星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差測試設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于光學(xué)檢測領(lǐng)域，設(shè)及一種星敏感器光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)自動化測試 設(shè)備，尤其設(shè)及一種對星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差進(jìn)行自動測量的測試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 星敏感器是W恒星為參照系，W星空為工作對象，W衛(wèi)星、宇航飛船、飛機、船艦及 導(dǎo)彈等為載體的高精度空間姿態(tài)測量裝置，工作時通過探測天球上不同恒星的位置，將其 與已知星圖進(jìn)行比對，為載體提供準(zhǔn)確的空間方位和基準(zhǔn)。
[0003] 星敏感器光學(xué)系統(tǒng)是星敏感器的重要組成部分，其參數(shù)(例如光譜能量集中度W 及倍率色差等)直接影響星敏感器整系統(tǒng)的性能指標(biāo)。其中，光譜能量集中度是考察分布在 像面上不同譜段色光的點擴散圓直徑是否在特定范圍內(nèi)，為使其質(zhì)屯、位置判別準(zhǔn)確的同時 不會被當(dāng)成噪點剔除，一般需使點擴散圓的大部分能量集中在1X1到3X3個像元之間。另 夕h倍率色差是考察同一視場處不同譜段色光的點擴散圓質(zhì)屯、位置判別誤差是否在一定范 圍內(nèi)，為使其誤差不影響整機姿態(tài)測量，一般需使其不大于0.3個像元大小。上述兩個指標(biāo) 體現(xiàn)到整系統(tǒng)上，即可保障星敏感器對于不同譜段恒星的位置進(jìn)行準(zhǔn)確判定，不會因為譜 段不同造成質(zhì)屯、位置準(zhǔn)確性判別有差異，進(jìn)而保證星敏感器為其載體提供準(zhǔn)確的姿態(tài)測量 數(shù)據(jù)。由此可見，光譜能量集中度和倍率色差的準(zhǔn)確測試對于星敏感器系統(tǒng)來說至關(guān)重要。
[0004] 目前，光譜能量集中度和倍率色差是星敏感器光學(xué)系統(tǒng)測試指標(biāo)中最花費人員及 時間的項目。由于測試的視場、譜段等影響，造成上述兩項指標(biāo)測試點繁多，僅靠人工更換 測試點位置及光源譜段，不僅費時費力，同時也難免各種人為測試誤差的出現(xiàn)。
[0005] 另外，由于星敏感器的應(yīng)用范圍不同，對于光源的需求也不同。測試上述兩項指標(biāo) 時，有的型號需給出不同光譜位置單色光下的測試數(shù)據(jù)，有的型號需給出某一譜段范圍內(nèi) 的測試數(shù)據(jù)，目前，為了滿足測試技術(shù)指標(biāo)，需經(jīng)常更換光源來適應(yīng)不同的需求。
[0006] 運些限制的存在，使星敏感器光學(xué)系統(tǒng)測試過程成為整個研制過程的瓶頸，阻礙 了星敏感器產(chǎn)品化的進(jìn)程，是星敏感器的在衛(wèi)星、宇航飛船、飛機、船艦及導(dǎo)彈等載體上進(jìn) 行廣泛使用的一大障礙。
[0007] 因此，研制一種針對光學(xué)系統(tǒng)的自動化倍率色差測試設(shè)備，是非常必要的。 【實用新型內(nèi)容】
[0008] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種測試效率高、 測試人員少W及可擴大測試范圍的星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差測試設(shè)備。
[0009] 本實用新型的技術(shù)解決方案是:本實用新型提供了一種星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色 差測試設(shè)備，其特征在于:所述星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差測試設(shè)備包括目標(biāo)模擬部件、被 測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件、顯微采集部件W及控制及數(shù)據(jù)處理計算機;所述目標(biāo)模擬部件、被測 光學(xué)系統(tǒng)安裝部件W及顯微采集部件依次設(shè)置于同一光路上;所述目標(biāo)模擬部件包括單色 儀、平行光管、帶有測試所需的各種譜段范圍濾光片的濾光片祀輪W及帶有多組目標(biāo)板的 目標(biāo)祀輪;所述帶有測試所需的各種譜段范圍濾光片的濾光片祀輪W及帶有多組目標(biāo)板的 目標(biāo)祀輪依次設(shè)置在單色儀的出射光路上;所述帶有多組目標(biāo)板的目標(biāo)祀輪的祀面與平行 光管焦平面重合;待測光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件上;所述控制及數(shù)據(jù)處理計 算機分別與單色儀、帶有測試所需的各種譜段范圍濾光片的濾光片祀輪、帶有多組目標(biāo)板 的目標(biāo)祀輪W及被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件相連。
[0010] 上述帶有多組目標(biāo)板的目標(biāo)祀輪上插裝有一組鑒別率板、一組波羅板W及多組星 點板。
[0011] 上述多組星點板上的星點的直徑的確定方式是：
[0013] 式中；
[0014] d是星點板上的星點的直徑，單位為微米(皿）；
[001引入是被現(xiàn)恍學(xué)系統(tǒng)的中屯、波長，單位為微米(皿）；
[0016] F是平行光管的焦距，單位為毫米(mm);
[0017] D是被測光學(xué)系統(tǒng)的入瞳直徑，單位為毫米(mm)。
[0018] 上述被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件包括俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置W及安裝法蘭;所述安裝法 蘭設(shè)置在俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置上;被測光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在安裝法蘭上;所述控制及數(shù)據(jù)處理 計算機與俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置相連。
[0019] 上述顯微采集部件包括電控轉(zhuǎn)臺W及設(shè)置在電控轉(zhuǎn)臺上的S維CCD顯微采集系 統(tǒng);所述S維CCD顯微采集系統(tǒng)包括S維平移臺W及設(shè)置在S維平移臺上的CCD顯微系統(tǒng)； 所述控制及數(shù)據(jù)處理計算機分別與電控轉(zhuǎn)臺W及=維CCD顯微采集系統(tǒng)相連。
[0020] 上述=維平移臺包括垂直于光軸方向且與電控轉(zhuǎn)臺的臺面相平行的X向電控平移 臺、垂直于光軸方向且與電控轉(zhuǎn)臺的臺面相垂直的Y向電控平移臺W及沿光軸方向的Z向電 巧平移臺。
[0021] 上述單色儀包括光譜儀，所述光譜儀出射零次光或出射300nm~1200nm單色光。
[0022] 本實用新型的優(yōu)點是：
[0023] 本實用新型提供的星敏感器光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)自動化測試設(shè)備，可對倍率色差進(jìn) 行自動化測試，同時可對焦距、入瞳直徑、視場角、后工作距、后截距、軸向色差等指標(biāo)進(jìn)行 測試，可涵蓋星敏感器光學(xué)系統(tǒng)80%的常規(guī)測試指標(biāo)。本實用新型提供的星敏感器光學(xué)系 統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)自動化測試設(shè)備，也可對其他用途的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測試，適應(yīng)范圍 極廣;可滿足白光、單色光或某譜段色光測試要求的倍率色差的自動化測試，無需頻繁更換 光源或更換測試設(shè)備;其自動化測試處理系統(tǒng)穩(wěn)定度高，測試速度比完全人力測試提高了 2 倍，節(jié)省了人力物力，為星敏感器光學(xué)系統(tǒng)由原來的小批量生產(chǎn)到現(xiàn)在的產(chǎn)品化生產(chǎn)發(fā)揮 了極大的作用。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型提供的測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[002引 其中；
[0026] 1-平行光管;2-目標(biāo)祀輪;3-濾光片祀輪;4-單色儀;5-俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置;6-安 裝法蘭;7-電控轉(zhuǎn)臺；8-Y向電控平移臺；9-Z向電控平移臺；IO-X向電控平移臺；II-CCD顯微 系統(tǒng)；12-控制及數(shù)據(jù)處理計算機。
【具體實施方式】
[0027] 參見圖1，本實用新型提供的星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差測試設(shè)備，該設(shè)備包括： 目標(biāo)模擬部件、被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件、顯微采集部件、控制及數(shù)據(jù)處理計算機12;目標(biāo)模 擬部件、被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件、顯微采集部件依次設(shè)置于測試光軸上;控制及數(shù)據(jù)處理計 算機分別與目標(biāo)模擬部件、被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件、顯微采集部件相連接。
[0028] 目標(biāo)模擬部件包括單色儀4、濾光片祀輪3、目標(biāo)祀輪2及平行光管1;單色儀4出光 口朝向平行光管1焦面;濾光片祀輪3位于單色儀4和目標(biāo)祀輪2之間；目標(biāo)祀輪2祀面與平行 光管1焦平面重合，具體如下：
[0029] 1)單色儀4包括氣燈及光譜儀兩部分;光譜儀可滿足出射零次光（即未通過光譜儀 中光柵的氣燈原始光)和出射300nm~1200nm單色光(分辨率0.1 nm)的需求；
[0030] 2)濾光片祀輪3包括多組濾光片安裝位置，可安裝測試所需的各種譜段范圍的濾 光片；
[0031] 3)目標(biāo)祀輪2包括多組目標(biāo)板安裝位置，可安裝鑒別率板、玻羅板及星點板，其中 鑒別率板為一組，玻羅板為一組，星點板為多組；
[0032] 被測光學(xué)系統(tǒng)安裝部件包括安裝法蘭6、俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置5,安裝法蘭6位于俯 仰及水平調(diào)節(jié)裝置5之上；
[0033] 顯微采集部件包括S維CCD顯微采集系統(tǒng)及電控轉(zhuǎn)臺7;S維CCD顯微采集系統(tǒng)位 于電控轉(zhuǎn)臺7之上;S維CCD顯微采集系統(tǒng)包括CCD顯微系統(tǒng)11及S個平移臺：分別為垂直于 光軸方向同時與轉(zhuǎn)臺臺面平行的X向電控平移臺10,垂直于光軸方向同時與轉(zhuǎn)臺臺面垂直 的Y向電控平移臺8，及沿光軸方向的Z向電控平移臺9;
[0034] 控制及數(shù)據(jù)處理計算機12可控制上述所有電控設(shè)備，包括單色儀4、濾光片祀輪3、 目標(biāo)祀輪2、俯仰及水平調(diào)節(jié)裝置5、CCD顯微系統(tǒng)11、X向電控平移臺10、Y向電控平移臺、Z向 電控平移臺9及電控轉(zhuǎn)臺7;
[0035] 本實用新型所提供星敏感器光學(xué)系統(tǒng)倍率色差測試設(shè)備的測試方式是：
[0036] 1)配置合適的目標(biāo)模擬部件及合適的顯微物鏡；
[0037] 2)安裝被測光學(xué)系統(tǒng)；
[0038] 3)顯微采集部件對被測光學(xué)系統(tǒng)像面所成圖像采集放大，轉(zhuǎn)至兩個邊緣，根據(jù)所 成圖像的大小及形狀微調(diào)光學(xué)系統(tǒng)安裝單元，使其光軸與目標(biāo)模擬部件光軸平行；
[0039] 4)參數(shù)設(shè)置:包括被測光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置及測試方法參數(shù)設(shè)置；
[0040] 5)系統(tǒng)自動測試:包括電控轉(zhuǎn)臺及X向電控平移臺自動移至采點位置，目標(biāo)模擬部 件根據(jù)參數(shù)設(shè)置自動更換白光、單色光或某譜段色光，自動采集所需數(shù)據(jù)，軟件后臺自動計 算最終數(shù)據(jù)；
[0041] 6)輸出檢測報告單。
[0042] 上述方法的具體實現(xiàn)方式如下：
[0043] 1)根據(jù)被測光學(xué)系統(tǒng)的相對孔徑選定合適的顯微物鏡，即顯微物鏡的數(shù)值孔徑應(yīng) 大于被測光學(xué)系統(tǒng)相對孔徑的1/2;