1.便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置,其特征在于,包括光源(1)、反射式準(zhǔn)直鏡(22)、反射鏡(3)、以及反饋成像系統(tǒng)(6),所述反射鏡(3)上設(shè)置有角度調(diào)整測(cè)量裝置(4);光源(1)出射的光束,經(jīng)過反射式準(zhǔn)直鏡(22)準(zhǔn)直成平行光束后,再由反射鏡(3)反射,入射到被測(cè)物(5)的表面;從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,由反饋成像系統(tǒng)(6)采集成像;
所述反饋成像系統(tǒng)(6)為以下兩種形式中的:
第一、設(shè)置在光源(1)與反射式準(zhǔn)直鏡(22)之間,包括第一反饋分光鏡(61)、以及設(shè)置在反射式準(zhǔn)直鏡(22)焦面的四象限探測(cè)器(66)和多個(gè)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67),所述單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)成陣列分布,四象限探測(cè)器(66)既位于陣列中心、又位于反饋成像系統(tǒng)(6)光軸上;從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過反射式準(zhǔn)直鏡(22)透射、第一反饋分光鏡(61)反射、由四象限探測(cè)器(66)或單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)采集成像;
第二、設(shè)置在反射式準(zhǔn)直鏡(22)與反射鏡(3)之間,包括第一反饋分光鏡(61)、第一反饋物鏡(63)和設(shè)置在反射式準(zhǔn)直鏡(22)焦面的四象限探測(cè)器(66)和多個(gè)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67),所述單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)成陣列分布,四象限探測(cè)器(66)既位于陣列中心、又位于反饋成像系統(tǒng)(6)光軸上;從被測(cè)物(5)表面反射的光束,再經(jīng)過反射鏡(3)反射后,先后經(jīng)過第一反饋分光鏡(61)反射、第一反饋物鏡(63)透射、由四象限探測(cè)器(66)或單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)采集成像;
所述角度調(diào)整測(cè)量裝置(4)包括設(shè)置在反射鏡(3)上的角度調(diào)整裝置、角度偏轉(zhuǎn)測(cè)量裝置、以及萬向軸(43),角度調(diào)整裝置包括第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412);角度偏轉(zhuǎn)測(cè)量裝置包括第一金屬片(421)、第二金屬片(422)、對(duì)應(yīng)第一金屬片(421)位置的第一電容傳感器(423)、以及對(duì)應(yīng)第二金屬片(422)位置的第二電容傳感器(424);第一驅(qū)動(dòng)器(411)、第一金屬片(421)、以及萬向軸(43)在一條直線上,第二驅(qū)動(dòng)器(412)、第二金屬片(422)、以及萬向軸(43)在一條直線上,并且第一驅(qū)動(dòng)器(411)與萬向軸(43)的連線垂直第二驅(qū)動(dòng)器(412)與萬向軸(43)的連線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置,其特征在于,還包括波前探測(cè)系統(tǒng)(7)和波前補(bǔ)償系統(tǒng)(8);
所述波前探測(cè)系統(tǒng)(7)包括波前探測(cè)分光鏡(71)、以及空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73)中的至少一個(gè);所述波前探測(cè)分光鏡(71)設(shè)置在反射鏡(3)與被測(cè)物(5)之間,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)設(shè)置在波前探測(cè)分光鏡(71)的反射光路上,反射鏡形變波前探測(cè)器(73)設(shè)置在反射鏡(3)的二次反射光路上;
所述波前補(bǔ)償系統(tǒng)(8)包括補(bǔ)償光源(81)、補(bǔ)償準(zhǔn)直鏡(82)、以及透射式液晶空間光調(diào)制器(83);補(bǔ)償光源(81)出射的光束,經(jīng)過補(bǔ)償準(zhǔn)直鏡(82)準(zhǔn)直成平行光束后,再由透射式液晶空間光調(diào)制器(83)調(diào)制,入射到波前探測(cè)分光鏡(71)上。
3.在權(quán)利要求1所述便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、點(diǎn)亮光源(1),反饋成像系統(tǒng)(6)成像,如果:
第一、得到的點(diǎn)像位于單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)所在區(qū)域,根據(jù)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)坐標(biāo),得到點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,進(jìn)入步驟b;
第二、得到的點(diǎn)像位于四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,直接進(jìn)入步驟b;
步驟b、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟c、讀取第一電容傳感器(423)的電容變化ΔC1,以及第二電容傳感器(424)的電容變化ΔC2,再轉(zhuǎn)換為反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,Δθ=f1(ΔC1,ΔC2),和f1、f2、f3、f4表示4個(gè)函數(shù)。
4.在權(quán)利要求2所述便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)僅包括波前探測(cè)分光鏡(71)和空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)分別得到GA和GB兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G1=GA-GB,得到空氣擾動(dòng)造成的波前變化;
步驟d、按照f5(G1)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng);
步驟e、點(diǎn)亮光源(1),反饋成像系統(tǒng)(6)成像,如果:
第一、得到的點(diǎn)像位于單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)所在區(qū)域,根據(jù)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)坐標(biāo),得到點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,進(jìn)入步驟f;
第二、得到的點(diǎn)像位于四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,直接進(jìn)入步驟f;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、讀取第一電容傳感器(423)的電容變化ΔC1,以及第二電容傳感器(424)的電容變化ΔC2,再轉(zhuǎn)換為反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,Δθ=f1(ΔC1,ΔC2),和f1、f2、f3、f4表示4個(gè)函數(shù)。
5.在權(quán)利要求2所述便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)僅包括波前探測(cè)分光鏡(71)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,反射鏡形變波前探測(cè)器(73)分別得到GC和GD兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G2=GC-GD,得到空氣擾動(dòng)和反射鏡形變共同造成的波前變化;
步驟d、按照f5(G2)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng)和反射鏡形變;
步驟e、反饋成像系統(tǒng)(6)成像,如果:
第一、得到的點(diǎn)像位于單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)所在區(qū)域,根據(jù)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)坐標(biāo),得到點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,進(jìn)入步驟f;
第二、得到的點(diǎn)像位于四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,直接進(jìn)入步驟f;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、讀取第一電容傳感器(423)的電容變化ΔC1,以及第二電容傳感器(424)的電容變化ΔC2,再轉(zhuǎn)換為反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,Δθ=f1(ΔC1,ΔC2),和f1、f2、f3、f4表示4個(gè)函數(shù)。
6.在權(quán)利要求2所述便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直裝置上實(shí)現(xiàn)的便攜式便攜式陣列調(diào)零高精度大工作距自準(zhǔn)直方法,要求波前探測(cè)系統(tǒng)(7)同時(shí)包括波前探測(cè)分光鏡(71)、空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)和反射鏡形變波前探測(cè)器(73);
其特征在于,包括以下步驟:
步驟a、選取表面垂直于光軸方向的參考物;
步驟b、點(diǎn)亮光源(1),將步驟a所選擇的參考物分別放置在工作位置A和近工作位置B,空氣擾動(dòng)波前探測(cè)器(72)分別得到GA和GB兩組數(shù)據(jù),反射鏡形變波前探測(cè)器(73)分別得到GC和GD兩組數(shù)據(jù);
步驟c、G1=GA-GB,得到空氣擾動(dòng)造成的波前變化;G2=GC-GD,得到空氣擾動(dòng)和反射鏡形變共同造成的波前變化;G=G2-G1,得到反射鏡形變?cè)斐傻牟ㄇ白兓?/p>
步驟d、
按照f5(G1)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng);
或
按照f5(G2)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償空氣擾動(dòng)和反射鏡形變;
或
按照f5(G)調(diào)整透射式液晶空間光調(diào)制器(83)參數(shù),點(diǎn)亮補(bǔ)償光源(81),補(bǔ)償反射鏡形變;
步驟e、反饋成像系統(tǒng)(6)成像,如果:
第一、得到的點(diǎn)像位于單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)所在區(qū)域,根據(jù)單像素光電轉(zhuǎn)換器(67)坐標(biāo),得到點(diǎn)像偏離像面中心方向,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,進(jìn)入步驟f;
第二、得到的點(diǎn)像位于四象限探測(cè)器(66)所在區(qū)域,直接進(jìn)入步驟f;
步驟f、四象限探測(cè)器(66)成像,得到步驟a結(jié)束后點(diǎn)像偏離四象限探測(cè)器(66)像面中心位置Δx和Δy,利用第一驅(qū)動(dòng)器(411)和第二驅(qū)動(dòng)器(412)調(diào)整反射鏡(3)角度,使點(diǎn)像回到四象限探測(cè)器(66)像面中心位置;
步驟g、讀取第一電容傳感器(423)的電容變化ΔC1,以及第二電容傳感器(424)的電容變化ΔC2,再轉(zhuǎn)換為反射鏡(3)的角度變化Δθ和進(jìn)而得到被測(cè)物(5)表面的角度變化Δα和Δβ;其中,Δθ=f1(ΔC1,ΔC2),和f1、f2、f3、f4表示4個(gè)函數(shù)。