[发明专利]用于平行光管的可调节式焦面组件位置标定方法

说明书

为了解决因可调节式焦面组件的位置偏差而对相机光学系统测量精度带来不利影响的技术问题，本发明提出了一种用于平行光管的可调节式焦面组件位置标定方法，首先，标定确定平行光管的焦面位置；然后利用高精度立方镜、精密针孔和激光器构建自准直光路，将可调节式焦面组件中平移台的移动方向引至高精度立方镜一个面的法线方向；再次，在平行光管中心视场姿态下，通过高精度立方镜将平移台移动方向调整至与平行光管光轴平行；最后，通过观察平行光管多个视场汇聚点经过靶板自准所形成干涉条纹的离焦像差，调整靶板姿态使其所在平面与平行光管焦面平行，且靶板中心与平行光管中心视场光斑汇聚点重合，此时完成位置标定工作。

技术领域

本发明属于光学精密测量技术领域，涉及一种可调节式焦面组件位置标定方法，适用于标定可调节式焦面组件中平移台和靶板等零件相对于平行光管光轴、焦平面的位置关系，特别适用于标定相机光电对接、焦面预置等工作中用于模拟不同距离目标的平行光管焦面组件的位置。

背景技术

平行光管作为光学系统装调和整机光学性能检测的关键设备，可以出射平行光以模拟无穷远目标，通过在平行光管焦面处放置星点板、玻罗板、鉴别率板、条纹板等靶标，可以对光学镜头和相机的弥散斑、焦距、鉴别率、MTF、畸变等指标进行检测。

一般情况下，平行光管应用于光学镜头和相机光学性能检测时，其靶板固定于平行光管的焦面位置处，此时检测的是光学镜头和相机对无穷远目标成像时的性能。而当平行光管应用于相机光电对接、焦面预置等工作时，需要沿平行光管光轴方向前后移动靶板，对相机弥散斑直径、MTF等光学性能进行过焦测试，得到平行光管不同离焦量下的光学性能指标并绘制过焦曲线，从而获取相机探测器感光面与相机光学镜头焦平面之间的距离，当该距离值达到预期公差要求后，完成相机光电对接、焦面预置等工作。靶板前后移动需要采用可调节式焦面组件来实现，可调节式焦面组件包括可沿平行光管光轴方向前后移动的平移台，以及固定于平移台台面上的靶板固定装置。可调节式焦面组件需满足以下基本要求：

a)平移台前后移动方向平行于平行光管光轴方向；

b)靶板平面与平行光管的焦平面平行；

c)平行光管的中心视场与靶板的中心重合。

因此，可调节式焦面组件的位置需要进行严格标定，否则，在其使用过程中，将引起靶板离焦量、靶板的投影差，以及平行光管焦面位置偏离理想焦平面位置，进而在相机光学性能检测时引入平行光管像差，造成相机光学性能的测试误差，降低光电对接、焦面预置等工作的精度。因此，对可调节式焦面组件的位置进行精密标定具有重要意义。

发明内容

为了解决因可调节式焦面组件的位置偏差而对相机光学系统测量精度带来不利影响的技术问题，本发明提出了一种用于平行光管的可调节式焦面组件位置标定方法。

本发明的发明构思是：

首先，根据平行光管焦面大小和像差分布特性，通过激光干涉仪、平面反射镜、固定于平面反射镜背面的小口径平面反射镜和高精度测角装置，标定平行光管上、下、左、右和中心视场的波像差，结合平行光管像差的对称性、焦面处像差校正良好的特征，确定平行光管的焦面位置；

然后，利用高精度立方镜、精密针孔和激光器构建自准直光路，将可调节式焦面组件中平移台的移动方向引至高精度立方镜一个面的法线方向；

再次，在平行光管中心视场姿态下，通过高精度立方镜将平移台移动方向调整至与平行光管光轴平行；

最后，通过观察平行光管多个视场汇聚点经过靶板自准所形成干涉条纹的离焦像差，调整靶板姿态使其所在平面与平行光管焦面平行，且靶板中心与平行光管中心视场光斑汇聚点重合，此时完成可调节式平行光管焦面组件的位置标定工作。

基于上述发明构思，本发明的技术解决方案是：