一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置及其控制方法。基于复眼透镜组的大视场光学成像装置包括沿光路依次设置的第一复眼透镜组、第二复眼透镜组和成像镜组，第二透镜组的每个单元透镜均与第一透镜组中对应的单元透镜形成伽利略望远结构；第一复眼透镜组和第二复眼透镜组中的所有单元透镜的口径均相同；第一复眼透镜组和第二复眼透镜组间能够沿垂直光轴的方向发生相对位移。本发明专利技术还提供一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置的控制方法。本发明专利技术结构相对简单，无隔离度要求，调试简单，满足了大视场的成像要求，为红外制导系统提供了一种新的物方扫描技术。

A large field of view optical imaging device based on compound eye lens group and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置及其控制方法
本专利技术涉及红外成像领域，具体涉及一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置及其控制方法。
技术介绍
目前，红外成像制导技术已成为精确制导领域研究的热点。为适应大视场扫描的要求，目前常用伺服框架形式，利用两轴扫描运动满足扫描视场要求，其结构形式一般为两轴多框架(俯仰轴、方位轴)，结构相对复杂，且需考虑配平等因素，整体布线严格，隔离度要求高，调试过程复杂。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的红外成像制导技术中的伺服框架形式的缺陷，而提出一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置及其控制方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，包括：沿光路依次设置的第一复眼透镜组、第二复眼透镜组和成像镜组，所述第二透镜组的每个单元透镜均与所述第一透镜组中对应的单元透镜形成伽利略望远结构；所述第一复眼透镜组和所述第二复眼透镜组中的所有单元透镜的口径均相同。所述第一复眼透镜组和第二复眼透镜组间能够沿垂直光轴的方向发生相对位移。优选地，基于复眼透镜组的大视场光学成像装置还包括用于使所述第一复眼透镜组沿垂直于光轴方向移动的第一移动机构，所述第一复眼透镜组安装在所述第一移动机构上。优选地，所述第二复眼透镜组与所述成像镜组固定连接。优选地，所述第一复眼透镜组中的每个单元透镜的焦距和所述第二复眼透镜组中的每个单元透镜的焦距均相等。优选地，基于复眼透镜组的大视场光学成像装置还包括用于带动所述第一移动机构和所述第一复眼透镜组进行整体移动的第二移动机构。优选地，所述第一移动机构用于带动所述第一复眼透镜组在水平面内运动，所述第二移动机构用于带动所述第一移动机构和所述第一复眼透镜组的整体在竖直平面内移动。优选地，第一移动机构包括X轴运动导轨、X轴安装座、X轴限位块、X轴零位开关、X轴触动块、X轴驱动电机、X轴丝母以及X轴转接板；X轴运动导轨安装在X轴安装座上；X轴限位块用于运动限位；X轴零位开关受X轴触动块的触发，用于确定零位；X轴驱动电机固定在X轴安装座上，且前置减速装置，后置增量式编码器；X轴丝母用于根据滚珠丝杠原理将旋转运动转换为直线运动，再通过X轴连接板带动第一复眼透镜组运动。优选地，第二移动机构包括Y轴运动导轨、Y轴安装座、Y轴限位块、Y轴零位开关、Y轴触动块、Y轴驱动电机、Y轴丝母、Y轴转接板组成。Y轴运动导轨安装在Y轴安装座上；Y轴限位块起到运动限位的作用；Y轴零位开关由Y轴触动块触发，用于零位校正，确定Y轴零位；Y轴驱动电机固定在Y轴安装座上，且前置减速装置，后置增量式编码器；Y轴丝母用于根据滚珠丝杠原理将旋转运动转换为直线运动，再由Y轴连接板带动X轴运动机构运动。根据本专利技术的第二方面，提供了一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置的控制方法，包括：获取期望的扫描偏转角；根据公式计算所述第一复眼透镜组应当相对于所述第二复眼透镜组所做的位移ΔX；其中θx为扫描偏转角，f1为第一复眼透镜组的焦距，且第一复眼透镜组和第二复眼透镜组的焦距相等；控制第一移动机构完成位移ΔX，以达到期望的扫描偏转角。本专利技术的有益效果是：1、基于复眼透镜成像原理，利用高精度平移机构实现复眼透镜组的相对移动，实现红外光学系统的视场扫描；2、可以将驱动电机偏心放置，能够有效避开光学系统通光口径的要求；采用电机丝杠一体化的方式，利用高精度导轨副保证二维运动精度要求，并能够适应低温环境及振动环境要求。3、结构相对简单，无隔离度要求，调试简单，满足了大视场的成像要求，为红外制导系统提供了一种新型的物方扫描技术。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为基于复眼透镜组的大视场光学成像装置的结构示意图；d表示第一复眼透镜组的单元透镜的口径；ΔX是第一复眼透镜组沿垂直于光轴方向发生的位移；图2为一个实施例中高精度二维平移机构结构图；图3为一个实施例中X轴运动机构剖视图；图4为一个实施例中X轴运动机构侧视图；图5为一个实施例中Y轴运动机构剖视图；图6为一个实施例中Y轴运动机构侧视图；图7为实施方式九的控制方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。<实施方式一>本实施方式提供一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，如图1所示，包括沿光路依次设置的第一复眼透镜组1、第二复眼透镜组2和成像镜组3，第二透镜组2的每个单元透镜均与第一透镜组1中对应的单元透镜形成伽利略望远结构；第一复眼透镜组1和第二复眼透镜组2中的所有单元透镜的口径均相同。第一复眼透镜组1和第二复眼透镜组2间能够沿垂直光轴的方向发生相对位移。成像镜组3可以是会聚透镜组。单元透镜是指复眼透镜组的子透镜。伽利略望远结构指的是物镜是凸透镜(汇聚透镜)而目镜是凹透镜(发散透镜)的望远镜。即第一复眼透镜组作为物镜，其每个单元透镜均为凸透镜，第二复眼透镜组作为目镜，其每个单元透镜均为凹透镜。且每一对构成伽利略望远结构的两个透镜的口径是相同的。两个透镜组间能发生相对位移意味着二者不是固定连接在一起的，需要能够发生相对位移来达到完成本实施方式要解决的问题。本实施方式要解决的问题是提供一种结构相对简单、无隔离度要求的光学成像装置。当一束准直平行光入射到复眼透镜1时，通过使第一复眼透镜组1和第二复眼透镜组2发生微小的相对位移，就可使聚焦光斑在成像镜组3的焦面上移动，即实现大视场扫描。<实施方式二>本实施方式在实施方式一的基础上进一步包括用于使第一复眼透镜组1沿垂直于光轴方向移动的第一移动机构，所述第一复眼透镜1安装在第一移动机构4上。本实施方式与实施方式一的不同之处在于，通过第一移动机构4带动第一复眼透镜1运动，来完成大视场扫描的目的。<实施方式三>本实施方式与实施方式二的不同之处在于，第二复眼透镜组2与成像镜组3固定连接。其余部分与具体实施方式二相同。<实施方式四>本实施方式与实施方式二的不同之处在于，第一复眼透镜组1中的每个单元透镜的焦距和第二复眼透镜组2中的每个单元透镜的焦距均相等。其余部分与具体实施方式二相同。<实施方式五>本实施方式与实施方式二的不同之处在于，还包括用于带动第一移动机构4和所述第一复眼透镜组1进行整体移动的第二移动机构5。其余部分与具体实施方式二相同。本实施方式的目的是通过两个不同维度的移动机构带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，包括沿光路依次设置的第一复眼透镜组(1)、第二复眼透镜组(2)和成像镜组(3)，所述第二透镜组(2)的每个单元透镜均与所述第一透镜组(1)中对应的单元透镜形成伽利略望远结构；所述第一复眼透镜组(1)和所述第二复眼透镜组(2)中的所有单元透镜的口径均相同；所述第一复眼透镜组(1)和第二复眼透镜组(2)间能够沿垂直光轴的方向发生相对位移。

【技术特征摘要】
1.一种基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，包括沿光路依次设置的第一复眼透镜组(1)、第二复眼透镜组(2)和成像镜组(3)，所述第二透镜组(2)的每个单元透镜均与所述第一透镜组(1)中对应的单元透镜形成伽利略望远结构；所述第一复眼透镜组(1)和所述第二复眼透镜组(2)中的所有单元透镜的口径均相同；所述第一复眼透镜组(1)和第二复眼透镜组(2)间能够沿垂直光轴的方向发生相对位移。2.根据权利要求1所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，还包括用于使所述第一复眼透镜组(1)沿垂直于光轴方向移动的第一移动机构(4)，所述第一复眼透镜组(1)安装在所述第一移动机构(4)上。3.根据权利要求2所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，所述第二复眼透镜组(2)与所述成像镜组(3)固定连接。4.根据权利要求2所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，所述第一复眼透镜组(1)中的每个单元透镜的焦距和所述第二复眼透镜组(2)中的每个单元透镜的焦距均相等。5.根据权利要求2所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，还包括用于带动所述第一移动机构(4)和所述第一复眼透镜组(1)进行整体移动的第二移动机构(5)。6.根据权利要求5所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，所述第一移动机构(4)用于带动所述第一复眼透镜组(1)在水平面内运动，所述第二移动机构(5)用于带动所述第一移动机构(4)和所述第一复眼透镜组(1)的整体在竖直平面内移动。7.根据权利要求5所述的基于复眼透镜组的大视场光学成像装置，其特征在于，所述第一移动机构包括：X轴运动导轨(6)、X轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延伟，杨克君，李恒刚，刘莹莹，梁陈，沙迪，
申请(专利权)人：哈尔滨新光光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23