可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光学装调领域，涉及一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法。
【背景技术】
[0002]光学镜头用于以一定倍数的放大率对目标进行成像，使得特定的物面目标成像为利于观测和探测的像面目标，但光学镜头的使用往往需要依靠焦面组件进行成像。焦面组件可以记录像面信息，并通过一定的图像处理软件对像面信息进行提取，从而得到有用的图像信息。
[0003]焦面组件有一定的尺寸，主要根据光学镜头的焦距以及光学镜头的视场角决定。焦面组件的像元中心必须与光学镜头的光轴中心重合，从而实现像面对称性以及像面均匀性。以往的一些定中心方法主要依靠经玮仪或平行光管对光轴进行标定，通过观察无穷远十字丝分划板目标所成像的位置，调整焦面组件的位置使得焦面组件像元中心与十字丝中心重合。但是对于无穷远的目标，如果无穷远的平行光相对于光学镜头为轴外光束，那么十字分划板所成的像点中心在轴外，不在光轴上，使得光学镜头中心与焦面组件并不重合，但是由于平行光管以及经玮仪视场较小，因此对于定中心精度要求不高的相机可以满足要求，但对于定中心精度要求极高的航天镜头以上方法将无法满足要求。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、易于操作以及定中心精度高的可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法。
[0005]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统，其特殊之处在于:所述系统包括自准直定心仪、二维调整台以及旋转轴；待调试焦面组件设置在二维调整台上；待调试光学镜头设置在待调试焦面组件上；二维调整台可实现平移及俯仰调整，平移精度为0.0lmm,俯仰调整精度为5”;所述旋转轴与二维调整台相连并通过二维调整台带动待调试光学镜头以及待调试焦面组件绕旋转轴的轴向旋转；待调试光学镜头以及待调试焦面组件依次设置在自准直定心仪的出射光路上。
[0006]一种基于如上所述的可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统的定中心方法，其特殊之处在于:所述方法包括以下步骤:
[0007]I)将待调试焦面组件放置在二维调整台上，通过调焦自准直定心仪，使得自准直定心仪的十字分划板目标成像在待调试焦面组件上，通过调整二维调整台的俯仰及平移，使得旋转轴旋转时，自准直定心仪的十字分划板目标成像在待调试焦面组件像元中心，且晃动量小于5 μπι ;此时待调试焦面组件中心轴与旋转轴的轴线重合；
[0008]2)将待调试光学镜头装在待调试焦面组件上，通过自准直定心仪观察待调试光学镜头中各光学元件的自准像，由于光学元件都经过光学定心加工，其同心度极高，因此以其中一个自准像作为待调试光学镜头的光轴位置，如果镜头光轴与旋转轴不重合，此时自准像在定心仪中有一定的晃动量。通过调整待调试光学镜头的平移以及俯仰，使得待调试光学镜头球心像在自准直定心仪中晃动量小于5 μm ;此时待调试光学镜头光轴与旋转轴的轴线重合。
[0009]上述待调试焦面组件中心轴与旋转轴的轴线重合时的重合精度不低于5 μπι;所述待调试光学镜头光轴与旋转轴的轴线重合的重合精度不低于5 μπι。
[0010]本发明的优点是:
[0011]本发明提供了一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法，该系统包括自准直定心仪、二维调整台以及旋转轴，待调试光学镜头以及带调试焦面组件置于自准直定心仪的出射光路上，待调试光学镜头以及待调试焦面组件依次设置在二维调整台，二维调整台与旋转轴相连接并随旋转轴转动。本发明在具体调试时，首先将焦面组件放置在二维调整台上，通过调焦自准直定心仪，使得自准直定心仪十字分划板目标成像在焦面组件上，通过调整二维调整台的俯仰及平移，使得旋转轴旋转时，十字分划板目标成像在焦面组件像元中心，焦面组件中心轴与旋转轴重合；其次将光学镜头安装在焦面组件上，通过自准直定心仪找到光学镜头光轴位置，通过调整光学镜头的平移以及俯仰，使得光学镜头球心像在自准直定心仪中晃动量小于5 μm，光学镜头光轴与旋转轴重合。焦面组件的中心轴与旋转轴的重合以及光学镜头的光轴与旋转轴的重合，从而实现了光学镜头光轴与焦面组件中心轴的高精度重合，从而实现光学镜头与焦面组件高精度定中心。本发明的结构简单，易于操作，定中心精度高。
【附图说明】
[0012]图1是本发明所提供的系统的结构示意图；
[0013]其中:
[0014]1-自准直定心仪；2_光学镜头；3_焦面组件；4_ 二维调整台；5_旋转轴。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本发明提供了一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统包括自准直定心仪1、光学镜头2、焦面组件3，二维调整台4、旋转轴5。焦面组件设置在二维调整台上；光学镜头设置在焦面组件上；旋转轴与二维调整台相连并通过二维调整台带动光学镜头以及焦面组件绕旋转轴的轴向旋转；光学镜头以及焦面组件依次设置在自准直定心仪的出射光路上。二维调整台可实现平移及俯仰调整，平移精度为0.01mm，俯仰调整精度为5”。
[0016]本发明的具体调整步骤是:
[0017]I)焦面组件3放置在二维调整台4上，通过调焦自准直定心仪1，使得自准直定心仪I十字分划板目标成像在焦面组件3上，通过调整二维调整台4的俯仰及平移，使得旋转轴5旋转时，十字分划板目标成像在焦面组件3像元中心，且晃动量小于5 μ m。此时焦面组件3中心轴与旋转轴5重合，重合精度优于5 μ mo
[0018]2)将光学镜头2安装在焦面组件3上，通过自准直定心仪I找到光学镜头2光轴位置(通过自准直定心仪观察待调试光学镜头中各光学元件的自准像，由于光学元件都经过光学定心加工，其同心度极高，因此以其中一个自准像作为待调试光学镜头的光轴位置，如果镜头光轴与旋转轴不重合，此时自准像在定心仪中有一定的晃动量)，通过调整光学镜头2的平移以及俯仰，使得光学镜头2球心像在自准直定心仪I中晃动量小于5 μπι。此时光学镜头2光轴与旋转轴5重合，重合精度优于5 μ m。
[0019]通过以上步骤完成了焦面组件3的中心轴与旋转轴5的重合以及光学镜头2的光轴与旋转轴5的重合，从而实现了光学镜头2光轴与焦面组件3中心轴的高精度重合，从而实现光学镜头2与焦面组件3高精度定中心。
【主权项】
1.一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统，其特征在于:所述系统包括自准直定心仪、二维调整台以及旋转轴；待调试焦面组件设置在二维调整台上；待调试光学镜头设置在待调试焦面组件上；所述旋转轴与二维调整台相连并通过二维调整台带动待调试光学镜头以及待调试焦面组件绕旋转轴的轴向旋转；待调试光学镜头以及待调试焦面组件依次设置在自准直定心仪的出射光路上；所述二维调整台的平移精度是0.01mm，俯仰调整精度是5”。2.一种基于如权利要求1所述的可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统的定中心方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 1)将待调试焦面组件放置在二维调整台上，通过调焦自准直定心仪，使得自准直定心仪的十字分划板目标成像在待调试焦面组件上，通过调整二维调整台的俯仰及平移，使得旋转轴旋转时，自准直定心仪的十字分划板目标成像在待调试焦面组件像元中心，且晃动量小于5 μπι ;此时待调试焦面组件中心轴与旋转轴的轴线重合； 2)将待调试光学镜头装在待调试焦面组件上，通过自准直定心仪观察待调试光学镜头中各光学元件的自准像，以自准像作为待调试光学镜头的光轴位置，判断待调试光学镜头的光轴与旋转轴是否重合，若重合，则结束定中心调整；若不重合，则自准像在定心仪中存在晃动量；通过调整待调试光学镜头的平移以及俯仰，使得待调试光学镜头球心像在自准直定心仪中晃动量小于5 μπι ;此时待调试光学镜头光轴与旋转轴的轴线重合。3.根据权利要求2所述的定中心方法，其特征在于:所述待调试焦面组件中心轴与旋转轴的轴线重合时的重合精度不低于5 μπι ;所述待调试光学镜头光轴与旋转轴的轴线重合的重合精度不低于5 μ??。
【专利摘要】本发明涉及一种可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法，该系统包括自准直定心仪、二维调整台以及旋转轴；待调试焦面组件设置在二维转台调整台上；待调试光学镜头设置在待调试焦面组件上；二维调整台可实现平移及俯仰调整，平移精度为0.01mm，俯仰调整精度为5”；旋转轴与二维调整台相连并通过二维调整台带动待调试光学镜头以及待调试焦面组件绕旋转轴的轴向旋转；待调试光学镜头以及待调试焦面组件依次设置在自准直定心仪的出射光路上。本发明提供了一种结构简单、易于操作以及定中心精度高的可实现光学镜头与焦面组件高精度定中心的系统及方法。
【IPC分类】G02B27/62
【公开号】CN104880833
【申请号】CN201510190632
【发明人】宋兴, 冀彬栋, 侯晓华, 薛力, 张建
【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月21日