[发明专利]一种用于单轴光学系统光轴的标定方法及装置

说明书

一种用于单轴光学系统光轴的标定方法及装置，涉及光轴标定技术，为了解决现有技术的问题，平行光管一、分光镜一、分光镜二、补偿镜、平行光管二、CCD成像接收系统一和CCD成像接收系统二；平行光管一、待测光学系统、平行光管二依次同轴设置，分光镜一置于待测光学系统的物方焦点处，且与光轴呈45°放置；分光镜二置于待测光学系统的像方焦点处，且与光轴呈135°放置；待测光学系统位于可沿轴向移动的平行光管一和平行光管二中间；补偿镜置于分光镜二与平行光管二之间；CCD成像接收系统一和CCD成像接收系统二分别位于分光镜一和分光镜二的正下方。本发明装置简单且便于调节，适用于多数单轴光学系统的光轴标定。

技术领域

本发明涉及一种光轴标定技术，具体涉及一种用于单轴光学系统光轴的标定方法及装置。

背景技术

标定是指使用标准的计量仪器对所使用的仪器的精度进行检测是否符合标准。光学精密仪器、设计的镜头大都需要进行标定后才可以使用，而光轴的偏差不只影响光学系统的成像质量，还会影响精密测量光学系统的测量精准度。

随着越来越多光学系统的出现，光学系统的应用也越来越广泛，例如车载摄像头、红外相机等。为提高这些光学系统的精准度，需要对其光轴进行标定后才可使用。

大多数光轴标定方法只是针对于某一特定的光学系统，中国专利公开号“CN106643488 A”专利名称为“一种红外CCD相机虚拟光轴标定方法”。该光轴标定方法只适用于红外CCD相机，该标定方法和装置具有局限性；对于普遍的光学系统光轴的标定，如果对逐个光学系统的光轴一一建立标定方法，设计特定的标定装置，未免太过繁琐，耗时又耗力；可见提出一种对大多数光学系统都可以使用的光轴标定方法迫在眉睫。

对于大多数透镜系统来说，由应用光学可知光学系统中有物方节点和像方节点，而在动态光学中，有等效节点的概念，且等效节点只有一个；当物体为无限远处时，等效节点和其对应的像方节点重合；等效节点能够反映光学系统的动态光学特性，利用等效节点来进行单轴光学系统光轴的标定是非常有效和方便的。

发明内容

本发明为了解决现有技术中光轴标定方法只是针对于某一特定的光学系统，具有局限性的问题，提供了一种便利、有效并且实用的标定单轴光学系统光轴的方法及装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种用于单轴光学系统光轴标定装置，该装置包括：平行光管一、分光镜一、分光镜二、补偿镜、平行光管二、CCD成像接收系统一和CCD成像接收系统二；平行光管一、待测光学系统、平行光管二依次同轴设置，分光镜一置于待测光学系统的物方焦点处，且与光轴呈45°放置；分光镜二置于待测光学系统的像方焦点处，且与光轴呈135°放置；待测光学系统位于可沿轴向移动的平行光管一和平行光管二中间；补偿镜置于分光镜二与平行光管二之间，用来使部分待测光学系统的内部物方焦点外移；CCD成像接收系统一和CCD成像接收系统二分别位于分光镜一和分光镜二的正下方。

所述CCD成像接收系统一由放大镜一和成像CCD一组成，CCD成像接收系统二由放大镜二和成像CCD二组成。

所述补偿镜为负透镜。

一种用于单轴光学系统光轴的标定方法，包括以下步骤：

步骤1、将可沿轴向移动的平行光管一和平行光管二同轴摆放，打开两者的光源，分别用可调前置镜法或自准直法调校平行光管一和平行光管二，使其发射平行光；

步骤2、调节平行光管一和平行光管二间的距离使待测光学系统置于二者中心位置；

步骤3、将待测光学系统绕其中心旋转轴进行横滚，观察CCD成像系统一与CCD成像系统二的像点位置变化；

步骤4、根据CCD成像系统二的像点变化情况，微量调整待测光学系统的垂轴与平移这两个自由度的位移量，使CCD成像系统二接收到的像点不再发生位移变化；