光电系统设计绪论.ppt

1、光电系统设计光电系统设计第一章 绪论光电系统的基本概念光电系统的组成光电系统的发展基础与发展趋势光电系统的种类光电产品工程设计控制程序光电产品设计图样文件文件技术要求1.1光电系统的基本概念人类视觉系统可以感知的特殊频段电磁波称可见光广义上的光包括红外、可见、紫外三部分传统上将光学的应用领域称光学工程传统意义上的电学应用学科包括电气工程、电子工程两大方向光电系统指将光信息或光能量转换为频率更低的电信息或电能的应用装置。1.2 光电系统的基本组成光电系统组成框图光学系统光电探测器电子系统输出和控制单元光电成像系统组成示例光源物体传输介质光信号光信号背景噪声光学系统光信号背景噪声光电转换系统电噪声

2、噪声显示器人眼电信号信号光电测控系统组成示例光信号光电信号转换电路模数转换电路数字微处理器键盘显示控制驱动电路测控目标伺服电机光学信号采集系统光信号模拟电信号数字信号指令1.3光电系统的发展基础与发展趋势1970年代起，微电子技术引起了技术领域的深刻变革，机电一体化技术应运而生。1981年，由德国工程师协会和德国电气工程协会共同组成的德国精密工程技术专家组提议：将精密工程技术定义为光、机、电一体化的综合技术。它包括机械（含液压、气动及微机械）、电工与电子、光学及其不同技术的组合，其核心为精密工程技术。光学技术机械技术电工与电子技术光机技术光电子技术机电一体化技术精密工程技术光机电一体化是由光学

3、、机械学、微电子学、信息处理与软件控制等各种相关技术交叉融合而构成的群体技术。各种新技术在此相互渗透和有机融合，正在引领着一轮新的技术革命。光电系统属于光机电一体化产品，具备小型化、轻型化、高精度、多功能、可靠性高、柔性化、智能化等特点，已广泛用于信息传感、信息存储、信息传递、非接触精密检测、加工制造、太阳能利用等方面，并已深入到遥感、通信、工业控制、医学与生物仪器、商业与办公设备、生活用具等领域。美国商务部：谁在光电子行业取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技竞争中夺魁。光电系统的发展基于三个基本因素光电系统发展的最基本动力是人类在光波范围内扩展视觉和利用光能的渴望。光电系统的发展与各种光电

4、探测器件的发展有着明显的依次关系。光电系统的发展需要多种学科相互配合。它是物理学、光学、光谱学、电子学、微电子学、半导体技术、自动控制、精密机械、材料学等学科的相互促进和渗透。应用各学科的最新成果，将使光电系统不断创新和发展。1.4 光电系统的种类信息光电系统。例如：光电测绘仪器仪表、光电成像系统、光电搜索与跟踪系统、光电检测系统、光通信系统等。能量光电系统。例如：激光武器、激光加工设备、太阳能光伏发电、“绿色”照明系统等1.5 光电产品工程设计控制程序设计和开发输入建立设计师指挥线编制设计开发计划制定产品设计规划开展总体设计单机任务书评审单机设计单机设计继续总体设计与协调部件设计部件设计部件

5、设计部件设计专专业业设设计计标准化检查、工艺检查、质量会签、审核批准设计总结设计评审试制YYYNNN技术状态控制服务随机文件设计试验检验1.5 光电产品工程设计控制程序光电产品设计应规定过程质量要求和工作程序，对产品设计过程进行控制。1.5.1 设计输入控制 光电产品设计输入文件是正式开展产品设计和开发的依据，一般包括：产品研制任务书、产品技术规格书、产品合同、产品标准化大纲、产品可靠性保障大纲、产品质量保障大纲。1.5.2 设计过程控制明确设计工作机构人员组成、分工及过程控制要求。主任设计师组织编制产品设计和开发计划，内容应包括：产品概况；产品设计和开发的阶段划分及控制节点的设置；设计和开发

6、评审计划及要求；技术保障措施；设计输出文件清单；指挥线设置、人员、职责、分工；组织和技术接口关系及协调办法；资源保障；产品研制风险评估分析。1.5.3 设计输出控制设计输出的形式是设计图样和技术文件。设计输出控制的基本要求：满足产品设计输入的要求；给出采购、生产和服务的适当信息；给出验证设计和开发的产品满足设计输入要求所需的检验、试验、验收的大纲和准则等技术文件；产品的使用所必须保障性资源和技术文件；设计输出必须按设计和开发评审程序的规定，通过评审方可生效。1.5.4 设计更改控制经过评审批准生效的图样和技术文件按控制文件的要求，应对其归档、标识、发放、使用、保存、更改、废止等进行控制。由于顾

7、客要求、设计错误、要求不当、不易加工装调、材料等原因，经过论证、分析确需对图样和技术文件进行更改的，履行审批手续后，允许更改。更改过程必须受控。由提出更改的设计者填写“更改通知单”，主管设计师校对，主任设计师审核，并签署。更改过程按签署完备而生效的“更改通知单运行记录”要求进行，并予以记录。1.5.5 技术服务和记录设计部门在图样和技术文件转入制造、试验阶段后，应组织设计人员进行技术服务，解释图样和技术文件，接受咨询和处理与图样和技术文件有关的问题。设计过程中形成的设计说明书、计算书、验证报告、技术协调单、设计总结报告等，按质量记录控制程序的规定归档。1.6 光电系统设计与仿真软件（1）ZEM

8、AX光学设计软件光学组件设计照明系统的照度分析（2）CODE V光学设计软件提供用户可能用到的各种像质分析手段（3）OSLO主要用于照相机、通信系统、科学仪器、军用与空间应用光学系统设计（4）LENSVIEW美、日专利局申请有案的光学设计数据库（5）ASAP光照明应用分析软件用于汽车车灯光学系统、生物光学系统、相干光学系统、屏幕展示系统、光导管系统、光电系统、照明系统及医学仪器设计。（6）TRACEPRO用于照明系统、光学分析、辐射分析及光度分析的光线仿真。（7）LIGHTTOOL光学系统建模软件主要用于照明系统设计（8）TFCALC光学薄膜设计软件（9）OPTISYS DESIGN光通信系统仿真软件包