广角天文望远镜的自动调焦

• 作者: 辛立平 韩旭辉 魏建彦 黄垒
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 广角天文望远镜 自动调焦 步进电机 位置开环 像质反馈 图像清晰度评价
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 维纳技术与精密机械
• 页码范围: 174-183
• 页数: 10页
• 分类号: P111.2
• 字数: 5563字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20152301.0174

摘要

介绍了一种基于步进电机(无位置检测传感器)和像质反馈的广角天文望远镜自动调焦系统,该系统由步进电机位置开环控制系统和图像清晰度评价系统组成.基于天文图像的特点,提出利用天体点源星像的半高全宽(FWHM)作为图像清晰度的评价参数;为了提高系统精度,对定位控制系统进行了误差分析;测定了调焦当量、光学焦深、系统回差、步进脉冲当量等系统关键机构参数,进而高精度地修正了系统定位误差;分析和测定了温度变化和像质变化的相关性,明确了调焦方向和温度变化之间的定性关系;设计了焦深边缘定位策略,实现了快速调焦.该系统具有“容错”和“自学习”功能,具有较高的自动化和智能化程度.将系统设计应用于SVOM天文卫星地基广角相机阵[1-2](GWAC),实际测试和天文观测表明,调焦系统的定位精度为±3.0 μm,调焦精度为0.05 pixel,且一次调焦过程即可获得最佳像质,调焦效率较高,系统运行也很稳定,基本满足天文观测的需求.