CN102261905A

CN102261905A - 基于光学望远成像系统的ccd中心及焦平面调整方法

Info

Publication number: CN102261905A
Application number: CN 201110103700
Authority: CN
Inventors: 孟宏蕊; 索晓岚
Original assignee: BEIFANG PHOTOELECTRIC Co Ltd XI'AN
Current assignee: BEIFANG PHOTOELECTRIC Co Ltd XI'AN
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: CN102261905B

Abstract

本发明属于测量仪器领域,特别是一种基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，它包括：光学望远成像单元、主架和CCD调整机构，其特征是：调试用条码为左边粗（低频）、右边细（高频）的条码，粗细条码各占一半，光学分划板十字丝的竖丝置于粗细条码的交汇处；观察CCD调试软件出现的信号；通过CCD调整机构前后调节CCD传感器的焦距，如果出现全部是高频信号，需要将CCD传感器向目镜方向移动；反之低频信号就要向物镜方向移动；左右调节高低频信号的强弱，当从目镜看出去，十字丝照准CCD位置调节好不好，看成像清晰不清晰，如果不清晰，就要向左或向右调节CCD。它克服了数字水准仪CCD线阵传感器机构的安装及调试存在的限制和不便。

Description

基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法

技术领域

本发明属于测量仪器领域,特别是一种基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法。

背景技术

数字水准仪属于大地测量仪器，是利用水平视线进行工作的光电测绘仪器。目前，数字水准仪还处于起步阶段，没有成熟的经验可供借鉴。市场上销售的仍然是传统的光学水准仪，它存在着测量读数误差大、劳动强度大、数据处理繁琐等缺点。现代化的工程建设对工程中的高差测量精度要求越来越高，原始繁琐的测量计算已不能被新一代的测绘工作者所接受，取而代之的是自动化的操作和计算机程序化的数据处理方式。

发明内容

本发明的目的是克服数字水准仪CCD线阵传感器机构的安装及调试存在的限制和不便，提供一种基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，使用该调整机构后不仅保证数字水准仪能得到精确的测量值，而且使数字水准仪产品的在装配、调试时更快速、便捷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，它包括：光学望远成像单元、主架和CCD调整机构，其特征是：调试用条码为左边粗（低频）、右边细（高频）的条码，粗细条码各占一半，光学分划板十字丝的竖丝置于粗细条码的交汇处；观察CCD调试软件出现的信号；通过CCD调整机构前后调节CCD传感器的焦距，如果出现全部是高频信号，需要将CCD传感器向目镜方向移动；反之低频信号就要向物镜方向移动；左右调节高低频信号的强弱，当从目镜看出去，十字丝照准CCD位置调节好不好，看成像清晰不清晰，如果不清晰，就要向左或向右调节CCD；如果高低频信号不对称，上面高频、下面低频，需要调整CCD向目镜方向旋转；上面低频、下面高频，则向物镜方向旋转；根据CCD传感器输出的信号，调整CCD传感器的相关位置，直至高低频信号对称为止，调整结束。

所述的CCD调整机构安装在主架上，CCD器件安装在CCD安装座上；CCD调整机构包括：左右调节板、前后调节板、CCD安装座，左右调节板与前后调节板连接形成L结构，左右调节板的端部螺纹连接第三CCD调整钉，前后调节板的端部螺纹连接第二CCD调整钉，松开第三CCD调整钉和第二CCD调整钉，前后调整板和左右调整板可调整位置；前后调节板上有可调移动座，可调移动座下端有连接杆，CCD安装座整体用螺钉与可调移动座下连接杆连接，下连接杆与CCD安装座通过定位杆以及第一CCD调整钉固定，定位杆能够确定CCD安装座在前后调节板上的位置；第一CCD调整钉能够微动调节CCD成像器件的俯仰；调节第二CCD调整钉，第二CCD调整钉使可调移动座通过前后调节板的槽腔移动，带动CCD安装座的前后微调；调节第三CCD调整钉，第三CCD调整钉沿左右调节板内孔前进或后退，带动可调移动座左右移动，达到调节CCD安装座的左右。

所述的光学望远成像单元包括：物镜组、目镜组、调焦镜和补偿器光路，调焦镜和补偿器光路先后介于物镜组、目镜组之间，在补偿器光路和目镜组之间先后有分光棱镜和光学分划板，分光棱镜将成像分为两路，一路直接到目镜组，通过目镜组人眼直接观察到来自物镜组的成像；另一路到CCD成像器件的成像接收面上，来自物镜组的物成像到CCD成像器件的成像接收面和人眼具有相同的成像。

所述的主架前端是光学望远成像的物镜筒、物镜组设计在物镜筒内，主架后端上固定CCD调整机构，沿光学望远成像的物镜筒中心光学轴线上设计安装分光棱镜、光学分划板和目镜组。

本发明的有益效果是：在精密光学水准仪的系统中加装CCD传感器以及CCD传感器调整装置使普通水准仪成为自动化的数字水准仪；使用前后调整板、左右调整板、CCD调整钉等零件保证CCD传感器能调节到最佳位置得到最佳信号；使用机载可视CCD传感信号调试软件不仅辅助CCD传感器得到最佳信号，而且可大大提高生产装配能力。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明：

图1是数字水准仪的光学系统示意图；

图2是本发明实施例调整机构的结构示意图；

图3是本发明实施例CCD调整机构安装在主架上示意图；

图4是本发明实施例主架结构示意图。

图中：1、物镜；2、胶合物镜；3、调焦镜；4、补偿器光路；5、分光棱镜；6、光学分划板；7、目镜组；8、挡圈；9、主架；10、螺钉；11、左右调节板；12、前后调节板；13、CCD安装座；14、CCD成像器件；15、定位杆；16、第一CCD调整钉；17、第二CCD调整钉；18、第三CCD调整钉。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，给出了数字水准仪的光学系统示意图，包括：物镜组、目镜组、调焦镜3和补偿器光路4，调焦镜3和补偿器光路4先后介于物镜组、目镜组之间，在补偿器光路4和目镜组7之间先后有分光棱镜5和光学分划板6，分光棱镜5将成像分为两路，一路直接到目镜组7，通过目镜组7人眼直接观察到来自物镜组的成像；另一路到CCD成像器件14的成像接收面上，来自物镜组的物成像到CCD成像器件14的成像接收面和人眼具有相同的成像。

所述的补偿器光路4包括两个全反镜、一个棱镜，通过两个全反镜和一个棱镜构成距离补偿，使物镜组成像到CCD成像面满足成像要求。

图1的光学系统中，物镜组由物镜1和胶合物镜2构成，目镜组也由目镜和胶合目镜组成，也就是物镜组和目镜组是透镜组，有利于消除像差、色差，CCD成像器件与目镜光轴成一直角。

另外，在分光棱镜5的分光面上镀有偏振膜，这样能有效地减少回光信号中的杂散光，使CCD成像器件14能接收到更多能量的光信号。

如图2、图3、图4所示，CCD调整机构安装在主架9上，CCD器件安装在CCD安装座上。CCD调整机构包括：左右调节板11、前后调节板12、CCD安装座13，左右调节板11与前后调节板12连接形成L结构，左右调节板11的端部螺纹连接第三CCD调整钉18，前后调节板12的端部螺纹连接第二CCD调整钉17，前后调整板及左右调整板都各有一个调整钉，稍松开第三CCD调整钉18和第二CCD调整钉17，前后调整板12和左右调整板11可调整位置。调整钉与调整板之间安装一个档圈8，防止调整钉脱出。前后调节板12上有可调移动座，可调移动座下端有连接杆，CCD安装座13整体用螺钉10与可调移动座下连接杆连接，下连接杆与CCD安装座13通过定位杆15以及第一CCD调整钉16固定，定位杆15能够确定CCD安装座13在前后调节板12上的位置。左右调节板11和前后调节板12与主架9固定，第一CCD调整钉16能够微动调节CCD成像器件14的俯仰；调节第二CCD调整钉17，第二CCD调整钉17使可调移动座通过前后调节板12的槽腔移动，带动CCD安装座13的前后微调；调节第三CCD调整钉18，第三CCD调整钉18沿左右调节板11内孔前进或后退，带动可调移动座左右移动，达到调节CCD安装座13的左右。

如图3所示，主架9前端是光学望远成像的物镜筒、物镜组设计在物镜筒内，主架9后端上固定CCD调整机构，CCD安装座固定在CCD调整机构上，CCD器件安装在CCD安装座上。沿光学望远成像的物镜筒中心光学轴线上设计安装分光棱镜5、光学分划板6和目镜组7。

在光学系统调试完成的情况下,将调试用条码放在物镜组前，调试用条码为左边粗（低频）、右边细（高频）的条码，粗细条码各占一半，光学分划板6十字丝的竖丝置于粗细条码的交汇处。观察CCD调试软件出现的信号。通过前后调节板调节CCD传感器的焦距，如果软件出现全部是高频信号，需要将CCD传感器向目镜方向移动；反之低频信号就要向物镜方向移动；左右调节高低频信号的强弱，当从目镜看出去，十字丝照准CCD位置调节好不好，看成像清晰不清晰，如果不清晰，就要向左或向右调节CCD。如果高低频信号不对称，上面高频、下面低频，需要调整CCD向目镜方向旋转；上面低频、下面高频，则向物镜方向旋转。根据CCD传感器输出的信号，调整CCD传感器的相关位置，直至高低频信号对称为止，调整结束。

Claims

1.基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，包括：光学望远成像单元、主架和CCD调整机构，其特征是：调试用条码为左边粗（低频）、右边细（高频）的条码，粗细条码各占一半，光学分划板（6）十字丝的竖丝置于粗细条码的交汇处；观察CCD调试软件出现的信号；通过CCD调整机构前后调节CCD传感器的焦距，如果出现全部是高频信号，需要将CCD传感器向目镜方向移动；反之低频信号就要向物镜方向移动；左右调节高低频信号的强弱，当从目镜看出去，十字丝照准CCD位置调节好不好，看成像清晰不清晰，如果不清晰，就要向左或向右调节CCD；如果高低频信号不对称，上面高频、下面低频，需要调整CCD向目镜方向旋转；上面低频、下面高频，则向物镜方向旋转；根据CCD传感器输出的信号，调整CCD传感器的相关位置，直至高低频信号对称为止，调整结束。

2.根据权利要求1所述的基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，其特征是：所述的CCD调整机构安装在主架（9）上，CCD成像器件安装在CCD安装座上；CCD调整机构包括：左右调节板（11）、前后调节板（12）、CCD安装座（13），左右调节板（11）与前后调节板（12）连接形成L结构，左右调节板（11）的端部螺纹连接第三CCD调整钉（18），前后调节板（12）的端部螺纹连接第二CCD调整钉（17），松开第三CCD调整钉（18）和第二CCD调整钉（17），前后调整板（12）和左右调整板（11）可调整位置；前后调节板（12）上有可调移动座，可调移动座下端有连接杆，CCD安装座（13）整体用螺钉（10）与可调移动座下连接杆连接，下连接杆与CCD安装座（13）通过定位杆（15）以及第一CCD调整钉（16固定），定位杆（15）能够确定CCD安装座（13）在前后调节板（12）上的位置；第一CCD调整钉（16）能够微动调节CCD成像器件（14）的俯仰；调节第二CCD调整钉（17），第二CCD调整钉（17）使可调移动座通过前后调节板（12）的槽腔移动，带动CCD安装座（13）的前后微调；调节第三CCD调整钉（18），第三CCD调整钉（18）沿左右调节板（11）内孔前进或后退，带动可调移动座左右移动，达到调节CCD安装座（13）的左右。

3.根据权利要求1所述的基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，其特征是：所述的光学望远成像单元包括：物镜组、目镜组、调焦镜（3）和补偿器光路（4），调焦镜（3）和补偿器光路（4）先后介于物镜组、目镜组之间，在补偿器光路（4）和目镜组（7）之间先后有分光棱镜（5）和光学分划板（6），分光棱镜（5）将成像分为两路，一路直接到目镜组（7），通过目镜组（7）人眼直接观察到来自物镜组的成像；另一路到CCD成像器件（14）的成像接收面上，来自物镜组的物成像到CCD成像器件（14）的成像接收面和人眼具有相同的成像。

4.根据权利要求1所述的基于光学望远成像系统的CCD中心及焦平面调整方法，其特征是：所述的主架（9）前端是光学望远成像的物镜筒、物镜组设计在物镜筒内，主架（9）后端上固定CCD调整机构，沿光学望远成像的物镜筒中心光学轴线上设计安装分光棱镜（5）、光学分划板（6）和目镜组（7）。