[發明專利]用于平行光管的可調節式焦面組件位置標定方法

有效

• 申請號: 202011156316.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112532969B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 劉尚闊;趙建科;周艷;焦璐璐;劉強;王爭鋒;曹昆;劉鍇;王濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;G03B43/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王凱敏

為了解決因可調節式焦面組件的位置偏差而對相機光學系統測量精度帶來不利影響的技術問題，本發明提出了一種用于平行光管的可調節式焦面組件位置標定方法，首先，標定確定平行光管的焦面位置；然后利用高精度立方鏡、精密針孔和激光器構建自準直光路，將可調節式焦面組件中平移臺的移動方向引至高精度立方鏡一個面的法線方向；再次，在平行光管中心視場姿態下，通過高精度立方鏡將平移臺移動方向調整至與平行光管光軸平行；最后，通過觀察平行光管多個視場匯聚點經過靶板自準所形成干涉條紋的離焦像差，調整靶板姿態使其所在平面與平行光管焦面平行，且靶板中心與平行光管中心視場光斑匯聚點重合，此時完成位置標定工作。

技術領域

本發明屬于光學精密測量技術領域，涉及一種可調節式焦面組件位置標定方法，適用于標定可調節式焦面組件中平移臺和靶板等零件相對于平行光管光軸、焦平面的位置關系，特別適用于標定相機光電對接、焦面預置等工作中用于模擬不同距離目標的平行光管焦面組件的位置。

背景技術

平行光管作為光學系統裝調和整機光學性能檢測的關鍵設備，可以出射平行光以模擬無窮遠目標，通過在平行光管焦面處放置星點板、玻羅板、鑒別率板、條紋板等靶標，可以對光學鏡頭和相機的彌散斑、焦距、鑒別率、MTF、畸變等指標進行檢測。

一般情況下，平行光管應用于光學鏡頭和相機光學性能檢測時，其靶板固定于平行光管的焦面位置處，此時檢測的是光學鏡頭和相機對無窮遠目標成像時的性能。而當平行光管應用于相機光電對接、焦面預置等工作時，需要沿平行光管光軸方向前后移動靶板，對相機彌散斑直徑、MTF等光學性能進行過焦測試，得到平行光管不同離焦量下的光學性能指標并繪制過焦曲線，從而獲取相機探測器感光面與相機光學鏡頭焦平面之間的距離，當該距離值達到預期公差要求后，完成相機光電對接、焦面預置等工作。靶板前后移動需要采用可調節式焦面組件來實現，可調節式焦面組件包括可沿平行光管光軸方向前后移動的平移臺，以及固定于平移臺臺面上的靶板固定裝置。可調節式焦面組件需滿足以下基本要求：

a)平移臺前后移動方向平行于平行光管光軸方向；

b)靶板平面與平行光管的焦平面平行；

c)平行光管的中心視場與靶板的中心重合。

因此，可調節式焦面組件的位置需要進行嚴格標定，否則，在其使用過程中，將引起靶板離焦量、靶板的投影差，以及平行光管焦面位置偏離理想焦平面位置，進而在相機光學性能檢測時引入平行光管像差，造成相機光學性能的測試誤差，降低光電對接、焦面預置等工作的精度。因此，對可調節式焦面組件的位置進行精密標定具有重要意義。

發明內容

為了解決因可調節式焦面組件的位置偏差而對相機光學系統測量精度帶來不利影響的技術問題，本發明提出了一種用于平行光管的可調節式焦面組件位置標定方法。

本發明的發明構思是：

首先，根據平行光管焦面大小和像差分布特性，通過激光干涉儀、平面反射鏡、固定于平面反射鏡背面的小口徑平面反射鏡和高精度測角裝置，標定平行光管上、下、左、右和中心視場的波像差，結合平行光管像差的對稱性、焦面處像差校正良好的特征，確定平行光管的焦面位置；

然后，利用高精度立方鏡、精密針孔和激光器構建自準直光路，將可調節式焦面組件中平移臺的移動方向引至高精度立方鏡一個面的法線方向；

再次，在平行光管中心視場姿態下，通過高精度立方鏡將平移臺移動方向調整至與平行光管光軸平行；

最后，通過觀察平行光管多個視場匯聚點經過靶板自準所形成干涉條紋的離焦像差，調整靶板姿態使其所在平面與平行光管焦面平行，且靶板中心與平行光管中心視場光斑匯聚點重合，此時完成可調節式平行光管焦面組件的位置標定工作。

基于上述發明構思，本發明的技術解決方案是：