一種光軸跳動量測試系統的製作方法
2023-06-11 10:18:51
一種光軸跳動量測試系統的製作方法
【專利摘要】一種光軸跳動量測試系統，包括：拋物面反射鏡、平面反射鏡、目標源、光柵尺、直線導軌、滑移臺、位移控制機構、圖像採集與處理機構；所述滑移臺可在所述直線導軌上移動；所述位移控制機構控制滑移臺的移動；所述目標源固定在滑移臺上；所述光柵尺用於測量目標源沿導軌在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標距離；所述目標源為工作在各譜段的被測光電儀器提供光軸跳動量測試時的瞄準目標；光信號由目標源經平面反射鏡反射後再由拋物面反射鏡反射後至被測光電儀器，形成測試光路；根據目標源在不同位置時，圖像採集與處理機構所採集到的信號的不同，計算得出被測光電儀器觀察遠近目標時調焦前後光軸的變化量。
【專利說明】一種光軸跳動量測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對光電儀器的光軸跳動量進行測試的系統，本測試系統主要用於在實驗室條件下測量光電儀器變焦前後或寬窄視場切換前後，光電儀器瞄準光軸空間指向的角變化量。本測試系統由於能夠連續精確模擬各種距離的目標，因此也可用於多通道光電儀器多光軸定距交會精度的測量。本發明屬於光學檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]光電儀器中，光軸跳動量是指在視場切換或連續變焦過程中光軸的變化量。光軸跳動量不是穩定不變的，對於同一臺光電儀器，其隨機性很大。光軸跳動量對光電儀器瞄準精度有著重 要的影響，尤其對高精度的光電儀器影響更大。當前，對於視場切換過程中的光軸跳動量，主要是採取目標源、平行光管、轉臺和經緯儀配合測試；但對於連續變焦過程中的光軸跳動量缺少測試手段。本發明解決光軸跳動量測試問題。同時，由於能夠連續精確模擬各種距離的目標，因此也可用於多通道光電儀器多光軸在某個距離上交會精度的測量。
【發明內容】
[0003]本發明公開了一種光軸跳動量測試系統，包括:光學平臺(I)、離軸拋物面反射鏡組件(2)、平面反射鏡組件(3)、目標源組件(4)、光柵尺(5)、導軌(6)、滑移臺(7)、位移控制機構(8)、圖像採集與處理系統(9)，其特徵在於:
[0004]所述各部件安裝固定在隔振且穩定的光學平臺(I)上；
[0005]所述目標源組件⑷能夠為工作在各譜段的被測光電儀器(10)提供光軸跳動量測試時的瞄準目標；
[0006]所述目標源組件⑷固定在滑移臺(7)上；
[0007]所述滑移臺(7)可在所述導軌(6)上移動；
[0008]所述位移控制機構(8)控制滑移臺(7)的移動；
[0009]所述光柵尺(5)讀數頭固定在滑移臺(7)上，隨目標源組件(4)同時移動，並測量目標源組件(4)沿導軌(6)在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標距離；
[0010]所述目標源組件(4)產生的目標光信號經平面反射鏡組件(3)反射後再由離軸拋物面反射鏡組件(2)反射並投射至被測光電儀器(10)，形成測試光路(11)；
[0011]所述圖像採集與處理系統(9)採集被測光電儀器(10)觀測到的圖像，判讀出各測試位置瞄準分劃中心相對目標點是否存在偏差，若存在偏差則由目標源二維測微機構測量出該處偏差變化量，根據該位置的光學位置關係，進而計算出被測光電儀器觀察遠近目標時調焦前後光軸指向的角變化量。
[0012]可實現對可見光、微光和紅外觀察瞄準的光電儀器在連續變焦、調焦過程中，以及視場切換前後的光軸跳動量測試。
[0013]將目標源組件(4)置於離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F處時，相當於模擬無窮遠處目標，f為離軸拋物面反射鏡組件(2)的焦距。[0014]將目標源組件(4)置於離軸拋物面反射鏡組件(2)主光軸，並距焦點F的距離為X處時，相當於模擬距離為L處目標；對於離軸拋物面反射鏡組件(2)焦距為f的光軸跳動量測試系統，當目標源組件(4)從離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F處向反射鏡方向移動距離為X時，模擬的目標距離為L，其對應關係的計算公式為:
[0015]L=f2/X
[0016]式中:L—模擬目標距離；
[0017]f——離軸拋物面反射鏡焦距；
[0018]X——目標源離焦量。
[0019]所述導軌為雙列直線導軌(6)。
[0020]對於以無窮遠點為測試參考基準，考核距離為L時光電系統的光軸跳動量，其計算公式為:
[0021]
【權利要求】
1.一種光軸跳動量測試系統，包括:光學平臺(I)、離軸拋物面反射鏡組件(2)、平面反射鏡組件(3)、目標源組件(4)、光柵尺(5)、導軌(6)、滑移臺(7)、位移控制機構(8)、圖像採集與處理系統(9);其特徵在於: 所述各部件安裝固定在隔振且穩定的光學平臺(I)上； 所述目標源組件(4)能夠為工作在各譜段的被測光電儀器(10)提供光軸跳動量測試時的瞄準目標； 所述目標源組件(4)固定在滑移臺(7)上； 所述滑移臺(7)可在所述導軌(6)上移動； 所述位移控制機構(8)控制滑移臺(7)的移動； 所述光柵尺(5)讀數頭固定在滑移臺(7)上，隨目標源組件(4)同時移動，並測量目標源組件(4)沿導軌(6)在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標距離； 所述目標源組件(4)產生的目標光信號經平面反射鏡組件(3)反射後再由離軸拋物面反射鏡組件(2)反射並投射至被測光電儀器(10)，形成測試光路； 所述圖像採集與處理系統(9)採集被測光電儀器(10)觀測到的圖像，判讀出各測試位置瞄準分劃中心相對目標點是否存在偏差，若存在偏差則由目標源二維測微機構測量出該處偏差變化量，根據該位置的光學位置關係，進而計算出被測光電儀器觀察遠近目標時調焦前後光軸指向的 角變化量。
2.根據權利要求1所述的光軸跳動量測試系統，其特徵在於: 可實現對可見光、微光和紅外觀察瞄準的光電儀器在連續變焦、調焦過程中，以及視場切換前後的光軸跳動量測試。
3.根據權利要求2所述的光軸跳動量測試系統，其特徵在於: 將目標源組件(4)置於離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F時，相當於模擬無窮遠處目標，f為離軸拋物面反射鏡組件(2)的焦距。
4.根據權利要求2所述的光軸跳動量測試系統，其特徵在於: 將目標源組件(4)置於離軸拋物面反射鏡組件(2)主光軸，並距焦點F的距離為X處時，相當於模擬距離為L處目標；對於離軸拋物面反射鏡組件(2)焦距為f的光軸跳動量測試系統，當目標源組件(4)從離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F處向反射鏡(3)方向移動距離為X時，模擬的目標距離為L，其對應關係的計算公式為:
L=f2/X 式中:L—模擬目標距離； f—離軸拋物面反射鏡焦距； X—目標源離焦量。
5.根據權利要求1所述的光軸跳動量測試系統，其特徵在於: 所述導軌為雙列直線導軌(6)。
6.根據權利要求2所述的光軸跳動量測試系統，其特徵在於: 對於以無窮遠點為測試參考基準，考核距離為L時光電系統的光軸跳動量，其計算公式為:
Θ = arctan^jc2 +y2 /(/-Jir)式中:0 光軸跳動角；f—離軸拋物面反射鏡焦距；X—目標源離焦量；X——瞄準軸水平向線偏差；y——瞄準軸豎 直向線偏差。
【文檔編號】G01M11/02GK103994876SQ201410143038
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】陳振興, 史聖兵, 秦少剛, 韓福利, 劉國權, 史睿冰, 陳澤峰, 陳允剛, 任成才, 滕靜東 申請人:中國人民解放軍63863部隊