扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法，包括步骤：将点光源和光电探测器分别固定于成像系统的像方和物方；在屏幕上安装光电探测器；记录点光源在屏幕上的像在扫描去程和回程分别扫过光电探测器时扫描镜的旋转编码器的输出值；求出一个扫描周期内去程和回程的旋转编码器输出值之差，即为扫描镜的动态回差。本发明专利技术可快速测得扫描镜在动态扫描过程中的真实回差，避免了采用静态测量或者间接测量替代动态测量造成的测量误差，且测量精度高，手段简单。

【技术实现步骤摘要】
扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法
本专利技术属于探测成像
，涉及扫描成像系统的误差测量，具体指的是一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法。
技术介绍
扫描成像是一种常用的光学成像方式，其特点是牺牲一定的成像速度，从而用较少数量的探测器来采集较高分辨率的空间图像。在不适合采用面阵探测器且对成像速度的要求不高的场合，扫描成像有着广泛的应用。在扫描成像系统中，扫描镜的运动方式是绕旋转轴作往复摆动，其摆角位置通过旋转编码器精确反馈到扫描控制系统中。当扫描镜和旋转编码器之间存在传动间隙时，旋转编码器便不能准确反映扫描镜的真实摆角位置，其表现为旋转编码器在扫描镜去程和回程内输出值相同的时候，对应的描镜实际的摆角位置并不相同，而是差一个传动间隙角，该间隙角即称为动态回差。由于最终获取的图像需根据旋转编码器的输出值进行拼合，因此动态回差的存在，会使得去程图像和回程图像之间存在错位。因此如何精确测得扫描镜的动态回差，是对去程和回程图像的错位进行修正的重要环节。由于动态回差属于系统误差，无法被系统自身所获取，因此需要通过辅助手段进行测量，其方法通常是将电机的转子锁定，用手转动扫描镜作往复运动，将此时旋转编码器输出值的变化范围作为扫描镜的动态回差。这种方式的缺点主要有：1、扫描镜为精密光学元件，可能非常轻薄，用手转扫描镜可能造成扫描镜的变形甚至损坏；2、用手转动扫描镜的速度和电机驱动扫描镜的速度并不相等，因此测得的扫描镜动态回差实际上是用静态回差近似替代的结果，和真实的动态回差并不能完全等价。因此，有必要找到一种准确的动态回差测量方法，能方便地测出扫描成像系统中扫描镜的动态回差，并用以修正图像错位，使得扫描去程和回程的图像可以精确地对齐。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法，测量过程准确方便，测试手段易于实现，便于推广。本专利技术时根据以下技术方案实现的：一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在扫描成像系统的物方放置一屏幕，并在像方放置一点光源，调节屏幕和点光源的位置，使点光源发出的光经扫描成像系统和扫描镜后在屏幕上成的像变清晰，并将点光源和屏幕的位置固定；步骤2：启动扫描镜驱动电机，看到在屏幕上成的像在屏幕上来回移动并形成固定的轨迹线，用笔将该轨迹线标记于屏幕上；步骤3：关闭扫描镜驱动电机，将一光电探测器固定于屏幕上，且位于固定的轨迹线上，精细调节光电探测器的位置，使在屏幕上成的像扫过光电探测器时，光电探测器有信号输出；步骤4：再次启动扫描镜驱动电机，用扫描控制器记录在屏幕上成的像在扫描的去程和回程分别扫过光电探测器的瞬时，扫描镜旋转编码器的位置信号输出值；步骤5：计算一个扫描和周期内去程和回程旋转编码器输出值之差，为扫描成像系统中扫描镜的动态回差。上述技术方案中，所述扫描镜驱动电机带动扫描镜作一维往复摆动。上述技术方案中，所述光电探测器包含一光线接受窗口和一信号输出端口，且光线接收窗口和信号输出窗口存在联动关系：当光线接受窗口接收到光信号后，信号输出端口有信号输出。上述技术方案中，所述扫描镜旋转编码器安装于扫描镜驱动电机的转子上、电机减速机构的输出轴上或者扫描镜转轴上任一位置，并且所述扫描镜旋转编码器输出的位置信号可以是增量式的或者绝对式的。上述技术方案中，所述光电探测器的输出信号和所述扫描镜旋转编码器输出的位置信号都输入扫描控制器，当扫描控制器接收到光电探测器的输出信号后，会记录并显示瞬时的扫描镜旋转编码器的值。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：通过本专利技术提供的方法，可以快速测得扫描成像系统中扫描镜的动态回差，显著提高图像质量并大大缩短了扫描成像系统的研发周期。本专利技术具有很强的通用性，适用于从可见光到微波各种波长的扫描成像系统。此外，本专利技术所涉及的检测元件均为市场上常见的元件，检测成本十分低廉。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术扫描成像系统中扫描镜动态回差测量方法一实施例的测量装置图；其中，附图标记：1-屏幕，2-扫描镜，3-扫描镜驱动电机，4-点光源，5-扫描镜旋转编码器，6-光，7-光电探测器，8-轨迹线，9-扫描成像系统，10-像，11-扫描控制器。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。下面结合附图1对本专利技术提出的摆动扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法的一个具体实施例作详细说明。步骤1：在扫描成像系统9的物方放置一屏幕1，并在像方放置一点光源，调节屏幕1和点光源4的位置，使点光源4发出的光6经扫描成像系统9和扫描镜2后在屏幕1上成的像变清晰，并将点光源4和屏幕1的位置固定；步骤2：启动扫描镜驱动电机3，看到在屏幕1上成的像10在屏幕上来回移动并形成固定的轨迹线8，用笔将该轨迹线8标记于屏幕1上；步骤3：关闭扫描镜驱动电机3，将一光电探测器7固定于屏幕1上，且位于固定的轨迹线8上，精细调节光电探测器7的位置，使在屏幕上成的像10扫过光电探测器7时，光电探测器7有信号输出；步骤4：再次启动扫描镜驱动电机3，用扫描控制器11记录在屏幕1上成的像10在扫描的去程和回程分别扫过光电探测器7的瞬时，扫描镜旋转编码器5的位置信号输出值；步骤5：计算一个扫描和周期内去程和回程旋转编码器5输出值之差，为扫描成像系统9中扫描镜2的动态回差。扫描镜驱动电机3的输出轴和扫描镜2的转轴联结，当扫描镜驱动电机3的电机减速机构输出轴来回旋转时，能带动扫描镜2作一维往复摆动。光电探测器7包含一光线接受窗口和一信号输出端口，且光线接收窗口和信号输出窗口存在联动关系：当光线接受窗口接收到光信号后，信号输出端口有信号输出。扫描镜旋转编码器5可安装于扫描镜驱动电机3的转子上、电机减速机构输出轴上或者扫描镜2转轴上的任一位置。当扫描镜驱动电机3旋转时，扫描镜旋转编码器5能相应地反映扫描镜驱动电机3的转子转角、电机减速机构输出轴的转角或者扫描镜2转轴的转角，并且所述扫描镜旋转编码器5输出的位置信号可以是增量式的或者绝对式的。光电探测器7的输出信号和所述扫描镜旋转编码器5输出的位置信号都输入扫描控制器11，通过所述扫描控制器11进行处理：当扫描控制器11接收到光电探测器7的输出信号后，会记录并显示该瞬时的扫描镜旋转编码器5的位置信号输出值。采用本专利技术的测量方法，可以快速测出一套扫描成像系统中扫描镜的动态回差，且测量精度高，手段简单。本专利技术中未详细阐述的部分属于本领域内的公知技术。以上实施例仅用于说明本专利技术的技术方案而非限制在具体的实施范围内，对于本领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在权利要求限定和确定的本专利技术的精神范围之内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术的构思创造均在保护之列。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在扫描成像系统的物方放置一屏幕，并在像方放置一点光源，调节屏幕和点光源的位置，使点光源发出的光经扫描成像系统和扫描镜后在屏幕上成的像变清晰，并将点光源和屏幕的位置固定；步骤2：启动扫描镜驱动电机，看到在屏幕上成的像在屏幕上来回移动并形成固定的轨迹线，用笔将该轨迹线标记于屏幕上；步骤3：关闭扫描镜驱动电机，将一光电探测器固定于屏幕上，且位于固定的轨迹线上，精细调节光电探测器的位置，使在屏幕上成的像扫过光电探测器时，光电探测器有信号输出；步骤4：再次启动扫描镜驱动电机，用扫描控制器记录在屏幕上成的像在扫描的去程和回程分别扫过光电探测器的瞬时，扫描镜旋转编码器的位置信号输出值；步骤5：计算一个扫描和周期内去程和回程旋转编码器输出值之差，为扫描成像系统中扫描镜的动态回差。

【技术特征摘要】
1.一种扫描成像系统中扫描镜动态回差的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：在扫描成像系统的物方放置一屏幕，并在像方放置一点光源，调节屏幕和点光源的位置，使点光源发出的光经扫描成像系统和扫描镜后在屏幕上成的像变清晰，并将点光源和屏幕的位置固定；步骤2：启动扫描镜驱动电机，看到在屏幕上成的像在屏幕上来回移动并形成固定的轨迹线，用笔将该轨迹线标记于屏幕上；步骤3：关闭扫描镜驱动电机，将一光电探测器固定于屏幕上，且位于固定的轨迹线上，精细调节光电探测器的位置，使在屏幕上成的像扫过光电探测器时，光电探测器有信号输出；步骤4：再次启动扫描镜驱动电机，用扫描控制器记录在屏幕上成的像在扫描的去程和回程分别扫过光电探测器的瞬时，扫描镜旋转编码器的位置信号输出值；步骤5：计算一个扫描和周期内去程和回程旋转编码器输出值之差，为扫描成像系统中扫描镜的动态回差。2.根据权利要求1所述的一种扫描成像系...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯丽伟，谢巍，周德亮，臧元章，曹德华，林一超，
申请(专利权)人：上海微波技术研究所中国电子科技集团公司第五十研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31