數(shù)碼望遠鏡若干關鍵技術的研究.pdf

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

2、、性價比較高的數(shù)碼望遠鏡產品，在數(shù)碼望遠鏡系統(tǒng)集成研究的現(xiàn)狀分析基礎上，對數(shù)碼望遠鏡技術方案選擇、數(shù)碼望遠鏡設計、數(shù)碼望遠鏡關鍵性能指標檢驗方法及實現(xiàn)、圖像傳感器調制傳遞函數(shù)(MTF)的矩形模板接觸測量等關鍵技術進行研究，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)碼望遠鏡集成的國內外研究現(xiàn)狀，找出了現(xiàn)有產品存在的問題和不足，指出了課題研究對數(shù)碼望遠鏡系統(tǒng)集成創(chuàng)新研究的重要意義，提出了研究的若干關鍵技術，并制定出論

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

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

5、技術參數(shù)進行了分析，并與其它數(shù)碼望遠鏡和數(shù)碼相機進行了對比實驗。 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)碼望遠鏡檢驗的4個關鍵性能指標。分析了4個指標相應檢驗方法的研究現(xiàn)狀，針對所研制數(shù)碼望遠鏡對準面較遠的特點，分析并設計出4個指標相應的檢驗方法和裝置，并進行了實驗。 6、采用調制傳遞函數(shù)對數(shù)碼望遠鏡關鍵部件——圖像傳感器及其電路進行檢驗，對調制傳遞函數(shù)原理、圖像傳感器調制傳遞函數(shù)測量方法進行了分析，針對