[发明专利]具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置，属于光轴平行性检测技术领域。

背景技术

目前常用的多光谱光轴平行性测试方法，主要有投影靶板法、平行光管法、小口径平行光管法和五棱镜法等，其中平行光管法的测试准确度较高，目前为止，通常使用平行光管进行测试。大口径平行光管法采用的装置主要由光源、十字分划板、大口径平行光管和各种基座组成，在使用过程中，需将被测光束包含在平行光管口径之内。现有技术参考文献：光电系统多光轴平行性校准方法的研究，马世帮，杨红，杨照金，郭羽，康登魁，应用光学，2011年9月，第32卷第5期，该技术方案的缺点：1、测试方法存在着针对性强，受主观因素影响大，精度差等特点；2、当被测平行光束口径大于平行光管口径时，无法满足测量要求；3、检测只能在实验室内进行，对于野外实际测试的适应性不足。

发明内容

本发明为了解决现有的光轴平行性检测技术，存在精度差、受自身口径影响大、无法进行野外测试的问题，本发明提供了具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置，利用该装置的光轴平行性检测方法，以及该装置的自检和自校方法。利用单个平行光管，实现了可见光、红外光与激光光轴平行性的检测，可以实现大范围扩径和二维扫描，并且能够实现装置的自检和自校。装置占用空间小，便于携带，适合野外使用。

具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置，其特征是，该装置由平行光管组件、反射镜组件、小范围扩径组件、大范围扩径组件、自校准组件、精调平台和三脚架组成；精调平台设置在三脚架上；反射镜组件固定在精调平台上；平行光管组件设置在精调平台的下方且置于三脚架内部；小范围扩径组件和大范围扩径组件分别设置在反射镜组件两侧，小范围扩径组件可绕反射镜组件转动，大范围扩径组件可绕反射镜组件转动；自校准组件设置在小范围扩径组件的外侧。

所述平行光管组件由平行光管、分光元件、宽光源和CCD组成，分光元件设置在平行光管的焦点和次镜之间，宽光源和CCD分别设置在平行光管的焦点和共轭焦点位置处；可以实现发射和接收可见光、红外光和激光的功能；其中，平行光管采用传统的离轴牛顿式结构。

所述反射镜组件包含主反射镜与次反射镜，次反射镜位于主反射镜后端，光线一部分可以透过主反射镜到达次反射镜，实现大范围扩径组件光线的引入和引出。

所述小范围扩径组件由两个平行放置的第一反射镜和第二反射镜构成；小范围扩径组件通过第一转动副与主镜对应的位置连接在反射镜组件上，实现旋转功能。

所述的大范围扩径组件包括第一五棱镜、第二五棱镜、第三五棱镜、第四五棱镜、第一延长臂、第二延长臂、第一双光楔和第二双光楔；其中，第一延长臂通过第三转动副与第二延长臂连接，第二延长臂通过第二转动副与次反射镜的对应位置连接在反射镜组件；在第一延长臂的两端设置第一五棱镜和第二五棱镜；在第二延长臂的两端设置第三五棱镜和第四五棱镜；在第一延长臂的一端设置第一双光楔；在第二延长臂的一段设置第二双光楔；第二延长臂通过第二转动副绕反射镜组件旋转，第一延长臂通过第三转动副绕第二延长臂旋转，实现空间大范围扫描。

所述自校准组件包含主基准角镜和主基准反射镜，二者与入射光线垂直放置，用于装置自检。

具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置的光轴平行性检测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

步骤一，调整小范围扩径组件或大范围扩径组件，再调整精调平台，引入被检设备发射的平行光；

步骤二，被检设备发出的平行光通过反射镜组件进入平行光管组件，成像在平行光管组件的像平面CCD上，调整精调平台，使被检测的一路光线的像与基准分划中心严格对中；

步骤三，观察另一路被检光线在像平面CCD上的成像位置，若所成像点位置与基准分划中心重合，则说明所检设备光轴平行性良好；若像点位置与基准分划中心不重合，根据像点位置与基准分划中心的偏差距离以及光管焦距计算出平行度偏差。

具有大范围扩径及自检功能的多轴平行性检测装置的自检和自校方法，其特征在于，该方法具体过程为：

装置使用之前，利用主基准反射镜完成平行光管组件焦距的调整，且利用主基准角镜确定了基准十字刻线的位置；平行光管组件发出的平行光，经过主反射镜反射后，入射到主基准平面镜上，经反射入射到主反射镜上，再经反射进入平行光管组件中并且在像平面CCD成像；经过比较返回光线所成的像与自身基准十字刻线的差异，可以检测光管是否离焦，实现对平行光管组件的动态检测；