一種led照明的高精度多光譜集成靶標(biāo)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及多光軸平行性檢測(cè)及分辨率檢測(cè)，具體地說是一種Lm)照明的高 精度多光譜集成祀標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，光電設(shè)備逐漸向多光譜、集成化方向發(fā)展，在一臺(tái)設(shè)備中通常集成有白光、 微光W及紅外等多種探測(cè)手段。運(yùn)類設(shè)備在使用過程中，需要進(jìn)行多光譜光軸平行性檢校 和分辨率檢測(cè)。針對(duì)多光譜光軸平行性檢測(cè)，現(xiàn)有方式中通過十字分劃線來測(cè)定，既可W通 過分別照明產(chǎn)生十字分劃線，也可W利用白識(shí)燈照明再分別更換白微光紅外祀板生成，無 論哪種情況都極易產(chǎn)生光軸失調(diào)，影響檢測(cè)精度。若還要進(jìn)行白微光與紅外光的分辨率檢 巧。，則需要更換、校準(zhǔn)祀板，導(dǎo)致操作繁瑣，工作效率低。而且，白識(shí)燈照明時(shí)微照度及紅外 目標(biāo)與背景溫差難W控制，更重要的是更換祀板時(shí)會(huì)引入離焦等誤差因子，并使造價(jià)高不 便于推廣使用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的就是提供一種Lm)照明的高精度多光譜集成祀標(biāo)，該集成祀標(biāo) 能夠用于白微光與紅外多光軸平行性檢測(cè)W及分辨率檢測(cè)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：一種Lm)照明的高精度多光譜集成祀標(biāo)，包括多 光譜集成祀板、電流可控Lm)光源和卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng);所述多光譜集成祀板安裝在所述卡 塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦平面處，所述電流可控Lm)光源用于為所述多光譜集成祀板提供紅外 及白微光照明；
[000引所述卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)包括鏡筒及設(shè)置在所述鏡筒內(nèi)的主鏡和次鏡；
[0006] 所述多光譜集成祀板包括圓形祀板，在所述圓形祀板上刻有十字分劃線，所述十 字分劃線的中屯、位于所述圓形祀板的中屯、，所述十字分劃線將所述圓形祀板分為四個(gè)象 限;在圓形祀板的四個(gè)象限內(nèi)分別刻有不同的分辨率檢測(cè)圖案；
[0007] 第一象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案由四組線條構(gòu)成，每一組中有四根等間距的線條； 四組線條中，第一組線條均為豎線條，該組位于左上角；第二組線條均為橫線條，該組位于 右下角；第Ξ組線條與第一組線條呈45°夾角，該組位于左下角；第四組線條與第一組線條 呈45°夾角，且與第Ξ組線條垂直，該組位于右上角；
[0008] 第二象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案與第一象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案相同，但兩者的分 辨率不同；
[0009] 第Ξ象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案是由四根等間距、寬高比為1:7的豎線條形成的四 桿祀圖案；
[0010] 第四象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案由左右兩組線條構(gòu)成，每一組中有Ξ根等間距的線 條;左側(cè)組中是豎線條，右側(cè)組中是橫線條。
[0011] 所述十字分劃線的線條長(zhǎng)度為22mm，寬度為0.5mm;第一象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案 中的線條寬度為0.16mm;第二象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案中的線條寬度為0.08mm;第Ξ象限 內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖案中的線條寬度為0.25mm，高度為1.75mm;第四象限內(nèi)的分辨率檢測(cè)圖 案中的線條寬度為1mm。
[0012] 所述圓形祀板是在基底上鍛銘而形成，所述基底為硫化鋒晶體;所述圓形祀板的 直徑為30mm，厚度為5mm。
[0013] 所述卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)中的鏡筒采用硬鋼制成，所述卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)中的主鏡 和次鏡均采用微晶玻璃制成。
[0014] 所述塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)的系統(tǒng)焦距為1000mm，主次鏡間距為132.603mm，次鏡與像面 間距為319.380mm，主鏡conic系數(shù)為-0.687，次鏡conic系數(shù)為-0.1715。
[0015] 本實(shí)用新型將多光譜集成祀板、電流可控L邸光源W及經(jīng)過像差優(yōu)化、公差容限分 析及熱設(shè)計(jì)的卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了野外檢測(cè)中多光譜光軸平行性檢測(cè)及分 辨率檢測(cè)圖樣的在線生成。相比于已有的多光譜檢測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)用新型將多光譜集成祀板 與電流可控LED光源結(jié)合，克服了一祀專用中需要頻繁更換、反復(fù)調(diào)校祀板及光源的問題， 減少了誤差因子;采用經(jīng)過像差優(yōu)化和熱設(shè)計(jì)的卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)，優(yōu)化了成像質(zhì)量，減小 了系統(tǒng)的體積質(zhì)量，并使系統(tǒng)有較大的公差容限和較高的溫度適應(yīng)性;使用有限元分析的 方法確定了 LED光源和溫度傳感器的最佳安裝位置，在不影響四桿祀圖案成像的前提下實(shí) 現(xiàn)了對(duì)其的均勻照明，并能夠?qū)λ臈U祀圖案（四桿祀圖案的溫度可看做四桿祀圖案中屯、的 溫度)與祀板(祀板溫度可看做四桿祀圖案邊緣的溫度)溫差進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精確調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型中L邸照明的高精度多光譜集成祀標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2是本實(shí)用新型中多光譜集成祀板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3是利用本實(shí)用新型中多光譜集成祀標(biāo)檢測(cè)紅外熱像儀的最小可分辨溫差的結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0019] 圖4是本實(shí)用新型中L邸光源及兩個(gè)溫度傳感器的安裝位置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖5是利用本實(shí)用新型中多光譜集成祀標(biāo)檢測(cè)激光測(cè)距機(jī)和紅外熱像儀光軸平行 性的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1: 一種L邸照明的高精度多光譜集成祀標(biāo)。
[0022] 如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的Lm)照明的高精度多光譜集成祀標(biāo)包括多光譜集 成祀板2、電流可控Lm)光源1和卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)3。卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)3包括鏡筒4、主鏡5 和次鏡6;主鏡5和次鏡6均為反射鏡。多光譜集成祀板2安裝在卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)3的焦平面 (或稱像面)處；電流可控Lm)光源1是一種通過控制電流大小調(diào)節(jié)發(fā)熱及發(fā)光強(qiáng)度的Lm)光 源，電流可控L邸光源1用于為多光譜集成祀板2提供紅外及白微光照明。
[0023] 卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)3是經(jīng)像差優(yōu)化、公差容限分析及熱設(shè)計(jì)的卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)。 卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)3應(yīng)用了卡塞格林的結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、鏡筒較短的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足質(zhì) 量小、體積小、方便攜運(yùn)的需求。
[0024] 像差優(yōu)化是在標(biāo)準(zhǔn)卡塞格林結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，利用軟件缺省優(yōu) 化函數(shù)，并添力陽FFL、麗CA、ΜΝΧΑ、COVA和MTFA等五個(gè)操作數(shù)，運(yùn)五個(gè)操作數(shù)中，EFFL用于控 審IJ系統(tǒng)焦距，MNCA用于控制主次鏡間距，MNXA用于控制次鏡與像面間距，C0VA用于控制主次 鏡conic系數(shù)，MTFA用于控制MTF曲線;通過將主次鏡距離、次鏡和像面距離、主鏡和次鏡的 conic系數(shù)W及四次項(xiàng)和六次項(xiàng)非球面系數(shù)設(shè)置為變量，進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過像差優(yōu)化，卡塞格 林準(zhǔn)直系統(tǒng)焦距為1000mm，長(zhǎng)度小于460mm，質(zhì)量小于3.5Kg，主次鏡間距為-132.603mm(主 次鏡間距為負(fù)值，運(yùn)是在光學(xué)設(shè)計(jì)中的一種表示方式，表示光線向回反射），次鏡與像面間 距為319.380mm，主次鏡的conic系數(shù)分別為-0.687和-0.1715。此時(shí)準(zhǔn)直系統(tǒng)零視場(chǎng)下彌散 斑接近艾里斑，軸外視場(chǎng)彌散斑也大幅縮小，系統(tǒng)MTF在0.707視場(chǎng)接近0.3，大大優(yōu)化了卡 塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)的性能。
[0025] 公差容限分析是對(duì)卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)中主次鏡間距及主鏡與焦平面間距對(duì)成像 質(zhì)量影響的分析。使用宏程序，調(diào)整卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)中主次鏡間距及主鏡與焦平面的間 距，計(jì)算對(duì)應(yīng)公差下的彌散斑大小。經(jīng)過公差容限分析，對(duì)于±0.05mm范圍內(nèi)的間距變化 量，中屯、視場(chǎng)彌散斑半徑不會(huì)大于9μπι。因此本實(shí)用新型中卡塞格林準(zhǔn)直系統(tǒng)具有較大的公 差容限，可大大降低裝配成本及難度。