专利名称：电视成像系统光轴调整装置及调整方法
技术领域：
本发明是关于一种电视成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度调整装置及调整方法。
背景技术：
电视成像系统包含光学系统、接收传感器、传输途径、处理和显视等。在信息化发展的过程中，各种电视成像系统以其独特的优越性越来越受到人们的高度重视。电视成像系统可单独使用，也可加载在其它载体上。安装在其它载体上时常要求其光轴与载体大系统基准平行。平行度调整具体来讲就是调整电视成像系统光轴相对大系统基准的方位和俯仰角度。一般是通过产、刮、研电视成像系统安装基准面的方式调整光轴相对于安装载体基准的平行度。但在一些特殊应用场合，要求能实时、快速、方便、准确地调整电视成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度，且调整完成后，状态稳定、可靠，上述调整系统不能满足这些要求。
发明内容
本发明的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种快速、简便、准确、稳定可实时调整的电视成像系统光轴调整装置及调整方法，以满足某些特殊要求。本发明的技术解决方案一种电视成像系统光轴调整装置，包括电视成像系统
(1)、U形架(3)、底座(13)、左支承(4)、俯仰调节手轮(11)和方位调节手轮(12)；电视成像系统(1)与U形架(3)以圆柱面支承方式通过第一螺钉( 联接，左支承(4)与U形架 (3)通过第二螺钉(7)同轴联接，且同时与电视成像系统(1)以圆柱面支承方式联接；U形架(3)与底座(1 以圆柱面支承方式通过第三螺钉(14)联接；俯仰调节手轮(11)以螺纹形式与U形架C3)联接，通过第一螺母(10)锁紧；方位调节手轮(1 以螺纹形式与底座 (13)联接，通过第二螺母(10’)锁紧；电视成像系统(1)与U形架(3)、左支承(4)共同的圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴(8)的俯仰旋转中心(6)，俯仰旋转中心(6)与电视成像系统光轴(8)等高；U形架C3)与底座(1 的圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴(8)的方位旋转中心O)，方位旋转中心( 与电视成像系统光轴(8)在空间上垂直相交；电视成像系统(1)的重心与方位旋转中心( 重合；俯仰旋转中心(6)与方位旋转中心
(2)设置一定距离L；在距俯仰旋转中心(6)相反方向距离M处设置俯仰调节手轮(11)，电视成像系统(1)尾部会存在向下的趋势与俯仰调节手轮(11)顶部保持接触，增加了状态的稳定性；在距方位旋转中心( 距离N处设置左右对称两个方位调节手轮(12)，所述左右对称两个方位调节手轮(1 调整完成后，左右对称两个方位调节手轮(1 端部分别与底座(1 保持接触，再通过第二螺母(10’)锁紧方位调节手轮(1 与底座(1 之间的螺纹连接，使状态稳定；所述整个调整装置通过底座(1 与安装载体基准面联接。在所述电视成像系统⑴与U形架(3)、左支承(4)之间设置了修磨垫(9)，消除电视成像系统(1)与U形架(3)、左支承(4)之间的间隙，使俯仰调整和方位调整互不干涉。
一种电视成像系统光轴调整方法，实现步骤如下第一步，按照上述的调整装置进行布置；第二步，电视成像系统光轴(8)的俯仰调整松开第一螺钉( 及第一螺母(10)， 根据重力平衡原理，电视成像系统(1)始终与旋转俯仰调节手轮(11)的顶部接触，旋转俯仰手轮(11)，电视成像系统⑴围绕俯仰旋转中心(6)旋转，实现电视成像系统光轴⑶的俯仰角调整；第三步，电视成像系统光轴(8)的俯仰锁紧调整完成后，用第一螺钉(5)固紧电视成像系统(1)与U形架(3)；用第一螺母(10)锁紧俯仰调节手轮(11)与U形架(3)之间的螺纹联接；第四步，电视成像系统光轴(8)的方位调整松开第三螺钉(14)及对称的两个第二螺母(10’)，旋转左右对称两个方位调节手轮(12)，使左右对称两个方位调节手轮(12) 以一退一进方式推动U形架C3)及与其相连接的电视成像系统(1)围绕方位旋转中心(2) 旋转，从而实现电视成像系统光轴(8)的方位角调整；第五步，电视成像系统1光轴8的方位锁紧调整完成后，用第三螺钉14固紧U形架3与底座13 ；用第二螺母10’锁紧方位调节手轮12与底座13的螺纹联接；其中第二步、 第三步、第四步和第五步不分先后。所述电视成像系统光轴(8)的俯仰角α和方位角β调整如下α = arcsinA/Mβ = arcsinB/N其中A为俯仰调节手轮(11)旋转引起直线位移量；B为方位调节手轮(1 旋转引起直线位移量；且距离M、N越大，调整角度越精细。本发明相比现有技术具有如下优点(1)本发明通过调整装置的布局，实现了能快速、简便、准确、稳定、实时调整电视成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度，满足了某些特殊要求。(2)俯仰调整和方位调整互不干涉。在本发明电视成像系统光轴调整装置中，由于分别设置了俯仰旋转中心和方位旋转中心，使俯仰调整和方位调整互不干涉；并且在电视成像系统与U形架、左支承之间设置了修磨垫，消除了电视成像系统与U形架、左支承之间的间隙，进一步使俯仰调整和方位调整互不干涉。(3)调整精细。本发明由于俯仰调节手轮位置与俯仰旋转中心设置了距离M ；方位调节手轮位置与方位旋转中心设置了距离N;且随距离M、N增大，调整角度越精细既越准确。(4)可实时调整。可实时松开第一螺钉及第一锁紧螺母，旋转俯仰调节手轮11，调整电视成像系统光轴俯仰角度；同理，可实时松开第三螺钉及第二螺母，旋转左、右方位调节手轮，调整电视成像系统光轴方位角度。(5)光轴状态稳定、可靠。俯仰角度调整完后，为使状态稳定、可靠，除固紧第一螺钉之外，由于俯仰旋转中心与电视成像系统的重心设置了一定距离L，根据重力平衡原理电视成像系统尾部会存在向下的趋势与俯仰调节手轮顶部保持接触，进一步增加了状态的稳定性，再通过第一螺母锁紧俯仰调节手轮与U形架之间的螺纹连接；方位角度调整，为使状态稳定，设置了左右对称两个方位调节手轮，调整完成后，左、右方位调节手轮端部分别与底座保持接触，再通过第二螺母锁紧方位调节手轮与底座之间的螺纹联接，使状态稳定。(6)安装方式灵活，方便。整个装置可通过底座与安装载体基准面联接。
图1为本发明电视成像系统光轴调整装置的主视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图1的俯视图；图4为图1光轴俯仰旋转的一种状态；图5为图3光轴方位旋转的一种状态。
具体实施例方式如图1、图2、图3所示，在电视成像系统1的光轴8同一高度处设置光轴的俯仰旋转中心6，俯仰旋转中心6以圆柱面支承方式由电视成像系统1、U形架3、左支承4共同组成，电视成像系统1、U形架3、左支承4之间的间隙由修磨垫9的厚度消除。在电视成像系统1的重心位置设置方位旋转中心2，方位旋转中心2以圆柱面支承方式由U形架3、底座 13组成，方位旋转中心2与光轴8在空间上垂直相交。俯仰旋转中心6与方位旋转中心2 设置一定距离L，在俯仰旋转中心6相反方向设置俯仰调节手轮11，俯仰调节手轮11位置与俯仰旋转中心6相距M ；在距方位旋转中心2 —定距离N处设置左右对称两个方位调节手轮12。整个装置可通过底座13与安装载体基准面联接。本发明中的电视成像系统光轴8相对于安装载体基准的平行度调整通过以下措施实施松开第一螺钉5及第一螺母10，根据重力平衡原理，电视成像系统1始终与俯仰调节手轮11的顶部接触，旋转俯仰调节手轮11，由于俯仰调节手轮11与U形架3以螺纹联接，在旋转俯仰调节手轮11的同时，俯仰调节手轮11做直线移动，推动电视成像系统1围绕俯仰旋转中心旋转，完成电视成像系统1光轴8的俯仰角度调整。调整完成后，固紧第一螺钉5，锁紧第一螺母10，使光轴状态稳定；同理，松开第三螺钉14及第二螺母10’，旋转左、右方位调节手轮12，由于方位调节手轮12与底座13以螺纹联接，在旋转方位调节手轮 12的同时，方位调节手轮12做直线移动，旋转左、右方位手轮，使左、右方位调节手轮12以一退一进方式，推动U形架3及与其相连接的电视成像系统1围绕方位旋转中心旋转，从而实现光轴8的方位角度调整。调整完成后，固紧第三螺钉14，右、左方位调节手轮12的端部与底座13保持接触，锁紧第二螺母10’，使光轴状态稳定。由于俯仰调节手轮11位置与俯仰旋转中心6设置了距离M ；方位调节手轮12位置与方位旋转中心2设置了距离N;电视成像系统光轴8的俯仰角度调整量α与距离M及俯仰调节手轮11旋转引起电视成像系统光轴的移动量A之间的关系为α =arCSinA/M，见图4;电视成像系统光轴8方位角度调整量β与距离N及方位调节手轮12旋转引起电视成像系统光轴8的移动量B之间的关系为β = arcsin B/N，见图5，且随距离M、N增大， 调整角度越精细既越准确。L、M，N取值范围依据整个装置的结构大小决定，没有具体要求， 但必须大于零。
权利要求
1.一种电视成像系统光轴调整装置，其特征在于包括电视成像系统(l)、u形架(3)、 底座(13)、左支承G)、俯仰调节手轮(11)和方位调节手轮(12)；电视成像系统(1)与U形架(3)以圆柱面支承方式通过第一螺钉( 联接，左支承(4)与U形架C3)通过第二螺钉 (7)同轴联接，且同时与电视成像系统(1)以圆柱面支承方式联接；U形架(3)与底座(13) 以圆柱面支承方式通过第三螺钉(14)联接；俯仰调节手轮(11)以螺纹形式与U形架(3)联接，通过第一螺母(10)锁紧；方位调节手轮(1 以螺纹形式与底座(1 联接，通过第二螺母(10’)锁紧；电视成像系统(1)与U形架(3)、左支承(4)共同的圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴(8)的俯仰旋转中心(6)，俯仰旋转中心(6)与电视成像系统光轴(8)等高；U形架C3)与底座(1 的圆柱面支承中心设置为电视成像系统光轴(8)的方位旋转中心0)，方位旋转中心O)与电视成像系统光轴(8)在空间上垂直相交；电视成像系统(1) 的重心与方位旋转中心( 重合；俯仰旋转中心(6)与方位旋转中心( 设置一定距离L ； 在距俯仰旋转中心(6)相反方向距离M处设置俯仰调节手轮(11)，电视成像系统⑴尾部会存在向下的趋势与俯仰调节手轮(11)顶部保持接触，增加了状态的稳定性；在距方位旋转中心( 距离N处设置左右对称两个方位调节手轮(12)，所述左右对称两个方位调节手轮(1 调整完成后，左右对称两个方位调节手轮(1 端部分别与底座(1 保持接触，再通过第二螺母(10’ )锁紧方位调节手轮(1 与底座(1 之间的螺纹联接，使状态稳定； 所述整个调整装置通过底座(1 与安装载体基准面联接。
2.根据权利要求1所述的电视成像系统光轴调整装置，其特征在于在所述电视成像系统⑴与U形架(3)、左支承(4)之间设置了修磨垫(9)，消除电视成像系统(1)与U形架(3)、左支承(4)之间的间隙，使俯仰调整和方位调整互不干涉。
3.—种电视成像系统光轴调整方法，其特征在于实现步骤如下第一步，按照权利要求1或2所述的调整装置进行布置；第二步，电视成像系统光轴(8)的俯仰调整松开第一螺钉( 及第一螺母(10)，根据重力平衡原理，电视成像系统(1)始终与旋转俯仰调节手轮(11)的顶部接触，旋转俯仰手轮(11)，电视成像系统⑴围绕俯仰旋转中心(6)旋转，实现电视成像系统光轴⑶的俯仰调整；第三步，电视成像系统光轴(8)的俯仰锁紧调整完成后，用第一螺钉(5)固紧电视成像系统(1)与U形架(3)；用第一螺母(10)锁紧俯仰调节手轮(11)与U形架(3)之间的螺纹联接，使光轴稳定；第四步，电视成像系统光轴(8)的方位调整松开第三螺钉(14)及对称的两个第二螺母(10’)，旋转左右对称两个方位调节手轮(12)，使左右对称两个方位调节手轮(1 以一退一进方式推动U形架C3)及与其相连接的电视成像系统(1)围绕方位旋转中心( 旋转， 从而实现电视成像系统光轴(8)的方位角调整；第五步，电视成像系统1光轴8的方位锁紧调整完成后，用第三螺钉14固紧U形架3 与底座13 ；用第二螺母10’锁紧方位调节手轮12与底座13的螺纹联接，使光轴稳定；其中第二步、第三步、第四步和第五步不分先后。
4.根据权利要求3所述的电视成像系统光轴调整方法，其特征在于所述电视成像系统光轴(8)的俯仰角α和方位角β调整如下α = arcsinA/Mβ = arcsinB/N其中A为俯仰调节手轮(11)旋转引起直线位移量；B为方位调节手轮(1 旋转引起直线位移量；且距离M、N越大，调整角度越精细。
全文摘要
电视成像系统光轴调整装置及方法，由电视成像系统、U形架、底座、左支承及俯仰调节手轮和方位调节手轮组成。调整装置中分别设置了俯仰旋转中心和方位旋转中心，电视成像系统的重心位置与方位旋转中心重合；俯仰旋转中心与方位旋转中心相隔一定距离L；在俯仰旋转中心相反方向设置俯仰调节手轮，俯仰调节手轮位置与俯仰旋转中心设置一定距离M；在距方位旋转中心一定距离N处设置了左右对称两个方位调节手轮。旋转俯仰手轮和方位手轮实现电视成像系统光轴的角度调整。本发明能快速、简便、准确、稳定、实时调整电视成像系统光轴相对于安装载体基准的平行度。
文档编号G02B7/00GK102426402SQ20111031120
公开日2012年4月25日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者张云珍, 李建凤 申请人:中国科学院光电技术研究所