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一種光軸跳動量測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種光軸跳動量測試系統(tǒng)，包括：拋物面反射鏡、平面反射鏡、目標(biāo)源、光柵尺、直線導(dǎo)軌、滑移臺、位移控制機構(gòu)、圖像采集與處理機構(gòu)；所述滑移臺可在所述直線導(dǎo)軌上移動；所述位移控制機構(gòu)控制滑移臺的移動；所述目標(biāo)源固定在滑移臺上；所述光柵尺用于測量目標(biāo)源沿導(dǎo)軌在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標(biāo)距離；所述目標(biāo)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(zhǔn)目標(biāo)；光信號由目標(biāo)源經(jīng)平面反射鏡反射后再由拋物面反射鏡反射后至被測光電儀器，形成測試光路；根據(jù)目標(biāo)源在不同位置時，圖像采集與處理機構(gòu)所采集到的信號的不同，計算得出被測光電儀器觀察遠近目標(biāo)時調(diào)焦前后光軸的變化量。
【專利說明】一種光軸跳動量測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對光電儀器的光軸跳動量進行測試的系統(tǒng)，本測試系統(tǒng)主要用于在實驗室條件下測量光電儀器變焦前后或?qū)捳晥銮袚Q前后，光電儀器瞄準(zhǔn)光軸空間指向的角變化量。本測試系統(tǒng)由于能夠連續(xù)精確模擬各種距離的目標(biāo)，因此也可用于多通道光電儀器多光軸定距交會精度的測量。本發(fā)明屬于光學(xué)檢測【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]光電儀器中，光軸跳動量是指在視場切換或連續(xù)變焦過程中光軸的變化量。光軸跳動量不是穩(wěn)定不變的，對于同一臺光電儀器，其隨機性很大。光軸跳動量對光電儀器瞄準(zhǔn)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(dāng)前，對于視場切換過程中的光軸跳動量，主要是采取目標(biāo)源、平行光管、轉(zhuǎn)臺和經(jīng)緯儀配合測試；但對于連續(xù)變焦過程中的光軸跳動量缺少測試手段。本發(fā)明解決光軸跳動量測試問題。同時，由于能夠連續(xù)精確模擬各種距離的目標(biāo)，因此也可用于多通道光電儀器多光軸在某個距離上交會精度的測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開了一種光軸跳動量測試系統(tǒng)，包括:光學(xué)平臺(I)、離軸拋物面反射鏡組件(2)、平面反射鏡組件(3)、目標(biāo)源組件(4)、光柵尺(5)、導(dǎo)軌(6)、滑移臺(7)、位移控制機構(gòu)(8)、圖像采集與處理系統(tǒng)(9)，其特征在于:
[0004]所述各部件安裝固定在隔振且穩(wěn)定的光學(xué)平臺(I)上；
[0005]所述目標(biāo)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(zhǔn)目標(biāo)；
[0006]所述目標(biāo)源組件⑷固定在滑移臺(7)上；
[0007]所述滑移臺(7)可在所述導(dǎo)軌(6)上移動；
[0008]所述位移控制機構(gòu)(8)控制滑移臺(7)的移動；
[0009]所述光柵尺(5)讀數(shù)頭固定在滑移臺(7)上，隨目標(biāo)源組件(4)同時移動，并測量目標(biāo)源組件(4)沿導(dǎo)軌(6)在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標(biāo)距離；
[0010]所述目標(biāo)源組件(4)產(chǎn)生的目標(biāo)光信號經(jīng)平面反射鏡組件(3)反射后再由離軸拋物面反射鏡組件(2)反射并投射至被測光電儀器(10)，形成測試光路(11)；
[0011]所述圖像采集與處理系統(tǒng)(9)采集被測光電儀器(10)觀測到的圖像，判讀出各測試位置瞄準(zhǔn)分劃中心相對目標(biāo)點是否存在偏差，若存在偏差則由目標(biāo)源二維測微機構(gòu)測量出該處偏差變化量，根據(jù)該位置的光學(xué)位置關(guān)系，進而計算出被測光電儀器觀察遠近目標(biāo)時調(diào)焦前后光軸指向的角變化量。
[0012]可實現(xiàn)對可見光、微光和紅外觀察瞄準(zhǔn)的光電儀器在連續(xù)變焦、調(diào)焦過程中，以及視場切換前后的光軸跳動量測試。
[0013]將目標(biāo)源組件(4)置于離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F處時，相當(dāng)于模擬無窮遠處目標(biāo)，f為離軸拋物面反射鏡組件(2)的焦距。[0014]將目標(biāo)源組件(4)置于離軸拋物面反射鏡組件(2)主光軸，并距焦點F的距離為X處時，相當(dāng)于模擬距離為L處目標(biāo)；對于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(tǒng)，當(dāng)目標(biāo)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(biāo)距離為L，其對應(yīng)關(guān)系的計算公式為:
[0015]L=f2/X
[0016]式中:L—模擬目標(biāo)距離；
[0017]f——離軸拋物面反射鏡焦距；
[0018]X——目標(biāo)源離焦量。
[0019]所述導(dǎo)軌為雙列直線導(dǎo)軌(6)。
[0020]對于以無窮遠點為測試參考基準(zhǔn)，考核距離為L時光電系統(tǒng)的光軸跳動量，其計算公式為:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種光軸跳動量測試系統(tǒng)，包括:光學(xué)平臺(I)、離軸拋物面反射鏡組件(2)、平面反射鏡組件(3)、目標(biāo)源組件(4)、光柵尺(5)、導(dǎo)軌(6)、滑移臺(7)、位移控制機構(gòu)(8)、圖像采集與處理系統(tǒng)(9);其特征在于: 所述各部件安裝固定在隔振且穩(wěn)定的光學(xué)平臺(I)上； 所述目標(biāo)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(zhǔn)目標(biāo)； 所述目標(biāo)源組件(4)固定在滑移臺(7)上； 所述滑移臺(7)可在所述導(dǎo)軌(6)上移動； 所述位移控制機構(gòu)(8)控制滑移臺(7)的移動； 所述光柵尺(5)讀數(shù)頭固定在滑移臺(7)上，隨目標(biāo)源組件(4)同時移動，并測量目標(biāo)源組件(4)沿導(dǎo)軌(6)在主光軸上的離焦位移量，進而計算出模擬的目標(biāo)距離； 所述目標(biāo)源組件(4)產(chǎn)生的目標(biāo)光信號經(jīng)平面反射鏡組件(3)反射后再由離軸拋物面反射鏡組件(2)反射并投射至被測光電儀器(10)，形成測試光路； 所述圖像采集與處理系統(tǒng)(9)采集被測光電儀器(10)觀測到的圖像，判讀出各測試位置瞄準(zhǔn)分劃中心相對目標(biāo)點是否存在偏差，若存在偏差則由目標(biāo)源二維測微機構(gòu)測量出該處偏差變化量，根據(jù)該位置的光學(xué)位置關(guān)系，進而計算出被測光電儀器觀察遠近目標(biāo)時調(diào)焦前后光軸指向的 角變化量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光軸跳動量測試系統(tǒng)，其特征在于: 可實現(xiàn)對可見光、微光和紅外觀察瞄準(zhǔn)的光電儀器在連續(xù)變焦、調(diào)焦過程中，以及視場切換前后的光軸跳動量測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光軸跳動量測試系統(tǒng)，其特征在于: 將目標(biāo)源組件(4)置于離軸拋物面反射鏡組件(2)焦點F時，相當(dāng)于模擬無窮遠處目標(biāo)，f為離軸拋物面反射鏡組件(2)的焦距。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光軸跳動量測試系統(tǒng)，其特征在于: 將目標(biāo)源組件(4)置于離軸拋物面反射鏡組件(2)主光軸，并距焦點F的距離為X處時，相當(dāng)于模擬距離為L處目標(biāo)；對于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(tǒng)，當(dāng)目標(biāo)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(biāo)距離為L，其對應(yīng)關(guān)系的計算公式為:
L=f2/X 式中:L—模擬目標(biāo)距離； f—離軸拋物面反射鏡焦距； X—目標(biāo)源離焦量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光軸跳動量測試系統(tǒng)，其特征在于: 所述導(dǎo)軌為雙列直線導(dǎo)軌(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光軸跳動量測試系統(tǒng)，其特征在于: 對于以無窮遠點為測試參考基準(zhǔn)，考核距離為L時光電系統(tǒng)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(biāo)源離焦量；X——瞄準(zhǔn)軸水平向線偏差；y——瞄準(zhǔn)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】陳振興, 史圣兵, 秦少剛, 韓福利, 劉國權(quán), 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