[发明专利]一种单CCD的强度关联自准直仪

摘要

一种单CCD的强度关联自准直仪，包括由激光器、磨砂玻璃、电机、分划板、第一分光镜、第二分光镜、第一透镜、第二透镜组成的光学系统，以及包括面阵CCD的图像采集系统和数据处理模块。面阵CCD经图像采集系统发出的同步信号触发，接收来自光学系统同一时刻的图像信号，两路图像经采集系统收集后，在数据处理模块中进行强度关联运算和信号处理，最终显示读数。本发明在传统自准直仪基础上增加了一路参考光路，可保持原自准直仪的光学系统及整体外观，在工程实现上比较容易。本发明将量子成像技术中的强度关联方法引入自准直仪的设计中，一方面可以有效的提高测量分辨力及准确性，同时还能减小空气扰动等因素引起的测量误差，灵敏度和稳定性均有提高。

主权项

一种单CCD的强度关联自准直仪，其特征在于包括：光学系统、图像采集系统和数据处理模块；光学系统包括激光器(1)、电机(2)、磨砂玻璃(3)、分划板(4)、第一分光镜(5)、第一透镜(6)、第二分光镜(7)、第一反射镜(8)、第二透镜(9)；图像采集系统包括面阵CCD(10)；激光器(1)发射单纵模连续激光，磨砂玻璃(3)在电机(2)驱动下匀速旋转，将激光器(1)发射的单纵模连续激光调制成赝热光，送至分划板(4)；分划板(4)上开设小孔并固定于磨砂玻璃(3)之后，将经过磨砂玻璃(3)的赝热光透过分划板(4)上的小孔的光束作为光源，即近似的点光源，送至第一分光镜(5)；第一分光镜(5)将透过分划板(4)上的小孔的光束分为平行的两路光束，且透过分划板(4)上的小孔的光束与第一分光镜(5)分出的平行的两路光束平行，第一分光镜(5)分出的平行的两路光束的第一路光束送至第二分光镜(7)，第一分光镜(5)分出的平行的两路光束的第二路光束送至第一透镜(6)；第二分光镜(7)将第一分光镜(5)分出的平行的两路光束的第一路光束，分光为透射光束和反射光束，反射光束舍弃，第一分光镜(5)分出的平行的两路光束的第一路光束分光得到的透射光束经过第二透镜(9)转换为平行光束后，照射到待测物体(11)，待测物体(11)能够用第二反射镜代替，照射到待测物体(11)的平行光束经待测物体(11)反射后再次通过第二透镜(9)转换成汇聚光束，照射到第二分光镜(7)；第二分光镜(7)将经过第二透镜(9)的汇聚光束分光成透射光束和反射光束，透射光束放弃，取经过第二透镜(9)的汇聚光束分光得到的反射光束，垂直照射到面阵CCD(10)；第一透镜(6)将经过第一分光镜(5)分光得到的第二路光束汇聚后，经过第一反射镜(8)反射后垂直入射至面阵CCD(10)；面阵CCD(10)为扫描式传感器，在数据处理系统发出的同步时序信号的控制下，将同一时刻的分别由第二透镜(9)汇聚光束再经过第二分光镜(7)分光得到的反射光束和第一透镜(6)汇聚再经过第一反射镜(8)反射的光束经光电转换为一路电信号输出至数据处理模块，该电信号包括面阵CCD获得的两路光束的图像；数据处理模块，将面阵CCD(10)输出的电信号进行采集，保存后，将面阵CCD获得的两路光束的图像进行强度关联运算，得到关联成像结果，即照射在面阵CCD(10)上的光斑的像和光斑的像上一个亮点，该亮点是由CCD获得的两路光束的图像经关联运算得到的关联点，随待测物体(11)的转动而移动，用来表征经过第二透镜(9)的平行光束照射在待测物体(11)上的位置；通过观测光斑的像上一个亮点位置的变化，计算得出待测物体(11)在横向和纵向上的偏移角度后，并进行显示。