CN112797961B - 光学准直系统 - Google Patents

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    • G01C15/002—Active optical surveying means

Abstract

本发明公开了一种光学准直系统，包括底座，所述底座上设有分光镜，以及沿分光镜周向依次设置的第一光阑、第二光阑、角锥和反射镜，其中反射镜、分光镜和第二光阑位于同一直线，角锥、分光镜和第一光阑位于同一直线，所述底座安装有可见光发生器，其位于第一光阑远离分光镜的一侧，所述底座在靠近反射镜的一侧可拆卸地安装有基准靠块。本发明的有益效果是：能够实现测量仪器轴线与待测元件法线之间的同轴性准直，以及元件与元件之间的平行性准直，实用性和通用性极高。

Description

光学准直系统
技术领域
本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种光学准直系统。
背景技术
准直仪是一种精密的测角仪器，在光学准直和测量技术领域中，高精度光学准直测量仪器应用十分广泛，比如：自准直仪、内调焦望远镜、焦距仪、干涉仪、哈特曼传感仪等，这些准直仪的测量视场一般比较小，在测量之前通常需要进行准直，由于其视场小，所以准直难度较大，耗费时间也长，因此对于光学准直仪而言，如何实现测量前的快速粗准直(即：将准直测量仪器与待测目标调至基本同轴)，一直是阻碍提高测量效率的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种光学准直系统，能够实现测量仪器轴线与待测元件法线之间的同轴性准直，以及元件与元件之间的平行性准直，实用性和通用性极高。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种光学准直系统，其关键在于：包括底座，所述底座上设有分光镜，以及沿分光镜周向正交分布的第一光阑、第二光阑、角锥和反射镜，其中反射镜、分光镜和第二光阑位于同一直线，角锥、分光镜和第一光阑位于同一直线，所述底座安装有可见光发生器，其位于第一光阑远离分光镜的一侧，所述底座在靠近反射镜的一侧可拆卸地安装有基准靠块。
采用上述结构，将待准直仪器和待准直元件分别放在底座的左右两侧，然后使可见光发生器发出的光经待准直元件反射回穿过第二光阑，即可实现待准直元件法线与待准直仪器轴线同轴性的粗准直。在拆除基准靠块和反射镜后，还可以实现待准直元件法线和基准元件法线之间的同轴性粗准直。
作为优选：所述反射镜的一侧表面镀有铝膜。
作为优选：所述反射镜的一侧粘接固定在基准靠块上。采用上述结构，在进行元件与元件之间的平行性准直时，可方便拆除基准靠块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、可实现测量仪器轴线与待测元件之间的法线同轴性准直、以及元件与元件之间的平行性准直。
2、巧妙地利用测量仪器出光口机械靠面与仪器轴线垂直的特点，通过设计有基准靠块的光学准直系统实现了仪器与元件之间的准直。
3、光路中角锥的应用，提高了系统光路的稳定性，能够确保分光镜两侧光线同轴。
4、可以实现系统的自校准。
5、氦氖激光器和光阑的应用，使得准直过程的实时监测更加直观。
附图说明
图1为光学准直系统的结构示意图；
图2为实现待准直仪器与待准直元件法线之间同轴性准直的示意图；
图3为实现待准直元件和基准元件之间法线同轴性粗准直的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种光学准直系统，其结构包括呈长方体构造的底座1，底座1上设有分光镜2，分光镜2的四周布置有第一光阑3、第二光阑4、角锥5和反射镜6，反射镜6、分光镜2和第二光阑4沿水平方向依次设置，角锥5、分光镜2和第一光阑3沿竖直方向依次设置，底座1安装有可见光发生器7，用于发出可见光，本实施例中，可见光发生器7优选使用氦氖激光器，氦氖激光器安装在第一光阑3远离分光镜2的一侧，底座1在靠近反射镜6的一侧可拆卸地安装有基准靠块8，反射镜6为单面镀铝膜反射镜，两面基本平行，其非镀膜面粘贴在基准靠块8上。
本实施例提供的光学准直系统可以自校准，其校准步骤如下：
步骤一：调整第一光阑3和氦氖激光器，使氦氖激光器发出的激光穿过第一光阑3；
步骤二：调整分光镜2，使氦氖激光器发出的激光依次经第一光阑3→分光镜2→反射镜6→分光镜2反射，然后回穿过第一光阑3；
步骤三：调整第二光阑4，使氦氖激光器发出的激光依次经分光镜2→角锥5→分光镜2反射，然后穿过第二光阑4。
经上述步骤调整后，根据反射定律和角锥特性，分光镜2左右表面反射光的光轴一致且与反射镜6的法线一致，从而实现光学准直系统的自校准。
在本实施例提供的光学准直系统中，采用角锥5能够确保反射光线始终与入射光线保持平行，若更换反射镜等其他的反射元件，如果反射元件出现角度偏差，反射光线就无法沿原路返回。
如图2所示，利用光学准直系统实现待准直仪器a轴线与待准直元件b法线之间同轴性准直的步骤为：
步骤一：对光学准直系统进行自校准；
步骤二：将待准直仪器a的出光口与基准靠块8的外侧贴合，将待准直元件b放在第二光阑4远离分光镜2的一侧；
步骤三：调整待准直仪器a或待准直元件b，使氦氖激光器发出的激光经待准直元件b反射回穿过第二光阑4；
步骤四：撤走光学准直系统，至此完成待准直元件b法线与待准直仪器a轴线同轴性的粗准直。
如图3所示，利用光学准直系统实现待准直元件d法线和基准元件c法线之间同轴性准直的步骤为：
步骤一：对光学准直系统进行自校准；
步骤二：拆除光学准直系统中的基准靠块8和反射镜6，将底座1放置在基准元件c和待准直元件d中间；
步骤三：调整底座1的角度，使氦氖激光器发出的激光经基准元件c反射后回穿过第一光阑3；
步骤四：调整待准直元件d的角度，使氦氖激光器发出的激光经待准直元件d反射回穿过第二光阑4；
步骤五：撤走光学准直系统，至此完成待准直元件d法线和基准元件c法线同轴性的粗准直。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种光学准直系统，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上设有分光镜(2)，以及沿分光镜(2)周向正交分布的第一光阑(3)、第二光阑(4)、角锥(5)和反射镜(6)，其中反射镜(6)、分光镜(2)和第二光阑(4)位于同一直线，角锥(5)、分光镜(2)和第一光阑(3)位于同一直线，所述底座(1)安装有可见光发生器(7)，其位于第一光阑(3)远离分光镜(2)的一侧，所述底座(1)在靠近反射镜(6)的一侧可拆卸地安装有基准靠块(8)；所述分光镜(2)、第一光阑(3)、第二光阑(4)和可见光发生器(7)均可调节地安装在底座(1)上。
2.根据权利要求1所述的光学准直系统，其特征在于：所述反射镜(6)的一侧表面镀有铝膜。
3.根据权利要求1所述的光学准直系统，其特征在于：所述反射镜(6)的一侧粘接固定在基准靠块(8)上。
4.根据权利要求1所述的光学准直系统，其特征在于：所述可见光发生器(7)为氦氖激光器。
5.根据权利要求1所述的光学准直系统，其特征在于：所述底座(1)呈长方体结构。
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