基于红外目标模拟器的成像特点,以改进型柯克式系统为初始结构,设计一套大视场中波红外消热差光学系统;该光学系统视场30°,出瞳距300 mm,最大口径220 mm,焦距240 mm,基于光学被动消热差原理,采用一片非球面透镜,通过选择合适的玻璃及光焦度,设计的镜头在-40~60 ℃的环境下空间频率16 lp/mm时MTF优于0.4,有很好的热稳定性和成像质量,结构简单、加工方便,有很强的工程实用性.
红外目标 模拟器 光学设计 柯克物镜 消热差 infrared target simulator optical design Cooke objective lens athermalization
近年来，一种新兴的压缩传感理论为数据采集技术带来了革命性的突破，得到了研究人员的广泛关注。该方法通过对稀疏信号进行观测，只需少量观测点就能精确的重构原始信号。基于压缩传感理论，采用 DMD数字微镜结合单点探测器，而非传统 CCD，进行数字成像，突破了传统数字成像系统的设计，建立了新型的成像系统。为其它光谱成像系统的设计，提供了有益的借鉴。
压缩传感 单像素 数字成像 Compressing sensing single-pixel digital imaging DMD DMD
1 空军电讯工程学院3系,西安,710077
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
3 西北工业大学航天学院,西安,710072
对摄影机的主要系统组成、工作原理和性能指标进行了简要介绍.论述了作为摄影机核心部件的曲柄摇杆式输片机构的类型、设计和动力学分析.为了适应两种不同的画幅尺寸要求(四片孔画幅尺寸为50×18.8 mm,八片孔为50×36 mm),设计并研制了两套输片机构.它们的接口形式和结构完全相同,可以方便用户快速更换,达到一机多用的目的.在该摄影机的研制过程中探索性地应用了虚拟制造技术,解决了由摄影频率提高而引起的一系列技术难题.虚拟制造的应用不仅提高了设计制造水平,同时也缩短了研制周期,降低了研制成本.实际应用证明了70 mm间歇式高速摄影机的研制是成功的.
高速摄影机 输片机构 虚拟制造 曲柄摇杆机构 High speed photography camera (HSPC) Film transport mechanism Virtual manufacturing (VM) Crank-rocker mechanism
1 空军工程大学,电讯工程学院3系,西安,710077
2 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
3 西北工业大学,航天学院,西安,710072
对70 mm间歇式同步高速摄影机的曲柄摇杆式抓片机构动平衡计算方法、实施途径和结果进行了分析研究.利用MSC/Visual Nastran Desktop软件,在该抓片机构虚拟样机上进行了动平衡计算.计算结果为工程设计提供了可靠的设计数据和理论依据,改善了实际的动平衡质量,提高了摄影频率.应用实践证明,采用动力学仿真方法进行动平衡计算,可简化抓片机构动平衡的计算过程,并提高了计算准确度和设计效率.
高速摄影机 动平衡计算 曲柄摇杆式抓片机构 MSC/Visual Nastran
1 中国科学院西安精密光学机械研究所,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
设计了利用多颗LED(Light Emitting Diode,发光二极管)阵列组成的扩展面光源.经过合理的聚光设计使之符合某些投影设备对亮度要求不是很高,但结构紧凑、性能稳定、使用寿命长的要求.结合数学建模和软件模拟的方式设计了一种小巧的反光杯,利用反光杯把LED近180°的发散光束汇聚到60°左右;然后再用一一对应的透镜阵列汇聚为平行光;最后采用柯勒照明方式把较大的面光源阵列汇集到LCD投影屏幕上,从而达到了较高亮度且具有很高均匀性的目的.
LED(发光二极管) 投影光源 聚光 反光杯 照明
中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710068
红外目标模拟器由红外目标图像发生器和投影光学系统组成。该红外光学系统是一个要求与2个导引光学系统的光学技术参数相匹配的长焦距、大视场和具有像方远心光路的中红外光学系统。叙述用于红外目标模拟器的红外耦合光学系统的设计原理，提出它与导引光学系统一起可组成放大倍率M=4．5×的红外投影光学系统，并指出IR－CRT产生的图像通过红外投影光学系统可成像在导引接收器上。针对给出的红外耦合光学系统的设计特点和技术要求，光学材料选取硅(Si)－锗(Ge)－硅(Si)，采用简单的柯克三片式结构完成光学系统设计。设计评价结果表明，该系统的光学性能和成像质量均满足设计指标要求。
中红外耦合光学系统 光学设计 像方远心光路 目标模拟器 middle-infrared coupling optical system optical design telecentric beam path in image space target simulator
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
2 西北工业大学航天学院,西安,710072
3 空军工程大学电讯工程学院,西安,710077
70 mm同步高速摄影机系统主要是用于拍摄激光制导炸弹、火箭、导弹的三维飞行姿态和空间参数的测试设备,具有画幅大、速度高、机动灵活的特点.简要介绍了该摄影机系统的总体组成与各部分的工作原理,并着重描述了摄影机系统的设计及性能指标.鉴于该系统已成功应用,因而可为其他摄影机系统的设计提供一定参考.
高速摄影机 系统组成 输片机构 性能指标 动力学分析 HSPC（high speed photography camera） Constitutes Film translation mechanism Performanc
1 中国科学院西安光机所,西安,710068
2 空军工程大学电讯工程学院,西安,710077
3 西北工业大学,西安,710072
结合70 mm间歇式同步高速摄影机的虚拟制造实例,阐述了虚拟制造技术在高速摄影机研制中的应用与具体实现,包括虚拟环境构造、数字化模型建立、装配性和适配性检查以及关重件的动力学仿真.事实证明,将虚拟制造技术应用于高速摄影机的研制不仅可以提高高速摄影机的设计质量,而且可以大大节约产品开发时间.
虚拟制造 高速摄影机 动力学分析 仿真 Virtual Manufacturing HSPC Dynamic analysis Simulation
中科院西安光学精密机械研究所,陕西,西安,710068
CRT曝光式数码彩扩设备是近几年发展起来的光机电算一体化的高科技产品.它由四部分组成:计算机主机系统、光学系统、电控系统和彩色扩印系统.其中光学系统是该设备的重要组成部分.它是一个长焦距、大视场的投影光学系统.叙述了数码彩扩光学系统设计的特点、难点及设计结果.
数码彩扩 投影光学系统 大视场 digital color printer projective optical system large field of view
中国科学院西安光学精密机械研究所,西安,710068
提出了一种基于图象亮度分布的环形干涉条纹判读法,定义了干涉条纹亮度的水平分布和竖直分布,利用干涉条纹亮度的水平分布和竖直分布计算出干涉条纹中心,根据此中心,进一步提出了基于布莱森汉姆(Bresenham)圆弧生成法和正负圆弧生成法的条纹亮度分布,由此得到所需条纹宽度,即可计算出物体的精确位移.
亮度分布 环形干涉条纹 布莱森汉姆圆弧生成法 正负圆弧生成法
