一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法

摘要

本发明属于光电自准直仪设计调试领域,具体涉及一种解决双轴光电自准直仪两光路相互垂直调整困难的问题的双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法；通过正交传递方法，调整两分化板与两CCD传感器的位置，使两光轴的操作方法简单、方便,适用于任何双轴光电自准直仪的两光路的调节，能够较好的保证两光路的垂直性；本发明有效的提高了中间环节分划板与CCD的正交性，使测试结果更加精确，可靠性更高。

说明书

技术领域

本发明属于光电自准直仪设计调试领域，具体涉及一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法。

背景技术

双轴光电自准直仪是一种实时、非接触式的高精度两维角度测量设备。光电自准直仪的核心器件是电荷耦合器件CCD。电荷耦合器件CCD是一种技术成熟、应用技术广泛的图像传感器。自20世纪70年代初以来发展非常迅速。

传统的光电传感器调整方法有两种。一种是利用显微镜观察CCD成像阵列，另一种方法是利用经纬仪光侧两分化板成像，这两种方法调整两光路的正交性只能保证最后成像的正交性，不能保证两光路中间环节的正交性。

针对以上两种方法存在的问题，研究了判断两光路相互垂直的方法，发明了一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法，经过了一系列试验验证，这种方法能准确有效的调整两光路的垂直性。

发明内容

本发明的目的，针对现有技术不足，提供一种解决双轴光电自准直仪两光路相互垂直调整困难的问题的双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法。

本发明的技术方案是：

一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法，包括以下步骤

步骤一，安装线阵CCD两维测试装置；

本装置包括Y轴CCD、调节螺钉、Y轴分化板、Y轴光源、X轴光源、X轴分化板、调节螺钉、X轴CCD、三个分光镜及镜头，其中，所述X轴光 源、X轴分划板、分光镜A、分光镜B及镜头光学同轴，其中分光镜A、分光镜B位于镜头和X轴分划板之间，所述调节螺钉固定X轴CCD，所述X轴CCD与分光镜A同轴，所述X轴分划板和X轴CCD位于镜头的焦平面上；所述Y轴光源、Y轴分划板、分光镜C、分光镜B及镜头光学同轴；所述分光镜C位于分光镜B的上方且与其同，所述调节螺钉设于Y轴CCD上，所述Y轴分划板和Y轴CCD均位于镜头的焦平面上；

步骤二，调整X轴光路，将X轴分化板与X轴CCD调整到相互垂直；点亮X轴光源，关闭Y轴光源，将角锥棱镜安装在镜头上，实现光学系统的自准直，将示波器的探头连接到X轴CCD的输出端，通过调节螺钉7调节X轴CCD的位置，观察示波器输出波形，当输出波形为方波时，则X轴分化板与X轴CCD垂直；

步骤三，关闭X轴光源，点亮Y轴光源，这时应将Y轴分化板调节到与X轴CCD平行，Y轴分化板与X轴CCD平行时，Y轴分化板在X轴CCD上的成像最大，用示波器观测X轴CCD输出信号的脉冲宽度最大，通过调整Y轴分化板座位置观测X轴CCD输出信号，通过调节会发现X轴CCD的输出图像宽度会由窄变宽到又变窄的过程，调整Y轴分化板到X轴CCD的输出图像到最宽的位置，此时表示Y轴分化板调节到与X轴CCD平行；

步骤四，调整Y轴光路，将Y轴分化板与Y轴CCD调整到相互垂直；点亮Y轴光源，关闭X轴光源，将角锥棱镜安装在镜头上，实现光学系统的自准直，将示波器的探头连接到Y轴CCD的输出端，通过调节螺钉2调节Y轴CCD的位置，观察示波器输出波形，当输出波形为方波时，则Y轴分化板与Y轴CCD垂直；此时，双轴光电自准直仪X轴、Y轴两光路正交度调整完毕。

本发明的有益效果是：

1.通过正交传递方法，调整两分化板与两CCD传感器的位置，使两光轴 的操作方法简单、方便.

2.适用于任何双轴光电自准直仪的两光路的调节，能够较好的保证两光路的垂直性。

3.本发明有效的提高了中间环节分划板与CCD的正交性，使测试结果更加精确，可靠性更高。

附图说明

图1是线阵CCD两维测试示意图；

图2是线阵CCD两维结构剖视图；

图3是分化板示意图；

图4是CCD信号方波示意图；

图5是Y轴光源点亮在X轴CCD上的脉冲图；

1.Y轴CCD；2.调节螺钉；3.Y轴分化板；4.Y轴光源；5.X轴光源；6.X轴分化板；7.调节螺钉；8.X轴CCD；9.分光镜B；10.镜头；11.分光镜C；12.分光镜A。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明提出的一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法进行进一步的介绍：

一种双轴光电自准直仪光电传感器正交度调整方法，包括以下步骤

步骤一，安装线阵CCD两维测试装置；

本装置包括Y轴CCD1、调节螺钉2、Y轴分化板3、Y轴光源4、X轴光源5、X轴分化板6、调节螺钉7、X轴CCD8、三个分光镜9及镜头10，其中，所述X轴光源5、X轴分划板6、分光镜A12、分光镜B9及镜头10光学同轴，其中分光镜A12、分光镜B9位于镜头10和X轴分划板6之间，所述调节螺钉7固定X轴CCD8，所述X轴CCD与分光镜A12同轴，所述 X轴分划板和X轴CCD位于镜头的焦平面上；所述Y轴光源4、Y轴分划板3、分光镜C11、分光镜B9及镜头10光学同轴；所述分光镜C11位于分光镜B9的上方且与其同，所述调节螺钉2设于Y轴CCD1上，所述Y轴分划板3和Y轴CCD1均位于镜头10的焦平面上；

步骤二，调整X轴光路，将X轴分化板与X轴CCD调整到相互垂直；点亮X轴光源，关闭Y轴光源，将角锥棱镜安装在镜头上，实现光学系统的自准直，将示波器的探头连接到X轴CCD的输出端，通过调节螺钉7调节X轴CCD的位置，观察示波器输出波形，当输出波形为方波时，则X轴分化板与X轴CCD垂直；

步骤三，关闭X轴光源，点亮Y轴光源，这时应将Y轴分化板调节到与X轴CCD平行，Y轴分化板与X轴CCD平行时，Y轴分化板在X轴CCD上的成像最大，用示波器观测X轴CCD输出信号的脉冲宽度最大，通过调整Y轴分化板座位置观测X轴CCD输出信号，通过调节会发现X轴CCD的输出图像宽度会由窄变宽到又变窄的过程，调整Y轴分化板到X轴CCD的输出图像到最宽的位置，此时表示Y轴分化板调节到与X轴CCD平行；

步骤四，调整Y轴光路，将Y轴分化板与Y轴CCD调整到相互垂直；点亮Y轴光源，关闭X轴光源，将角锥棱镜安装在镜头上，实现光学系统的自准直，将示波器的探头连接到Y轴CCD的输出端，通过调节螺钉2调节Y轴CCD的位置，观察示波器输出波形，当输出波形为方波时，则Y轴分化板与Y轴CCD垂直；此时，双轴光电自准直仪X轴、Y轴两光路正交度调整完毕。

双轴光电自准直仪线阵CCD两维测试示意图如图1所示，光源、X轴分化板、分束器、X轴CCD、物镜和反光镜构成了X轴光路系统，X轴光路系统在物镜上成像成的是竖丝；光源、Y轴分化板、分束器、Y轴CCD、物镜和反光镜构成了Y轴光路系统，Y轴光路系统在物镜上成像成的是横丝。 当X轴Y轴两光路相互垂直时，两轴在物镜上的成像相互垂直。

为了实现X轴成像与Y轴成像相互垂直。通过分束器将X轴分划板，Y轴分划板，X轴CCD传感器，Y轴CCD传感器分别放在光学系统的不同的四个共轭位置，通过CCD传感器输出波形可以判断X轴分划板与X轴CCD传感器正交，Y轴分划板与Y轴CCD传感器正交，Y轴分化板与X轴CCD传感器平行。测试时通过各光路光源系统分别照亮各光路分划板并通过分束器分离X轴、Y轴光学信号，由各光路CCD传感器单独采集。