[发明专利]用凸透镜产生平行光的方法与装置

权利要求书

1.一种用凸透镜产生平行光的装置，其特征是：包括位于平行光管（2）和光学接收系统（5）之间的凸透镜（4），凸透镜（4）的中心轴、平行光管（2）出射的平行光光轴和光学接收系统（5）接收的平行光光轴三者共线，光学接收系统（5）包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构、CCD摄像机镜头（25）和光学控制系统（7），所述移动机构可使CCD摄像机镜头（25）分别沿x、y、z轴方向上移动；CCD摄像机镜头（25）连接光学控制系统（7），光学控制系统（7）连接计算机控制系统。

2.根据权利要求1所述用凸透镜产生平行光的装置，其特征是：光学接收系统（5）最底部是x轴移动机构，包括沿光轴方向依次布置的x轴滑动导向杆（12）、x轴滑块（11）、x轴螺纹丝杆（10）、x轴电机驱动装置（8）和x轴步进电机固定支架（9）；x轴电机驱动装置（8）内有x轴步进电机，x轴步进电机的输出轴同轴连接x轴螺纹丝杆（10），x轴步进电机正转或反转驱动x轴螺纹丝杆（10）带动x轴滑块（11）沿x轴滑动导向杆（12）往复滑动；

y轴移动机构位于x轴移动机构的上部，包括沿y轴方向依次布置的y轴步进电机固定支架（20）、y轴电机驱动装置（19）、y轴滑块（21）、y轴滑动导向杆（22）、y轴螺纹丝杆（23）和y轴固定支架（24），y轴滑动导向杆（22）一端固定连接y轴固定支架（24），另一端穿过y轴滑块（21）上的孔，y轴螺纹丝杆（23）一端连接y轴滑块（21），另一端连接y轴电机驱动装置（19），y轴电机驱动装置（19）固定连接y轴步进电机固定支架（20），y轴步进电机固定支架（20）和y轴固定支架（24）均固定连接所述x轴滑块（11），y轴电机驱动装置（19）内装有y轴步进电机，y轴步进电机的输出轴同轴连接y轴螺纹丝杆（23），y轴步进电机正转或反转驱动y轴螺纹丝杆（23）带动y轴滑块（21）沿y轴滑动导向杆（22）往复滑动；

z轴移动机构位于y轴移动机构的上部，包括z轴滑块（6）、z轴滑动导向杆（16）、z轴螺纹丝杆（17）和z轴电机驱动装置（18），z轴滑动导向杆（16）底端固定连接所述y轴滑块（21）、顶端穿过并活动连接z轴滑块（6），z轴滑块（6）上端固定支撑所述CCD摄像机镜头（25）；z轴电机驱动装置（18）内装有z轴步进电机，z轴步进电机正转或反转驱动螺纹丝杆（17）带动z轴滑块（6）沿z轴滑动导向杆（16）往复滑动。

3.根据权利要求1所述用凸透镜产生平行光的装置，其特征是：平行光管（2）固定连接平行光管固定支架（15）的顶端，平行光管固定支架（15）的底端垂直固定在水平设置的底座（14）上，凸透镜（4）固定嵌在透镜支架（3）上，透镜支架（3）的底部通过透镜安装底座（13）固定在底座（14）上，透镜安装底座（13）垂直于底座（14）。

4.一种如权利要求1所述用凸透镜产生平行光的装置的方法，其特征是采用如下步骤：

1） 由平行光管（2）产生一束标准平行光线射到凸透镜（4），经凸透镜（4）折射汇聚到CCD摄像机镜头（25）上，CCD摄像机镜头（25）采集光斑的图像信息并通过光学控制系统（7）传递给计算机控制系统，计算机控制系统控制x轴移动机构动作，沿光轴方向调整CCD摄像机镜头（25）接收面与凸透镜（4）之间的距离，

2）计算机控制系统判断CCD摄像机镜头25所采集的光斑，如果光斑最小，控制y轴、z轴移动机构动作，调整CCD摄像机（25）接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，如果光斑不是最小，继续沿光轴方向调整CCD摄像机镜头（25）接收面与凸透镜（4）之间的距离，直到所接收的光斑最小时，对最小光斑的图像信息进行计算，得出CCD摄像机镜头（25）接收面的中心到光斑的中心的直线距离和得出y轴、z轴方向的投影距离，根据所述投影距离分别在y轴、z轴方向上调整CCD摄像机镜头（25），使CCD摄像机镜头（25）接收面的中心位置与光斑的中心位置相重合，重合处即凸透镜（4）的焦点位置；

3） 将点光源固定在凸透镜（4）的焦点位置处，透过凸透镜（4）折射即产生一束平行光。