[發明專利]一種重力對鏡頭光軸指向影響的檢測方法

有效

• 申請號: 201711440742.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108426700B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 周小華;王慶雷;高衛軍;王妍;賈永丹;句龍;段維宏
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種重力對鏡頭光軸指向影響的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：選擇接收器件(6)的像元尺寸和有效感光面面積；

步驟二：選擇LCD光源(1)的功率，確定平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)的反射面積；

步驟三：在鏡頭(3)的焦面位置處安裝接收器件(6)、LCD光源(1)和半反半透棱鏡(2)，LCD光源(1)發出的光經過半反半透棱鏡(2)后進入接收器件(6)和鏡頭(3)；調整LCD光源(1)和接收器件(6)的位置，使接收器件(6)和LCD光源(1)在鏡頭焦深范圍內，固定接收器件(6)、LCD光源(1)和半反半透棱鏡(2)；

步驟四：在鏡頭(3)出光口邊緣位置安裝平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)；調整平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)的位置，使通過平面反射鏡(4)反射的光和通過角錐棱鏡(5)反射的光分布成像在接收器件(6)的不同位置且光斑位置靠近接收器件(6)中心像元，固定平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)；

步驟五：在鏡頭(3)光軸水平狀態下，將鏡頭(3)放置在隔振平臺上穩定靜止后，關閉環境內其他雜光，開啟LCD光源(1)，調整LCD光源(1)的亮度，使接收器件(6)上探測到光斑；存儲接收器件(6)輸出的平面反射鏡(4)反射光斑和角錐棱鏡(5)反射光斑圖像；

步驟六：將鏡頭(3)翻轉至光軸豎直狀態下，將鏡頭(3)放置在隔振平臺上穩定靜止后，開啟LCD光源(1)，記錄接收器件(6)輸出的平面反射鏡(4)反射光斑和角錐棱鏡(5)反射光斑圖像；

步驟七：對步驟五、步驟六中記錄的圖像進行處理提出光斑質心位置，獲得鏡頭(3)光軸水平狀態下，平面反射鏡(4)反射光斑在像面坐標系下質心位置坐標(X1，Y1)和角錐棱鏡(5)反射光斑中心在像面坐標系下質心位置坐標(X2，Y2)；獲得鏡頭(3)光軸豎直狀態下，平面反射鏡(4)反射光斑在像面坐標系下質心位置坐標(X1’，Y1’)和角錐棱鏡(5)反射光斑中心在像面坐標系下質心位置坐標(X2’，Y2’)；

步驟八：利用如下公式計算獲得在重力作用下，鏡頭(3)光軸指向的變化：

鏡頭(3)光軸指向繞像面坐標系X軸方向的變化角度為：

鏡頭(3)光軸指向繞像面坐標系Y軸方向的變化角度為：f為鏡頭(3)的焦距。

2.根據權利要求1所述的一種重力對鏡頭光軸指向影響的檢測方法，其特征在于：所述步驟一的具體方法為：根據鏡頭(3)的焦距f、監測的角度精度σ和夾角可能預估的變化范圍α，選擇接收器(6)的像元尺寸，接收器件(6)像元尺寸小于等于10·f·tgσ；接收器件(6)有效感光面面積大于等于2·f·tgα×2·f·tgα。

3.根據權利要求1或2所述的一種重力對鏡頭光軸指向影響的檢測方法，其特征在于：所述步驟二中，平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)的反射面積需滿足如下條件：LCD光源(1)最大功率和平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)的反射面積保證從焦面LCD光源(1)發出的光經過鏡頭(3)出射后在鏡頭(3)前端通過平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)反射后在接收器件(6)上成像后的能量大于像元能量飽和的90％。

4.根據權利要求3所述的一種重力對鏡頭光軸指向影響的檢測方法，其特征在于：所述步驟四中，平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)通過支撐結構(11)安裝在鏡頭(3)上；平面反射鏡(4)的面形小于等于0.1波長，角錐棱鏡(5)的角度誤差小于等于1″；平面反射鏡(4)和角錐棱鏡(5)及支撐結構(11)遮擋相機的有效通光口徑不超過5％。