多视场红外光学系统补偿装调方法技术方案

多视场红外光学系统补偿装调方法，属于光学装调技术领域，尤其涉及一种多视场红外光学系统的装调方法。装调过程首先采用光学设计软件模拟分析各透镜的装调误差对光学系统成像质量及像点漂移的影响；然后根据影响情况选取出平移或倾斜状态下，各视场敏感透镜；其次依据各视场的成像情况微调补偿环节对系统进行实时装调。本发明专利技术以敏感透镜为补偿环节来保证多视场红外光学系统成像质量及各视场间的同轴度，普遍适用于可见光、红外等各波段光学系统，装调效率较高。

【技术实现步骤摘要】
多视场红外光学系统补偿装调方法
本专利技术属于光学装调
，尤其涉及一种多视场红外光学系统的装调方法。
技术介绍
红外热像仪的发展趋势是看得更远、更清、更宽广。单一视场的热像系统已难以满足需求。目前，多视场、长焦距的高性能红外光学系统的应用越来越广泛，这对光学系统的设计、加工及装调均提出了新的挑战。此类产品对成像质量及各视场间的同轴度均有较高要求，如何二者兼顾，成了目前光学装调领域的难题。传统光学系统装调主要依靠中心偏测量仪和技术人员的工程经验，在装调过程前和过程中无法对系统的成像效果进行精确预估和分析。存在不可视、不定量、装调周期长等缺点，因而不能满足日益高精度光学系统装调的需要。随着计算机仿真技术、光学检测技术的发展，利用像差理论指导反射式光学系统的装调获得成功。但透射式光学系统由于透镜较多，需控制变量较多，计算机辅助装调的方法计算补偿量存在困难。且需要一些专门的仪器，还要对光学检测结果进行仔细的研究，有可能需要几个回合才能完成装调，过程比较繁琐。廖志波等介绍了一种借助计算机辅助装调技术，通过设置补偿环节的方法来提高透射式光学系统的装调质量和效率。但此方法没有考虑透镜装调误差对像点漂移，破坏各视场间的同轴度的影响，难以有效指导多视场光学系统的成像质量及各视场间同轴度的装调。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种多视场红外光学系统的装调方法，该方法兼顾了系统对成像质量及各视场同轴度的装调要求。多视场红外光学系统补偿装调方法，其特征在于装调过程包括以下步骤：S1，采用光学设计软件模拟分析各透镜的装调误差对光学系统成像质量及像点漂移的影响；S2，根据影响情况选取出平移或倾斜状态下，对各视场敏感的透镜；S3，从敏感透镜中选取出补偿环节透镜；S4，依据各视场的成像情况微调补偿环节对系统进行实时装调；所述的光学系统，至少有三个视场；所述的敏感透镜，为其平移或倾斜状态下，对成像质量及像点漂移有影响，且影响程度比其他透镜大的透镜；所述的补偿环节的选取，每个视场都要选出至少一个敏感透镜，排除装调基准透镜，且考虑光学系统各透镜便于调整，以及组合方式。光学系统各透镜的误差存在互补性,即一个透镜的倾斜、平移对系统像质的影响可通过其他透镜的倾斜、平移给以补偿。该特性可用于光学系统的像质保证，同样也适用于像点漂移，用于多视场光学系统的同轴度调校。本专利技术的优点：1、基于光学设计软件分析光学系统各透镜的装调误差，并以敏感透镜为补偿环节来保证多视场红外光学系统成像质量及各视场间的同轴度。2、普遍适用于可见光、红外等各波段光学系统。3、装调效率较高。附图说明图1是实施例1多视场红外光学系统图。图2是实施例1透镜平移对成像质量的影响。图3是实施例1透镜倾斜对成像质量的影响。图4是实施例1窄视场下装调偏差对像点漂移的影响。图5是实施例1中视场下装调偏差对像点漂移的影响。图6是实施例1宽视场下装调偏差对像点漂移的影响。具体实施方式实施例1，以某一红外多视场光学系统为例，光学系统形式如图1所示。该光学系统有8个透镜，长焦焦距长450mm、变倍比大20倍，光学系统传递函数接近衍射极限，对系统的像质及各视场同轴度要求较高。装调过程首先采用光学设计软件ZEMAX模拟分析各透镜的装调误差对光学系统成像质量及像点漂移的影响；然后根据影响情况选取出平移或倾斜状态下，宽、中、窄三视场敏感透镜；其次依据各视场的成像情况微调补偿环节对系统进行实时装调。具体步骤如下：S1，判断装调误差对像质的影响，通过光学系统中各透镜的装调误差平移和倾斜对光学系统成像质量，即波前均方根RMS的测量判断；模拟宽、中、窄三视场下各透镜单独平移0.1mm或倾斜0.1°时，各装调误差对像质的影响相对大小，结果如图2、图3。S2，选取出对于像质，平移或倾斜状态下，宽、中、窄三视场敏感透镜，具体选取的过程是：(1)宽、中、窄三个视场都要选出至少一个为敏感透镜；(2)窄视场下第1、2透镜的平移对成像质量影响明显远大于其他透镜平移对成像质量的影响，其它透镜均不敏感，如图2所示；第1、3、4透镜的倾斜对成像质量影响较为接近，且明显大于其他透镜倾斜对成像质量的影响，如图3所示；(3)中视场下第3、4、6、7透镜的倾斜对像质影响较大，且明显大于其他透镜倾斜对成像质量的影响，如图3所示；(4)宽视场下第6、7透镜的倾斜对像质影响较大，且明显大于其他透镜倾斜对成像质量的影响，如图3所示。S3，判断装调偏差对像点漂移的影响，通过光学系统中各透镜的装调误差平移和倾斜对像点漂移的影响判断；模拟窄、中、宽视场下各透镜分别平移0.1mm或倾斜0.1°，各装调偏差对像点漂移的影响相对大小分别如图4、图5、图6。S4，选取出对于像点漂移，平移或倾斜状态下，宽、中、窄三视场敏感透镜，具体选取的过程是：(1)宽、中、窄三个视场都要选出至少一个敏感透镜；(2)窄视场下第1、2、3、4透镜的倾斜对像点漂移影响较大，如图4所示；第1、2透镜的平移对像点漂移影响较大，且明显大于其他透镜平移对像点漂移影响，如图3所示；(3)中视场下第3、4透镜的倾斜对像点漂移影响较大，如图5所示；第2、4、6、7透镜的平移对像点漂移影响较大，如图5所示；(4)宽视场下第3、4透镜的倾斜对像对漂移影响较大，如图6所示；第6、7透镜的平移对像对漂移影响较大，如图6所示。S5，选取敏感的补偿环节透镜，具体是：(1)列出倾斜或平移都对某个视场的成像质量或像点漂移影响较大的敏感透镜，本实施例中第1、2、3、4、6、7透镜的倾斜或平移都对某个视场的成像质量或像点漂移影响较大，如下表1所列：表1(2)本实施例中，第1透镜作为装调基准，它的装调精度可以保证，不适宜作为补偿的环节，因此不能作为补偿环节；(3)其它敏感透镜中，第2透镜被设计单独安装在一个结构件内，第3-4透镜被设计安装在同一个机构件内，将一起动，作为一组；第6-7透镜被设计安装在同一个结构件内，将一起动，作为一组补偿环节。(4)对像质调整的补偿环节的选取：窄视场可采用2、3-4透镜作为补偿环节；中视场可采用3-4、6-7透镜作为补偿环节；宽视场可采用6-7透镜作为补偿环节；对同轴度调整补偿环节的选取：窄视场可采用2、3-4透镜作为补偿环节；中视场可采用2、3-4、6-7透镜作为补偿环节；宽视场可采用3-4、6-7透镜作为补偿环节；综合以上，要实现对像质和同轴度，在窄、中、宽三个视场的调整，选取3-4透镜为一个补偿环节，6-7透镜为一个补偿环节；相对来说，第3-4透镜比第2透镜更敏感，因此选取3-4为补偿环节。S6，在利用中心偏测量仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多视场红外光学系统补偿装调方法，其特征在于装调过程包括以下步骤：/nS1，采用光学设计软件模拟分析各透镜的装调误差对光学系统成像质量及像点漂移的影响；/nS2，根据影响情况选取出平移或倾斜状态下，对各视场敏感的透镜；/nS3，从敏感透镜中选取出补偿环节透镜；/nS4，依据各视场的成像情况微调补偿环节对系统进行实时装调；/n所述的光学系统，至少有三个视场；/n所述的敏感透镜，为其平移或倾斜状态下，对成像质量及像点漂移有影响，且影响程度比其他透镜大的透镜；/n所述的补偿环节的选取，每个视场都要选出至少一个敏感透镜，排除装调基准透镜，且考虑光学系统各透镜便于调整，以及组合方式。/n

【技术特征摘要】
1.多视场红外光学系统补偿装调方法，其特征在于装调过程包括以下步骤：
S1，采用光学设计软件模拟分析各透镜的装调误差对光学系统成像质量及像点漂移的影响；
S2，根据影响情况选取出平移或倾斜状态下，对各视场敏感的透镜；
S3，从敏感透镜中选取出补偿环节透镜；
S4，依据各视场的成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏波，于振龙，黄伟，徐双喜，杨帆，高加永，彭嘉辉，陶升礼，付天，
申请(专利权)人：昆明北方红外技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53