CN2351743Y - 动态光电自准直仪 - Google Patents
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Abstract
动态光电自准直仪是对测量角位移的自准直仪的改进。其特征是光源照亮矩形孔的光线经分光棱镜和准直物镜投射到被测反射镜上,反射回来的光线再经过准直物镜和分光棱镜,在四象限光电探测器上聚焦得到矩形孔的象斑。被测反射镜的二维角位移造成矩形孔象斑的二维线性位移,通过计算四个象限的输出可得到被测反射镜的二维角位移量。本实用新型的结构简单,能进行二维角位移的动态测量,且测量范围大、速度快、精度高。
Description
本实用新型是一种属于对测量角位移的光电自准直仪结构的进一步改进。
传统的自准直仪需要人眼瞄准和读数，测量精度低，测量速度慢，只能作静态的角位移测量。振动式狭缝自准直仪，可以避免人的干预，但因狭缝机械振动频率低和狭缝通光面窄的限制，其测量频率低，测量范围小，并且只能测量一维的角位移。用CCD成像传感器构成的自准直仪，一般也只能测一维的角位移，测量速度慢。无论是振动狭缝式自准直仪，还是CCD成像传感器构成的自准直仪，不但结构复杂，而且由于光电探测器输出的变化电压不能直接代表角度的变化量，使数据处理十分繁琐，速度低，导致仪器的测量速度慢和仪器整体结构复杂，成本也较高
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种新的光电自准直仪。该光电自准直仪采用矩形孔在四象限探测器探测面上准直成象的测量原理，被测反射镜的二维变化，引起矩形孔象斑在四象限探测器探测面上位置的二维线性位移，从而使四个象限里的光通量变化，造成四象限输出电流的变化，经电流/电压变化后，可根据四象限的电压值计算出X、Y两个坐标方向的角位移量。
本实用新型的目的可以通过以下措施达到：光源照亮的矩形孔，经准直物镜成象到无穷远，从准直物镜发出的这一平行光束由被测对象反射镜反射回来，再经过准直物镜和分光棱镜，在一个四象限探测器上聚焦，得到矩形孔的象。被测反射镜的二维角位移，造成了矩形孔象在四象限探测器探测面上的二维线性位移，由于四象限探测器上各象限的输出电流与照射到象限的光通量成正比，该电流经过电流/电压变换，即可得到被测反射镜的二维角度位移量产生对应的输出电压，从而计算出X、Y二维角度的位移量。
附图说明：
图1为本实用新型结构图
图2为矩形小孔在四象限探测器探测面上的成象图
本实用新型下面将结合附图作进一步详述：
如图1所示，光源(1)照亮一个矩形孔(2)，此矩形孔位于准直物镜(4)的焦面上。透过矩形孔的光线，经过分光棱镜(3)由准直物镜(4)变成平行光，投射到被测反射镜(5)上。光线自此反射镜反射回来，再次经过准直物镜(4)被分光棱镜(3)转折90°，在四象限探测器(6)的探测面(8)上聚焦，形成矩形孔的像(7)。
图2所示为矩形孔象斑(7)在四象限探测器探测面(8)上的情况。被测反射镜的二维角度变化，引起矩形孔像斑(7)在四象限探测器探测面(8)上位置的二维线性移动，从而造成在四象限探测器的A、B、C、D四个象限里光通量的变化。
四象限探测器的A、B、C、D上各象限的输出电流与照射到该象限的光通量成正比。这一电流经过电流/电压变换，产生对应的输出电压四象限探测器的VA、VB、VC、VD。按下述公式，计算X、Y二维角度的位移量
上述两式中，分母中电压之和(VA+VB+VC+VD)起着规一化的作用。这样做的结果，可以有效地抑制照明光源光强度变化，被测反射镜反射率的不同，以及探测器及电路中的漂移等因素对测角的影响，提高测角精度的稳定性。CX和Cy是X、Y方向上的两个角度转换系数。
本实用新型相比已有技术具有如下优点：
1．仪器整体结构简单合理，成本降低。
2．采用矩形孔在四象限探测器探测面上的聚焦成象，能同时测量X、Y两个坐标的角位移，且测量范围大。
3．光电探测器输出的变化电压直接代表角度的变化量，使数据处理十分简单，测量速度快，测量精度高
Claims (2)
1．动态光电自准直仪中，光源(1)发出的光照亮位于准直物镜(4)焦面上的光阑(2)，通过光栏的光线经过分光棱镜(3)由准直物镜(4)变成平行光，投射到被测对象反射镜(5)上，由此反射镜反射回来的光线通过准直物镜(4)，被分光棱镜(3)转折90°，在光电探测器(6)的探测面(8)上聚焦，形成光阑的像，光电探测器输出的光电流，经电流/电压变换，送到数据处理，从而计算出反射镜角度的位移量，动态光电自准直仪的特征在于：光源(1)照亮矩形孔(2)的光线经过分光棱镜(3)准直物镜(4)投射到反射镜(5)上，光线从此反射镜反射回来，再经准直物镜(4)，分光棱镜(3)，在四象限光电探测器(6)的探测面(8)上聚焦，得到矩形孔(2)的象斑(7)，通过计算探测器四象限的输出，即可得到被测对象反射镜(5)的二维角位移量。
2．如权利要求1所述的动态光电自准直仪，其特征在于四象限探测器上各象限的输出电流与照射到该象限的光通量成正比，该电流经过电流/电压变换，产生对应的输出电压，从而计算出X、Y二维角位移量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 98229708 CN2351743Y (zh) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 动态光电自准直仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 98229708 CN2351743Y (zh) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 动态光电自准直仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2351743Y true CN2351743Y (zh) | 1999-12-01 |
Family
ID=33979552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 98229708 Expired - Fee Related CN2351743Y (zh) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 动态光电自准直仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2351743Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101762248A (zh) * | 2010-03-02 | 2010-06-30 | 西安昂科光电有限公司 | 多目标光电自准直仪 |
| CN109632641A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 自动调整连续激光光束指向的装置和方法 |
| CN113959372A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-21 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种高灵敏自准直二维光电测角装置 |
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1998
- 1998-10-20 CN CN 98229708 patent/CN2351743Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101762248A (zh) * | 2010-03-02 | 2010-06-30 | 西安昂科光电有限公司 | 多目标光电自准直仪 |
| CN109632641A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 自动调整连续激光光束指向的装置和方法 |
| CN113959372A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-21 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种高灵敏自准直二维光电测角装置 |
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Legal Events
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