用于光学收发系统的对准装置的制作方法

1.本技术涉及光学技术领域，尤其涉及用于光学收发系统的对准装置。


背景技术：

2.光学收发系统例如激光雷达系统的接收端通常包括探测器和光学元件，配准探测器的靶面与光学元件的最佳焦平面是装调光学收发系统的难点。
3.相关技术中为了配准探测器的靶面与光学元件的最佳焦平面，需要预先搭建应用场景，然后再对组装完成的光学收发系统进行模拟装调。装调过程中需要将接收端的探测器的回波信号强度调至最大，对接收端、发射端和旋转机构等部件进行联合调试，不仅调试难度大，而且接收端极易受到其他部件的干扰例如发射端存在较大的偏心或倾斜，接收端则无法通过装调实现补偿，导致探测器的实际回拨信号强度低，影响装调精度。此外，装调过程中还要依靠复杂电路系统进行信号的采集和分析。


技术实现要素：

4.本技术实施例提出一种用于光学收发系统的对准装置，以避免其他部件对接收端的干扰，省去搭建应用场景的工序，无需依靠复杂电路系统进行信号采集和分析。
5.根据本技术实施例的用于光学收发系统的对准装置，包括：第一安装位，用于承载所述光学收发系统的接收端的探测器；第二安装位，用于承载所述光学收发系统的接收端的光学元件；位置检测机构，悬置于所述第一安装位的上方，用于获取所述探测器的靶面的空间位置；焦平面检测机构，用于获取所述光学元件的最佳焦平面的空间位置；以及
6.配准机构，用于移动所述第一安装位和/或所述第二安装位，以使所述探测器的靶面和所述光学元件的最佳焦平面重合。
7.根据本技术的一个实施例，所述焦平面检测机构包括：标靶产生机构，悬置于所述第二安装位的上方，用于向所述光学元件射出多个光路方向不同的测试标靶；光学检测机构，设于所述第二安装位的下方，用于接收所述测试标靶经所述光学元件的成像并将所述成像转换为检测信号；升降机构，用于调节所述第二安装位与所述光学检测机构之间的间距。
8.根据本技术的一个实施例，多个所述测试标靶包括中心标靶和多个侧向标靶；其中，所述中心标靶的中心轴与所述光学元件的光轴重合，所述侧向标靶的中心轴偏离所述光学元件的光轴，且所述中心标靶与至少两个所述侧向标靶不共线。
9.根据本技术的一个实施例，所述中心标靶和所述侧向标靶呈球形分布、呈平面分布或呈梯形分布。
10.根据本技术的一个实施例，所述标靶产生机构包括用于产生所述测试标靶的激光光源、平行光管或led光源。
11.根据本技术的一个实施例，所述光学检测机构包括光电探测器。
12.根据本技术的一个实施例，所述光学检测机构还包括光学放大机构，所述光学放
大机构设于所述第二安装位与所述光电探测器之间，用于放大所述成像。
13.根据本技术的一个实施例，所述光学放大机构包括至少一个用于放大所述成像的透镜。
14.根据本技术的一个实施例，所述第二安装位或所述光学检测机构设置于所述升降机构。
15.根据本技术的一个实施例，所述升降机构包括电动位移平台、压电陶瓷、液压油缸、气缸、螺母丝杠机构或凸轮机构。
16.根据本技术的一个实施例，所述对准装置还包括：夹持组件，包括两个相对设置的夹爪；其中，所述第二安装位为形成于两个所述夹爪之间的夹持空间。
17.根据本技术的一个实施例，所述配准机构包括：空间移动机构，用于调节所述第一安装位与所述第二安装位的空间相对位置。
18.根据本技术的一个实施例，所述第一安装位或所述第二安装位设置于空间移动机构。
19.根据本技术的一个实施例，所述空间移动机构包括多维度调节平台。
20.根据本技术的一个实施例，所述多维度调节平台包括x轴、y轴、z 轴、tilt/x轴、tilt/y轴和tilt/z；其中，x轴、y轴和z轴相互垂直；所述tilt/x 轴与所述x轴转动连接，用于绕所述x轴转动；所述tilt/y轴与所述y轴转动连接，用于绕所述y轴转动；所述tilt/z轴与所述z轴转动连接，用于绕所述z轴转动。
21.根据本技术的一个实施例，所述配准机构还包括：平移机构，用于水平移动所述第一安装位和/或所述第二安装位。
22.根据本技术的一个实施例，所述焦平面检测机构包括标靶产生机构、光学检测机构和升降机构；所述平移机构还用于水平移动所述标靶产生机构、所述光学检测机构和所述升降机构中的至少一个。
23.根据本技术的一个实施例，所述平移机构用于水平移动所述第二安装位，所述对准装置还包括：夹持组件，包括支撑杆以及两个相对设置的夹爪；其中，所述第二安装位为形成于两个所述夹爪之间的夹持空间；两个所述夹爪固定于所述支撑杆的第一端，所述支撑杆的第二端安装于所述平移机构。
24.根据本技术的一个实施例，所述平移机构包括第一水平轴以及与所述第一水平轴垂直的第二水平轴，所述第一水平轴可移动地设置于所述第二水平轴，所述第一安装位和/或所述第二安装位可移动地设置于所述第一水平轴。
25.根据本技术的一个实施例，所述位置检测机构相对所述第一安装位的水平位置可调。
26.根据本技术的一个实施例，所述位置检测机构包括tof相机。
27.根据本技术的一个实施例，所述位置检测机构包括距离传感器和工业相机，所述距离传感器用于检测所述探测器相对所述位置检测机构的距离，所述工业相机用于检测所述探测器相对所述位置检测机构的水平位置。
28.根据本技术的一个实施例，所述光学元件包括镜头或用于激光雷达的光学组件。
29.根据本技术的一个实施例，所述光学元件还包括设于所述镜头的光轴上的至少一个棱镜。
30.本技术实施例提供的用于光学收发系统的对准装置，首先通过利用位置检测机构获取探测器的靶面的空间位置，利用焦平面检测机构获取光学元件的最佳焦平面的空间位置，在此基础上便可利用配准机构通过移动第一安装位和/或第二安装位，使探测器的靶面与最佳焦平面重合，实现探测器和光学元件的配准。可见，本技术只需对光学收发系统的接收端单独进行装调配准，无需将整个光学收发系统组装为整机后再对接收端、发射端和旋转机构等部件进行联合调试，从而不仅避免了其他部件对接收端的干扰，提高了接收端的探测器和光学元件配准的精度和效率，降低了配准的难度，而且占地面积小、无需额外搭建应用场景，节约了成本。此外，探测器和光学元件配准的过程中也不需要依靠复杂电路系统进行信号的采集和分析。
31.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
32.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本技术的限定。在附图中：
33.图1是根据本技术的用于光学收发系统的对准装置的结构示意图之一；
34.图2是根据本技术的标靶产生机构的结构示意图之一；
35.图3是根据本技术的标靶产生机构的结构示意图之二；
36.图4是根据本技术的标靶产生机构的结构示意图之三；
37.图5是根据本技术的用于光学收发系统的对准装置的结构示意图之二；
38.图6是根据本技术的用于光学收发系统的对准装置的结构示意图之三。
39.附图标记：
40.101、第一安装位；102、第二安装位；110、光学元件；
41.120、探测器；200、位置检测机构；300、焦平面检测机构；
42.310、标靶产生机构；311、中心标靶；312、侧向标靶；
43.320、光学检测机构；330、升降机构；400、配准机构；
44.410、空间移动机构；420、平移机构；421、第一水平轴；
45.422、第二水平轴；500、夹持组件；510、夹爪；520、支撑杆；
46.600、固定夹具。
具体实施方式
47.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元机构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以
是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
49.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.以下结合附图对本技术的示范性实施例做出说明，其中包括本技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
51.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
52.如图1所示，本技术实施例提供了一种用于光学收发系统的对准装置，该对准装置包括第一安装位101、第二安装位102、位置检测机构200、焦平面检测机构300和配准机构400。其中，第一安装位101 用于承载光学收发系统的接收端的探测器120，第二安装位102用于承载光学收发系统的接收端的光学元件110。其中，位置检测机构200 悬置于第一安装位101的上方，用于获取探测器120的靶面的空间位置；焦平面检测机构300用于获取光学元件110的最佳焦平面的空间位置；配准机构400用于移动第一安装位101和/或第二安装位102，以使探测器120的靶面和光学元件110的最佳焦平面重合。
53.本技术实施例中的对准装置首先通过利用位置检测机构200获取探测器120的靶面的空间位置，利用焦平面检测机构300获取光学元件110的最佳焦平面的空间位置，在此基础上便可利用配准机构400 通过移动第一安装位101和/或第二安装位102，使探测器120的靶面与最佳焦平面重合，实现探测器120和光学元件110的配准。可见，本技术只需对光学收发系统的接收端单独进行装调配准，无需将整个光学收发系统组装为整机后再对接收端、发射端和旋转机构等部件进行联合调试，从而不仅避免了其他部件对接收端的干扰，提高了接收端的探测器120和光学元件110配准的精度和效率，降低了配准的难度，而且占地面积小、无需额外搭建应用场景，节约了成本。此外，探测器120和光学元件110配准的过程中也不需要依靠复杂电路系统进行信号的采集和分析。
54.如图1所示，焦平面检测机构300包括标靶产生机构310、光学检测机构320和升降机构330。其中，标靶产生机构310悬置于第二安装位102的上方，用于向光学元件110射出多个光路方向不同的测试标靶；光学检测机构320设于第二安装位102的下方，用于接收测试标靶经光学元件110的成像并将成像转换为检测信号；升降机构330 用于调节第二安装位102与光学检测机构320之间的间距。
55.下面以利用弥散斑评价成像的质量为例，对本技术实施例中用于光学收发系统的对准装置的使用方法进行介绍：
56.为了方便理解，现对弥散斑进行解释。以点光源为例，由于光学元件110存在像差、衍射等光学特性，因此点光源透过光学元件110 后在成像面的成像并不是一个点，而是弥
散成一个扩散像也即弥散斑。可见，弥散斑表征的是能量的集中程度，弥散斑越小，成像质量越好，利用弥散斑来评价成像质量更符合光学收发系统例如激光收发系统的实际使用场景。
57.使用本实施例的对准装置时：s1、将接收端的探测器120和光学元件110分别固定在第一安装位101和第二安装位102。s2、启动标靶产生机构310，以使标靶产生机构310射出的多束光路方向不同的测试标靶照射至光学元件110，测试标靶经光学元件110的成像则照射至光学检测机构320，光学检测机构320接收成像并转换为检测信号。s3、利用升降机构330调节第二安装位102与光学检测机构320 之间的间距，以实现离焦测试。随着光学元件110与光学检测机构320 之间的间距逐渐减小或增大，光学元件110在光学检测机构320上的成像的质量也即弥散斑的大小随之变化。当弥散斑最小时也即检测信号最强时，弥散斑所在位置即为最佳焦点位置。由此，以光学元件110 的光轴为z坐标在光学元件110上建立基准坐标系，各束测试标靶的光路方向不同均有对应的最佳焦点位置，通过各个最佳焦点位置在基准坐标系中的坐标就可确定出最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置。 s4、利用位置检测机构200获取探测器120的靶面相对位置检测机构 200的空间位置。s5、将探测器120的靶面的空间位置转换至基准坐标系中，以得到探测器120的靶面的转换空间位置。s6、根据探测器 120的靶面的转换空间位置以及最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置，利用配准机构400移动第一安装位101和/或第二安装位102，以使探测器120的靶面与最佳焦平面重合。s7、通过点胶等方式将探测器120和光学元件110固定在一起。
58.由上可知，本技术实施例通过在光学元件110的上下两侧分别设置标靶产生机构310和光学检测机构320，将标靶产生机构310射出的多束测试标靶透过光学元件110成像在光学检测机构320上以后，再利用升降机构330调节光学元件110与光学检测机构320之间的间距就可寻找出光学元件110成像的最佳焦平面。在此基础上，再利用位置检测机构200获取探测器120的靶面的空间位置，便可利用配准机构400移动第一安装位101和/或第二安装位102，使探测器120的靶面与最佳焦平面重合，实现探测器120和光学元件110的配准。
59.需要说明的是，为了确定最佳焦平面，本技术实施例除了可以通过利用弥散斑评价成像的质量以外，还可以利用调制传递函数 (modulation transfer function，简称mtf)或相干传递函数(coherenttransfer function，简称ctf)等评价函数。此外，为了能够寻找出最佳焦平面，升降机构330既可以上下移动第二安装位102，也可以上下移动光学检测机构320来增大或减小光学元件110与光学检测机构 320之间的间距，也就是说，第二安装位102或光学检测机构320设置于升降机构330。其中，升降机构330可以但不限于包括电动位移平台、压电陶瓷、液压油缸、气缸、螺母丝杠机构或凸轮机构，以便实现精准调节。
60.在一些实施例中，光学元件110可以但不限于包括镜头或用于激光雷达的光学组件。其中，用于激光雷达的光学组件可以为激光雷达的接收端光学组件。在光学元件110包括镜头的情况下，光学元件110 还可以包括至少一个棱镜，棱镜设于镜头的光轴上。其中，光学检测机构320包括光电探测器120。考虑到不同光学元件110的光学特性不同，从而标靶产生机构310射出的测试标靶透过在不同光学元件110 的成像大小不同，所以在光学检测机构320包括光电探测器120的情况下，对于成像很小的情况来说，光学检测机构320的检测精度会受到光电探测器120自身检测分辨率的影响，从而为了提高检测精度，光学检测机构320还包括光学放大机构(图中未示出)，光学放大机构设于第二安装位102与光电探测器
120之间，用于放大成像。其中，光学放大机构包括至少一个用于放大成像的透镜，也就是说，光学放大机构既可以仅包括一个透镜，也可以包括由多个透镜组成的透镜组件。
61.如图2至图4所示，多个测试标靶包括中心标靶311和多个侧向标靶312；其中，中心标靶311的中心轴与光学元件110的光轴重合，侧向标靶312的中心轴偏离光学元件110的光轴，且中心标靶311与至少两个侧向标靶312不共线，也就是说，中心标靶311和多个侧向标靶 312可确定一个平面或曲面。如图2所示，中心标靶311和侧向标靶 312呈球形分布，也就是说，中心标靶311的中心轴与光学元件110 的光轴重合，侧向标靶312的中心轴与光学元件110的光轴之间具有夹角。如图3所示，中心标靶311和侧向标靶312呈平面分布，也就是说，中心标靶311和侧向标靶312位于同一个水平面内，侧向标靶 312的中心轴平行于光学元件110的光轴。如图4所示，中心标靶311 和侧向标靶312呈梯形分布。当然，中心标靶311和侧向标靶312的分布方式并不局限于上述三种分布方式，标靶产生机构310包括用于产生测试标靶的激光光源、平行光管或led光源。
62.如图1所示，所述配准机构400包括空间移动机构410，空间移动机构410用于调节所述第一安装位101与所述第二安装位102的空间相对位置。为了能够使探测器120的靶面与最佳焦平面重合，空间移动机构410既可以移动第一安装位101使探测器120主动对准光学元件110，也可以移动第二安装位102使光学元件110主动对准探测器120，也就是说，第一安装位101或第二安装位102设置于空间移动机构410。其中，空间移动机构410包括多维度调节平台。多维度调节平台可以但不限于是六轴调节平台，具体地，多维度调节平台包括x轴、y轴、z轴、tilt/x轴、tilt/y轴和tilt/z；其中，x轴、y轴和z 轴相互垂直；tilt/x轴与x轴转动连接，用于绕x轴转动；tilt/y轴与y 轴转动连接，用于绕y轴转动；tilt/z轴与z轴转动连接，用于绕z轴转动。
63.另外，由于一些空间移动机构410例如六轴调节平台更适合微调，因此为了提高配准效率，在启动空间移动机构410之前可先对第一安装位101和第二安装位102的水平相对位置进行粗调，也即，配准机构400还包括平移机构420，平移机构420用于水平移动第一安装位 101和/或第二安装位102。如图1所示，平移机构420包括第一水平轴421以及与第一水平轴421垂直的第二水平轴422，第一水平轴421 可移动地设置于第二水平轴422，第一安装位101和/或第二安装位102 可移动地设置于第一水平轴421。例如，第一水平轴421为x轴，第二水平轴422为y轴。当然，平移机构420除了可以是包括第一水平轴421和第二水平轴422的多轴机构以外，还可以是机械手例如多轴机械手或转盘，只要能够实现第一安装位101、第二安装位102或光学检测机构320中至少一个的水平移动即可。
64.此外，在所述焦平面检测机构300包括标靶产生机构310、光学检测机构320和升降机构330的情况下，考虑到光学元件110固定于第二安装位102以后，光学元件110、标靶产生机构310、光学检测机构320三者在竖直方向可能有所偏离，所以为了能够使光学元件110、标靶产生机构310、光学检测机构320在竖直方向对齐，平移机构420 还用于水平移动标靶产生机构310、光学检测机构320和升降机构330 中的至少一个。
65.如图1和图5所示，对准装置还包括夹持组件500，夹持组件500 包括两个相对设置的夹爪510；其中，第二安装位102为形成于两个夹爪510之间的夹持空间。在平移机构420用于水平移动第二安装位 102的情况下，夹持组件500还包括支撑杆520，两个夹爪510固定于支撑杆520的第一端，支撑杆520的第二端安装于平移机构420，以使两个夹爪510悬置于光
学检测机构320的上方。当然，两个夹爪510 也可以通过其他方式悬置于光学检测机构320的上方。
66.在一些实施例中，位置检测机构200既可以包括tof相机，也可以包括距离传感器和工业相机，其中，所述距离传感器用于检测所述探测器120相对所述位置检测机构200的距离，所述工业相机用于检测所述探测器120相对所述位置检测机构200的水平位置。当然位置检测机构200也可以是其他位置检测设备。
67.下面以探测器120主动对准光学元件110为例：
68.如图5所示，第一安装位101设置于空间移动机构410即多维度调节平台，光学检测机构320设置于升降机构330，第二安装位102 为形成于两个夹爪510之间的夹持空间。平移机构420包括第一水平轴421、第二水平轴422，第一水平轴421套设有三个与其滑动配合的第一滑套，夹持组件500的支撑杆520、多维度调节平台和升降机构 330的底部均固定于对应的第一滑套，第二水平轴422套设有与其滑动配合的第二滑套，第一水平轴421固定于第二滑套。光学检测机构 320包括距离传感器和工业相机，多个测试标靶包括中心标靶311以及分布在中心标靶311外围的多个侧向标靶312，中心标靶311和多个侧向标靶312呈球形分布。
69.使用本实施例的对准装置时：
70.s1、将探测器120固定在第一安装位101上，同时将光学元件110 夹持在两个夹爪510之间。
71.s2、调节升降机构330和/或支撑杆520的水平位置，以使标靶产生机构310、光学元件110和光学检测机构320沿竖直方向对齐。具体地，推动第二滑套，以使第二滑套带动第一水平轴421沿第二水平轴422滑动，和/或推动与支撑杆520或升降机构330固定连接的第一滑套，以使第一滑套带动对应的支撑杆520或升降机构330沿第一水平轴421滑动。
72.s3、启动标靶产生机构310，使其向光学元件110射出中心标靶311和多个侧向标靶312。由此，中心标靶311和侧向标靶312透过光学元件110成像则照射在光学检测机构320上，光学检测机构320接收成像并转换为检测信号。由于中心标靶311和侧向标靶312相对光学元件110的位置一定，而光学元件110的成像特性也是确定的，因此中心标靶311和侧向标靶312透过光学元件110在光学检测机构320 上的成像位置也是一定的。
73.s4、启动升降机构330，以带动光学检测机构320逐渐趋近或远离光学元件110。在此过程中，光学元件110在光学检测机构320上的成像的质量也即弥散斑的大小随之变化。当弥散斑最小时也即检测信号最强时，弥散斑所在位置即为最佳焦点位置。由此，以光学元件 110的光轴为z坐标在光学元件110上建立基准坐标系，通过中心标靶311和侧向标靶312对应的最佳焦点位置在基准坐标系中的坐标就可确定出最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置。
74.s5、调节第一安装位101与距离传感器的水平相对位置，以通过距离传感器测得探测器120的靶面上不共线的至少三个点相对位置检测机构200的高度。其中，第一安装位101与距离传感器的水平相对位置的调节可以借助平移机构420或多维度调节平台来实现，当然鉴于多维度调节平台更适合于微调，所以采用平移机构420的调节效率更高。以采用平移机构420为例，由于多维度调节平台固定于套设于第一水平轴421的第一滑套，因此当需要调节第一安装位101与距离传感器的水平相对位置时，可以推动与多维度调节平台固定连
接的第一滑套，以使第一滑套带动多维度调节平台沿第一水平轴421滑动，或者，推动第二滑套，以使第二滑套通过第一水平轴421带动多维度调节平台沿第二水平轴422滑动。需要说明的是，为了实现第一安装位101与距离传感器的水平相对位置的调节，也可以不移动多维度调节平台，而移动距离传感器，也即位置检测机构200相对所述第一安装位101的水平位置可调。每次调节一次第一安装位101与距离传感器的水平相对位置后，还可利用工业相机拍摄探测器120，以获取探测器120的靶面相对位置检测机构200的水平位置。可见，通过借助距离传感器和工业相机就可获取探测器120的靶面相对位置检测机构 200的空间位置。
75.s6、调节支撑杆520的水平位置，以使光学元件110移动至探测器120的上方。具体地，推动第二滑套，以使第二滑套带动第一水平轴421沿第二水平轴422滑动，和/或推动与支撑杆520固定连接的第一滑套，以使第一滑套带动对应的支撑杆520沿第一水平轴421滑动，直至光学元件110大致移动至探测器120的上方。
76.s7、将探测器120的靶面的空间位置转换至基准坐标系中，以得到探测器120的靶面的转换空间位置。步骤s7既可以通过人工计算获得，也可以借助控制器例如计算机进行自动转换。
77.s8、根据探测器120的靶面的转换空间位置以及最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置，利用多维度调节平台移动探测器120，以使探测器120的靶面主动配准至光学元件110的最佳焦平面。
78.s8、通过点胶等方式将探测器120和光学元件110固定在一起。
79.下面以光学元件110主动对准探测器120为例：
80.如图6所示，第一安装位101设置于固定夹具600，第二安装位 102为形成于两个夹爪510之间的夹持空间，夹持组件500的支撑杆 520固定于空间移动机构410即多维度调节平台，光学检测机构320 设置于升降机构330。平移机构420包括第一水平轴421、第二水平轴 422，第一水平轴421套设有三个与其滑动配合的第一滑套，固定夹具 600、多维多调节平台和升降机构330的底部均固定于对应的第一滑套，第二水平轴422套设有与其滑动配合的第二滑套，第一水平轴421固定于第二滑套。位置检测机构200包括距离传感器和工业相机，多个测试标靶包括中心标靶311以及分布在中心标靶311外围的多个侧向标靶312，中心标靶311和多个侧向标靶312呈球形分布。
81.使用本实施例的对准装置时：
82.s1、将探测器120固定在固定夹具600上，同时将光学元件110 夹持在两个夹爪510之间。
83.s2、调节升降机构330和/或多维度调节平台的水平位置，以使标靶产生机构310、光学元件110和光学检测机构320沿竖直方向对齐。具体地，推动第二滑套，以使第二滑套带动第一水平轴421沿第二水平轴422滑动，和/或推动与多维度调节平台或升降机构330固定连接的第一滑套，以使第一滑套带动对应的多维度调节平台或升降机构 330沿第一水平轴421滑动。
84.s3、启动标靶产生机构310，使其向光学元件110射出中心标靶 311和多个侧向标靶312。由此，中心标靶311和侧向标靶312射出的测试标靶则透过光学元件110成像照射在光学检测机构320，光学检测机构320接收成像并转换为检测信号。由于中心标靶311和侧向
标靶312相对光学元件110的位置一定，而光学元件110的成像特性也是确定的，因此中心标靶311和侧向标靶312射出的测试标靶透过光学元件110后在光学检测机构320上的成像位置也是一定的。
85.s4、启动升降机构330，以带动光学检测机构320逐渐趋近或远离光学元件110。在此过程中，光学元件110在光学检测机构320上的成像的质量也即弥散斑的大小随之变化。当弥散斑最小时也即检测信号最强时，弥散斑所在位置即为最佳焦点位置。由此，以光学元件 110的光轴为z坐标在光学元件110上建立基准坐标系，通过中心标靶311和侧向标靶312对应的最佳焦点位置在基准坐标系中的坐标就可确定出最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置。
86.s5、调节第一安装位101与距离传感器的水平相对位置，以通过距离传感器测得探测器120的靶面上不共线的至少三个点相对位置检测机构200的高度。由于固定夹具600固定于套设于第一水平轴421 的第一滑套，因此当需要调节第一安装位101与距离传感器的水平相对位置时，可以推动与固定夹具600固定连接的第一滑套，以使第一滑套带动固定夹具600沿第一水平轴421滑动，或者，推动第二滑套，以使第二滑套通过第一水平轴421带动固定夹具600沿第二水平轴 422滑动。需要说明的是，为了实现第一安装位101与距离传感器的水平相对位置的调节，也可以不移动固定夹具600，而移动距离传感器，也即位置检测机构200相对所述第一安装位101的水平位置可调。每次调节固定夹具600的水平位置后，还可利用工业相机拍摄探测器 120，以获取探测器120的靶面相对位置检测机构200的水平位置。可见，通过借助距离传感器和工业相机就可获取探测器120的靶面相对位置检测机构200的空间位置。
87.s6、调节多维度调节平台的水平位置，以使光学元件110移动至探测器120的上方。具体地，推动第二滑套，以使第二滑套带动第一水平轴421沿第二水平轴422滑动，和/或推动与多维度调节平台固定连接的第一滑套，以使第一滑套带动对应的多维度调节平台沿第一水平轴421滑动，直至光学元件110大致移动至探测器120的上方。
88.s7、将探测器120的靶面的空间位置转换至基准坐标系中，以得到探测器120的靶面的转换空间位置。步骤s7既可以通过人工计算获得，也可以借助控制器例如计算机进行自动转换。
89.s8、根据探测器120的靶面的转换空间位置以及最佳焦平面在基准坐标系中的空间位置，利用多维度调节平台移动光学元件110，以使光学元件110的最佳焦平面主动配准至探测器120的靶面。
90.s9、通过点胶等方式将探测器120和光学元件110固定在一起。
91.上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。