CN109151461B - 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法 - Google Patents

一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109151461B
CN109151461B CN201811209398.4A CN201811209398A CN109151461B CN 109151461 B CN109151461 B CN 109151461B CN 201811209398 A CN201811209398 A CN 201811209398A CN 109151461 B CN109151461 B CN 109151461B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical axis
collimator
optical
reticle
tracking camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811209398.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109151461A (zh
Inventor
王胜
杨龙
谢芳
李先贤
黄明和
王艳
李峰
张庆滨
蒙丽君
郑孟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiaogan Huazhong Precision Instrument Co ltd
Original Assignee
Xiaogan Huazhong Precision Instrument Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiaogan Huazhong Precision Instrument Co ltd filed Critical Xiaogan Huazhong Precision Instrument Co ltd
Priority to CN201811209398.4A priority Critical patent/CN109151461B/zh
Publication of CN109151461A publication Critical patent/CN109151461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109151461B publication Critical patent/CN109151461B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，平行光管的分划板口径小于光电自准直仪的口径，光学平晶的口径大于光电自准直仪的口径，光学平晶采用前、后面平行度高的光学平晶；本发明简单易行，提高了测量精度，在实验室内即可完成。

Description

一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法
技术领域
本发明涉及光电设备技术领域，尤其涉及一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法。
背景技术
摄像***的调焦光轴角度偏差是一个非常重要的指标，特别是进行跟踪瞄准的摄像***，该指标更为关键。高精跟踪摄像机的调焦光轴角度偏差要求一般都在1″内，因此对其测试尤为困难。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，简单易行，提高测量精度。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，具有如下步骤：
S1、将两台测量精度为0.1″的光电自准直仪相向放置在稳定的光学平台上，以使两者间的距离能够放下平行光管和被测高精跟踪摄像机，将一台光电自准直仪的光轴与另一台光电自准直仪的光轴调试重合，并且，将一台光电自准直仪的几何轴与另一台光电自准直仪的几何轴调试重合；
S2、放入平行光管，分划板处于物镜焦面上，通过中心偏调试原理使分划板十字中心处于平行光管物镜光轴上，分划板位于平行光管的内部；
S3、调整平行光管整***置和角度，使平行光管的光轴和右边自准直仪的光轴重合，同时使平行光管的几何轴和右边自准直仪的几何轴重合；
S4、调整分划板俯仰偏摆角度，使分划板和左边自准直仪光轴垂直，同时保证平行光管光轴和右边自准直仪的光轴重合；
S5、放入被测高精跟踪摄像机，调焦，使摄像机能清晰看到平行光管的分划板像，调整高精跟踪摄像机的位置和角度，使摄像机光轴和3米平行光管光轴重合，同时使摄像机几何轴和3米平行光管几何轴重合；
S6、放入光学平晶，调节光学平晶的角度，使光学平晶和左边光电自准直仪光轴垂直，此时平行光管模拟有限远目标；
S7、被测高精跟踪摄像机进行调焦，使摄像机能够清晰看到分划板像，通过显示屏读出此时光轴偏差的像素数，根据摄像机镜头焦距值，得到此时光轴相对无穷远目标时的光轴角度偏差；
S8、依次***不同厚度的光学平晶，针对不同厚度的光学平晶，重复执行步骤S6-S7，即可测出不同距离的光轴角度偏差，最后作图，得到该高精跟踪摄像机的光轴抖动曲线。
本发明进一步改进在于，所述步骤S8中，光学平晶厚度的计算公式为：
Figure GDA0002465503710000021
其中，H为光学平晶的厚度，n为光学平晶材料的折射率，f为平行光管焦距，L为模拟距离。
本发明进一步改进在于，所述平行光管的分划板口径小于光电自准直仪的口径。
本发明进一步改进在于，所述光学平晶的口径大于光电自准直仪的口径。
本发明进一步改进在于，所述光学平晶采用前、后面平行度高的光学平晶。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，简单易行，提高了测量精度，在实验室内即可完成。
附图说明
图1为本发明一个实施例中测试原理的示意图；
图2为本发明一个实施例中用于说明光学平晶平行度的示意图；
图3为本发明一个实施例中用于说明光线通过光学平晶到分划板的示意图；
图4为本发明一个实施例中用于说明图3中光线在分划板上移动后的示意图；
附图标记如下：
1、光电自准直仪，2、平行光管光源，3、分划板，4、光学平晶，5、平行光管，6、物镜，7、高精跟踪摄像机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，具有如下步骤：
S1、将两台测量精度为0.1″的光电自准直仪相向放置在稳定的光学平台上，以使两者间的距离能够放下平行光管和被测高精跟踪摄像机，将一台光电自准直仪的光轴与另一台光电自准直仪的光轴调试重合，并且，将一台光电自准直仪的几何轴与另一台光电自准直仪的几何轴调试重合；
S2、放入平行光管，分划板处于物镜焦面上，通过中心偏调试原理使分划板十字中心处于平行光管物镜光轴上，分划板位于平行光管的内部；
S3、调整平行光管整***置和角度，使平行光管的光轴和右边自准直仪的光轴重合，同时使平行光管的几何轴和右边自准直仪的几何轴重合；
S4、调整分划板俯仰偏摆角度，使分划板和左边自准直仪光轴垂直，同时保证平行光管光轴和右边自准直仪的光轴重合；
S5、放入被测高精跟踪摄像机，调焦，使摄像机能清晰看到平行光管的分划板像，调整高精跟踪摄像机的位置和角度，使摄像机光轴和3米平行光管光轴重合，同时使摄像机几何轴和3米平行光管几何轴重合；
S6、放入光学平晶，调节光学平晶的角度，使光学平晶和左边光电自准直仪光轴垂直，此时平行光管模拟有限远目标；
S7、被测高精跟踪摄像机进行调焦，使摄像机能够清晰看到分划板像，通过显示屏读出此时光轴偏差的像素数，根据摄像机镜头焦距值，得到此时光轴相对无穷远目标时的光轴角度偏差；
S8、依次***不同厚度的光学平晶，针对不同厚度的光学平晶，重复执行步骤S6-S7，即可测出不同距离的光轴角度偏差，最后作图，得到该高精跟踪摄像机的光轴抖动曲线。
在上述技术方案中，平行光管光源为图示中的标号2，选用0.1″光电自准直仪1、3″光学平晶4、3米平行光管5，光学平晶4前后面平行度越高越好，其材料和厚度根据模拟距离目标计算得到。不同厚度的光学平晶4越多，最后得到的曲线越准确。
具体实施时，所述步骤S8中，光学平晶4厚度的计算公式为：
Figure GDA0002465503710000051
其中，H为光学平晶4的厚度，n为光学平晶4材料的折射率，f为平行光管焦距，L为模拟距离。
具体实施时，所述平行光管5的分划板3口径小于光电自准直仪1的口径。
具体实施时，所述光学平晶4的口径大于光电自准直仪1的口径。
具体实施时，所述光学平晶4采用前、后面平行度高的光学平晶。
更具体地，在上述实施的基础上，光学平晶厚度的计算为：
选用材料为最常用的K9玻璃，折射率为n＝1.51637，模拟500米时，3米平行光管的分划板移动量(高斯公式)为
Δ＝f2/L ①
f为平行光管焦距3000mm，L为模拟距离500m，Δ为分划板向物镜方向移动量(加入平晶等效为分划板向物镜方向发生了移动)；
平晶厚度为H，对应的空气厚度为H/n，则产生的移动量为
Δ＝H-H/n ②
联合①②得
Figure GDA0002465503710000052
则模拟500米时，光学平晶4的厚度为52.86mm，其余类推。
作为本发明一个较佳的实施例，如图2至图4所示，光学平晶4的前后两面不可能时绝对的平行，一般都会有一个楔角θ。光学平晶4的到分划板面的距离为d，光学平晶4的厚度为H，光线通过该光学平晶4时，发生的角度偏转δ为
δ＝θ(n-1)，
则光线在分划板面上的径向位移为
a＝dδ＝dθ(n-1)，
那么对应的在3米平行光管上的光轴角度偏差γ(即模拟目标的调焦光轴稳定性)为
γ＝a/f＝dθ(n-1)/f，
测试时，光学平晶4的和分划板3靠近越小越好，选d＝5mm。平晶加工楔角小于4″较容易达到，选θ＝4″，n＝1.51637，f＝3000mm，则γ＝0.003″。
即该测试方法模拟的目标调焦光轴角度偏差达到0.003″，达到测试要求小于1″的精度，且远远优于目前常用的内调焦平行光管目标模拟测试方法(其拟光轴角度偏差在3″以上)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，其特征在于，具有如下步骤：
S1、将两台测量精度为0.1″的光电自准直仪相向放置在稳定的光学平台上，以使两者间的距离能够放下平行光管和被测高精跟踪摄像机，将一台光电自准直仪的光轴与另一台光电自准直仪的光轴调试重合，并且，将一台光电自准直仪的几何轴与另一台光电自准直仪的几何轴调试重合；
S2、放入平行光管，分划板处于物镜焦面上，通过中心偏调试原理使分划板十字中心处于平行光管物镜光轴上，分划板位于平行光管的内部；
S3、调整平行光管整***置和角度，使平行光管的光轴和右边自准直仪的光轴重合，同时使平行光管的几何轴和右边自准直仪的几何轴重合；
S4、调整分划板俯仰偏摆角度，使分划板和左边自准直仪光轴垂直，同时保证平行光管光轴和右边自准直仪的光轴重合；
S5、放入被测高精跟踪摄像机，调焦，使摄像机能清晰看到平行光管的分划板像，调整高精跟踪摄像机的位置和角度，使摄像机光轴和3米平行光管光轴重合，同时使摄像机几何轴和3米平行光管几何轴重合；
S6、放入光学平晶，调节光学平晶的角度，使光学平晶和左边光电自准直仪光轴垂直，此时平行光管模拟有限远目标；
S7、被测高精跟踪摄像机进行调焦，使摄像机能够清晰看到分划板像，通过显示屏读出此时光轴偏差的像素数，根据摄像机镜头焦距值，得到此时光轴相对无穷远目标时的光轴角度偏差；
S8、依次***不同厚度的光学平晶，针对不同厚度的光学平晶，重复执行步骤S6-S7，即可测出不同距离的光轴角度偏差，最后作图，得到该高精跟踪摄像机的光轴抖动曲线。
2.根据权利要求1所述的一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，其特征在于，所述步骤S8中，光学平晶厚度的计算公式为：
Figure FDA0002465503700000021
其中，H为光学平晶的厚度，n为光学平晶材料的折射率，f为平行光管焦距，L为模拟距离。
3.根据权利要求1所述的一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，其特征在于：所述平行光管的分划板口径小于光电自准直仪的口径。
4.根据权利要求1所述的一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，其特征在于：所述光学平晶的口径大于光电自准直仪的口径。
5.根据权利要求1所述的一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法，其特征在于：所述光学平晶采用前、后面平行度高的光学平晶。
CN201811209398.4A 2018-10-17 2018-10-17 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法 Active CN109151461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811209398.4A CN109151461B (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811209398.4A CN109151461B (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109151461A CN109151461A (zh) 2019-01-04
CN109151461B true CN109151461B (zh) 2020-08-07

Family

ID=64808405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811209398.4A Active CN109151461B (zh) 2018-10-17 2018-10-17 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109151461B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113029198B (zh) * 2021-03-16 2023-03-10 西安应用光学研究所 跟踪精度测量仪校准装置
CN113740987B (zh) * 2021-08-17 2024-04-19 河北汉光重工有限责任公司 一种具有滚动环的三轴稳定平台的光轴调试方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005292103A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Koodotekku:Kk ポリゴンミラーの角度測定装置
CN101915658B (zh) * 2010-07-26 2013-02-20 长春理工大学 激光指示器多参数检测仪
CN102478759B (zh) * 2010-11-29 2014-03-26 中国空间技术研究院 一种空间相机波前畸变与光轴抖动的集成测量方法
CN105045030A (zh) * 2015-07-07 2015-11-11 中国空间技术研究院 用于空间光学相机的光轴抖动测量方法和装置
US10607335B2 (en) * 2016-06-28 2020-03-31 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Systems and methods of using absorptive imaging metrology to measure the thickness of ophthalmic lenses
CN106405856A (zh) * 2016-10-18 2017-02-15 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种检测光学镜头在调焦过程中光轴稳定性的方法
CN107543682A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 中国科学院上海技术物理研究所 一种主动抑制测试光路抖动的装置及方法
CN108152013B (zh) * 2017-12-28 2019-08-16 西安应用光学研究所 光电***跟瞄精度测量装置光路调校方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109151461A (zh) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101907773B (zh) 一种带自准直瞄准***的高准直太阳模拟器光学***
CN103063415B (zh) 一种基于莫尔条纹匹配的长焦距透镜焦距测量方法
CN101852677A (zh) 一种提高长焦距平行光管焦距检测精度的方法
CN109151461B (zh) 一种高精跟踪摄像机调焦光轴角度偏差的测试方法
CN110793755A (zh) 反射长焦望远镜装调中测量焦距的刀口装置与测量方法
CN104075881A (zh) 适用于多波段共光路望远镜的平行差测量方法
CN202101652U (zh) 一种自准直测量仪
CN107589518B (zh) 光学镜头及具有该光学镜头的激光对中测量设备
CN100526832C (zh) 离轴反射光学镜头焦距的检验方法
CN102889978B (zh) 一种大口径窗口检测装置及检测方法
CN103630073A (zh) 楔形透镜的检测及校正方法
CN104535300A (zh) 一种大口径平行光管波前及像面位置标定装置及方法
CN103472507A (zh) 基于非对称液芯柱透镜精确测量液体折射率及液相扩散系数的方法
CN106248105B (zh) 一种自准直经纬仪双照准差标定***
CN210155433U (zh) 基于自准直法的高精度光学定心用光学***
CN103217066B (zh) 一种双自准直光学***检调管
CN102853992A (zh) 一种提高平行光管分划板安装精度的方法
CN104048596A (zh) 补偿器及补偿器与干涉仪共轴的调节方法
CN106767471A (zh) 一种非球面检测光路中光学间隔测量***及方法
CN105758339A (zh) 基于几何误差修正技术的光轴与物面垂直度检测方法
CN115951502A (zh) 一种利用激光跟踪仪的平行光管焦面组件装调方法
CN109239892A (zh) 一种固定倍率光学检像***及其成像方法
CN114815284A (zh) 一种带有折转光路光学镜头消除光学间隔装调误差的方法
CN204405031U (zh) 消杂光双光路光学定中仪
CN113834421A (zh) 一种成像镜组及应用该成像镜组的干涉仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant