[實用新型]一種被動減振的非球面鏡頭推掃擺掃型航空相機

有效

• 申請號: 201920125515.2
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN209430986U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 周曉勤;馬潤達;劉強;林潔瓊;劉浩;王榮奇;左成明;谷巖
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16M11/04
• 分類號: F16M11/04;F16M11/12;F16M11/18;F16M13/02;F16F15/073;G02B13/00;G02B13/18
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本實用新型涉及一種被動減振的非球面鏡頭推掃擺掃型航空相機，屬于航空光電載荷及減振領域。成像模塊固聯于航向軸框架二，由航向軸精密軸系帶動其做轉動，反射鏡中心穿過光軸，與像面成45°，由俯仰軸精密軸系驅動做轉動，俯仰軸精密軸系、航向軸緊密軸系分別整體固聯于橫滾框架一，并由橫滾軸精密軸系帶動其做橫滾運動。本實用新型針對主要振動源：驅動電機和載機，采用隔振墊片進行隔振，降低了振動對航空相機的成像質量不良影響，大大提高了本裝置的工作性能；相比于同類采用了非球面鏡，消除球差與耀光，矯正像面彎曲、歪曲像差的能力更好；同時非球面鏡的矯正效果等同于多枚球面鏡，減少了球面鏡片數目，達到輕量化的目的。

技術領域

本實用新型涉及航空光電載荷及減振領域，尤其是指一種可進行被動減振的非球面鏡頭推掃、擺掃型航空相機。

背景技術

航空相機是一種高精密的光學拍攝儀器，通常以飛機為載體，可以完成收集各種信息并以高清相片的形式表達，再經計算機處理之后獲得直觀數據結果。在收集信息方面，航空相機不但具備精確度高、時效性好、目的性強、獲取信息的速度快與方便的優勢，還可以忽略地表偵查因為地球的曲率影響和障礙物對目標的遮擋的不足，軍事偵查中大大降低了危險；并且也彌補航天相機對于具體圖像細節和時效上的不足。航空相機在地質軍事偵查、資源勘測、災害預警、農業調查、城市規劃等眾多領域發揮著重要的作用。

由于航空相機工作環境復雜，鏡頭自身的畸變等因素以及運行中的幾何、力、熱、振動等因素都會對成像質量造成影響。并且隨著航空相機焦距的增長，光學系統的成像分辨率越來越高，相比而言，振動已經成為影響航空相機成像質量的主要因素。如何降低或避免振動等因素的影響，提高成像質量成為航空相機領域發展的主要難題。

現有的航空相機大多采用的是主動補償像移誤差，即在航空相機的基礎上添加云臺，如中國專利CN201730323961，雖然可以起到一定的像移補償作用，但單一補償系統很難有效的隔絕振動等因素，成像質量依然受到影響，同時云臺會增加不必要的重量，不符合輕量化的原則。再者，隨著加工技術的日益精進，非球面鏡片步入視野。非球面鏡可用以消除球差與耀光，盡量矯正像面彎曲、歪曲像差；且一枚非球面鏡的矯正能力等于多枚球面鏡片，因此鏡頭中使用非球面鏡片可以達到輕量化。

發明內容

本實用新型提出一種被動減振的非球面鏡頭推掃擺掃型航空相機，以因解決振動等因素對成像的干擾問題，大幅提高相機成像質量且符合航空產品輕量化的原則，以滿足對飛行器的越來越復雜的應用需求。

本實用新型采取的技術方案是：包括成像模塊、橫滾軸精密軸系、俯仰軸精密軸系以及航向軸緊密軸系，其中成像模塊固聯于航向軸框架二，由航向軸精密軸系帶動其做轉動，反射鏡中心穿過光軸，與像面成45°，由俯仰軸精密軸系驅動做轉動，俯仰軸精密軸系、航向軸緊密軸系分別整體固聯于橫滾框架一，并由橫滾軸精密軸系帶動其做橫滾運動。

所述成像模塊包括非球面鏡頭組、鏡筒、支座、墊圈、止口、CCD傳感器，其中非球面鏡頭組安裝于鏡筒凹槽處，鏡筒通過螺釘固定于支座，CCD傳感器通過螺紋與止口連接，止口和支座通過螺釘固定，其中止口和支座之間設置墊圈，支座通過螺栓連接緊固于方位框架。

所述橫滾軸精密軸系包括力矩電機一、電機連接座一、電機軸一、隔振墊片一、深溝球軸承一、U型架一、光電編碼器一、編碼器軸一、編碼器連接座一、成對角接觸球軸承一、橫滾框架一、隔振墊片四，其中力矩電機一通過電機連接座一固定于U型架一，力矩電機一和電機連接座一之間、電機連接座一和U型架一之間采用螺釘連接，力矩電機一和電機軸一之間設置隔振墊片一，通過螺釘固聯，U型架一和電機軸一之間選用深溝球軸承一支撐，光電編碼器一通過編碼器連接座一固定于U型架一，編碼器一和編碼器軸一之間、編碼器連接座一和U型架一之間采用螺釘連接，光電編碼器一通過螺釘與編碼器軸一固聯，U型架一和編碼器軸一之間選用成對角接觸球軸承一支撐，保證編碼器軸一和電機軸一同軸度，U型架底部安裝隔振墊片四。