[发明专利]自校准光轴平行性检测仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光学仪器检验技术领域，涉及一种多光学系统自校准光轴平行性检测仪及检测方法。

背景技术

多传感器光电设备如各类大型光电经纬仪，都同时具有红外、可见传感器及激光测距等多个光学系统，并对同一目标进行捕获、跟踪与测量。为保证测量结果的一致性，多个光学系统的光轴必须平行，光轴平行性测试仪即是用来完成这种多传感器光电设备光轴平行性检验的仪器，这种检验设备的结构形式有可能是千变万化的，但最终都是形成两束或多束平行的光束,作为检验的基准，来验证被检设备各光轴间的平行性误差，因此要对光轴平行性测试仪产生的平行光束的平行性进行校准。通常的校准方法是采用一个大口径平面反射镜，通过自准直仪来测试各光束间的平行性，这种方法受平面反射镜口径的限制，对光束间距500mm以上的仪器，使用的大口径平面反射镜制造成本高，安装使用、调整都非常不便，尤其是不便于在外场使用，因此一直在研究能够使光轴平行性测试仪具有高精度、便携式特点的方法。

中国专利公报公开了一种“多光学系统光轴平行性检测仪”(ZL200910218067.1)。该装置的第一半反半透镜固定在导轨上，标校反射镜通过二维调整机构与导轨活动连接；折转反射镜通过二维调整机构与导轨滑块活动连接，导轨滑块可沿导轨移动；十字丝分划板位于准直系统的焦面上，光源照明十字丝分划板；准直系统发出的准直光束，一路透过第一半反半透镜入射到标校反射镜，另一路经过第一半反半透镜、折转反射镜反射后入射到锥体棱镜。这种方法的缺点是通过两种光学元件即标校反射镜和椎体棱镜分别标校两路光束，使得这两束光没有统一的标校基准，光束平行性难以保证。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种自校准光轴平行性检测仪及检测方法，该检测仪可高精度自校准多传感器的光学系统，具有高精度，便携的特点。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

自校准光轴平行性检测仪，该检测仪包括：主支撑导轨、平尺反射镜、移动导轨、平面折转反射镜、半反半透平面镜和自准直仪；半反半透平面镜和平面折转反射镜安装在主支撑导轨上表面，可在主支撑导轨上任意滑动，与主支撑导轨的主轴成45度角；移动导轨固定安装在主支撑导轨的一侧表面，平尺反射镜通过移动导轨在主支撑导轨侧表面任意滑动；自准直仪安装在主支撑导轨的另一侧表面，自校准时对准半反半透平面镜。

自校准光轴平行性检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将半反半透平面镜对准被检设备的一个光学系统；移动平尺反射镜，使其覆盖半反半透平面镜透射光；当被检设备的两个光学系统的光轴距离小于等于平尺反射镜时，将平面折转反射镜对准被检设备的另一个光学系统，执行步骤二；当被检设备的两个光学系统的光轴距离大于平尺反射镜时，执行步骤三和步骤四；

步骤二：平尺反射镜同时覆盖半反半透平面镜的透射光和平面折转反射镜的反射光，使自准直仪的出射光束首先经半反半透平面镜，一部分透射后直接入射到平尺反射镜，调整平尺反射镜使光束按原路返回，自准成像；另一部分反射，经平面折转反射镜反射，入射到平尺反射镜，调整平面折转反射镜，使光束按原路自准返回，两束出射光平行，移开平尺反射镜，实现自校准光轴平行性的检测；

步骤三：移动平面折转反射镜，执行步骤二；移动平尺反射镜，使其另一端对准平面折转反射镜，调整平尺反射镜，使另一部分反射光束再次自准返回；

步骤四；移动平面折转反射镜，将平面折转反射镜对准被检设备的另一个光学系统，调整平面折转反射镜，使另一部分反射光束再次自准返回，此时两束出射光平行，两束光的间距与被测设备的两个光学系统间距相同，移开平尺反射镜，实现自校准光轴平行性的检测。

本发明的有益效果是：本发明采用的标校反射镜是一块长方形平尺反射镜，可同时覆盖半反半透平面镜和平面折转反射镜出射的光束，从而使得两路光束以同一基准进行校准，达到高精度的目的。本发明所研制的光轴平行度检验仪，光束间距可在200mm至900mm范围内连续可调，光束的平行性可实时调整，平行性精度取决于自准直仪的测量精度，而自准直仪的测量精度可溯源到国家计量院，该仪器实现了便携、多功能及高精度的使用要求。

附图说明

图1本发明自校准光轴平行性检测仪的结构示意图。

图2当被检设备的两个光学系统的光轴距离小于等于平尺反射镜时本发明自校准光轴平行性检测方法的流程图。

图3当被检设备的两个光学系统的光轴距离大于平尺反射镜时本发明自校准光轴平行性检测方法的流程图。