[发明专利]基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统

权利要求书

1.基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，包括光源合作目标、共用物镜、分光镜组和线阵CCD组；所述光源合作目标由光源经匀光系统照亮刻划板形成；所述线阵CCD组中每个线阵CCD的像素长度均能覆盖一维测量；其特征在于：

所述共用物镜设置在能够接收光源合作目标所发出的光线的位置处；

所述分光镜组包括依次设置在共用物镜输出光路上的多个分光镜，依次记为第一分光镜，第二分光镜，第三分光镜，……，第N分光镜；

所述线阵CCD组包括与所述分光镜一一对应的多个线阵CCD，依次记为第一线阵CCD，第二线阵CCD，第三线阵CCD，……，第N线阵CCD，且每个线阵CCD通过各自光路分别与光源合作目标共轭；每个线阵CCD的光敏面位于空间直角坐标系的YOZ平面，光敏长度方向与空间直角坐标系的OZ轴平行；

当线阵CCD的数量N为奇数时，第(N+1)/2线阵CCD的光敏长度方向相对于系统的各路输出光轴无Y向平移距离，且相邻两个线阵CCD之间的Y向间距均为像方高度的1/N；

当线阵CCD的数量N为偶数时，第N/2线阵CCD的光敏长度方向相对于其所在光路的光轴沿Y向平移1/2N，第N/2+1线阵CCD的光敏长度方向相对其所在光路的光轴沿Y向平移-1/2N，且相邻两个线阵CCD之间的Y向间距均为像方高度的1/N；

所述光源合作目标的Y向尺寸大于系统在Y向测量范围的1/N；所述刻划板上的刻线不能交叉，刻线在像方的最小间距大于1个像元；

测量时，将待测物体与在光源合作目标固连；光源合作目标经共用物镜、分光镜组后分别成像于第一线阵CCD、第二线阵CCD，第三线阵CCD，……，第N线阵CCD上，由第一线阵CCD、第二线阵CCD，第三线阵CCD，……，第N线阵CCD共同完成光源合作目标的二维位置测量。

2.根据权利要求1所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：在分光镜组和线阵CCD组之间的光路上设置有场镜组。

3.根据权利要求2所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述刻划板上的刻划目标为M形、V形或N形，刻线宽度在像方占3～5个像元大小。

4.根据权利要求3所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述分光镜组由第一分光镜、第二分光镜、第三分光镜，……，第N分光镜胶合组成；所述第一分光镜为直角棱镜，其余分光镜均为斜方棱镜。

5.根据权利要求4所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述第一分光镜和第二分光镜的胶合面的透射率与反射率之比为(1-1/N)：1/N，第二分光镜和第三分光镜的胶合面的透射率与反射率之比为1-(1/(N-1))：1/(N-1)，第三分光镜和第四分光镜的胶合面的透射率与反射率之比为1-(1/(N-2))：1/(N-2)，……，第N-2分光镜和第N-1分光镜的胶合面的透射率与反射率之比为0.67：0.33，第N-1分光镜和第N分光镜的胶合面的透射率与反射率之比为0.5：0.5。

6.根据权利要求5所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述分光镜组由第一分光镜、第二分光镜和第三分光镜胶合组成。

7.根据权利要求1或5或6所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述共用物镜、分光镜组和场镜组为宽谱段光学组件或窄谱段光学组件。

8.根据权利要求6所述的基于多线阵CCD平行拼接的二维位置光学测量系统，其特征在于：所述光源合作目标由激光、LED或者宽谱段照明光源经匀光系统照亮刻划板形成；所述第一分光镜和第二分光镜的胶合面、第二分光镜和第三分光镜的胶合面均镀有颜色分光膜。