CN207440437U - 一种大尺寸折反式光学系统串轴装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，包括带CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏、光学平台和控制系统，所述操作显示屏设置在光学平台的一侧，所述三轴电动可调反射镜设置在光学平台上方，所述带CCD自准直电动内调焦光管设置在光学平台下方且与三轴电动可调反射镜相对，所述电动旋转气浮转台设置在带CCD自准直电动内调焦光管下方，所述控制系统设置在光学平台内部，所述控制系统与CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏均相连。本实用新型采用高精度气浮转台和内调焦光管，辅助分划板在光管内的像旋转起来，大大提高了基准光轴的精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学系统装调技术领域，特别涉及一种大尺寸折反式光学系统串轴装置。
背景技术
折反式光学系统通常有折射光学元件、反射光学元件、探测器等组成，光学元件和探测器通常是由结构件支撑，并同时固定在同一个本体上。随着光电技术的不断发展，所要求观察目标的距离越来越远，光系统整体分辨率越来越高，多组透镜光学系统已成常态。为保证整个系统成像质量，需要保证各个透镜组光轴一致性，由此对测试工具及测试方案也提出了更高的要求。但现在的折反式光学系统串轴装置，不能保证测试的精度，甚至会降低测试的精度，而且重复的通过调节调焦镜实现自准的过程也会大大降低测试的效率。
实用新型内容
为克服现有技术中存在的折反式光学系统串轴装置，不能保证测试的精度，甚至会降低测试的精度，而且重复的通过调节调焦镜实现自准的过程也会大大降低测试的效率的问题，本实用新型提供了一种大尺寸折反式光学系统串轴装置。
具体技术方案如下：
一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，包括带CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏、光学平台和控制系统，所述操作显示屏设置在光学平台的一侧，所述三轴电动可调反射镜设置在光学平台上方，所述带带CCD自准直电动内调焦光管设置在光学平台下方且与三轴电动可调反射镜相对，所述电动旋转气浮转台设置在带CCD自准直电动内调焦光管下方，所述控制系统设置在光学平台内部，所述控制系统与CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏均相连。
优选的，所述带CCD自准直电动内调焦光管包括调焦电机、自准光源和CCD，所述调焦电机、自准光源和CCD依次相连。
优选的，所述带CCD自准直电动内调焦光管的物镜焦距为F＝208mm，光学口径为Φ＝25mm，自准精度≤5″，重复精度≤5″，观测范围为317mm→-∞，+∞→420mm，其余为盲区，CCD参数为500万像素。
优选的，所述三轴电动可调反射镜包括高度调整导轨、方位调整导轨、俯仰调整导轨和折光反射镜，所述俯仰调整导轨设置在高度调整导轨正面，所述方位调整导轨设置在俯仰调整导轨的上方，所述折光反射镜设置在方位调整导轨的上方。
优选的，所述高度调整导轨的高度调节范围为200mm，高度调节精度为0.02mm，所述方位调整导轨的方位角调节范围≥1°，微调量：30″，所述俯仰调整导轨俯仰角调节范围：≥1°，微调量：30″。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
本装置的串轴校正采用高精度气浮转台，内调焦光管等，将辅助分划板在光管内的像旋转起来，以提高基准光轴的精度，且使用带CCD自准直电动内调焦光管，在调焦的同时实现自准直，大大提高了测试的精确度和工作效率。
附图说明
图1为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置的主视图；
图2为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置的侧视图；
图3为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中自准内调焦光管结构图的主视图；
图4为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中自准内调焦光管结构图的侧视图；
图5为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中三轴电动可调反射镜的主视图；
图6为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中三轴电动可调反射镜的侧视图；
图7为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中串轴装置工作原理图；
图8为本实用新型一种大尺寸折反式光学系统串轴装置中串轴装置光路图。
图中，1-带CCD自准直电动内调焦光管，2-高精度电动旋转气浮转台，3-三轴电动可调反射镜，4-操作显示屏，5-光学平台，6-控制系统，7-分划板，8-旋转轴，9-瞄准轴，11-调焦电机，12-自准光源，13-CCD,31-高度调整导轨，32-方位调整导轨，33-俯仰调整导轨，34-折光反射镜。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本实用新型提供了一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，如图1和2所示，包括CCD自准直电动内调焦光管1、电动旋转气浮转台2、三轴电动可调反射镜3、操作显示屏4、光学平台5和控制系统6，操作显示屏4设置在光学平台5的一侧，三轴电动可调反射镜3设置在光学平台5上方，带CCD自准直电动内调焦光管1设置在光学平台5下方且与三轴电动可调反射镜3相对，电动旋转气浮转台2设置在CCD自准直电动内调焦光管1下方，控制系统6设置在光学平台5内部，控制系统6与CCD13自准直电动内调焦光管1、电动旋转气浮转台2、三轴电动可调反射镜3、操作显示屏4均相连。
如图3和4所示，CCD自准直电动内调焦光管1包括调焦电机11、自准光源12和CCD13，调焦电机11、自准光源12和CCD13依次相连。CCD自准直电动内调焦光管1的物镜焦距为F＝208mm，光学口径为Φ＝25mm，自准精度≤5″，重复精度≤5″，观测范围为317mm→-∞，+∞→420mm，其余为盲区，CCD13参数为500万像素。调焦方式为电动调焦，寻像方式：可见激光指示器。
如图8所示，串轴装置采用高精度气浮转台2，而气浮转台2必须在水平状态下工作，为此，采用反射镜将光路折转90°，一方面便于产品安装校正，另一方面通过调整反射镜的高度，可以调整光轴高度，适应不同产品的校正。其中，高精度气浮转台2的技术参数：转角精度≤2"，径向运动精度<0.15μ，轴向运动精度<0.15μ，最大轴端径向承载为550N，最大轴向承载为1000N，转速为120RPM，扭矩(连续)为12N.m。
如图5和6所示，三轴电动可调反射镜3包括高度调整导轨31、方位调整导轨32、俯仰调整导轨33和折光反射镜34，俯仰调整导轨33设置在高度调整导轨31正面，方位调整导轨32设置在俯仰调整导轨33的上方，折光反射镜34设置在方位调整导轨32的上方。反射镜调整机构由高度调整导轨31、方位调整导轨32、俯仰调整导轨33组成，每个导轨采用电动调节方式，在操作面板上可以进行粗调和精调。
高度调整导轨31的高度调节范围为200mm，高度调节精度为0.02mm，方位调整导轨32的方位角调节范围≥1°，微调量：30″，俯仰调整导轨33俯仰角调节范围：≥1°，微调量：30″。反射镜技术参数为，口径：100mm×100mm，材料为K9，波长为400nm-800nm，反射率：≥95％
工作原理：
光学系统串轴在本装置中是指将安装各光学元件的结构件机械中心和靠面通过安装、调整使之位于正确位置，确保各结构件机械中心共轴、安装靠面与光轴垂直，通常的方法是用辅助分划板7代表各光学元件在结构件中的安装位置，辅助分划板7“十字”中心来表征各自结构件中心，分划板7反射面代表安装靠面位置，以自准内调焦光管1作为基准光轴，进行串轴校正，内调焦光管1调焦到无穷远位置观察各靠面的自准反射像，内调焦光管1调焦到有限距离观察各分划板7中心，使位于光路中不同位置的各结构件中心重合，自准像重合，达到串轴校正的目的。本装置的串轴校正采用高精度气浮转台2，内调焦光管1等，将辅助分划板7在光管内的像旋转起来，以提高基准光轴的精度，其工作原理如下图7：
将内调焦光管1安装于高精度气浮转台2上，在内调焦光管1中观察到的辅助分划板7中心像和自准像围绕转台2旋转轴8旋转，理论上，此时的内调焦光管1仅为观瞄镜，基准轴为转台2旋转轴8。如果气浮转台2的转动角误差为2″，则在2000mm处的光轴误差为0.02mm，旋转的偏差像将偏差放大一倍，校正精度提高一倍，所以，在2000mm处的光轴误差约为0.01mm，此方法的串轴校正精度大约提高10倍。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，其特征在于：包括带CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏、光学平台和控制系统，所述操作显示屏设置在光学平台的一侧，所述三轴电动可调反射镜设置在光学平台上方，所述带CCD自准直电动内调焦光管设置在光学平台下方且与三轴电动可调反射镜相对，所述电动旋转气浮转台设置在带CCD自准直电动内调焦光管下方，所述控制系统设置在光学平台内部，所述控制系统与CCD自准直电动内调焦光管、电动旋转气浮转台、三轴电动可调反射镜、操作显示屏均相连。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，其特征在于：所述带CCD自准直电动内调焦光管包括调焦电机、自准光源和CCD，所述调焦电机、自准光源和CCD依次相连。
3.根据权利要求2所述的一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，其特征在于：所述带CCD自准直电动内调焦光管的物镜焦距为F＝208mm，光学口径为Φ＝25mm，自准精度≤5″，重复精度≤5″，观测范围为317mm→-∞，+∞→420mm，其余为盲区，CCD参数为500万像素。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，其特征在于：所述三轴电动可调反射镜包括高度调整导轨、方位调整导轨、俯仰调整导轨和折光反射镜，所述俯仰调整导轨设置在高度调整导轨正面，所述方位调整导轨设置在俯仰调整导轨的上方，所述折光反射镜设置在方位调整导轨的上方。
5.根据权利要求4所述的一种大尺寸折反式光学系统串轴装置，其特征在于：所述高度调整导轨的高度调节范围为200mm，高度调节精度为0.02mm，所述方位调整导轨的方位角调节范围≥1°，微调量：30″，所述俯仰调整导轨俯仰角调节范围：≥1°，微调量：30″。
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