自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)儀器檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多光學(xué)系統(tǒng)自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多傳感器光電設(shè)備如各類大型光電經(jīng)瑋儀，都同時具有紅外、可見傳感器及激光測距等多個光學(xué)系統(tǒng)，并對同一目標(biāo)進(jìn)行捕獲、跟蹤與測量。為保證測量結(jié)果的一致性，多個光學(xué)系統(tǒng)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(shè)備光軸平行性檢驗(yàn)的儀器，這種檢驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式有可能是千變?nèi)f化的，但最終都是形成兩束或多束平行的光束，作為檢驗(yàn)的基準(zhǔn)，來驗(yàn)證被檢設(shè)備各光軸間的平行性誤差，因此要對光軸平行性測試儀產(chǎn)生的平行光束的平行性進(jìn)行校準(zhǔn)。通常的校準(zhǔn)方法是采用一個大口徑平面反射鏡，通過自準(zhǔn)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(diào)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(diǎn)的方法。
[0003]中國專利公報(bào)公開了一種“多光學(xué)系統(tǒng)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(dǎo)軌上，標(biāo)校反射鏡通過二維調(diào)整機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌活動連接；折轉(zhuǎn)反射鏡通過二維調(diào)整機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌滑塊活動連接，導(dǎo)軌滑塊可沿導(dǎo)軌移動；十字絲分劃板位于準(zhǔn)直系統(tǒng)的焦面上，光源照明十字絲分劃板；準(zhǔn)直系統(tǒng)發(fā)出的準(zhǔn)直光束，一路透過第一半反半透鏡入射到標(biāo)校反射鏡，另一路經(jīng)過第一半反半透鏡、折轉(zhuǎn)反射鏡反射后入射到錐體棱鏡。這種方法的缺點(diǎn)是通過兩種光學(xué)元件即標(biāo)校反射鏡和椎體棱鏡分別標(biāo)校兩路光束，使得這兩束光沒有統(tǒng)一的標(biāo)?；鶞?zhǔn)，光束平行性難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀及檢測方法，該檢測儀可高精度自校準(zhǔn)多傳感器的光學(xué)系統(tǒng)，具有高精度，便攜的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀，該檢測儀包括:主支撐導(dǎo)軌、平尺反射鏡、移動導(dǎo)軌、平面折轉(zhuǎn)反射鏡、半反半透平面鏡和自準(zhǔn)直儀；半反半透平面鏡和平面折轉(zhuǎn)反射鏡安裝在主支撐導(dǎo)軌上表面，可在主支撐導(dǎo)軌上任意滑動，與主支撐導(dǎo)軌的主軸成45度角；移動導(dǎo)軌固定安裝在主支撐導(dǎo)軌的一側(cè)表面，平尺反射鏡通過移動導(dǎo)軌在主支撐導(dǎo)軌側(cè)表面任意滑動；自準(zhǔn)直儀安裝在主支撐導(dǎo)軌的另一側(cè)表面，自校準(zhǔn)時對準(zhǔn)半反半透平面鏡。
[0007]自校準(zhǔn)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(zhǔn)被檢設(shè)備的一個光學(xué)系統(tǒng)；移動平尺反射鏡，使其覆蓋半反半透平面鏡透射光；當(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離小于等于平尺反射鏡時，將平面折轉(zhuǎn)反射鏡對準(zhǔn)被檢設(shè)備的另一個光學(xué)系統(tǒng)，執(zhí)行步驟二；當(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離大于平尺反射鏡時，執(zhí)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(zhuǎn)反射鏡的反射光，使自準(zhǔn)直儀的出射光束首先經(jīng)半反半透平面鏡，一部分透射后直接入射到平尺反射鏡，調(diào)整平尺反射鏡使光束按原路返回，自準(zhǔn)成像；另一部分反射，經(jīng)平面折轉(zhuǎn)反射鏡反射，入射到平尺反射鏡，調(diào)整平面折轉(zhuǎn)反射鏡，使光束按原路自準(zhǔn)返回，兩束出射光平行，移開平尺反射鏡，實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)光軸平行性的檢測；
[0010]步驟三:移動平面折轉(zhuǎn)反射鏡，執(zhí)行步驟二 ；移動平尺反射鏡，使其另一端對準(zhǔn)平面折轉(zhuǎn)反射鏡，調(diào)整平尺反射鏡，使另一部分反射光束再次自準(zhǔn)返回；
[0011]步驟四；移動平面折轉(zhuǎn)反射鏡，將平面折轉(zhuǎn)反射鏡對準(zhǔn)被檢設(shè)備的另一個光學(xué)系統(tǒng)，調(diào)整平面折轉(zhuǎn)反射鏡，使另一部分反射光束再次自準(zhǔn)返回，此時兩束出射光平行，兩束光的間距與被測設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)間距相同，移開平尺反射鏡，實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)光軸平行性的檢測。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用的標(biāo)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(zhuǎn)反射鏡出射的光束，從而使得兩路光束以同一基準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，達(dá)到高精度的目的。本發(fā)明所研制的光軸平行度檢驗(yàn)儀，光束間距可在200mm至900mm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，光束的平行性可實(shí)時調(diào)整，平行性精度取決于自準(zhǔn)直儀的測量精度，而自準(zhǔn)直儀的測量精度可溯源到國家計(jì)量院，該儀器實(shí)現(xiàn)了便攜、多功能及高精度的使用要求。
【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2當(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離小于等于平尺反射鏡時本發(fā)明自校準(zhǔn)光軸平行性檢測方法的流程圖。
[0015]圖3當(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離大于平尺反射鏡時本發(fā)明自校準(zhǔn)光軸平行性檢測方法的流程圖。
[0016]圖中:1、主支撐導(dǎo)軌，2、移動導(dǎo)軌，3、平面折轉(zhuǎn)反射鏡，4、平尺反射鏡，5、平尺反射鏡二維調(diào)整機(jī)構(gòu)，6、半反半透平面鏡，7、半反半透平面鏡滑塊，8、自準(zhǔn)直儀，9、反射式平行光管，10、平面折轉(zhuǎn)反射鏡滑塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，自校準(zhǔn)光軸平行性檢測儀，該檢測儀包括:主支撐導(dǎo)軌1、移動導(dǎo)軌2、平面折轉(zhuǎn)反射鏡3、平尺反射鏡4、平尺反射鏡二維調(diào)整機(jī)構(gòu)5、半反半透平面鏡6、半反半透平面鏡滑塊7、自準(zhǔn)直儀8、可替換反射式平行光管9和平面折轉(zhuǎn)反射鏡滑塊10 ;半反半透平面鏡6和平面折轉(zhuǎn)反射鏡3安裝在主支撐導(dǎo)軌1上表面，可通過半反半透平面鏡滑塊7和平面折轉(zhuǎn)反射鏡滑塊10在主支撐導(dǎo)軌1上任意滑動，與主支撐導(dǎo)軌1的主軸成45度角；移動導(dǎo)軌2固定安裝在主支撐導(dǎo)軌1的一側(cè)表面，平尺反射鏡4通過移動導(dǎo)軌2在主支撐導(dǎo)軌1側(cè)表面任意滑動，平尺反射鏡4下安裝平尺反射鏡二維調(diào)整機(jī)構(gòu)5調(diào)整其姿態(tài)；平面折轉(zhuǎn)反射鏡3和半反半透平面鏡6下各自安裝二維調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整姿態(tài)。自準(zhǔn)直儀8安裝在主支撐導(dǎo)軌1的另一側(cè)表面，自校準(zhǔn)時對準(zhǔn)半反半透平面鏡6。校準(zhǔn)結(jié)束后，移除自準(zhǔn)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(xué)系統(tǒng)提供光源。
[0019]自校準(zhǔn)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(zhǔn)被檢設(shè)備的一個光學(xué)系統(tǒng)；通過移動導(dǎo)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(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離小于等于平尺反射鏡4時，將平面折轉(zhuǎn)反射鏡3對準(zhǔn)被檢設(shè)備的另一個光學(xué)系統(tǒng)，執(zhí)行步驟二 ；當(dāng)被檢設(shè)備的兩個光學(xué)系統(tǒng)的光軸距離大于平尺反射鏡4時，執(zhí)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(zhuǎn)反射鏡3的反射光，使自準(zhǔn)直儀8的出射光束首先經(jīng)半反半透平面鏡6