CN112285939A - 一种红外光机系统的自准直装调系统及方法 - Google Patents

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谭杭杭
孙佳明
何兴飞
贾志涛
吴磊
高鹏涛
王鹏
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    • G02—OPTICS
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    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Abstract

本发明提供了一种红外光机系统的自准直装调系统，该系统包括：红外光管用于出射红外平行光；反射镜工装用于反射红外光管出射的红外平行光；自准直工装设置在红外光管和所述反射镜工装之间，用于将红外光管所发出的红外平行光分为两束；以及光电自准直仪用于将自准直工装所拆分的两束光分别转化为可观测的像。本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，使用常规红外光管，而不使用复杂、昂贵的自准红外光管即可建立系统基准，使用了角锥棱镜作为参考像的反射元件，无需精确调整红外光管与自准直工装的相对位置，进一步提升了装调效率，自准直工装空间尺寸小，可用于红外光管与待装调红外光机系统之间距离较小的装调结构的装调结构的装调。

Description

一种红外光机系统的自准直装调系统及方法
技术领域
本发明属于光机装调技术领域，具体涉及一种红外光机系统的自准直装调系统及方法。
背景技术
红外光机系统的装调需要将光学系统的坐标与机械坐标装调一致，即建立光机系统基准。自准直装调方法是一种可以建立红外光机系统基准的光机装调方法，包括使用红外自准直光管装调、使用大尺寸中继反射镜装调、使用双光电自准直仪装调等方法，但是这些方法使用的设备昂贵而复杂(使用红外自准直光管装调)，或是在装调过程中对红外基准进行转换、降低了装调精度(使用大尺寸中继反射镜装调、使用双光电自准直仪装调)。
因此，需提供一种能快速、高精准的建立红外光机系统空间基准的自准直装调系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明通过使用红外平行光管、光电自准直仪、反射镜工装、自准直工装等仪器设备与工艺装备，提出了一种能快速、高精度地建立起红外光机系统空间基准的自准直装调系统。
本发明的目的在于，提供一种红外光机系统的自准直装调系统，所述红外光机系统包括红外光学机构和机械机构，所述装调为使得所述红外光学机构与所述机械机构的坐标装调一致，所述自准直装调系统包括：红外光管，用于出射红外平行光；反射镜工装，用于反射红外光管出射的红外平行光；自准直工装，设置在所述红外光管和所述反射镜工装之间，用于将所述红外光管所发出的红外平行光分为两束；以及光电自准直仪，用于将所述自准直工装所拆分的两束光分别转化为可观测的像。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，还具有这样的特征，所述自准直工装包括：
分光镜，所述分光镜用于将红外平行光分为透射光和反射光；
角锥棱镜，所述角锥棱镜用于将所述反射光二次反射，所述二次反射光经过分光镜二次分光，所述二次分光的透射光进入所述光电自准直仪；
支撑框架，用于支撑所述分光镜和所述角锥棱镜，所述支撑框架与所述光电自准直仪连接。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，还具有这样的特征，所述分光镜为半透半反的平面镜。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，还具有这样的特征，所述透射光的比例为40％-60％。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，还具有这样的特征，所述透射光经过分光镜到达所述反射镜工装，所述反射镜工装对所述透射光进行反射，透射后的反射光经过分光镜再反射，再反射的光进入所述光电自准直仪。
本发明的另一目的在于，提供一种红外光机系统的自准直装调方法，该方法使用上述任一项所述系统。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调方法，还具有这样的特征，所述方法包括如下步骤：
S1：将反射镜工装安装在机械机构上；
S2：将机械机构设置在二维转台上，调整红外光管的位置，使得红外光管出射的平行光照到反射镜工装上，再调节二维转台，使反射镜工装与红外光管对准；
S3：把自准直工装安装在光电自准直仪上；
S4：将自准直工装置于红外光管出射的平行光光路中，平行光在光电自准直仪上形成参考像和测试像；
S5：观察所述参考像和所述测试像的位置，调整二维转台，使得所述参考像和所述测试像重合；
S6：将自准直工装从平行光光路中撤出并拆掉安装在机械机构上的反射镜工装，则所述红外光机系统的装调结束。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调方法，还具有这样的特征，所述参考像为红外光管出射的平行光经过分光镜反射的光在角锥棱镜进行二次反射，所述二次反射光经过分光镜二次分光，所述二次分光的透射光进入所述光电自准直仪所得的像。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调方法，还具有这样的特征，所述测试像为红外光管出射的平行光经过分光镜的透射光到达所述反射镜工装，所述反射镜工装对所述透射光进行反射，透射后的反射光经过分光镜再反射，再反射的光进入所述光电自准直仪所成的像。
有益效果
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，使用常规红外光管，而不使用复杂、昂贵的自准红外光管即可建立系统基准，使用了角锥棱镜作为参考像的反射元件，无需精确调整红外光管与自准直工装的相对位置，进一步提升了装调效率，自准直工装空间尺寸小，可用于红外光管与待装调红外光机系统之间距离较小的装调结构的装调结构的装调。
本发明所提供的红外光机系统的自准直装调方法，在装调过程中不需要将红外光管的出射光进行基准转换，提高了装调精度。
附图说明
图1为本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统的结构示意图，
其中，1：红外光管；2：反射镜工装；3：自准直工装；3A：分光镜；3B：角锥棱镜；3C：支撑框架；4：光电自准直仪；5：红外光机系统；6：二维转台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步描述本公开，本公开的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本公开的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本公开的精神和范围下可以对本公开技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本公开的保护范围内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开创造的限制。
此外，在本公开创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，为一种红外光机系统的自准直装调系统，红外光机系统包括红外光学机构和机械机构，所述装调为使得所述红外光学机构与所述机械机构的坐标装调一致，所述自准直装调系统包括红外光管1、反射镜工装2、自准直工装3和光电自准直仪4。红外光管1用于出射红外平行光；反射镜工装2用于反射红外光管1出射的红外平行光；自准直工装3设置在所述红外光管1和所述反射镜工装2之间，用于将所述红外光管1所发出的红外平行光分为两束；以及光电自准直仪4用于将所述自准直工装3所拆分的两束光分别转化为可观测的像。
自准直工装3包括分光镜3A、角锥棱镜3B和支撑框架3C。分光镜3A用于将红外平行光分为透射光和反射光；角锥棱镜3B用于将所述反射光二次反射，所述二次反射光经过分光镜3A二次分光，所述二次分光的透射光进入所述光电自准直仪4；支撑框架3C用于支撑所述分光镜3A和所述角锥棱镜3B，所述支撑框架3C与所述光电自准直仪4连接。支撑框架3A支撑了分光镜3A、角锥棱镜3B以及其与光电自准直仪4相转接。支撑框架3C与光电自准直仪4之间的转接可灵活拆卸。分光镜3A为半透半反的平面镜。
工作流程：
S1：将反射镜工装2安装在机械机构的基准面上；
S2：将机械机构设置在二维转台6上，调整红外光管的位置，使得红外光管出射的平行光照到反射镜工装2上，再调节二维转台6，使反射镜工装2与红外光管对准；
S3：把自准直工装3安装在光电自准直仪4上；
S4：将自准直工装3置于红外光管出射的平行光光路中，红外光管出射平行光经过半透半反镜一部分光反射出去而另一部分光投射出去。一部分反射光经角锥棱镜3B反射后透过半透半反镜最终在光电自准直仪4上形成参考像；另一部分透射光经反射镜工装2反射后再经过半透半反镜反射，最终在光电自准直仪4上形成测试像；
S5：观察所述参考像和所述测试像的位置，调整二维转台6，使得所述参考像和所述测试像重合；
S6：将自准直工装3从平行光光路中撤出并拆掉安装在机械机构上的反射镜工装2，则所述红外光机系统的装调结束。
在上述实施例中，本发明所提供的红外光机系统的自准直装调系统，使用常规红外光管，而不使用复杂、昂贵的自准红外光管即可建立系统基准，使用了角锥棱镜作为参考像的反射元件，无需精确调整红外光管与自准直工装的相对位置，进一步提升了装调效率，自准直工装空间尺寸小，可用于红外光管与待装调红外光机系统之间距离较小的装调结构的装调结构的装调。在装调过程中不需要将红外光管的出射光进行基准转换，提高了装调精度。
在本发明的部分实施例中，所述透射光的比例为40％-60％。
在本发明的部分实施例中，所述透射光经过分光镜3A到达所述反射镜工装2，所述反射镜工装2对所述透射光进行反射，透射后的反射光经过分光镜3A再反射，再反射的光进入所述光电自准直仪4。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种红外光机系统的自准直装调系统，所述红外光机系统包括红外光学机构和机械机构，所述装调为使得所述红外光学机构与所述机械机构的坐标装调一致，其特征在于，所述自准直装调系统包括：
红外光管，用于出射红外平行光；
反射镜工装，用于反射红外光管出射的红外平行光；
自准直工装，设置在所述红外光管和所述反射镜工装之间，用于将所述红外光管所发出的红外平行光分为两束；以及
光电自准直仪，用于将所述自准直工装所拆分的两束光分别转化为可观测的像。
2.根据权利要求1所述的红外光机系统的自准直装调系统，其特征在于，所述自准直工装包括：
分光镜，所述分光镜用于将红外平行光分为透射光和反射光；
角锥棱镜，所述角锥棱镜用于将所述反射光二次反射，所述二次反射光经过分光镜二次分光，所述二次分光的透射光进入所述光电自准直仪；
支撑框架，用于支撑所述分光镜和所述角锥棱镜，所述支撑框架与所述光电自准直仪连接。
3.根据权利要求2所述的红外光机系统的自准直装调系统，其特征在于，所述分光镜为半透半反的平面镜。
4.根据权利要求2所述的红外光机系统的自准直装调系统，其特征在于，所述透射光的比例为40％-60％。
5.根据权利要求2所述的红外光机系统的自准直装调系统，其特征在于，所述透射光经过分光镜到达所述反射镜工装，所述反射镜工装对所述透射光进行反射，透射后的反射光经过分光镜再反射，再反射的光进入所述光电自准直仪。
6.一种红外光机系统的自准直装调方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1-5任一项所述系统。
7.根据权利要求6所述的红外光机系统的自准直装调方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：将反射镜工装安装在机械机构上；
S2：将机械机构设置在二维转台上，调整红外光管的位置，使得红外光管出射的平行光照到反射镜工装上，再调节二维转台，使反射镜工装与红外光管对准；
S3：把自准直工装安装在光电自准直仪上；
S4：将自准直工装置于红外光管出射的平行光光路中，平行光在光电自准直仪上形成参考像和测试像；
S5：观察所述参考像和所述测试像的位置，调整二维转台，使得所述参考像和所述测试像重合；
S6：将自准直工装从平行光光路中撤出并拆掉安装在机械机构上的反射镜工装，则所述红外光机系统的装调结束。
8.根据权利要求7所述的红外光机系统的自准直装调方法，其特征在于，所述参考像为红外光管出射的平行光经过分光镜反射的光在角锥棱镜进行二次反射，所述二次反射光经过分光镜二次分光，所述二次分光的透射光进入所述光电自准直仪所得的像。
9.根据权利要求7所述的红外光机系统的自准直装调方法，其特征在于，所述测试像为红外光管出射的平行光经过分光镜的透射光到达所述反射镜工装，所述反射镜工装对所述透射光进行反射，透射后的反射光经过分光镜再反射，再反射的光进入所述光电自准直仪所成的像。
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