[发明专利]用于光电设备像面对接的目标模拟器、调试系统及方法

权利要求书

1.一种用于光电设备像面对接的目标模拟器，其特征在于，包括准直光学系统(1.1)、分光模块(1.2)、设置在分光模块(1.2)透射光路上的LCOS成像组件(1.3)、设置在分光模块(1.2)反射光路上的指向感应器(1.4)、向LCOS成像组件(1.3)提供照明的光源(1.5)、以及控制系统；

所述准直光学系统(1.1)用于将LCOS成像组件(1.3)的目标透射至由光学镜头(5)和光电设备探测器(6)组成的待测光电设备，并且将经过待测光电设备反射后的光束经分光模块(1.2)汇聚至指向感应器(1.4)，用于对待测光电设备的姿态调整；

所述分光模块(1.2)置于准直光学系统(1.1)后方进行光束分光，其中一路为反射光路供指向感应器(1.4)调整光轴，另一光路为透射光路，用于目标场景的发生；

所述LCOS成像组件(1.3)作为目标场景发生器，可根据待测光电设备分辨率要求生成不同宽度条纹，并为指向感应器(1.4)提供基准目标；

所述指向感应器(1.4)接受待测光电设备反射后的光斑，通过光斑相对理论位置的偏移可得到目标模拟器光轴和待测光电设备中心线的同轴度；

所述控制系统用于实时控制LCOS成像组件(1.3)的成像条纹宽度和间隔，显示指向感应器(1.4)的光斑图像及偏离量。

2.一种用于光电设备像面对接的调试系统，其特征在于，包括权利要求1所述用于光电设备像面对接的目标模拟器(1)、导轨(2)、调整台(3)、以及基准棱镜(4)；

所述导轨(2)上设置有可相对其水平移动的三个调整台(3)；

三个调整台(3)包括用于安装目标模拟器(1)的第一调整台(3.1)、用于安装光学镜头(5)的第二调整台(3.2)、以及用于安装光电设备探测器(6) 的第三调整台(3.3)，三个调整台均可用于调节其上光学器件的方位角和俯仰角；

所述基准棱镜(4)设置在第三调整台(3.3)上，用于确定导轨(2)上第三调整台(3.3)运动方向在当地地理坐标系光轴指向。

3.一种用于光电设备像面对接的调试方法，基于权利要求2所述用于光电设备像面对接的调试系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、搭建对接系统

将目标模拟器(1)、光学镜头(5)和光电设备探测器(6)依次设置在第一调整台(3.1)、第二调整台(3.2)和第三调整台(3.3)上，使目标模拟器(1)、光学镜头(5)和光电设备探测器(6)处于同一光路上；

步骤2、测定导轨上调整台运动方向的指向

使用经纬仪(7)对准基准棱镜(4)，并记录基准棱镜(4)的俯仰角和方位角，确定导轨(2)上第三调整台(3.3)运动方向在当地地理坐标系光轴指向；

步骤3、测定目标模拟器光轴的指向

3.1)使经纬仪(7)对准目标模拟器(1)中心，并记录目标模拟器(1)的方位角和俯仰角，确定目标模拟器(1)在当地地理坐标系光轴指向；

3.2)判断目标模拟器(1)光轴指向和第三调整台(3.3)运动方向是否重合：若不重合，通过第一调整台(3.1)调整目标模拟器(1)光轴指向，直到其和第三调整台(3.3)运动方向重合；若重合，则继续下一步；

步骤4、确定光电设备探测器(6)中心线

步骤4.1)控制系统点亮目标模拟器(1)中心点O，指向感应器(1.4)捕捉经光电设备探测器(6)反射的光束，控制系统计算返回光斑在光电设备探测器(6)X轴和Y轴两个方向上相对于中心点O的偏离角度，根据偏离角度对光电设备探测器(6)中心线与目标模拟器(1)光轴重合度进行粗调；

步骤4.2)控制系统点亮目标模拟器(1)非中心点A，指向感应器(1.4)捕捉经光电设备探测器(6)反射的光束，控制系统计算返回光斑在光电设备探测器(6)X轴和Y轴两个方向上相对于理论光斑位置的偏离角度，根据偏离角度对光电设备探测器(6)中心线与目标模拟器(1)光轴重合度进行精调；

步骤5、确定光学镜头(5)光轴

5.1)调节光学镜头(5)和目标模拟器(1)在同一高度，控制系统点亮目标模拟器(1)中心点O，启动待测光电设备拍照，计算目标模拟器(1)投射出的成像光斑在光电设备探测器(6)X轴和Y轴两个方向上相对于中心点O的偏离角度，根据偏离角度进行调整光学镜头(5)光轴与目标模拟器(1)光轴重合度进行粗调；

5.2)控制系统点亮目标模拟器(1)非中心点A，启动待测光电设备拍照，计算目标模拟器(1)投射出的成像光斑在光电设备探测器(6)X轴和Y轴两个方向上相对于理论光斑位置的偏离角度，根据偏离角度进行调整光学镜头(5)光轴与目标模拟器(1)光轴重合度进行精调；

步骤6、光电设备像面对接

通过控制系统控制LCOS成像组件(1.3)生成若干亮暗相间的条纹，条纹宽度根据待测光电设备角分辨率进行显示，该条纹作为像面对接的目标场景；待测光电设备开机，对目标场景进行拍摄，调整光电设备探测器(6)与光学镜头(5)之间距离，直至目标场景成像在光电设备的镜头焦深范围内；根据光电设备探测器(6)成像效果，测量光电设备探测器(6)与光学镜头(5)之间距离作为磨制垫片的厚度标准。