一種新型數字式光電自準直儀的製作方法
2023-04-23 18:05:56 2
一種新型數字式光電自準直儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及光學測量領域，尤其涉及一種準直儀，具體指一種新型數字式光電自準直儀用PSD探測器，包括光源、分劃板、可調匯聚透鏡組、分光稜鏡、望遠主鏡、次鏡組和PSD探測器，本實用新型採用PSD探測器，所探測的光信號的位置量信息為模擬量輸出，系統響應快，解析度高；採用的望遠主鏡次鏡組，可實現在測試範圍內可以實現焦距的連續可調，增加了測試距離的靈活性；此外本新型數字式光電自準直儀還採用了匯聚透鏡組縮短了準直儀的縱向高度，和望遠次鏡可調節透鏡組，擴展準直儀的測試距離；本實用新型具有成本低，結構緊湊，探測距離遠，探測精度高等優勢，可廣泛應用於日常生活、工業生產、航空航天、船舶和軍工領域的準直測量中。
【專利說明】一種新型數字式光電自準直儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉光電探測領域，尤其是涉及自準儀領域。
【背景技術】
[0002]自準直儀是利用光學自準直原理，實現小角度測量的精密測量儀器。由於其使用方便而且具有較高的檢測精度，被廣泛應用於航空航天、船舶、軍工等精密度極高的行業，例如機械加工工業的質量保證(平直度、平面度、垂直度、平行度等)、計量檢定行業中角度測試標準、稜鏡角度定位及監控、光學元件的測試及安裝精度控制等，其應用範圍廣闊。自準直儀經歷了目視式、光電指零式和數顯式三個發展階段。
[0003]提高分辨力和示值穩定性是通用數顯自準直儀的發展方向。
[0004]高分辨力是高準確度的保障與前提，高穩定性又是高分辨力的保障與前提。跳字量是靜態數顯自準直儀的特點和難點。動態測量每次採樣只有一個數值輸出，反應不出示值的跳動，其難點是動態響應速度和動態準確度，但通用儀器要讀出每個位置的穩定讀數值，跳字大就只能估讀，影響示值的準確度，也影響分辨力。
[0005]數顯式自準直儀的出現使自準直儀的性能有質的飛躍，數顯式把儀器準確度由I"級提高至0.1"級，最小顯示值由0.1"級提高至0.01"級。數顯式自準直儀準確度高，使用方便，操作簡單，能實現自動測量。
[0006]目前國內外生產的光電自準直儀主要靠人眼讀數，用於靜態測試，響應頻率不高，無法滿足高速測量的需要。
實用新型內容
[0007]鑑於上述情況，本實用新型提供了一種新型數字式光電自準直儀，可對目標進行自動識別，相比於傳統的光電自準儀具有更高的解析度。
[0008]為了實現上述目標，本實用新型採取以下技術方案:一種新型數字式光電自準直儀，包括光源、分劃板、可調匯聚透鏡組、分光稜鏡、望遠主鏡、次鏡組和PSD探測器；其中，光源開啟後，所發出的光線照亮分劃板，經分化板後，光線投射到光源可調匯聚透鏡組，經過匯聚透鏡組的匯聚作用後，照射到分光稜鏡上，經過分光稜鏡分光面的反射後入射到望遠主鏡上，經過主鏡的準直作用後投射到目標反射面上，經過目標反射面的反射後再次經過望遠主鏡的後投射到分光稜鏡上，經過分光稜鏡後照射到可調次鏡組中，經過可調次鏡組的匯聚後投射到PSD探測器中。
[0009]本新型數字式光電自準直儀，在光源端採用可調匯聚透鏡組，所述可調匯聚透鏡組包括第一匯聚透鏡和第二匯聚透鏡，所述第一匯聚透鏡靠近分劃板一端，所述第二匯聚透鏡靠近所述分光稜鏡端，光源所發出的光照亮分劃板上的圖案後，上述圖案投射到第一匯聚透鏡，經過第一和第二匯聚透鏡的兩次匯聚後投射到分光稜鏡的分光面上，這樣做的好處是，在光源為發散光時，兩次的匯聚作用可以在較短的距離內將圖案匯聚到較小範圍內，更好的集中光信號，便於其後的觀測或檢測，縮短了光源所發出的光信號到分光稜鏡之間的傳輸距離，直接好處是使得自準儀的縱向高度減小，結構更加緊湊，更加便於安裝的攜帶。
[0010]本新型數字式光電自準直儀採用PSD探測器，所探測的光信號的位置量信息為模擬量輸出，系統響應快，解析度高，成本低，因此具有廣泛應用的價值。同時可對目標信號進行調製，因而可以顯著提高系統的抗幹擾能力，可以用來實現高速、高精度、抗幹擾能力強的位置檢測系統，相比於CCD探測器，本實用新型採用PSD探測器的探測靈敏度更高，高實現高更精度的測量。同時價格也更加便宜。
[0011]進一步的，所述光源採用LED光源，相比於傳統光源，LED具有，成本低、高效率，低能耗，高亮度，綠色環保，超長壽命等一系列顯著優點，本一種新型數字式光電自準直儀採用LED為光源，降低了生產成本，同時光源發光強度也得到保證。
[0012]進一步的，所述望遠主鏡為膠合透鏡組，相比於普通透鏡，膠合透鏡組具有更好的聚光效果。
[0013]進一步的，所述次鏡為可調透鏡組，可實現連續變焦的功能，所述可調透鏡組包含第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡靠近分光稜鏡一側，所述第二透鏡靠近PSD探測器一端。在測試範圍內可以實現焦距的連續可調，這樣擴展了測試的距離，能實現更遠距離的測量，同時也增加了測試的靈活性。
[0014]作為一種優選，所述分劃板為「十字」分劃板。
[0015]作為一種優選，所述分劃板為「工字」分劃板。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:本新型數字式光電自準直儀採用PSD探測器，所探測的光信號的位置量信息為模擬量輸出，系統響應快，解析度高，成本低，因此具有廣泛應用的價值。同時可對目標信號進行調製，因而可以顯著提高系統的抗幹擾能力，可以用來實現高速、高精度、抗幹擾能力強的位置檢測系統，相比於CCD探測器，本實用新型採用PSD探測器的探測靈敏度更高，高實現高更精度的測量，同時價格也更加便宜；本新型數字式光電自準直儀，採用的望遠主鏡次鏡組可實現在測試範圍內可以實現焦距的連續可調，增加了測試距離的靈活性；此外本新型數字式光電自準直儀還採用了匯聚透鏡組縮短了準直儀的縱向高度，採用望遠次鏡可調節透鏡組，擴展準直儀的測試距離；總之本新型數字式光電自準直儀具有成本低，結構緊湊，探測距離遠，探測精度高等優勢，可廣泛應用於日常生活、工業生產、航空航天、船舶和軍工領域的準直測量中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本新型數字式光電自準直儀的原理結構圖。
[0018]圖2為本新型數字式光電自準直儀的光路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和具體實施例詳細說明本實用新型。
[0020]本實用新型採取以下技術方案:一種新型數字式光電自準直儀，如圖1所示，包括光源1、分劃板2、匯聚透鏡組3、分光稜鏡4、望遠主鏡5、目標反射面6、次鏡組7和PSD探測器8 ;光源I開啟後，所發出的光線照亮分劃板2，經分化板2後，光線投射到匯聚透鏡組3，經過匯聚透鏡組3的匯聚作用後，照射到分光稜鏡4上，經過分光稜鏡4分光面的反射後，入射到望遠主鏡5上，經過望遠主鏡5的準直作用後投射到目標反射面6上，經過目標反射面6的反射後再次經過望遠主鏡5，其後投射到分光稜鏡4上，經過分光稜鏡4後照射到可調次鏡組7中，經過可調次鏡組7的匯聚後投射到PSD探測器8中(光路原理如圖2所示)。
[0021]如圖1所示，本新型數字式光電自準直儀，在光源端採用匯聚透鏡組3，所述匯聚透鏡組包括第一匯聚透鏡3-1和第二匯聚透鏡3-2，所述第一匯聚透鏡3-1靠近分劃板2 —端，所述第二匯聚透鏡靠3-2近所述分光稜鏡4端，光源I所發出的光照亮分劃板2上的圖案後，上述圖案投射到第一匯聚透鏡3-1，經過第一和第二匯聚透鏡3-2的兩次匯聚後投射到分光稜鏡4的分光面上，這樣做的好處是，在光源為發散光時，兩次的匯聚作用可以在較短的距離內將圖案匯聚到較小範圍內，更好的集中光信號的能量，便於其面的觀測或檢測，縮短了光源所發出的光信號到分光稜鏡之間的傳輸距離，使得自準儀的縱向高度減小，結構更加緊湊，更加便於安裝的攜帶。
[0022]本實用新型採用PSD探測器8，所探測的光信號的位置量信息為模擬量輸出，系統響應快，解析度高，成本低，因此具有廣泛應用的價值。同時可對目標信號進行調製，因而可以顯著提高系統的抗幹擾能力，可以用來實現高速、高精度、抗幹擾能力強的位置檢測系統，相比於CCD探測器，本實用新型採用PSD探測器的探測靈敏度更高，高實現高更精度的測量。同時價格也更加便宜。
[0023]進一步的，所述光源採用LED光源，相比於傳統光源，LED具有，成本低、高效率，低能耗，高亮度，綠色環保，超長壽命等一系列顯著優點，本一種新型數字式光電自準直儀採用LED為光源，降低了生產成本，同時光源發光強度也得到保證。
[0024]進一步的，所述望遠主鏡為膠合透鏡組，相比於普通透鏡，膠合透鏡組具有更好的聚光效果。
[0025]進一步的，所述次鏡為可調透鏡組，如圖1所示，所述可調透鏡組7包含第一透鏡7-1和第二透鏡7-2，所述第一透鏡靠近分光稜鏡4 一側，所述第二透鏡靠近PSD探測器8一端。可實現連續變焦的工功能，在測試範圍內可以實現焦距的連續可調，這樣擴展了測試的距離，能實現更遠距離的測量，同時也增加了測試的靈活性。
[0026]作為一種優選，所述分劃板為「十字」分劃板。
[0027]作為一種優選，所述分劃板為「工字」分劃板。
[0028]本新型數字式光電自準直儀採用PSD探測器，所探測的光信號的位置量信息為模擬量輸出，系統響應快，解析度高，成本低，因此具有廣泛應用的價值。同時可對目標信號進行調製，因而可以顯著提高系統的抗幹擾能力，可以用來實現高速、高精度、抗幹擾能力強的位置檢測系統，相比於CCD探測器，本實用新型採用PSD探測器的探測靈敏度更高，高實現高更精度的測量，同時價格也更加便宜；本新型數字式光電自準直儀，採用的望遠主鏡次鏡組可實現在測試範圍內可以實現焦距的連續可調，增加了測試距離的靈活性；此外本新型數字式光電自準直儀還採用了匯聚透鏡組縮短了準直儀的縱向高度，採用望遠次鏡可調節透鏡組，擴展準直儀的測試距離；總之本新型數字式光電自準直儀具有成本低，結構緊湊，探測距離遠，探測精度高等優勢，可廣泛應用於日常生活、工業生產、航空航天、船舶和軍工領域的準直測量中。
[0029]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，包括光源、分劃板、匯聚透鏡組、分光稜鏡、望遠主鏡、次鏡組和PSD探測器； 光源開啟後，所發出的光線照亮分劃板；經分化板後的光線投射到光源匯聚透鏡組； 經過匯聚透鏡組的匯聚後，照射到分光稜鏡上； 經過分光稜鏡分光面的反射後入射到望遠主鏡上，經過望遠主鏡的準直作用後投射到目標反射面上； 經過目標反射面的反射後，再次經過望遠主鏡，匯聚後經過分光稜鏡照射到可調次鏡組中；最後投射到PSD探測器中。
2.如權利要求1所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述可調匯聚透鏡組，包括第一匯聚透鏡和第二匯聚透鏡，所述第一匯聚透鏡靠近分劃板一端，所述第二匯聚透鏡靠近分光稜鏡一端。
3.如權利要求2所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述光源採用LED光源。
4.如權利要求3所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述望遠主鏡為膠合透鏡組。
5.如權利要求4所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述次鏡為可調透鏡組。
6.如權利要求5所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述可調透鏡組包含第一透鏡和第二透鏡，所述第一透鏡靠近分光稜鏡一側，所述第二透鏡靠近PSD探測器一端。
7.如權利要求1至6之一所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述分劃板為十字分劃板。
8.如權利要求1至6之一所述的一種新型數字式光電自準直儀，其特徵是，所述分劃板為工字分劃板。
【文檔編號】G02B27/30GK204115678SQ201420694851
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】姜世平, 曹志明, 胡玲 申請人:四川雲盾光電科技有限公司