CN109798865B - 一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，包括：光源单元、标记单元、可调反射单元、自准直检测单元和成像探测单元，所述光源单元发出的光束照射所述标记单元后经待测变焦系统和所述可调反射单元传送至所述成像探测单元和自准直检测单元，所述自准直检测单元检测所述可调反射单元的偏移角度，所述成像探测单元检测成像的位置变化。本发明实施例提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法,根据可调反射单元和自准直检测单元获得所述待测变焦系统的焦点的空间位置，通过可调反射单元保证了变焦系统的焦点始终在检测面上，避免了在检测过程中移动成像探测单元，消除了移动引入零位偏移的风险，提高了检测精度。

Description

一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及光学检测领域，尤其是一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法。

背景技术

变焦系统是一种典型的光学系统，在相机、手机、摄像头和卫星等成像检测领域应用广泛。变焦系统最为常见的应用为其横向成像功能，并开始逐步应用于纵向对准检测领域。

例如，现有技术中利用一种典型的变焦系统——内调焦望远镜的光轴作为集成基准进行同轴光学系统的装配。但是内调焦望远镜作为一个变焦系统，其在变焦过程中其焦点轨迹线并非直线，即其光轴指向会随调焦变化。在共轴检测的应用场景中就会引入光轴指向变化导致的零位偏差。如果能够对内调焦望远镜在调焦过程中光轴指向变化进行离线标定或者实时在线检测，再进行补偿就可以提高其应用精度。

因此变焦系统光轴指向稳定性的检测对提高纵向对准检测应用很有必要。

现有技术还公开了一种方法，即在变焦镜头的定焦一侧放置一个内调焦望远镜，并使内调焦望远镜十字叉丝与变焦镜头这一侧的焦面重合，叉丝作为变焦镜头的固定“物”，在另一侧成像。然后在变焦镜头另一侧即变焦的一侧放置一个精度较高的检调管，该检调管也是一个可变焦的，其保证变焦镜头在变焦过程中检调管的焦面与变焦镜头焦面重合，以检调管为基准判定是变焦过程中焦点轨迹。但是该发明中，分划板在沿物镜光轴轴向移动的过程中，会引入垂轴平移导致自身零位变化，经过物镜后还会放大该误差，即检调管的光轴稳定性无法保证。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法,以解决现有检测过程中会引起零位变化并使得光轴稳定性变差的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置，包括：光源单元、标记单元、可调反射单元、自准直检测单元和成像探测单元，所述光源单元发出的光束照射所述标记单元后经待测的所述变焦系统和所述可调反射单元传送至所述成像探测单元和自准直检测单元，其中，经所述可调反射单元反射后的光束在所述成像探测单元的检测范围内成所述标记单元的像，所述自准直检测单元检测所述可调反射单元的偏移角度，所述成像探测单元检测成像的位置变化。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜和能够在光轴方向调整所述反射镜位置的位置调整单元；或者，所述可调反射单元包括反射镜和光程延展单元，所述光程延展单元设置在所述变焦系统与反射镜之间的光路上。

进一步地，还包括第一分光镜，所述第一分光镜配置为处理经所述变焦系统的光束以形成第一分光束，所述反射镜配置为反射所述第一分光束，所述第一分光镜还配置为接收所述反射镜反射的光束，并传送至所述成像探测单元和自准直检测单元。

进一步地，经所述变焦系统的光束经过所述第一分光镜后还分出第二分光束。

进一步地，还包括第二分光镜，所述第二分光镜接收所述可调反射单元传送的光束，并分成分别传送至所述自准直检测单元和成像探测单元的光束。

本发明实施例还提供了一种变焦系统的光轴指向检测方法，包括：

S1、在光源单元和待测的所述变焦系统之间的光路上设置标记单元，通过可调反射单元调整经所述标记单元和待测的所述变焦系统处理的光束在经所述可调反射单元反射后，在成像探测单元的检测范围内成所述标记单元的像；

S2、将调整后的所述光束传送至成像探测单元和自准直检测单元；

S3、通过所述自准直检测单元检测所述可调反射单元的偏移角度，通过所述成像探测单元检测成像的位置变化；

S4、根据所述偏移角度和位置变化获得所述变焦系统的焦点的空间位置。

进一步地，步骤S3具体包括：

S33a、将所述变焦系统调焦至初始焦距，通过成像探测单元获得像的初始位置，通过自准直检测单元获得可调反射单元的初始角度；

S34a、调整所述变焦系统的焦距，并通过成像探测单元获得不同焦距对应的像的实测位置，通过自准直检测单元获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35a、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

进一步地，在将所述变焦系统调焦至初始焦距之前，所述检测方法还包括：

S31a、将所述变焦系统聚焦于无穷远；

S32a、调整所述标记单元的轴向位置，使得所述自准直检测单元检测到的标记单元上标记的像成像最清晰。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜，在光轴方向调整所述反射镜，使得通过所述成像探测单元的检测面检测到像，将对应的反射镜位置选为初始位置，并获取调整所述变焦系统的焦距后对应的反射镜的位移量。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜和光程延展单元，调节所述光程延展单元，使得像位于成像探测单元的检测面内。

进一步地，选用内调焦望远镜作为所述成像探测单元和自准直检测单元。

进一步地，步骤S3具体包括：

S33b、将所述变焦系统调焦至初始焦距，将所述内调焦望远镜调焦至焦距f，对应的内调焦望远镜的焦面为检测面，调节所述可调反射单元使得像位于检测面内，通过所述内调焦望远镜获得像的初始位置，调整内调焦望远镜的焦距使其聚焦于无穷远，通过所述内调焦望远镜获得可调反射单元的初始角度；

S34b、调整所述变焦系统的焦距，并通过所述内调焦望远镜获得不同焦距对应的像的实测位置，调整所述内调焦望远镜使其聚焦于无穷远，并获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35b、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

进一步地，在将所述变焦系统调焦至初始焦距且所述内调焦望远镜调焦至焦距f之前，所述检测方法还包括：

S31b、将所述变焦系统和内调焦望远镜均聚焦于无穷远；

S32b、调整所述标记单元的轴向位置，使得所述内调焦望远镜检测到的标记单元上标记的像成像最清晰。

进一步地，选用自准直变焦系统作为所述变焦系统和自准直检测单元。

进一步地，步骤S3具体包括：

S31c、将所述自准直变焦系统调焦至初始焦距，通过成像探测单元获得像的初始位置，将自准直变焦系统调焦至无穷远，并测试获得可调反射单元的初始角度；

S32c、调整所述自准直变焦系统的焦距，并通过成像探测单元获得不同焦距对应的像的实测位置，将自准直变焦系统调焦至无穷远，通过自准直变焦系统获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S33c、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜，所述焦点在成像探测单元的检测面坐标系的空间位置为:

[(H_i-H₀)±2(α_i-α₀)*L_i，(V_i-V₀)±2(β_i-β₀)*L_i]

其中，像在检测面坐标系的初始位置为[H₀，V₀]，±取决于自准直检测单元的坐标系，反射镜在检测面坐标系的初始角度为[α₀，β₀]，像在检测面坐标系的实测位置为[H_i，V_i]，在检测面坐标系的所述实测角度为[α_i，β_i]，反射镜的位移量为L_i，i＝1,2……n。

进一步地，所述反射镜的位移量为：

L_i＝(F_i-F₀)/2

其中，所述初始焦距为F₀，第i次调整后的焦距为F_i。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜和第一分光镜，所述第一分光镜配置为处理经所述变焦系统的光束以形成第一分光束和第二分光束，所述反射镜配置为反射所述第一分光束，所述第一分光镜还配置为接收所述反射镜反射的光束，并传送至所述成像探测单元和自准直检测单元。

进一步地，还设置第二分光镜，所述第二分光镜接收所述可调反射单元传送的光束，并分成分别传送至所述自准直检测单元和成像探测单元的光束。

本发明实施例提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法,根据可调反射单元和自准直检测单元获得待测的所述变焦系统的焦点的空间位置，通过可调反射单元保证了变焦系统的焦点始终在检测面上，避免了在检测过程中移动成像探测单元，消除了移动引入零位偏移的风险，提高了检测精度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的检测方法的流程图；

图3为本发明实施例一提供的检测方法中步骤S3的具体流程图；

图4为本发明实施例一提供的可调反射单元移动时在检测面上像的示意图；

图5为本发明实施例二提供的检测装置的结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的检测方法中步骤S3b的流程图；

图7为本发明实施例三提供的检测装置的结构示意图；

图8为本发明实施例三提供的检测方法中步骤S3c的流程图。

图中，100：变焦系统，1：光源单元，2：标记单元，3：经变焦系统处理的光束，31：第一分光束，32：第二分光束，4：第一分光镜，5：反射镜，6：位置调整单元，7：第二分光镜，8：自准直检测单元，9：成像探测单元，10：光程延展单元，11：内调焦望远镜，12：自准直变焦系统。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置，包括：光源单元1、标记单元2、可调反射单元、自准直检测单元8和成像探测单元9，所述光源单元1发出的光束照射所述标记单元2后经待测的变焦系统100和所述可调反射单元传送至所述成像探测单元9和自准直检测单元8，所述自准直检测单元8检测所述可调反射单元的偏移角度，所述成像探测单元9检测成像的位置变化。

请参考图1和图4，在本实施例中，所述检测装置包括第一分光镜4，所述可调反射单元包括反射镜5和调整所述反射镜位置的位置调整单元6，所述位置调整单元6可以在光轴方向调节反射镜5的位置，所述第一分光镜4配置为处理经所述变焦系统处理的光束3以形成第一分光束31，所述反射镜5配置为反射所述第一分光束31，所述第一分光镜4还配置为接收所述反射镜5反射的光束，并传送至所述成像探测单元9和自准直检测单元8。所述第一分光镜4还可以配置为形成第二分光束32，当然也可以不设置第二分光束32，仅配置第一分光束31以进行待测变焦系统100的检测。此外，第二分光束32可用于其他实际应用，因此该装置不仅可以单独对变焦系统进行离线检测，亦可在变焦系统使用过程中在线检测以进行实时补偿。自准直检测单元8可以自行发出探测光束，探测光束经反射镜5反射后由自准直检测单元8接受，并处理得到反射镜5的偏转角度。

进一步地，所述检测装置还包括第二分光镜7，所述第二分光镜7接收所述可调反射单元传送的光束，并分成分别传送至所述自准直检测单元8和成像探测单元9的光束。

请参考图2，本发明实施例还提供了一种变焦系统的光轴指向检测方法，包括：

S1、在光源单元1和待测变焦系统100之间的光路上设置标记单元2，通过可调反射单元调整经所述标记单元2和待测变焦系统100处理的光束；

S2、将调整后的所述光束传送至成像探测单元9和自准直检测单元8；

S3、通过所述自准直检测单元8检测所述可调反射单元的偏移角度，通过所述成像探测单元9检测成像的位置变化；

S4、根据所述偏移角度和位置变化获得所述变焦系统100的焦点的空间位置。

进一步地，请参考图3，S3具体包括：

S33a、将所述变焦系统100调焦至初始焦距，通过成像探测单元9获得像的初始位置，通过自准直检测单元8获得可调反射单元的初始角度；

S34a、调整所述变焦系统100的焦距，并通过成像探测单元9获得不同焦距对应的像的实测位置，通过自准直检测单元8获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35a、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

在本实施例中，在将所述变焦系统调焦至初始焦距之前，所述检测方法还包括：

S31a、将所述变焦系统100聚焦于无穷远；

S32a、调整所述标记单元2的轴向位置，使得所述自准直检测单元8检测到的标记单元2上标记的像成像最清晰。

进一步地，所述可调反射单元包括反射镜5，在光轴方向调整所述反射镜5，使得通过所述成像探测单元9的检测面检测到像，将对应的反射镜位置选为初始位置，并获取调整所述变焦系统100的焦距后对应的反射镜的位移量。

在本实施例中，所述焦点在成像探测单元9的检测面坐标系的空间位置为:

[(H_i-H₀)±2(α_i-α₀)*L_i，(V_i-V₀)±2(β_i-β₀)*L_i]

其中，像在检测面坐标系的初始位置为[H₀，V₀]，±取决于自准直检测单元的坐标系，反射镜在检测面坐标系的初始角度为[α₀，β₀]，[α₀，β₀]用以描述反射镜5的俯仰及倾斜，像在检测面坐标系的实测位置为[H_i，V_i]，在检测面坐标系的所述实测角度为[α_i，β_i]，反射镜的位移量为L_i，i＝1,2……n。

可以通过位置调整单元6具备获取反射镜5位移量，而针对于可以精确控制并获取自身焦距F_i(i＝1,2……n)的变焦系统，位置调整单元6也可以无需具备获取反射镜5位移量的功能，而是以(F_i-F₀)/2替代反射镜的位移量L_i即可，其中，所述初始焦距为F₀，第i次调整后的焦距为F_i。

实施例二

请参考图5，本实施例提供了一种检测装置，该检测装置包括：光源单元1、标记单元2、可调反射单元、内调焦望远镜11，所述光源单元1发出的光束照射所述标记单元2后经待测的变焦系统100和所述可调反射单元传送至所述内调焦望远镜11，所述内调焦望远镜11检测所述可调反射单元的偏移角度和成像的位置变化。

本实例中，内调焦望远镜11作为一个具有自准直功能的变焦系统的简称。

在本实施例中，所述可调反射单元包括反射镜5和光程延展单元10，所述光程延展单元10设置在所述变焦系统100与反射镜5之间的光路上，调节所述光程延展单元10，使得像位于内调焦望远镜11的检测面内。

和实施例一不同，本实施例中将自准直检测单元和成像探测单元的功能集成在一起，采用内调焦望远镜11实现实施例一中自准直检测单元和成像探测单元的功能；且本实施例中，可以不用调整反射镜5的位置，而是通过调整光程延展单元10进而调节像的位置。

本实施例还提供了一种检测方法，包括：

S1b、在光源单元1和待测变焦系统100之间的光路上设置标记单元2，通过可调反射单元调整经所述标记单元2和待测变焦系统100处理的光束；

S2b、将调整后的所述光束传送至内调焦望远镜11；

S3b、通过所述内调焦望远镜11的自准直检测功能检测所述可调反射单元的偏移角度，所述内调焦望远镜11的成像探测功能检测成像的位置变化；

S4b、根据所述偏移角度和位置变化获得所述变焦系统100的焦点的空间位置。

优选地，请参考图6，通过所述内调焦望远镜11的自准直检测功能检测所述可调反射单元的偏移角度，通过所述内调焦望远镜11的成像探测功能检测成像的位置变化的步骤(即步骤S3b)具体包括：

S33b、将所述变焦系统100调焦至初始焦距，将所述内调焦望远镜11调焦至焦距f，对应的内调焦望远镜11的焦面为检测面，调节所述可调反射单元使得像位于检测面内，通过所述内调焦望远镜11获得像的初始位置，调整内调焦望远镜11的焦距使其聚焦于无穷远，通过所述内调焦望远镜11获得可调反射单元的初始角度；

S34b、调整所述变焦系统100的焦距，并通过所述内调焦望远镜11获得不同焦距对应的像的实测位置，调整所述内调焦望远镜11使其聚焦于无穷远，并获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35b、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

进一步地，在将所述变焦系统调焦至初始焦距且所述内调焦望远镜11调焦至焦距f之前，所述检测方法还包括：

S31b、将所述变焦系统100和内调焦望远镜11均聚焦于无穷远；

S32b、调整所述标记单元2的轴向位置，使得所述内调焦望远镜11检测到的标记单元上标记的像成像最清晰。

在本实施例中，所述焦点在成像探测单元的检测面坐标系的空间位置为:

[(H_i-H₀)±2(α_i-α₀)*L_i，(V_i-V₀)±2(β_i-β₀)*L_i]

其中，像在检测面坐标系的初始位置为[H₀，V₀]，±取决于自准直检测单元的坐标系，反射镜在检测面坐标系的初始角度为[α₀，β₀]，像在检测面坐标系的实测位置为[H_i，V_i]，在检测面坐标系的所述实测角度为[α_i，β_i]，反射镜的位移量为L_i，i＝1,2……n。

进一步地，所述反射镜5的位移量为：

L_i＝(F_i-F₀)/2

其中，所述初始焦距为F₀，第i次调整后的焦距为F_i。

实施例三

请参考图7，本实施例提供了一种检测装置，该检测装置包括：自准直变焦系统12、可调反射单元和成像探测单元9，所述自准直变焦系统12处理的光束经所述可调反射单元传送至所述成像探测单元9，所述自准直变焦系统12检测所述可调反射单元的偏移角度，所述成像探测单元9检测成像的位置变化。

和实施例一不同，本实施例选用自准直变焦系统12作为所述变焦系统100和自准直检测单元8。

本发明实施例还提供了一种变焦系统的光轴指向检测方法，包括：

S1c、在光源单元1和待测的变焦系统100之间的光路上设置标记单元2，通过可调反射单元调整经所述标记单元2和待测变焦系统100处理的光束；

S2c、将调整后的所述光束传送至成像探测单元9和自准直检测单元8；

S3c、通过所述自准直检测单元8检测所述可调反射单元的偏移角度，通过所述成像探测单元9检测成像的位置变化；

S4c、根据所述偏移角度和位置变化获得所述变焦系统100的焦点的空间位置。

进一步地，请参考图8，步骤S3c具体包括：

S31c、将所述自准直变焦系统12调焦至初始焦距，通过成像探测单元9获得像的初始位置，将自准直变焦系统12调焦至无穷远，并测试获得可调反射单元的初始角度；

S32c、调整所述自准直变焦系统12的焦距，并通过成像探测单元9获得不同焦距对应的像的实测位置，将自准直变焦系统12调焦至无穷远，通过自准直变焦系统12获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S33c、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

在本实施例中，所述焦点在成像探测单元的检测面坐标系的空间位置为:

[(H_i-H₀)±2(α_i-α₀)*L_i，(V_i-V₀)±2(β_i-β₀)*L_i]

其中，像在检测面坐标系的初始位置为[H₀，V₀]，±取决于自准直检测单元的坐标系，反射镜4在检测面坐标系的初始角度为[α₀，β₀]，像在检测面坐标系的实测位置为[H_i，V_i]，在检测面坐标系的所述实测角度为[α_i，β_i]，反射镜的位移量为L_i，i＝1,2……n。

进一步地，所述反射镜4的位移量为：

L_i＝(F_i-F₀)/2

其中，所述初始焦距为F₀，第i次调整后的焦距为F_i。

进一步地，所述检测装置包括第一分光镜4，所述可调反射单元包括反射镜5，所述第一分光镜4配置为处理经所述变焦系统的光束以形成第一分光束31，所述反射镜5配置为反射所述第一分光束31，所述第一分光镜4还配置为接收所述反射镜5反射的光束，并传送至所述成像探测单元6和自准直变焦系统12。所述第一分光镜4还可以配置为形成第二分光束32，当然也可以不设置第二分光束32，仅配置第一分光束31以进行待测变焦系统100的检测。此外，第二分光束32可用于其他实际应用，因此该装置不仅可以单独对变焦系统进行离线检测，亦可在变焦系统使用过程中在线检测以进行实时补偿。

本发明实施例提供了一种变焦系统的光轴指向检测装置及检测方法,根据可调反射单元和自准直检测单元获得所述变焦系统的焦点的空间位置，通过可调反射单元保证了变焦系统的焦点始终在检测面上，避免了在检测过程中移动成像探测单元，消除了移动引入零位偏移的风险，提高了检测精度。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，包括：光源单元、标记单元、可调反射单元、自准直检测单元和成像探测单元，所述光源单元发出的光束照射所述标记单元后经待测的所述变焦系统和所述可调反射单元传送至所述成像探测单元和自准直检测单元，其中，经所述可调反射单元反射后的光束在所述成像探测单元的检测范围内成所述标记单元的像，所述可调反射单元包括反射镜；所述自准直检测单元检测所述可调反射单元的偏移角度，具体通过自行发出探测光束，并接收所述探测光束经所述反射镜反射后的光束，处理得到所述反射镜的偏转角度，作为所述可调反射单元的偏移角度，所述成像探测单元检测成像的位置变化。

2.如权利要求1所述的变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，所述可调反射单元还包括位置调整单元，所述位置调整单元在光轴方向调整所述反射镜位置；

或者，所述可调反射单元还包括光程延展单元，所述光程延展单元设置在所述变焦系统与反射镜之间的光路上。

3.如权利要求2所述的变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，还包括第一分光镜，所述第一分光镜配置为处理经所述变焦系统的光束以形成第一分光束，所述反射镜配置为反射所述第一分光束，所述第一分光镜还配置为接收所述反射镜反射的光束，并传送至所述成像探测单元和自准直检测单元。

4.如权利要求3所述的变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，经所述变焦系统的光束经过所述第一分光镜后还分出第二分光束。

5.如权利要求1所述的变焦系统的光轴指向检测装置，其特征在于，还包括第二分光镜，所述第二分光镜接收所述可调反射单元传送的光束，并分成分别传送至所述自准检测单元和成像探测单元的光束。

6.一种变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，包括：

S1、在光源单元和待测的所述变焦系统之间的光路上设置标记单元，通过可调反射单元调整经所述标记单元和待测的所述变焦系统处理的光束在经所述可调反射单元反射后，在成像探测单元的检测范围内成所述标记单元的像；

S2、将调整后的所述光束传送至成像探测单元和自准直检测单元；

S3、通过所述自准直检测单元检测所述可调反射单元的偏移角度，具体通过自行发出探测光束，并接收所述探测光束经所述可调反射单元中的反射镜反射后的光束，处理得到所述反射镜的偏转角度，作为所述可调反射单元的偏移角度，另外通过所述成像探测单元检测成像的位置变化；

S4、根据所述偏移角度和位置变化获得所述变焦系统的焦点的空间位置。

7.如权利要求6所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S33a、将所述变焦系统调焦至初始焦距，通过成像探测单元获得像的初始位置，通过自准直检测单元获得可调反射单元的初始角度；

S34a、调整所述变焦系统的焦距，并通过成像探测单元获得不同焦距对应的像的实测位置，通过自准直检测单元获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35a、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

8.如权利要求7所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，在将所述变焦系统调焦至初始焦距之前，所述检测方法还包括：

S31a、将所述变焦系统聚焦于无穷远；

S32a、调整所述标记单元的轴向位置，使得所述自准直检测单元检测到的标记单元上标记的像成像最清晰。

9.如权利要求7所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，在光轴方向调整所述反射镜，使得通过所述成像探测单元的检测面检测到像，将对应的反射镜位置选为初始位置，并获取调整所述变焦系统的焦距后对应的反射镜的位移量。

10.如权利要求7所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，所述可调反射单元还包括光程延展单元，调节所述光程延展单元，使得像位于成像探测单元的检测面内。

11.如权利要求6所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，选用内调焦望远镜作为所述成像探测单元和自准直检测单元。

12.如权利要求11所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S33b、将所述变焦系统调焦至初始焦距，将所述内调焦望远镜调焦至焦距f，对应的内调焦望远镜的焦面为检测面，调节所述可调反射单元使得像位于检测面内，通过所述内调焦望远镜获得像的初始位置，调整内调焦望远镜的焦距使其聚焦于无穷远，通过所述内调焦望远镜获得可调反射单元的初始角度；

S34b、调整所述变焦系统的焦距，并通过所述内调焦望远镜获得不同焦距对应的像的实测位置，调整所述内调焦望远镜使其聚焦于无穷远，并获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S35b、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

13.如权利要求12所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，在将所述变焦系统调焦至初始焦距且所述内调焦望远镜调焦至焦距f之前，所述检测方法还包括：

S31b、将所述变焦系统和内调焦望远镜均聚焦于无穷远；

S32b、调整所述标记单元的轴向位置，使得所述内调焦望远镜检测到的标记单元上标记的像成像最清晰。

14.如权利要求6所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，选用自准直变焦系统作为所述变焦系统和自准直检测单元。

15.如权利要求14所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，步骤S3具体包括：

S31c、将所述自准直变焦系统调焦至初始焦距，通过成像探测单元获得像的初始位置，将自准直变焦系统调焦至无穷远，并测试获得可调反射单元的初始角度；

S32c、调整所述自准直变焦系统的焦距，并通过成像探测单元获得不同焦距对应的像的实测位置，将自准直变焦系统调焦至无穷远，通过自准直变焦系统获得不同焦距对应的可调反射单元的实测角度；

S33c、根据像的实测位置和初始位置获取像的位置变化，根据所述实测角度和初始角度获取可调反射单元的偏移角度。

16.如权利要求7、12或15任一项 所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，所述焦点在成像探测单元的检测面坐标系的空间位置为:

[(H_i-H₀)±2(α_i-α₀)*L_i，(V_i-V₀)±2(β_i-β₀)*L_i]

其中，像在检测面坐标系的初始位置为[H₀，V₀]，±取决于自准直检测单元的坐标系，反射镜在检测面坐标系的初始角度为[α₀，β₀]，像在检测面坐标系的实测位置为[H_i，V_i]，在检测面坐标系的所述实测角度为[α_i，β_i]，反射镜的位移量为L_i，i＝1,2……n。

17.如权利要求16所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，所述反射镜的位移量为：

L_i＝(F_i-F₀)/2

其中，所述初始焦距为F₀，第i次调整后的焦距为F_i。

18.如权利要求6所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，所述可调反射单元还包括第一分光镜，所述第一分光镜配置为处理经所述变焦系统的光束以形成第一分光束和第二分光束，所述反射镜配置为反射所述第一分光束，所述第一分光镜还配置为接收所述反射镜反射的光束，并传送至所述成像探测单元和自准直检测单元。

19.如权利要求6所述的变焦系统的光轴指向检测方法，其特征在于，还设置第二分光镜，所述第二分光镜接收所述可调反射单元传送的光束，并分成分别传送至所述自准直检测单元和成像探测单元的光束。

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