CN203606565U - 有限远双波段光轴调校装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了有限远双波段光轴调校装置，包括基座、光源、主镜、次镜；主镜为凹面反射镜，主镜中心处设有通孔；次镜为凸面反射镜；光源、主镜、次镜均安装在基座上且光源、主镜与次镜按设定间距排列；次镜设在主镜一侧，光源设在主镜的另一侧；光源发出的光轴穿过主镜中心通孔射到次镜镜面再反射到主镜镜面，最后由主镜射出用于调校的光轴；光源为包括紫外光和可见光的宽频光源。其中，光源设有距离调节机构；主镜与次镜均为非球面凹面反射镜。本实用新型结构紧凑，使用方便，可模拟有限远目标，对有限远物距的产品进行紫外、可见光光轴调校，并可广泛拓展应用于光电传感器的装调，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种有限远双波段光轴调校装置。该装置作为一种装调设备，是用来调校有具体物距要求的紫外和可见光需要图像融合的光电产品。
背景技术
近年来，国内外越来越多的应用无人机进行电力巡线，巡线的光电产品最初采用可检查相对较大缺陷的可见光和红外热像仪，随着巡线要求的提高，监测高压线路早期故障的紫外成像仪应用越来越普遍。高压线路早期故障的重要征兆是高压线路故障点产生电晕，电晕的波段（220nm—350nm）是人眼不可见的紫外波段，紫外成像仪只能对电晕成像，输出的视频只能显示电晕，而不产生电晕的其它物体不能显示，因此不能确定产生电晕的位置，以致不能对故障进行定位。紫外和可见光只有进行图像融合才能确定故障点。另一方面，无人机巡线由于机型不同和巡线主要目的不同与线路的距离也不相同，有可能是几十米，也有可能到几百米，对故障点进行精确定位要求光电产品的紫外光轴和可见光的光轴在特定有限远物距的情况下必须保证相应的夹角。为了调校光电产品的紫外光轴和可见光光轴，需要设计一套对有限远双波段光轴进行调校的工具。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种有限远双波段光轴调校装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：有限远双波段光轴调校装置，包括基座、光源、主镜、次镜；主镜为凹面反射镜，主镜中心处设有通孔；次镜为凸面反射镜；光源、主镜、次镜均安装在基座上且光源、主镜与次镜按设定间距排列；次镜设在主镜一侧，光源设在主镜的另一侧；光源发出的光轴穿过主镜中心通孔射到次镜镜面再反射到主镜镜面，最后由主镜射出用于调校的光轴。
作为优选，光源为宽频光源。
作为优选，宽频光源包括紫外光源和可见光光源。
作为优选，光源设有距离调节机构；距离调节机构包括位移反馈光栅、电机和丝杠，电机驱动丝杠转动，丝杠与光源连接并带动光源移动；光源的移动距离通过位移反馈光栅精确定位。
作为优选，主镜为非球面凹面反射镜。
作为优选，次镜为非球面凸面反射镜。
本实用新型的有益效果是：
该装置结构紧凑，使用方便，可模拟有限远目标，对有限远物距的产品进行紫外、可见光光轴调校，也可广泛拓展应用于其它光电传感器的装调，具有广阔的应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型有限远双波段光轴调校装置实施例的结构示意图。
图中，1-电机，2-丝杠，3-光源，4-主镜，5-基座，6-次镜，7-被检产品。
具体实施方式
图1是有限远双波段光轴调校装置，由基座5、光源3、主镜4、次镜6组成。主镜4为非球面凹面反射镜，主镜中心处设有通孔。次镜6为非球面凸面反射镜。光源3为包括紫外光源和可见光光源的宽频光源。
光源、主镜、次镜均安装在基座5上，并且光源3、主镜4与次镜6按设定间距排列。次镜设在主镜一侧，光源设在主镜的另一侧；光源3发出的光轴穿过主镜中心通孔射到次镜镜面再反射到主镜镜面，最后由主镜射出用于调校的光轴到被检产品7。
光源3设有距离调节机构。距离调节机构由位移反馈光栅（图1中末画出）、电机1和丝杠2组成。电机1驱动丝杠2转动，丝杠2与光源3连接并带动光源3移动。光源3的移动距离通过位移反馈光栅精确定位。
本实施例的具体调校和标定方法：
采用光学设计软件CODEV对系统进行光学设计，光管的光学系统设计成紫外和可见光的卡式全反射系统，主镜4中心掏孔，波段范围为240nm～650nm；按无穷远平行光管设计，此时光源位于光学系统的理论焦平面上，光学设计软件计算出特定物距对应的光源位置，20米的位置对应于图1中A点，O点对应于+∞远，A至O之间的距离d对应于+20m～+∞远。光源3在该范围内的任何一个位置，对应具体的某物距值，把光学设计参数编制在计算机控制软件内。由于+20m～+∞是一个范围，因此软件不能对每个具体的物距值进行仿真后输入计算机，只能是选取某些特定物距值进行仿真，例如：20米、25米、30米、35米、40米、50米、60米‥‥+∞，物距越大，选取的间隔也可越大，这些物距对应的光源位置为A、B、C、D、E、F‥‥O，通过这些位置数据进行曲线拟合。其中B、C、D、E、F‥‥的位置在A点与O点之间。
通过软件仿真的是理论数据，实际由于加工、装调等产生的误差导致实际物距与仿真物距有偏差，必须通过实际目标的物距进行标定，才能保证系统提供的物距值相对准确。标定方法如下：
标定从20米开始进行，在20米处放置一个紫外光源，调整光电产品的紫外光轴，使紫外光源成像在图像中心，然后调整可见光光轴，使紫外光源灯泡成像在图像中心。将有限远双波段光管放置光电产品前，观察光电产品的紫外图像和可见光图像是否重合，如不重合，调整光源位置到A′点，完成20米物距的标定。然后将紫外光源从20米移至25米，步骤和20米的标定一样，确定出25米物距对应的光源位置B′，以此类推，在有限可标定的物距范围内，得到实际物距对应的光源位置，一般可做到实际物距300米的标定，根据标定数据，得到光源新的一组位置点A′、B′、C′、D′、E′、F′‥‥。根据这些新的物距点，进行曲线拟合，对比软件仿真得到的拟合曲线把实际的曲线补充完整。将实际拟合曲线输入计算机，就可以知道具体物距对应光源的具体位置。
像面光源的初始位置为像面光源移动的起始零点。主镜4和次镜6位置保持固定，当需要模拟一定物距时，软件根据标定后得出的实际拟合曲线计算出像面位置，通过像面光源移动来实现；计算机控制电机运动，运动的距离可实时通过光栅位移测量系统进行反馈，达到理论设计位置时，电机停止，此时系统成像位置即为所需模拟物距位置。
本实施例有关技术参数和特点如下：
系统长度：小于600mm；
可模拟目标物距：+20m+∞远；
系统特点：紫外和可见光双波段；
卡式全反射；
宽谱光源波段范围：240nm—650nm；
主镜：凹面反射，中心掏孔，面形是非球面；
次镜：凸面反射，面形是非球面；
系统应用：作为装调设备，对有限远物距的产品进行紫外和可见光光轴的调校。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.有限远双波段光轴调校装置，其特征在于：包括基座、光源、主镜、次镜；所述主镜为凹面反射镜，主镜中心处设有通孔；所述次镜为凸面反射镜；所述光源、主镜、次镜均安装在基座上且光源、主镜与次镜按设定间距排列；所述次镜设在主镜一侧，所述光源设在主镜的另一侧；所述光源发出的光轴穿过主镜中心通孔射到次镜镜面再反射到主镜镜面，最后由主镜射出用于调校的光轴；所述光源为包括紫外光和可见光的宽频光源。
2.根据权利要求1所述的有限远双波段光轴调校装置，其特征在于：所述光源设有距离调节机构；所述距离调节机构包括位移反馈光栅、电机和丝杠，所述电机驱动丝杠转动，所述丝杠与光源连接并带动光源移动；光源的移动距离通过所述位移反馈光栅精确定位。
3.根据权利要求1所述的有限远双波段光轴调校装置，其特征在于：所述主镜为非球面凹面反射镜。
4.根据权利要求1所述的有限远双波段光轴调校装置，其特征在于：所述次镜为非球面凸面反射镜。
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|---|---|---|---|---|
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| CN112909727A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-06-04 | 太原理工大学 | 一种大功率混沌半导体激光发生装置 |
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