一种光轴偏移标定系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光轴偏移标定系统及方法，该系统包括主镜、分光棱镜和探测器；所述主镜，用于接收待测平行光，反射汇聚至分光棱镜；所述分光棱镜，用于接收经主镜反射的待测光，进行分光后反射至探测器，形成光斑；所述探测器，用于根据所述光斑，获取光斑质心坐标，并根据所述光斑质心坐标得到光轴偏移量；通过所述光轴偏移量对光轴进行标定。本发明专利技术标定系统或方法可有效提高光轴偏移标定精度。方法可有效提高光轴偏移标定精度。方法可有效提高光轴偏移标定精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光轴偏移标定系统及方法


[0001]本专利技术涉及光轴标定
，更具体的说是涉及一种光轴偏移标定系统及方法。

技术介绍

[0002]在各种光学系统中，光轴偏移度是仪器的关键技术指标之一，直接影响系统的探测能力。随着各种光学仪器应用范围的扩大和应用需求的提高，对光学仪器的稳定性、光轴偏移度的要求也越来越高，因此，需要标准的仪器或设备能对其进行测试，及时标定光轴的偏移情况。
[0003]目前，在实际工程应用中，光轴偏移度的标定主要基于平行光管；但单一的依靠平行光管，其标定精度已无法满足当前的需求。
[0004]因此，如何提高标定精度，克服现有技术中的上述问题，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种光轴偏移标定系统及方法，目的在于提高光轴偏移标定精度。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一方面，本专利技术公开了一种光轴偏移标定系统，包括主镜、分光棱镜和探测器；
[0008]所述主镜，用于接收待测平行光，反射汇聚至分光棱镜；
[0009]所述分光棱镜，用于接收经主镜反射的待测光，进行分光后反射至探测器，形成光斑；
[0010]所述探测器，用于根据所述光斑，获取光斑质心坐标，并根据所述光斑质心坐标得到光轴偏移量；通过所述光轴偏移量对光轴进行标定。
[0011]作为优选，获取光斑质心坐标前，对所述光斑中各像素进行双三次插值超分重建。
[0012]作为优选，滤除超分重建后所述光斑中低于设定阈值的像素。
[0013]作为优选，获取光斑质心坐标的过程为：
[0014]按如下公式确定所述光斑中所有像素的灰度值之和，
[0015]，其中，
[0016]I(i,j)表示坐标为(i,j)的像素点；
[0017]所述光斑质心坐标（x,y）为：
[0018][0019]其中，为所述光斑中每个像素点与其对应的X坐标平方的乘积之和，为所述
光斑中每个像素点与其对应的Y坐标平方的乘积之和；表达式如下：
[0020][0021]。
[0022]作为优选，所述主镜为离轴抛物面结构，以满足所述光轴偏移标定系统的口径、面形、标定精度、平行度和膜系指标，所述分光棱镜位于抛物面面向的一侧。
[0023]作为优选，所述主镜的曲率半径为10000mm，二次项系数K=
‑
1，离轴量为400mm，有效通光口径为304mm，面形精度要求波像差RMS≤0.015,PV≤0.1。
[0024]作为优选，所述分光棱镜中分光面的面形精度为PV≤0.1λ，RMS≤0.02λ，λ=632.8nm。
[0025]作为优选，经主镜反射的待测光在进入分光棱镜前先经过衰减片，以对不同波段内的待测光进行标定。
[0026]作为优选，通过仰俯调整结构和偏摆调整结构对主镜进行调节，使所述主镜接收的平行光满足所需平行度指标，通过升降结构和平移结构对分光棱镜的高度和位置进行调节，并使所述分光棱镜与所述主镜同高。
[0027]本申请中主镜主体部分，具有长期的结构稳定性，并且可灵活调整其偏移和仰俯角度；进一步，分光棱镜的结构设计，使得该系统只需调整分光棱镜位置，便可实现标定设备即主镜和被标定设备的对准。
[0028]另一方面，本专利技术还公开了一种光轴偏移标定方法，包括：
[0029]主镜接收待测平行光，反射汇聚至分光棱镜，通过分光棱镜分光后进入探测器形成光斑，
[0030]所述探测器对所述光斑进行超分重建后，求取光斑质心坐标，并通过所述光斑质心坐标得到光轴偏移量，以及通过光轴偏移量对光轴进行标定。
[0031]经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了一种光轴偏移标定系统及方法，首先对形成的光斑进行超分重建，使其更接近高分辨率图像的放大效果，进而对光斑中心进行超细粉求取，以获得光轴偏移量，本专利技术获取光轴偏移量的方法具有较高的精度，根据该光轴偏移量对光轴进行标定，可显著提高标定精度。
[0032]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0033]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0034]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。
[0035]图1为本专利技术光轴偏移标定系统结构示意图；
[0036]图2为本专利技术双三次插值算法的原理图；
[0037]图3为本专利技术采用自准直法对主镜进行检测的示意图；
[0038]图4为本专利技术主镜的主体结构示意图；
[0039]图5为本专利技术安装分光棱镜的小光学平台结构示意图；
[0040]图6为本专利技术确定焦面的方法示意图；
[0041]图7为本专利技术光轴偏移标定系统总体结构示意图。
具体实施方式
[0042]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。
[0043]为提高光轴偏移标定精度，有效解决现有技术中的缺陷，本专利技术实施例公开了一种光轴偏移标定系统和方法，下面对本专利技术中方案做详细说明，以使本领域技术人员清楚其实现过程。
[0044]实施例一
[0045]本申请光轴偏移标定系统，包括主镜、分光棱镜和探测器；如图1所示，
[0046]主镜，用于接收待测平行光，并反射汇聚至分光棱镜；
[0047]分光棱镜，用于接收经主镜反射的待测光，进行分光后反射至探测器，形成光斑；
[0048]探测器，用于根据所述光斑，获取光斑质心坐标，并根据所述光斑质心坐标得到光轴偏移量；通过所述光轴偏移量对光轴进行标定。
[0049]本实施例中，获取光斑质心坐标前，采用双三次插值算法进行超分重建。双三次插值又称立方卷积插值，利用待采样点周围16个点的灰度值作三次插值，不仅考虑到4个直接相邻点的灰度影响，而且考虑到各邻点间灰度值变化率的影响。三次运算可以得到更接近高分辨率图像的放大效果。
[0050]其中，16点
‑
卷积双三次插值算法的原理图如图2所示，
[0051]选取低清光斑图像中每16个点区域，计算重构图像中每个待插入点的像素值。定义长方形的点P为低清图像中4
×
4的区域的中心点，圆形的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光轴偏移标定系统，其特征在于，包括主镜、分光棱镜和探测器；所述主镜，用于接收待测平行光，反射汇聚至分光棱镜；所述分光棱镜，用于接收经主镜反射的待测光，进行分光后反射至探测器，形成光斑；所述探测器，用于根据所述光斑，获取光斑质心坐标，并根据所述光斑质心坐标得到光轴偏移量；通过所述光轴偏移量对光轴进行标定。2.根据权利要求1所述的一种光轴偏移标定系统，其特征在于，获取光斑质心坐标前，对所述光斑中各像素进行双三次插值超分重建。3.根据权利要求2所述的一种光轴偏移标定系统，其特征在于，滤除超分重建后所述光斑中低于设定阈值的像素。4.根据权利要求2或3所述的一种光轴偏移标定系统，其特征在于，获取光斑质心坐标的过程为：按如下公式确定所述光斑中所有像素的灰度值之和，，其中，I(i,j)表示坐标为(i,j)的像素点；所述光斑质心坐标（x,y）为：；其中，为所述光斑中每个像素点与其对应的X坐标平方的乘积之和，为所述光斑中每个像素点与其对应的Y坐标平方的乘积之和；表达式如下：；。5.根据权利要求1所述的一种光轴偏移标定系统，其特征在于，所述主镜为离轴抛物面结构，以满足光轴偏移标定系统的口径、面...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东来，毛一多，张慧，周正，林春朋，高斯凯，
申请(专利权)人：吉林省巨程智造光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：