自校準光軸平行性檢測儀及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學儀器檢驗技術領域,涉及一種多光學系統自校準光軸平行性檢測儀及檢測方法。
【背景技術】
[0002]多傳感器光電設備如各類大型光電經瑋儀,都同時具有紅外、可見傳感器及激光測距等多個光學系統,并對同一目標進行捕獲、跟蹤與測量。為保證測量結果的一致性,多個光學系統的光軸必須平行,光軸平行性測試儀即是用來完成這種多傳感器光電設備光軸平行性檢驗的儀器,這種檢驗設備的結構形式有可能是千變萬化的,但最終都是形成兩束或多束平行的光束,作為檢驗的基準,來驗證被檢設備各光軸間的平行性誤差,因此要對光軸平行性測試儀產生的平行光束的平行性進行校準。通常的校準方法是采用一個大口徑平面反射鏡,通過自準直儀來測試各光束間的平行性,這種方法受平面反射鏡口徑的限制,對光束間距500mm以上的儀器,使用的大口徑平面反射鏡制造成本高,安裝使用、調整都非常不便,尤其是不便于在外場使用,因此一直在研究能夠使光軸平行性測試儀具有高精度、便攜式特點的方法。
[0003]中國專利公報公開了一種“多光學系統光軸平行性檢測儀”(ZL200910218067.1)。該裝置的第一半反半透鏡固定在導軌上,標校反射鏡通過二維調整機構與導軌活動連接;折轉反射鏡通過二維調整機構與導軌滑塊活動連接,導軌滑塊可沿導軌移動;十字絲分劃板位于準直系統的焦面上,光源照明十字絲分劃板;準直系統發出的準直光束,一路透過第一半反半透鏡入射到標校反射鏡,另一路經過第一半反半透鏡、折轉反射鏡反射后入射到錐體棱鏡。這種方法的缺點是通過兩種光學元件即標校反射鏡和椎體棱鏡分別標校兩路光束,使得這兩束光沒有統一的標校基準,光束平行性難以保證。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中存在的問題,本發明提供了一種自校準光軸平行性檢測儀及檢測方法,該檢測儀可高精度自校準多傳感器的光學系統,具有高精度,便攜的特點。
[0005]本發明解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]自校準光軸平行性檢測儀,該檢測儀包括:主支撐導軌、平尺反射鏡、移動導軌、平面折轉反射鏡、半反半透平面鏡和自準直儀;半反半透平面鏡和平面折轉反射鏡安裝在主支撐導軌上表面,可在主支撐導軌上任意滑動,與主支撐導軌的主軸成45度角;移動導軌固定安裝在主支撐導軌的一側表面,平尺反射鏡通過移動導軌在主支撐導軌側表面任意滑動;自準直儀安裝在主支撐導軌的另一側表面,自校準時對準半反半透平面鏡。
[0007]自校準光軸平行性檢測方法,該方法包括如下步驟:
[0008]步驟一:將半反半透平面鏡對準被檢設備的一個光學系統;移動平尺反射鏡,使其覆蓋半反半透平面鏡透射光;當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離小于等于平尺反射鏡時,將平面折轉反射鏡對準被檢設備的另一個光學系統,執行步驟二;當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離大于平尺反射鏡時,執行步驟三和步驟四;
[0009]步驟二:平尺反射鏡同時覆蓋半反半透平面鏡的透射光和平面折轉反射鏡的反射光,使自準直儀的出射光束首先經半反半透平面鏡,一部分透射后直接入射到平尺反射鏡,調整平尺反射鏡使光束按原路返回,自準成像;另一部分反射,經平面折轉反射鏡反射,入射到平尺反射鏡,調整平面折轉反射鏡,使光束按原路自準返回,兩束出射光平行,移開平尺反射鏡,實現自校準光軸平行性的檢測;
[0010]步驟三:移動平面折轉反射鏡,執行步驟二 ;移動平尺反射鏡,使其另一端對準平面折轉反射鏡,調整平尺反射鏡,使另一部分反射光束再次自準返回;
[0011]步驟四;移動平面折轉反射鏡,將平面折轉反射鏡對準被檢設備的另一個光學系統,調整平面折轉反射鏡,使另一部分反射光束再次自準返回,此時兩束出射光平行,兩束光的間距與被測設備的兩個光學系統間距相同,移開平尺反射鏡,實現自校準光軸平行性的檢測。
[0012]本發明的有益效果是:本發明采用的標校反射鏡是一塊長方形平尺反射鏡,可同時覆蓋半反半透平面鏡和平面折轉反射鏡出射的光束,從而使得兩路光束以同一基準進行校準,達到高精度的目的。本發明所研制的光軸平行度檢驗儀,光束間距可在200mm至900mm范圍內連續可調,光束的平行性可實時調整,平行性精度取決于自準直儀的測量精度,而自準直儀的測量精度可溯源到國家計量院,該儀器實現了便攜、多功能及高精度的使用要求。
【附圖說明】
[0013]圖1本發明自校準光軸平行性檢測儀的結構示意圖。
[0014]圖2當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離小于等于平尺反射鏡時本發明自校準光軸平行性檢測方法的流程圖。
[0015]圖3當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離大于平尺反射鏡時本發明自校準光軸平行性檢測方法的流程圖。
[0016]圖中:1、主支撐導軌,2、移動導軌,3、平面折轉反射鏡,4、平尺反射鏡,5、平尺反射鏡二維調整機構,6、半反半透平面鏡,7、半反半透平面鏡滑塊,8、自準直儀,9、反射式平行光管,10、平面折轉反射鏡滑塊。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0018]如圖1所示,自校準光軸平行性檢測儀,該檢測儀包括:主支撐導軌1、移動導軌2、平面折轉反射鏡3、平尺反射鏡4、平尺反射鏡二維調整機構5、半反半透平面鏡6、半反半透平面鏡滑塊7、自準直儀8、可替換反射式平行光管9和平面折轉反射鏡滑塊10 ;半反半透平面鏡6和平面折轉反射鏡3安裝在主支撐導軌1上表面,可通過半反半透平面鏡滑塊7和平面折轉反射鏡滑塊10在主支撐導軌1上任意滑動,與主支撐導軌1的主軸成45度角;移動導軌2固定安裝在主支撐導軌1的一側表面,平尺反射鏡4通過移動導軌2在主支撐導軌1側表面任意滑動,平尺反射鏡4下安裝平尺反射鏡二維調整機構5調整其姿態;平面折轉反射鏡3和半反半透平面鏡6下各自安裝二維調整機構來調整姿態。自準直儀8安裝在主支撐導軌1的另一側表面,自校準時對準半反半透平面鏡6。校準結束后,移除自準直儀8,安裝可替換反射式平行光管9,為不同光譜譜段光學系統提供光源。
[0019]自校準光軸平行性檢測方法,該方法包括如下步驟:
[0020]步驟一:將半反半透平面鏡6對準被檢設備的一個光學系統;通過移動導軌2移動平尺反射鏡4,使其右端覆蓋半反半透平面鏡6透射光;當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離小于等于平尺反射鏡4時,將平面折轉反射鏡3對準被檢設備的另一個光學系統,執行步驟二 ;當被檢設備的兩個光學系統的光軸距離大于平尺反射鏡4時,執行步驟三和步驟四;
[0021]步驟二:如圖2所示,平尺反射鏡4左端同時覆蓋平面折轉反射鏡3的反射光,使自準直儀8的出射光束首先經半反半透平面鏡6