一种望远镜消像旋器装置及其准直装调方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像消旋技术领域，具体涉及一种望远镜消像旋器装置及其准直装调方法。
【背景技术】
[0002]望远镜在跟踪目标时，由于俯仰轴及方位轴的转动，出瞳处的目标图像相对于真实情况发生了转动。即使目标的姿态没有发生任何变化，采集到的目标图像也是随着望远镜的俯仰轴和方位轴的转动而旋转的，这就给实时目标识别和基于多帧积累的图像处理算法带来了不便。
[0003]望远镜为获得稳定的、质量优良的图像，需要对视场旋转进行补偿。一般采用电子消旋方法:通过处理实时采集的图像视频信号，按要求的消旋角旋转处理后，控制监示器来旋正图像。该方法存在以下问题，首先电子消旋是降低了一定量的图像精度，此外有效显示的视场要比摄像头视场小，否则旋转时画面将出现空白，由于监视器的分辨率有限，画面沿其中心转动时，会造成显示图像的局部扭曲，当高速转动时往往会形成画面的闪烁，给观察造成不便。由于采用电子消旋方法会带来以上的弊端，可以采用光学消旋方法:在系统光路中，目标成像器件前，沿器件光轴方向装一个消旋棱镜，依靠消旋棱镜的转动来产生目标光线的转动，从而起到图像消旋的作用。消旋棱镜采用道威棱镜或别汉棱镜，根据光学算法计算，棱镜的旋转速度为图像旋转速度1/2时，可实现对图像的消旋。但别汉棱镜及道威棱镜存在以下问题:一是能量损失，光束通过棱镜的光程较长，能量损失多，且其两个侧面并不是全反射表面；二是这样较大口径的棱镜材料不易准备，加工有难度。
【发明内容】
[0004]为了解决跟踪望远镜像方视场旋转的问题，本发明提供一种结构简单、加工制造难度低、安装方便、便于准直装调的望远镜消像旋器装置及其准直装调方法。
[0005]本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]本发明的一种望远镜消像旋器装置，包括:
[0007]内部带有接口的箱体；
[0008]通过固定板固定在箱体内部侧壁上的反射镜；
[0009]固定在箱体外部下端的连接板；
[0010]与连接板固连的精密转台组件；
[0011]固定在箱体外部侧壁上的箱体盖板，用于密封箱体；
[0012]两套倾斜反射镜调整组件，分别用于固定第一倾斜反射镜和第二倾斜反射镜，倾斜反射镜组件包括:固定在箱体内部接口上的调整固定板、通过连接膜片与调整固定板固连的中心连接环、与中心连接环固连的支撑底板、与支撑底板固连的芯轴、与芯轴固连的侧支撑粘接环及柔性膜片、与支撑底板固连的三个底支撑柔性杆、与三个底支撑柔性杆一一对应固定相连的三个底支撑粘接垫，所述第二倾斜反射镜通过侧支撑粘接环及柔性膜片与芯轴固定相连；
[0013]两套倾斜反射镜组件，分别用于调整第一倾斜反射镜和第二倾斜反射镜，倾斜反射镜调整组件包括:与调整固定板通过锁紧螺钉固连的支撑底板、套装在锁紧螺钉上的球形垫片和球头调整螺钉、套装在球头调整螺钉上的锁紧螺母、与调整固定板固连的调整座套筒，所述球形垫片位于球头调整螺钉端部和锁紧螺钉端部之间。
[0014]进一步的，所述精密转台组件包括:
[0015]与连接板固连的转台回转轴；
[0016]固定在转台回转轴外侧上端的编码器；
[0017]用于固定编码器读数头的编码器读数头支架；
[0018]固定在转台回转轴外侧下端的轴承内环；
[0019]上端通过轴系保护上盖密封、下端通过轴系保护下盖密封的轴承座；
[0020]固定在轴承座上侧的轴承外环；
[0021]固定在轴承外环上的轴系上盖；
[0022]由轴向保持架和径向保持架组成的保持架；
[0023]通过轴向保持架和径向保持架限位的多个精密滚珠；
[0024]固定在轴承座下侧的直流力矩电机；
[0025]固定在箱体上的轴承座调整螺钉。
[0026]进一步的，所述轴承内环、精密滚珠、轴承外环采用过盈配合方式定位；所述轴承内环、精密滚珠、轴系上盖采用过盈配合方式定位。
[0027]进一步的，所述精密滚珠采用止推钢珠，精度等级不低于零级；每圈72个精密滚珠均匀布局，相邻精密滚珠间距为5°。
[0028]进一步的，所述轴承外环和轴承内环均采用G(；15材料制成。
[0029]进一步的，所述底支撑粘接垫采用铟钢材料制成。
[0030]进一步的，所述第一倾斜反射镜与竖直方向成30°夹角，所述第二倾斜反射镜与竖直方向成30°夹角，所述第一倾斜反射镜与第二倾斜反射镜之间成120°夹角。
[0031]进一步的，还包括固定板，所述反射镜通过固定板固定在箱体内部侧壁上。
[0032]一种望远镜消像旋器装置的准直装调方法，包括以下步骤:
[0033]步骤一、在箱体上侧、精密转台组件下侧、水平光路中分别设置第一^h字丝靶标、第二十字丝靶标和第三十字丝靶标，在第二十字丝靶标下侧设置45度倾斜反射镜，所述45度倾斜反射镜与第二十字丝靶标成45°角，所述第三十字丝靶标放置于主光路通过45度倾斜反射镜折转后的水平光路中；
[0034]步骤二、在箱体上端架设测微准直望远镜，通过测微准直望远镜监视第一十字丝靶标和第二十字丝靶标，调整第一十字丝靶标和第二十字丝靶标的靶心位于转台回转轴上;
[0035]步骤三、将测微准直望远镜固定，其光轴作为准直装调的基准光轴；将测微准直望远镜分别聚焦于第一十字丝靶标和第二十字丝靶标的靶心，旋转精密转台组件，调整精密转台组件的二维倾斜及二维平移，使第一十字丝靶标和第二十字丝靶标的的靶心在测微准直望远镜中的CCD中心位置不动；根据两点一线原理确定转台回转轴与测微准直望远镜光轴重合；调整45度倾斜反射镜的二维倾斜，使测微准直望远镜光轴与第三十字丝靶标的靶心重合；
[0036]步骤四、将两套倾斜反射镜组件安装至箱体内部，测微准直望远镜调焦至第二十字丝靶标，调整第一倾斜反射镜的二维倾斜直至第一十字丝靶标靶心与测微准直望远镜光轴重合；切换测微准直望远镜焦点至第三十字丝靶标，调整第二倾斜反射镜的二维倾斜直至第二十字丝靶标靶心与测微准直望远镜光轴重合；
[0037]步骤五、重新将测微准直望远镜调焦至第二十字丝靶标，重复步骤四，反复迭代修调第一倾斜反射镜和第二倾斜反射镜的二维倾斜，直至测微准直望远镜光轴与第一十字丝靶标和第二十字丝靶标靶心均重合，完成望远镜消像旋器装置的准直装调。
[0038]进一步的，步骤一中，所述第三十字丝靶标与45度倾斜反射镜的中心距离为6米。
[0039]本发明的有益效果是:
[0040]1、本发明的望远镜消像旋器装置的光学系统由三块平面镜组成，光学元件易于加工制造，在转动时系统的光轴不会转折。
[0041]2、本发明的望远镜消像旋器装置采用的是三面反射镜，在理论上可成完善像，对系统的光学成像不会带来能量过大衰减，适用于从可见光到热红外波段范围。
[0042]3、本发明的望远镜消像旋器装置还包括精密转台组件和倾斜反射镜调整组件，其中的精密转台组件具有两维平移及两维倾斜调整功能，倾斜反射镜调整组件具有两维倾斜调整功能。
[0043]4、本发明的望远镜消像旋器装置还结构简单，外形美观，安装方便。
[0044]5、本发明的望远镜消像旋器装置的准直装调方法，首先将三块十字丝靶标分别安装于精密转台组件下部、消旋器箱体上部及水平光路中，使用测微准直望远镜监视十字丝靶标中心并调整至精密转台回转轴上，调整精密转台组件使精密转台回转轴与测微准直望远镜光轴重合，最后安装45度平面反射镜，通过测微准直望远镜分别监视精密转台组件下部和水平光路中的十字丝靶标，并迭代修调倾斜反射镜两维倾斜，使测微准直望远镜光轴、45度平面反射镜光轴、精密转台回转轴三轴重合。
[0045]6、本发明的望远镜消像旋器装置的准直装调方法，操作简洁，步骤清晰明确，旋转精度高且操作便洁，效率高，具有较强的使用