一种光轴跳动量测试系统的制作方法
【专利摘要】一种光轴跳动量测试系统，包括：抛物面反射镜、平面反射镜、目标源、光栅尺、直线导轨、滑移台、位移控制机构、图像采集与处理机构；所述滑移台可在所述直线导轨上移动；所述位移控制机构控制滑移台的移动；所述目标源固定在滑移台上；所述光栅尺用于测量目标源沿导轨在主光轴上的离焦位移量，进而计算出模拟的目标距离；所述目标源为工作在各谱段的被测光电仪器提供光轴跳动量测试时的瞄准目标；光信号由目标源经平面反射镜反射后再由抛物面反射镜反射后至被测光电仪器，形成测试光路；根据目标源在不同位置时，图像采集与处理机构所采集到的信号的不同，计算得出被测光电仪器观察远近目标时调焦前后光轴的变化量。
【专利说明】一种光轴跳动量测试系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对光电仪器的光轴跳动量进行测试的系统，本测试系统主要用于在实验室条件下测量光电仪器变焦前后或宽窄视场切换前后，光电仪器瞄准光轴空间指向的角变化量。本测试系统由于能够连续精确模拟各种距离的目标，因此也可用于多通道光电仪器多光轴定距交会精度的测量。本发明属于光学检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]光电仪器中，光轴跳动量是指在视场切换或连续变焦过程中光轴的变化量。光轴跳动量不是稳定不变的，对于同一台光电仪器，其随机性很大。光轴跳动量对光电仪器瞄准精度有着重 要的影响，尤其对高精度的光电仪器影响更大。当前，对于视场切换过程中的光轴跳动量，主要是采取目标源、平行光管、转台和经纬仪配合测试；但对于连续变焦过程中的光轴跳动量缺少测试手段。本发明解决光轴跳动量测试问题。同时，由于能够连续精确模拟各种距离的目标，因此也可用于多通道光电仪器多光轴在某个距离上交会精度的测量。
【发明内容】
[0003]本发明公开了一种光轴跳动量测试系统，包括:光学平台(I)、离轴抛物面反射镜组件(2)、平面反射镜组件(3)、目标源组件(4)、光栅尺(5)、导轨(6)、滑移台(7)、位移控制机构(8)、图像采集与处理系统(9)，其特征在于:
[0004]所述各部件安装固定在隔振且稳定的光学平台(I)上；
[0005]所述目标源组件⑷能够为工作在各谱段的被测光电仪器(10)提供光轴跳动量测试时的瞄准目标；
[0006]所述目标源组件⑷固定在滑移台(7)上；
[0007]所述滑移台(7)可在所述导轨(6)上移动；
[0008]所述位移控制机构(8)控制滑移台(7)的移动；
[0009]所述光栅尺(5)读数头固定在滑移台(7)上，随目标源组件(4)同时移动，并测量目标源组件(4)沿导轨(6)在主光轴上的离焦位移量，进而计算出模拟的目标距离；
[0010]所述目标源组件(4)产生的目标光信号经平面反射镜组件(3)反射后再由离轴抛物面反射镜组件(2)反射并投射至被测光电仪器(10)，形成测试光路(11)；
[0011]所述图像采集与处理系统(9)采集被测光电仪器(10)观测到的图像，判读出各测试位置瞄准分划中心相对目标点是否存在偏差，若存在偏差则由目标源二维测微机构测量出该处偏差变化量，根据该位置的光学位置关系，进而计算出被测光电仪器观察远近目标时调焦前后光轴指向的角变化量。
[0012]可实现对可见光、微光和红外观察瞄准的光电仪器在连续变焦、调焦过程中，以及视场切换前后的光轴跳动量测试。
[0013]将目标源组件(4)置于离轴抛物面反射镜组件(2)焦点F处时，相当于模拟无穷远处目标，f为离轴抛物面反射镜组件(2)的焦距。[0014]将目标源组件(4)置于离轴抛物面反射镜组件(2)主光轴，并距焦点F的距离为X处时，相当于模拟距离为L处目标；对于离轴抛物面反射镜组件(2)焦距为f的光轴跳动量测试系统，当目标源组件(4)从离轴抛物面反射镜组件(2)焦点F处向反射镜方向移动距离为X时，模拟的目标距离为L，其对应关系的计算公式为:
[0015]L=f2/X
[0016]式中:L—模拟目标距离；
[0017]f——离轴抛物面反射镜焦距；
[0018]X——目标源离焦量。
[0019]所述导轨为双列直线导轨(6)。
[0020]对于以无穷远点为测试参考基准，考核距离为L时光电系统的光轴跳动量，其计算公式为:
[0021]
【权利要求】
1.一种光轴跳动量测试系统，包括:光学平台(I)、离轴抛物面反射镜组件(2)、平面反射镜组件(3)、目标源组件(4)、光栅尺(5)、导轨(6)、滑移台(7)、位移控制机构(8)、图像采集与处理系统(9);其特征在于: 所述各部件安装固定在隔振且稳定的光学平台(I)上； 所述目标源组件(4)能够为工作在各谱段的被测光电仪器(10)提供光轴跳动量测试时的瞄准目标； 所述目标源组件(4)固定在滑移台(7)上； 所述滑移台(7)可在所述导轨(6)上移动； 所述位移控制机构(8)控制滑移台(7)的移动； 所述光栅尺(5)读数头固定在滑移台(7)上，随目标源组件(4)同时移动，并测量目标源组件(4)沿导轨(6)在主光轴上的离焦位移量，进而计算出模拟的目标距离； 所述目标源组件(4)产生的目标光信号经平面反射镜组件(3)反射后再由离轴抛物面反射镜组件(2)反射并投射至被测光电仪器(10)，形成测试光路； 所述图像采集与处理系统(9)采集被测光电仪器(10)观测到的图像，判读出各测试位置瞄准分划中心相对目标点是否存在偏差，若存在偏差则由目标源二维测微机构测量出该处偏差变化量，根据该位置的光学位置关系，进而计算出被测光电仪器观察远近目标时调焦前后光轴指向的 角变化量。
2.根据权利要求1所述的光轴跳动量测试系统，其特征在于: 可实现对可见光、微光和红外观察瞄准的光电仪器在连续变焦、调焦过程中，以及视场切换前后的光轴跳动量测试。
3.根据权利要求2所述的光轴跳动量测试系统，其特征在于: 将目标源组件(4)置于离轴抛物面反射镜组件(2)焦点F时，相当于模拟无穷远处目标，f为离轴抛物面反射镜组件(2)的焦距。
4.根据权利要求2所述的光轴跳动量测试系统，其特征在于: 将目标源组件(4)置于离轴抛物面反射镜组件(2)主光轴，并距焦点F的距离为X处时，相当于模拟距离为L处目标；对于离轴抛物面反射镜组件(2)焦距为f的光轴跳动量测试系统，当目标源组件(4)从离轴抛物面反射镜组件(2)焦点F处向反射镜(3)方向移动距离为X时，模拟的目标距离为L，其对应关系的计算公式为:
L=f2/X 式中:L—模拟目标距离； f—离轴抛物面反射镜焦距； X—目标源离焦量。
5.根据权利要求1所述的光轴跳动量测试系统，其特征在于: 所述导轨为双列直线导轨(6)。
6.根据权利要求2所述的光轴跳动量测试系统，其特征在于: 对于以无穷远点为测试参考基准，考核距离为L时光电系统的光轴跳动量，其计算公式为:
Θ = arctan^jc2 +y2 /(/-Jir)式中:0 光轴跳动角；f—离轴抛物面反射镜焦距；X—目标源离焦量；X——瞄准轴水平向线偏差；y——瞄准轴竖 直向线偏差。
【文档编号】G01M11/02GK103994876SQ201410143038
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】陈振兴, 史圣兵, 秦少刚, 韩福利, 刘国权, 史睿冰, 陈泽峰, 陈允刚, 任成才, 滕静东 申请人:中国人民解放军63863部队