數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡若干關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡是望遠(yuǎn)鏡與數(shù)碼相機(jī)的有機(jī)組合，它既能進(jìn)行望遠(yuǎn)觀察，又能將遠(yuǎn)距離觀察到的相同景物拍攝下來，可廣泛應(yīng)用于軍事、公安、司法、航運、體育、旅游等領(lǐng)域。數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡自2002年出現(xiàn)以來，其設(shè)計理念受到了高度評價，產(chǎn)品供不應(yīng)求，具有極為廣闊的市場前景。由于數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)的時間尚短，現(xiàn)有數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡存在參數(shù)選擇不盡合理、像質(zhì)不盡如意、望遠(yuǎn)鏡與數(shù)碼相機(jī)視場匹配程度較低、缺乏檢驗方法及標(biāo)準(zhǔn)等問題，其產(chǎn)品的設(shè)計與檢驗遠(yuǎn)未完善。為了開發(fā)出市場競爭力較強(qiáng)

2、、性價比較高的數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡產(chǎn)品，在數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)集成研究的現(xiàn)狀分析基礎(chǔ)上，對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡技術(shù)方案選擇、數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡設(shè)計、數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡關(guān)鍵性能指標(biāo)檢驗方法及實現(xiàn)、圖像傳感器調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的矩形模板接觸測量等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，就具有非常重要的意義。論文主要研究工作如下： 1、分析了數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡集成的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，找出了現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問題和不足，指出了課題研究對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)集成創(chuàng)新研究的重要意義，提出了研究的若干關(guān)鍵技術(shù)，并制定出論

3、文的各項研究工作。 2、為了實現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡與數(shù)碼相機(jī)的系統(tǒng)集成，對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡的望遠(yuǎn)鏡部分、數(shù)碼相機(jī)部分及其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了分析，找出了各參數(shù)之間的相互關(guān)系，確定出圖像傳感器類型、有效像素數(shù)、光敏面尺寸和結(jié)構(gòu)形式等4個因素為數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵因素，并以此構(gòu)建了4個備選技術(shù)方案。 3、為了研制出市場競爭力較強(qiáng)、性價比較高的數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡，將經(jīng)濟(jì)、管理等非技術(shù)因素納入數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡技術(shù)方案選擇之中。針對4個備選技術(shù)方案，在對最優(yōu)化方法和決策方

4、法進(jìn)行理論分析后，采用層次分析法對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡技術(shù)方案進(jìn)行了優(yōu)選決策，將定量分析與定性分析、專業(yè)技術(shù)與管理技術(shù)相結(jié)合，得出了當(dāng)時條件下數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡的最優(yōu)技術(shù)方案。 4、對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡視場匹配進(jìn)行了理論分析，根據(jù)所確定的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行了望遠(yuǎn)鏡外形尺寸和像差計算、數(shù)碼相機(jī)鏡頭設(shè)計。采用美光MI1300圖像傳感器和松翰SN9C2038F處理器，進(jìn)行了數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡電路設(shè)計。對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。小批量生產(chǎn)出數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡成品，對產(chǎn)品功能及

5、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了分析，并與其它數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡和數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行了對比實驗。 5、確定出清晰度、色彩還原性、光軸平行度和視場匹配為數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡檢驗的4個關(guān)鍵性能指標(biāo)。分析了4個指標(biāo)相應(yīng)檢驗方法的研究現(xiàn)狀，針對所研制數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)面較遠(yuǎn)的特點，分析并設(shè)計出4個指標(biāo)相應(yīng)的檢驗方法和裝置，并進(jìn)行了實驗。 6、采用調(diào)制傳遞函數(shù)對數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡關(guān)鍵部件——圖像傳感器及其電路進(jìn)行檢驗，對調(diào)制傳遞函數(shù)原理、圖像傳感器調(diào)制傳遞函數(shù)測量方法進(jìn)行了分析，針對