一种用于成像探测器的调校工装及调校方法

摘要

本发明涉及传感器调校技术领域，具体涉及一种用于成像探测器的调校工装及调校方法，通过采用本发明的调校工装及调校方法解决了某产品重要部件图像传感器组件中成像探测器与光学镜头的调校精度的问题。采用移动平台及压板加持的调校方式保证调焦的成像探测器和光学镜头的平行度，代替人为托举成像探测器进行调焦方式，避免了人为托举成像探测器发生倾斜对焦面的判断带来的误差。本发明的调校方法和调校工装进行图像传感器组件的调校，可精准确定成像焦面，且省去人工复核垫片厚度的环节，节省调校时间，操作简单，原本需要一名操作人员进行托举，另一名操作人员增减垫片的工序过程现在可由一名操作人员完成。

说明书

技术领域

本发明涉及传感器调校技术领域，具体涉及一种用于成像探测器的调校工装及调校方法。

背景技术

图像传感器组件装配于某产品内框架中，作为产品的“眼睛”，包含可见光成像探测器和与之匹配的光学镜头，在某产品飞行过程中，光学镜头将外界景物成像在可见光成像探测器CCD靶面上，成像探测器将被摄影物转换成图像视频信号，后经过光纤传输系统下传至图像跟踪器做图像处理和监视器显示供射手观察。因此，图像传感器组件的成像质量直接影响某产品对目标的跟踪，进而影响打击目标的精准度。

现行图像传感器组件的调校方法为：将成像探测器与光学镜头放置于光具座上，保持高度水平，联通图像显示器，该图像显示器可为电脑，将成像探测器套在光学镜头的套筒上，通过人为托举成像探测器来前后移动到图像清晰位置，然后由另一名工人用塞规对间隙进行测量后选取对应厚度的垫片套在光学镜头的套筒上，再装上成像探测器，人手进行压紧(不带螺钉)再次对图像清晰度进行复测。这个过程一般会反复操作，直至垫片厚度合适，可满足清晰度要求时上紧螺钉。该调校过程不仅耗时长，且工人操作一旦发生倾斜，显示屏上的图像就可能发生部分模糊部分清晰的现象，对焦面的判断带来误差，影响成像质量。

本发明针对成像探测器的特殊结构，以及调校特性，通过分析制定了使用调校工装进行调校的方法，发明还制作了用于成像探测器调校的工装。

本发明申请人对国内外专利文献和公开发表的期刊论文检索，尚未发现与本发明密切相关和相同的文献或报道。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于成像探测器的调校工装及调校方法，尤其是解决了图像传感器组件调校工艺方法对产品成像质量影响的问题。实际生产过程中，利用该工艺方法及调校工装，保证了某产品具有的图像传感器组件的成像质量，确保了打击目标的精度。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于成像探测器的调校工装，包含基座、支架、过渡板、移动平台和支撑板，所述支架垂直连接在基座上，所述支架的顶部连接过渡板的下板面，所述过渡板上板面连接移动平台，所述移动平台的上部连接支撑板的下板面，所述支撑板上板面上设置有用于夹紧限位成像探测器的夹紧限位机构。

进一步地，所述的夹紧限位机构包括第一限位压板、第二限位压板和第三限位压板，所述第一限位压板和第二限位压板设置在支撑板上板面的一侧，且二者之间设置有一定间距，所述第三限位压板设置在支撑板上板面的另一侧，且第三限位压板可靠近或远离第一限位压板和第二限位压板的连接在支撑板的上板面上。

进一步地，在所述的支撑板上板面上还开设有限位滑槽，其中第一限位压板和第二限位压板关于限位滑槽对称设置，第三限位压板滑动设置在限位滑槽内，且第三限位压板可沿限位滑槽滑动至靠近或远离其它两个限位压板。

进一步地，所述的第三限位压板上设置有限位孔，所述限位孔内穿接有紧固螺钉，所述限位孔为条形孔，所述条形孔的长度小于第三限位压板的板面长度，所述限位滑槽内设置有第三固定孔，所述第三限位压板通过紧固螺钉穿过限位孔与第三固定孔连接。

进一步地，所述的第三限位压板上设置有限位孔，所述限位孔内穿接有紧固螺钉，所述限位孔为与紧固螺钉相匹配的圆孔，所述紧固螺钉一端设置有限位块，另一端穿接在限位孔内，其端部连接螺母，所述限位块的直径大于紧固螺钉的螺杆直径，所述限位滑槽的底部沿着长度方向还开设有限位槽，所述限位槽为上部开口的“T”型槽，槽体底部的直径大于开口处直径，所述紧固螺钉一端的限位块滑动连接在限位槽内。

进一步地，所述的第一限位压板、第二限位压板和第三限位压板均为L型压板，所述第一限位压板和第二限位压板的竖直板面相对设置，二者的水平板面向相对方向延伸，且通过二者的水平板面与支撑板的上板面连接，所述第三限位压板的竖直板面可随着自身水平板面靠近或远离第一限位压板和第二限位压板竖直板面的一侧，所述第三限位压板的竖直板面靠近第一限位压板和第二限位压板时，其三者的竖直板面之间形成一限位空间。

进一步地，所述的支撑板上还设置有第一固定孔和第二固定孔，所述第一限位压板和第二限位压板分别固定连接在第一固定孔和第二固定孔内。

进一步地，所述的移动平台为X/Y/Z三轴式可移动平台。

一种用于成像探测器的调校工装的调校方法，包括上述任意一项所述的一种用于成像探测器的调校工装，包括以下方法：

前期准备：

选取与成像探测器相匹配的光学镜头及调校所需的光学分辨率检验板；

准备光源、光基座及平行光管，将光学分辨率检验板安装在光基座上的平行光管内，光学镜头采用光具座专用工装转配，成像探测器采用成像探测器的调校工装装配，然后将光具座专用工装和成像探测器的调校工装安装在光基座上，使各器件的中心位置位于统一水平轴线上；

调节成像探测器的调校工装使其成像探测器与光学镜头对正；

将成像探测器与信号转换器连通，再将信号转换器与图像显示器连通；

选取成像探测器与光学镜头之间所需厚度的垫片：

打开光源及电源，图像显示器上显示光学分辨率检验板上的图像，然后调节成像探测器的调校工装使其成像探测器与光学镜头贴紧，观察记录此时成像探测器的调校工装上的刻度尺距离L1，微调成像探测器的调校工装，从而调整成像探测器与光学镜头之间的距离，使其图像显示器上显示的图像肉眼看到清晰为止，此时再次观察记录此时成像探测器的调校工装上的刻度尺距离L2，L1-L2的值为所对应垫片厚度；

装配，成像探测器调校完成：

将选好所需厚度的垫片先与光学镜头连接，然后通过螺钉将成像探测器与垫片及光学镜头固定连接。

进一步地，所述光学分辨率检验板安装时图像朝向光学镜头安装，所述光具座专用工装和成像探测器的调校工装在光基座上的安装距离不大于12.5mm。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过采用本发明的调校工装及调校方法解决了某产品重要部件图像传感器组件中成像探测器与光学镜头的调校精度的问题。采用移动平台及压板加持的调校方式保证调焦的成像探测器和光学镜头的平行度，代替人为托举成像探测器进行调焦方式，避免了人为托举成像探测器发生倾斜对焦面的判断带来的误差。移动平台采用0.01mm精度标尺，可精确读出所需垫片的厚度，不需人为经验判断，确保结果的准确性与一致性。本发明的调校方法和调校工装进行图像传感器组件的调校，可精准确定成像焦面，且省去人工复核垫片厚度的环节，节省调校时间，操作简单，原本需要一名操作人员进行托举，另一名操作人员增减垫片的工序过程现在可由一名操作人员完成。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的调校工装整体结构示意图。

图2为本发明的支撑板上端面结构示意图。

图3为本发明的第一限位压板、第二限位压板和第三限位压板的结构示意图。

图4为本发明的调校方法中所涉及的产品设置结构示意图。

图5为本发明的实施例B方案中限位滑槽侧视结构示意图。

图6为本发明的实施例B方案中紧固螺钉结构示意图。

图中：1-基座、2-支架、3-过渡板、4-支撑板、5-第一限位压板、6-第二限位压板、7-第三限位压板、8-紧固螺钉、9-移动平台、10-成像探测器、11-限位滑槽、12-第一固定孔、13-第二固定孔、14-第三固定孔、15-限位孔、16-光基座、17-光源、18-平行光管、19-光学分辨率检验板、20-光学镜头、21-光具座专用工装、22-信号传输线、23-信号转换器、24-图像显示器、25-限位块、26-螺母、27-限位槽。

具体实施方式

下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种用于成像探测器的调校工装及调校方法的技术方案进行详细介绍说明。

首选要说明的是本发明中移动平台9为X/Y/Z三轴式可移动平台，该X/Y/Z三轴式可移动平台现有技术，具体采用的是高玛XYZ三轴运动平台移动光学手动位移微调升降工作台位移平台LD40/60LD90-LM(XYZ轴三维)。

参照图1，一种用于成像探测器的调校工装，包含基座1、支架2、过渡板3、移动平台9和支撑板4，所述支架2垂直连接在基座1上，所述支架2的顶部连接过渡板3的下板面，所述过渡板3上板面连接移动平台9，过渡板3用于支撑连接移动平台9，移动平台9用于调节，上部所夹持的成像探测器与光学镜头之间的距离，所述移动平台9的上部连接支撑板4的下板面，所述支撑板4上板面上设置有用于夹紧限位成像探测器的夹紧限位机构，支撑板4上板面上用于放置成像探测器，通过该结构的调校工装可以通过夹紧限位机构将其成像探测器夹持限位，然后通过基座1与光基座连接，支架2用于支撑上部的过渡板3、移动平台9和支撑板4及所夹持的成像探测器，该工装采用移动平台9及夹紧限位机构的调校方式保证调焦的成像探测器与光学镜头的平行度，从而代替人为托举成像传感器进行调焦方式，避免了人为托举像探测器发生倾斜对焦面的判断带来的误差。

进一步的，参照图1，所述的夹紧限位机构包括第一限位压板5、第二限位压板6和第三限位压板7，所述第一限位压板5和第二限位压板6设置在支撑板4上板面的一侧，且二者之间设置有一定间距，所述的一定间距为可将成像探测器放入的距离，所述第三限位压板7设置在支撑板4上板面的另一侧，第一限位压板5、第二限位压板6和第三限位压板7成三角形位置设置，且第三限位压板7可靠近或远离第一限位压板5和第二限位压板6的连接在支撑板4的上板面上，第三限位压板7可靠近或远离第一限位压板5和第二限位压板6用于夹持位于第一限位压板5和第二限位压板6之间的成像探测器，其中第一限位压板5和第二限位压板6可固定连接在支撑板4上板面上，也可二者之间可以相对滑动连接在支撑板4上板面上，其中支撑板4上板面加工面平行度0.05，确保第三限位压板7固定被测的成像探测器时成像面的水平。

进一步的，参照图2，在所述的支撑板4上板面上还开设有限位滑槽11，其中第一限位压板5和第二限位压板6关于限位滑槽11对称设置，且第一限位压板5和第二限位压板6固定设置，第三限位压板7滑动设置在限位滑槽11内，且第三限位压板7可沿限位滑槽11滑动至靠近或远离其它两个限位压板。

其中第三限位压板7可沿限位滑槽11滑动至靠近或远离其它两个限位压板可以采用A方案和B方案两种方案实现，A方案为：第三限位压板7可以通过螺栓固定在限位滑槽11内，第三限位压板7沿着限位滑槽11在螺栓上靠近或远离的滑动，最后紧固螺栓；B方案：是第三限位压板7沿着限位滑槽11滑动，最后通过螺栓固定位置；

第一限位压板5和第二限位压板6及第三限位压板7可以是板状结构也可以是块状结构，当第三限位压板7位于限位滑槽11内时，需满足第三限位压板7的最高夹持限位位置与第一限位压板5和第二限位压板6的最高夹持限位位置平行，从而保证可以实现夹持限位功能。

进一步的，参照图3，A方案：所述的第三限位压板7上设置有限位孔15，所述限位孔15内穿接有紧固螺钉8，限位孔15用于穿接紧固螺钉8和或是第三限位压板7的位移孔，所述限位孔15为条形孔，即限位孔15即是紧固螺钉8穿接孔，又是第三限位压板7的位移孔，所述条形孔的长度小于第三限位压板7的板面长度，所述限位滑槽11内设置有第三固定孔14，第三固定孔14用于与紧固螺钉8连接限制第三限位压板7的位置，所述第三限位压板7通过紧固螺钉8穿过限位孔15与第三固定孔14连接，且第三限位压板7可沿着限位孔15在紧固螺钉8上移动，其中第一限位压板5和第二限位压板6也可以采用本实施例中的第三限位压板7的结构从而增加夹持的范围。

进一步的，参照图5和图6，B方案：所述的第三限位压板7上设置有限位孔15，所述限位孔15内穿接有紧固螺钉8，所述限位孔15为与紧固螺钉8相匹配的圆孔，用于穿接紧固螺钉8限制第三限位压板7的位置，所述紧固螺钉8一端设置有限位块25，限位块25可以为圆形结构也可以为方形结构，另一端穿接在限位孔15内，其端部连接螺母26，所述限位块25的直径大于紧固螺钉8的螺杆直径，这里的限位块25的直径为最小直径要大于紧固螺钉8的直径，避免限位块25从限位槽27上部滑出，不能起到限位的作用，所述限位滑槽11的底部沿着长度方向还开设有限位槽27，限位槽27用于限位块25在内进行移动，同时旋拧紧固螺钉8上部的螺母26时可以进行限制第三限位压板7在限位滑槽11内的位置，所述限位槽27为上部开口的“T”型槽，槽体底部的直径大于开口处直径，所述限位块25的直径略小于限位槽27底部的直径，所述紧固螺钉8一端的限位块25滑动连接在限位槽27内，在这里为限位块25的最大直径小于限位槽27底部的直径，便于限位块25在其内滑动。

上述的方案也适用于第一限位压板5和第二限位压板6，第一限位压板5和第二限位压板6在支撑板4上板面上也可采用该方案进行设置连接。

进一步的，参照图3，所述的第一限位压板5、第二限位压板6和第三限位压板7均为L型压板，L型压板可以方便一边与支撑板4的上板面连接，一边用于夹持成像探测器，从而节省空间，也具有稳固性，所述第一限位压板5和第二限位压板6的竖直板面相对设置，二者的水平板面向相对方向延伸，且通过二者的水平板面与支撑板4的上板面连接，所述第三限位压板7的竖直板面可随着自身水平板面靠近或远离第一限位压板5和第二限位压板6竖直板面的一侧，所述第三限位压板7的竖直板面靠近第一限位压板5和第二限位压板6时，其三者的竖直板面之间形成一限位空间，该限位空间用于放置成像探测器，本实施例中的第三限位压板7的水平板面在限位滑槽11内可以按照上述的A方案或者B方案进行连接在限位滑槽11内，实现第三限位压板7的水平板面的移动从而带动竖直板面随着自身水平板面靠近或远离第一限位压板5和第二限位压板6竖直板面的一侧，进而实现夹持限位成像探测器。

进一步的，所述的支撑板4上还设置有第一固定孔12和第二固定孔13，所述第一限位压板5和第二限位压板6分别固定连接在第一固定孔12和第二固定孔13内，该方案为提前先将第一限位压板5和第二限位压板6的位置确定好，第一限位压板5和第二限位压板6通过螺钉固定连接在支撑板4的上板面上。

进一步的，所述的移动平台9为X/Y/Z三轴式可移动平台，采用交叉滚子精密传动，精度为0.01mm，与装配像探测器与光学镜头之间所需垫片的最小厚度0.1mm相适应。

参照图4，一种用于成像探测器的调校工装的调校方法，包括上述所述的一种用于成像探测器的调校工装，包括以下方法：

前期准备：

选取与成像探测器10相匹配的光学镜头20及调校所需的光学分辨率检验板19；本发明中采用的光学分辨率检验板19为分辨率NO.1号板，直接可以购买到现成的产品，但是在调校时也可以采用其他的光学分辨率检验板，不限于本发明所使用的的这一种；

准备光源17、光基座16及平行光管18，将光学分辨率检验板19安装在光基座16上的平行光管18内，光学镜头20采用光具座专用工装21转配，成像探测器10采用成像探测器的调校工装装配，然后将光具座专用工装21和成像探测器的调校工装安装在光基座16上，使各器件的中心位置位于统一水平轴线上；

调节成像探测器的调校工装使其成像探测器10与光学镜头20对正；具体为X/Y/Z三轴式可移动平台上的X方向、Y方向以及Z方向旋钮，使其与光学镜头20对正；

将成像探测器10与信号转换器23连通，再将信号转换器23与图像显示器24连通；本发明中的信号转换器23为现有技术，采用的是厂家：重庆港宇高科技开发有限公司，产品型号：GY-VDM1，视频专用显示模块，主要是将成像探测器10获取的CML信号转换成图像显示器输入的DVI信号，从而在图像显示器24上之间显示图像；

选取成像探测器10与光学镜头20之间所需厚度的垫片：

打开光源17及电源，图像显示器24上显示光学分辨率检验板19上的图像，然后调节X/Y/Z三轴式可移动平台使其成像探测器10与光学镜头20贴紧，观察记录此时X/Y/Z三轴式可移动平台上的刻度尺距离L1，微调X/Y/Z三轴式可移动平台，从而调整成像探测器10与光学镜头20之间的距离，使其图像显示器24上显示的图像肉眼看到清晰为止，本发明中采用的分辨率NO.1号板，当在大/小视场下分别观察图像，成像大视场(小画面)分辨率满足15组清晰或小视场(大画面)分辨率满足24组清晰可见，此时再次观察记录此时X/Y/Z三轴式可移动平台上的刻度尺距离L2，L1-L2的值为所对应垫片厚度；

装配，成像探测器调校完成：

将选好所需厚度的垫片先与光学镜头20连接，然后通过螺钉将成像探测器10与垫片及光学镜头20固定连接，螺钉螺纹处点胶，进而完成了成像探测器的调校。

进一步的，所述光学分辨率检验板19安装时图像朝向光学镜头20安装，满足调校时图像的显示，所述光具座专用工装21和成像探测器的调校工装在光基座16上的安装距离不大于12.5mm，目的是为了满足X/Y/Z三轴式可移动平台调校最大行程，太大不能正常的调校。

通过采用本发明的调校工装及调校方法解决了某产品重要部件图像传感器组件中成像探测器与光学镜头的调校精度的问题。采用移动平台9及压板加持的调校方式保证调焦的成像探测器和光学镜头的平行度，代替人为托举成像探测器进行调焦方式，避免了人为托举成像探测器发生倾斜对焦面的判断带来的误差。移动平台9采用0.01mm精度标尺，可精确读出所需垫片的厚度，不需人为经验判断，确保结果的准确性与一致性。本发明的调校方法和调校工装进行图像传感器组件的调校，可精准确定成像焦面，且省去人工复核垫片厚度的环节，节省调校时间。本发明的调校方法和调校工装进行图像传感器组件的调校，操作简单，原本需要一名操作人员进行托举，另一名操作人员增减垫片的工序过程现在可由一名操作人员完成。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。