一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法技术方案

本申请公开了一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，包括：选取待测辅助设备，并计算与待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；将点光源显微镜移动至预定位置，发射与理想光轴平行的准直光至位于待测辅助设备的焦点处的靶面；判断准直光在靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合，若否，则根据光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算待测辅助设备的实际光轴的位置；根据实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。相对现有技术中的不仅可以节省成本，而且缩短误差检测时间，还可以适应不同口径光学系统的光轴误差检测任务。本申请还公开了一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测系统，具有同样的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法
本专利技术涉及光电
，更具体地说，涉及一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法。
技术介绍
光电系统是测控仪器的重要组成部分，由实现光学变换的光学系统与实现光电转换的光电探测器组成。被测对象发出的光经过光学系统转变为会聚光束、发散光束、平行光束或者其它形式的结构光束，形成光信息被光电探测器接收，转换为电信号进行处理。随着光电系统的发展，多光轴光学系统中包括多个不同的测量设备，如对被测对象进行跟踪瞄准的多个辅助设备，以及用于根据辅助设备得到的瞄准位置对被测对象的光信息进行捕获的主设备。然而，主设备与辅助设备需要共享一个跟踪架，为使多光轴光学系统的测量具有一致性，需要对各个测量设备的光轴进行调节，务必保证各个测量设备的光轴平行性保持在一定的精度内。对传统方法而言，多光轴光电系统的光轴标校主要是使用与被测对象尺寸相当的大口径平面镜，另一种是利用自然星的方法。将光学系统与之对准，可以形成自准直光路对光学系统中的各个辅助设备的光轴位置进行调节。然而，大口径平面镜不仅制造成本巨大，同时需要光学系统已经粗调至一定的精度，可以通过大口径平面镜形成光路，大大制约了其效率。因此，如何提高调整光学系统中各个测量设备的光轴平行性的效率是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，能够提高调整光学系统中各个测量设备的光轴平行性的效率。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，包括：选取待测辅助设备，并计算与所述待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；将点光源显微镜移动至所述预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备的焦点处的靶面；判断所述准直光在所述靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合，若否，则根据所述光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置；根据所述实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。优选的，在上述方法中，将点光源显微镜移动至所述预定位置，具体包括：利用机械臂将点光源显微镜移动至所述预定位置，所述光源显微镜设置于所述机械臂的移动末端。优选的，在上述方法中，计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置之后，还包括：在所述机械臂上设置激光跟踪仪靶球，并利用激光跟踪仪获取所述待测辅助设备的实际光轴的三维空间信息。优选的，在上述方法中，在所述机械臂上设置激光跟踪仪靶球，具体包括：在所述机械臂上设置三个所述激光跟踪仪靶球，所述激光跟踪仪靶球分别位于直角等边三角形的三个顶点位置。本专利技术还提供了一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测系统，包括：位置选取模块，用于选取待测辅助设备，并计算与所述待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；显微镜移动装置，用于将点光源显微镜移动至所述预定位置；光源显微镜，用于发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备的焦点处的靶面；判断模块，用于判断所述准直光在所述靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合；计算模块，用于根据所述光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置，根据所述实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。优选的，在上述系统中，所述显微镜移动装置为机械臂，所述光源显微镜设置于所述机械臂的移动末端。优选的，在上述系统中，还包括：设置于所述机械臂上的三个激光跟踪仪靶球，所述激光跟踪仪靶球分别位于直角等边三角形的三个顶点位置；激光跟踪仪，用于获取所述待测辅助设备的实际光轴的三维空间信息。优选的，在上述系统中，所述光源显微镜发射的所述准直光为功率为0.2mW、直径为6mm的准直激光或者红色LED准直光。从上述技术方案可以看出，本专利技术所提供的一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，包括：选取待测辅助设备，并计算与所述待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；将点光源显微镜移动至所述预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备的焦点处的靶面；判断所述准直光在所述靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合，若否，则根据所述光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置；根据所述实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。本专利技术提供的多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，通过将光源显微镜移动至待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光，形成的光斑与靶面中心之间的偏离距离得到光轴位置误差。对待测辅助设备的光轴位置误差进行测量，以便于基于检测结果对待测辅助设备的光轴位置进行调节。由于多光轴光学系统中包括了主设备与多个辅助设备，因此，在一个辅助设备的光轴调节结束后，接着对另一个辅助设备进行装调，直至全部子系统的轴线误差得到检测并装调完成。相对现有技术中的不仅可以节省成本，而且缩短误差检测时间，还可以适应不同口径光学系统的光轴误差检测任务。本专利技术还提供了一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测系统，具有同样的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测系统示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法示意图。在一种具体的实施方式中，提供一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，包括：步骤S1：选取待测辅助设备01，并计算与所述待测辅助设备01的理想光轴重合的预定位置。其中，在多光轴光学系统中包括多个辅助设备与一个主设备，选取其中一个辅助设备作为待测辅助设备01。预定位置为需要光源显微镜PSM发射的准直光束入射的位置，大体分布与待测辅助设备01的光轴重合。对于所到达的预定位置，可以通过空间机构学的基本原理进行计算，亦可在实际装调的过程中现场进行调节。步骤S2：将点光源显微镜02移动至所述预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备01的焦点处的靶面。其中，PSM具有两种工作模式，既可以作为小型的平行光管，又可在添加镜头之后，发射出标准的球面波。本实施例中，PSM作为一种便携性设备，通过各种方式均可以将光源显微镜PSM移动至预定位置后，即位于待测辅助设备01的理想光轴附近，利用其平行光管模式入射平行光。本实施例中，通过机械臂04将PSM携带，使得PSM可达到位于机械臂04工作空间中的任意位置，结合机械臂04冗余的自由度，可实现PSM的出光口可以位于任意方向，出射光可自由指向。需要指出的是，将PSM移动至预定位置的方式包括但不限于利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，其特征在于，包括：选取待测辅助设备，并计算与所述待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；将点光源显微镜移动至所述预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备的焦点处的靶面；判断所述准直光在所述靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合，若否，则根据所述光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置；根据所述实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。

【技术特征摘要】
1.一种多光轴光学系统的光轴位置误差检测方法，其特征在于，包括：选取待测辅助设备，并计算与所述待测辅助设备的理想光轴重合的预定位置；将点光源显微镜移动至所述预定位置，发射与所述理想光轴平行的准直光至位于所述待测辅助设备的焦点处的靶面；判断所述准直光在所述靶面上形成的光斑是否与靶面中心重合，若否，则根据所述光斑与所述靶面中心之间的偏离距离计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置；根据所述实际光轴的位置以及所述理想光轴的位置计算光轴位置误差。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将点光源显微镜移动至所述预定位置，具体包括：利用机械臂将点光源显微镜移动至所述预定位置，所述光源显微镜设置于所述机械臂的移动末端。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述待测辅助设备的实际光轴的位置之后，还包括：在所述机械臂上设置激光跟踪仪靶球，并利用激光跟踪仪获取所述待测辅助设备的实际光轴的三维空间信息。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述机械臂上设置激光跟踪仪靶球，具体包括：在所述机械臂上设置三个所述激光跟踪仪靶球，所述激光跟踪仪靶球分别位于直角等边三角形的三个顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，安其昌，赵宏超，郭鹏，姜海波，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22