基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于夏克‑哈特曼波前传感的航空相机检焦装置及方法，能够在不引入额外的测量元件的前提下，实现光学系统全孔径范围内的焦面检测，且对夏克‑哈特曼波前传感器的安装位置和扫描镜的控制精度要求不高，特别适合航空成像环境。夏克‑哈特曼波前传感器放置在航空相机光学系统的入瞳前方，如扫描镜的上方，这样做有利于航空相机结构小型化，还可以解决航空相机光学系统像空间紧凑，采用传统光电自准直检焦法无法同时放入检焦光栅、光源组件和光电接收器件的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置及方法
本专利技术属于航空相机测试与成像
，具体涉及基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置及方法。
技术介绍
航空相机在工作过程中会受到自然环境(如大气、温度、地形)和载机飞行姿态的影响，造成成像探测器的光敏面位置偏离理想像平面，严重影响图像的清晰度和分辨力。因此，要想获得高清晰度的图像，就需要在航空相机成像前进行检调焦。航空相机上常用的检调焦方法为光电自准直法，该方法在像平面上放置Ronchi光栅并用光源照明，利用光学自准直原理通过垂直于光学系统光轴放置的扫描镜将光栅像原路返回并成像在与发射光栅的共轭放置的接收光栅上，在其后端使用光敏元件接收，通过接收到的能量大小来判断焦面位置。在光刻机检焦领域，申请号201410479415.1的专利申请公开了一种基于哈特曼波前检测原理的检焦方法，用于实时检测光刻机系统的硅片位置，该检焦系统包括光源及准直扩束系统、前置透镜组、被测硅片、后置透镜组、微透镜阵列和CCD探测器组成，该方法的组成元件较多，装调精度要求较高，环境适应性较差；申请号2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置，其特征在于，包括夏克-哈特曼波前传感器、检焦光源、扫描镜、航空相机光学系统、相机控制器、调焦控制器和图像处理模块；其中，夏克-哈特曼波前传感器包括微透镜阵列和成像探测器；夏克-哈特曼波前传感器与检焦光源光束发散角相匹配；/n在航空相机对地成像时，扫描镜与光轴成倾斜45°工况，将地面景物信息送达光学系统的入瞳内；/n当需要检焦时，相机控制器发出指令，调焦控制器将扫描镜绕俯仰轴旋转180°，此时像面上的检焦光源开始工作，发出的光束经过航空相机光学系统准直后沿对地成像时光路的反方向传播，经过扫描镜后入射到夏克-哈特曼波前传感器的微透镜阵列中去，最后...

【技术特征摘要】
1.一种基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置，其特征在于，包括夏克-哈特曼波前传感器、检焦光源、扫描镜、航空相机光学系统、相机控制器、调焦控制器和图像处理模块；其中，夏克-哈特曼波前传感器包括微透镜阵列和成像探测器；夏克-哈特曼波前传感器与检焦光源光束发散角相匹配；
在航空相机对地成像时，扫描镜与光轴成倾斜45°工况，将地面景物信息送达光学系统的入瞳内；
当需要检焦时，相机控制器发出指令，调焦控制器将扫描镜绕俯仰轴旋转180°，此时像面上的检焦光源开始工作，发出的光束经过航空相机光学系统准直后沿对地成像时光路的反方向传播，经过扫描镜后入射到夏克-哈特曼波前传感器的微透镜阵列中去，最后成像在夏克-哈特曼波前传感器的成像探测器上；调焦控制器驱动检焦光源沿光轴按事先规划的步长移动完整个调焦行程，图像处理模块将每个步长下的夏克-哈特曼波前传感器中的成像探测器上的光斑位置信息进行记录和解算，通过记录信息比对得到焦面位置信息，最后由调焦控制器驱动成像探测器到达焦面位置，完成检焦过程。


2.如权利要求1所述的基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置，其特征在于，所述检焦光源为发光二极管，发光二极管的工作波长与航空相机的光学系统的工作波长相一致。


3.如权利要求2所述的基于夏克-哈特曼波前传感的航空相机检焦装置，其特征在于，所述发光二极管的工作波长为单色光波长，匹配夏克-哈特曼波前传感器的峰值响应特性。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘学吉，张洪文，于春风，陈志超，远国勤，
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