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[發(fā)明專利]同軸光學(xué)系統(tǒng)的矩形視場光闌安裝對準(zhǔn)裝置及方法有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 202011286046.6 申請日: 2020-11-17
公開(公告)號: CN112363321B 公開(公告)日: 2021-07-16
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 譚雙龍;張新;吳洪波;胡銘鈺;王靈杰;趙尚男;劉洋 申請(專利權(quán))人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
主分類號: G02B27/30 分類號: G02B27/30;G02B27/32
代理公司: 長春中科長光知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 22218 代理人: 高一明;郭婷
地址: 130033 吉林省長春*** 國省代碼: 吉林;22
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 同軸 光學(xué)系統(tǒng) 矩形 視場 光闌 安裝 對準(zhǔn) 裝置 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種同軸光學(xué)系統(tǒng)的矩形視場光闌安裝對準(zhǔn)方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1、依光路依次設(shè)置平行光管(2)、可三維方位調(diào)整的光學(xué)系統(tǒng)(17)、可水平、豎直和俯仰位置調(diào)整以及繞光軸方向旋轉(zhuǎn)調(diào)整的大靶面探測器(7)、經(jīng)緯儀(15)和圖像采集系統(tǒng)(16);將平行光管(2)、光學(xué)系統(tǒng)(17)和經(jīng)緯儀(15)的高度調(diào)至同軸;

其中,光學(xué)系統(tǒng)(17)通過光學(xué)系統(tǒng)基準(zhǔn)工裝(12)、方位及俯仰調(diào)整臺(11)和方位轉(zhuǎn)臺(9)進(jìn)行固定,光學(xué)系統(tǒng)(17)可三個旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整;

S2、將經(jīng)緯儀(15)對準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)基準(zhǔn)工裝(12)的立方棱鏡(10)的任意兩個相互垂直的面,依據(jù)返回像對光學(xué)系統(tǒng)(17)三維方位的調(diào)整,間接實(shí)現(xiàn)對平行光管(2)和光學(xué)系統(tǒng)(17)的光軸對準(zhǔn);

其中,立方棱鏡(10)和光學(xué)系統(tǒng)(17)都安裝在光學(xué)系統(tǒng)基準(zhǔn)工裝(12)上,立方棱鏡(10)安裝的位置接近光學(xué)系統(tǒng)(17)、且與光學(xué)系統(tǒng)(17)和經(jīng)緯儀(15)等高,立方棱鏡(10)引出光學(xué)系統(tǒng)(17)的安裝基準(zhǔn);

步驟S2具體包括:

S201、將平行光管(2)靶標(biāo)換成十字靶標(biāo),利用經(jīng)緯儀(15)瞄準(zhǔn)平行光管(2)的十字靶標(biāo),調(diào)整經(jīng)緯儀(15)方位和俯仰,使經(jīng)緯儀(15)十字叉絲與平行光管(2)十字絲重合;

S202、利用經(jīng)緯儀(15)瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)基準(zhǔn)工裝(12)上的立方棱鏡(10),調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)(17)底部方位及俯仰調(diào)整臺(11)和方位轉(zhuǎn)臺(9),使經(jīng)緯儀(15)的十字叉絲經(jīng)立方棱鏡(10)反射后的返回像與經(jīng)緯儀(15)自身的十字叉絲對正;

S203、將方位轉(zhuǎn)臺(9)水平方向旋轉(zhuǎn)90°,利用經(jīng)緯儀(15)瞄準(zhǔn)立方棱鏡(10)的一個側(cè)面,調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)(17)底部方位及俯仰調(diào)整臺(11)和方位轉(zhuǎn)臺(9),使經(jīng)緯儀(15)的十字叉絲經(jīng)立方棱鏡(10)反射后的返回像與經(jīng)緯儀(15)自身的十字叉絲對正;

S204、將方位轉(zhuǎn)臺(9)水平方向反方向旋轉(zhuǎn)90°,即回到初始位置,再次確認(rèn)經(jīng)緯儀(15)的十字叉絲經(jīng)立方棱鏡(10)反射后的返回像與經(jīng)緯儀(15)自身的十字叉絲是否對正;若否,重復(fù)步驟S202與S203直到兩個方向上的經(jīng)緯儀(15)的十字叉絲經(jīng)立方棱鏡(10)反射后的返回像與經(jīng)緯儀(15)自身的十字叉絲對正;

S3、調(diào)節(jié)大靶面探測器(7)水平、豎直和俯仰位置以及繞光軸方向旋轉(zhuǎn)位置,使光學(xué)系統(tǒng)(17)和大靶面探測器(7)在繞光軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)φR平;

步驟S3具體包括:

S301、將平行光管(2)靶標(biāo)換成星點(diǎn)靶,找到星點(diǎn)像(19)在大靶面探測器(7)焦面上最清晰明亮的位置;轉(zhuǎn)動方位轉(zhuǎn)臺(9)使星點(diǎn)像(19)分別成像在大靶面探測器(7)的不同位置,即為軸上像點(diǎn)和軸外像點(diǎn);

S302、通過圖像采集系統(tǒng)(16)采集像面不同水平位置星點(diǎn)像(19)的質(zhì)心位置,讀取質(zhì)心位置的橫坐標(biāo)并判斷橫坐標(biāo)是否相同;如不同則調(diào)整五維探測器調(diào)整架(13)的繞光軸旋轉(zhuǎn)方向,重復(fù)S302直到橫坐標(biāo)相同;

S303、通過圖像采集系統(tǒng)(16)采集像面不同豎直位置星點(diǎn)像(19)的質(zhì)心位置,讀取質(zhì)心位置的縱坐標(biāo)并判斷縱坐標(biāo)是否相同;如不同則調(diào)整五維探測器調(diào)整架(13)的繞光軸旋轉(zhuǎn)方向,重復(fù)S303直到縱坐標(biāo)相同;

其中,大靶面探測器(7)通過探測器支撐工裝(14)固定在五維探測器調(diào)整架(13)上,五維探測器調(diào)整架(13)垂直固定在光學(xué)系統(tǒng)基準(zhǔn)工裝(12)的安裝面上,光學(xué)系統(tǒng)(17)及大靶面探測器(7)相對位置可調(diào)節(jié);

S4、根據(jù)所述圖像采集系統(tǒng)(16)采集的大靶面探測器(7)上視場光闌的像(18)的四個邊緣位置的像素點(diǎn)坐標(biāo),調(diào)整視場光闌(4),直至大靶面探測器(7)上視場光闌(4)的水平線陣像點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,豎直線陣上的像點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同,并且相對應(yīng)的像素點(diǎn)距離星點(diǎn)像(19)中心像素點(diǎn)的位置一致;

步驟S4具體包括:

S401、將平行光管(2)靶標(biāo)換成亮視場大號鑒別率板靶標(biāo),使視場光闌(4)的像全部成像在大靶面探測器(7)的焦平面上;

S402、選取水平線陣上的像點(diǎn)位置作為水平調(diào)整基準(zhǔn),豎直線陣上的像點(diǎn)位置作為豎直調(diào)整基準(zhǔn),通過圖像采集系統(tǒng)(16)獲得大靶面探測器(7)上視場光闌的像(18)的四個邊緣位置的像素點(diǎn)坐標(biāo);

S403、根據(jù)像素點(diǎn)坐標(biāo)的差異量,調(diào)整視場光闌(4)的位置,直至大靶面探測器(7)上視場光闌(4)的水平線陣像點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同,豎直線陣上的像點(diǎn)對應(yīng)的像素點(diǎn)的縱坐標(biāo)相同,并且相對應(yīng)的像素點(diǎn)距離星點(diǎn)像(19)中心像素點(diǎn)的位置一致時,實(shí)現(xiàn)視場光闌(4)的精確對正。

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