直流电机驱动偏心轮机构带动调焦镜组实现往复平移运动，安装数显表头支撑板，由数显表测量调焦镜组的相对位置，对电机施加电压驱动偏心轮运动，实时监测数显表显示值，从而确定所述偏心轮机构运动的中间位置C。进一步地，调焦机构的偏心轮的行程优选为5mm。下面对图2所示的调焦装置进行说明：所述调焦装置通过上述任一项所述的调焦装置的标定方法进行标定，包括：设置有电位计的偏心轮机构、指定导轨、数显表以及调焦镜组；所述调焦镜组设置在所述指定导轨上，可沿所述指定导轨运动；所述偏心轮机构用于带动所述调焦镜组在所述指定导轨上运动，所述电位计用于测量所述偏心轮机构运动过程中的电压值；所述数显表与所述偏心轮机构和所述调焦镜组的连接件相连接，用于测量所述调焦镜组的相对位置。所述调焦装置还包括数显表支撑板及数显表基座。可选地，所述确定所述偏心轮机构运动的中间位置C，包括：记录所述调焦镜组运动到所述偏心轮行程两端极限位置时数显表的测量值A和B，其中，所述数显表用于测定所述调焦镜组的相对位置；根据所述测量值A和B确定所述偏心轮机构行程的中间位置C，C＝(A+B)/2。本申请中确定调焦镜组行程两端极限位置，分别记为A和B，以及在位置A和B处时数显表的读数，根据所述测量值A和B确定所述偏心轮机构行程的中间位置C，例如，调焦镜组所在的装置中，偏心轮运行经过的导轨长度为5mm，调焦镜组移动至偏心轮行程两端时数显表的读数分别为A＝1.557mm，B＝-3.416mm，则根据上述计算公式可计算得C＝-0.9295mm；步骤S12，以所述中间位置C为基准位置，控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置。步骤S13，记录每个采样位置处所述数显表的读数Si和测得的电位计电压值Vi，所述电压值为所述偏心轮机构转动过程中不同位置对应的电压值。具体地，以上述中间位置C为基准位置，控制调焦镜组继续做往复运动，实时监测数显表显示值，根据精度需求，驱动电机转动使调焦镜组运动至C位置，并调整数显表的测量值为0。然后继续控制偏心轮机构运动以带动调焦镜组继续运动经过多个预先设置好的采样位置。由电位计反馈偏心轮机构转动过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调焦装置的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：控制偏心轮机构带动调焦镜组沿指定导轨运动，确定所述偏心轮机构运动的中间位置C；以所述中间位置C为基准位置，控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置；记录每个采样位置处所述数显表的读数Si和测得的电位计电压值Vi，所述电压值为所述偏心轮机构转动过程中不同位置对应的电压值；根据多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)计算参数a、b、c的值，以确定电压量V与调焦镜组位置S之间的函数关系，完成标定过程。

【技术特征摘要】
1.一种调焦装置的标定方法，其特征在于，所述标定方法包括：控制偏心轮机构带动调焦镜组沿指定导轨运动，确定所述偏心轮机构运动的中间位置C；以所述中间位置C为基准位置，控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置；记录每个采样位置处所述数显表的读数Si和测得的电位计电压值Vi，所述电压值为所述偏心轮机构转动过程中不同位置对应的电压值；根据多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)计算参数a、b、c的值，以确定电压量V与调焦镜组位置S之间的函数关系，完成标定过程。2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述确定所述偏心轮机构运动的中间位置C，包括：记录所述调焦镜组运动到所述偏心轮行程两端极限位置时数显表的测量值A和B，其中，所述数显表用于测定所述调焦镜组的相对位置；根据所述测量值A和B确定所述偏心轮机构行程的中间位置C，C＝(A+B)/2。3.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，在所述控制所述偏心轮机构继续运动至多个采样位置之前包括：调节所述数显表的测量值为0。4.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，在所述根据更多个采样位置处的(Si，Vi)以及拟合函数S＝a*sin(bV+c)确定电压量V与调焦镜组位置S之间的函数关系之后包括：将所述函数关系输入控制程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浦，杨秀丽，修吉宏，李军，张赫，李友一，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22