本發(fā)明屬于光電自準(zhǔn)直儀設(shè)計調(diào)試領(lǐng)域，具體涉及一種雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

雙軸光電自準(zhǔn)直儀是一種實時、非接觸式的高精度兩維角度測量設(shè)備。光電自準(zhǔn)直儀的核心器件是電荷耦合器件CCD。電荷耦合器件CCD是一種技術(shù)成熟、應(yīng)用技術(shù)廣泛的圖像傳感器。自20世紀(jì)70年代初以來發(fā)展非常迅速。

傳統(tǒng)的光電傳感器調(diào)整方法有兩種。一種是利用顯微鏡觀察CCD成像陣列，另一種方法是利用經(jīng)緯儀光側(cè)兩分化板成像，這兩種方法調(diào)整兩光路的正交性只能保證最后成像的正交性，不能保證兩光路中間環(huán)節(jié)的正交性。

針對以上兩種方法存在的問題，研究了判斷兩光路相互垂直的方法，發(fā)明了一種雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法，經(jīng)過了一系列試驗驗證，這種方法能準(zhǔn)確有效的調(diào)整兩光路的垂直性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種解決雙軸光電自準(zhǔn)直儀兩光路相互垂直調(diào)整困難的問題的雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法，包括以下步驟

步驟一，安裝線陣CCD兩維測試裝置；

本裝置包括Y軸CCD、調(diào)節(jié)螺釘、Y軸分化板、Y軸光源、X軸光源、X軸分化板、調(diào)節(jié)螺釘、X軸CCD、三個分光鏡及鏡頭，其中，所述X軸光 源、X軸分劃板、分光鏡A、分光鏡B及鏡頭光學(xué)同軸，其中分光鏡A、分光鏡B位于鏡頭和X軸分劃板之間，所述調(diào)節(jié)螺釘固定X軸CCD，所述X軸CCD與分光鏡A同軸，所述X軸分劃板和X軸CCD位于鏡頭的焦平面上；所述Y軸光源、Y軸分劃板、分光鏡C、分光鏡B及鏡頭光學(xué)同軸；所述分光鏡C位于分光鏡B的上方且與其同，所述調(diào)節(jié)螺釘設(shè)于Y軸CCD上，所述Y軸分劃板和Y軸CCD均位于鏡頭的焦平面上；

步驟二，調(diào)整X軸光路，將X軸分化板與X軸CCD調(diào)整到相互垂直；點亮X軸光源，關(guān)閉Y軸光源，將角錐棱鏡安裝在鏡頭上，實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直，將示波器的探頭連接到X軸CCD的輸出端，通過調(diào)節(jié)螺釘7調(diào)節(jié)X軸CCD的位置，觀察示波器輸出波形，當(dāng)輸出波形為方波時，則X軸分化板與X軸CCD垂直；

步驟三，關(guān)閉X軸光源，點亮Y軸光源，這時應(yīng)將Y軸分化板調(diào)節(jié)到與X軸CCD平行，Y軸分化板與X軸CCD平行時，Y軸分化板在X軸CCD上的成像最大，用示波器觀測X軸CCD輸出信號的脈沖寬度最大，通過調(diào)整Y軸分化板座位置觀測X軸CCD輸出信號，通過調(diào)節(jié)會發(fā)現(xiàn)X軸CCD的輸出圖像寬度會由窄變寬到又變窄的過程，調(diào)整Y軸分化板到X軸CCD的輸出圖像到最寬的位置，此時表示Y軸分化板調(diào)節(jié)到與X軸CCD平行；

步驟四，調(diào)整Y軸光路，將Y軸分化板與Y軸CCD調(diào)整到相互垂直；點亮Y軸光源，關(guān)閉X軸光源，將角錐棱鏡安裝在鏡頭上，實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直，將示波器的探頭連接到Y(jié)軸CCD的輸出端，通過調(diào)節(jié)螺釘2調(diào)節(jié)Y軸CCD的位置，觀察示波器輸出波形，當(dāng)輸出波形為方波時，則Y軸分化板與Y軸CCD垂直；此時，雙軸光電自準(zhǔn)直儀X軸、Y軸兩光路正交度調(diào)整完畢。

本發(fā)明的有益效果是：

1.通過正交傳遞方法，調(diào)整兩分化板與兩CCD傳感器的位置，使兩光軸 的操作方法簡單、方便.

2.適用于任何雙軸光電自準(zhǔn)直儀的兩光路的調(diào)節(jié)，能夠較好的保證兩光路的垂直性。

3.本發(fā)明有效的提高了中間環(huán)節(jié)分劃板與CCD的正交性，使測試結(jié)果更加精確，可靠性更高。

附圖說明

圖1是線陣CCD兩維測試示意圖；

圖2是線陣CCD兩維結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3是分化板示意圖；

圖4是CCD信號方波示意圖；

圖5是Y軸光源點亮在X軸CCD上的脈沖圖；

1.Y軸CCD；2.調(diào)節(jié)螺釘；3.Y軸分化板；4.Y軸光源；5.X軸光源；6.X軸分化板；7.調(diào)節(jié)螺釘；8.X軸CCD；9.分光鏡B；10.鏡頭；11.分光鏡C；12.分光鏡A。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明提出的一種雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法進行進一步的介紹：

一種雙軸光電自準(zhǔn)直儀光電傳感器正交度調(diào)整方法，包括以下步驟

步驟一，安裝線陣CCD兩維測試裝置；

本裝置包括Y軸CCD1、調(diào)節(jié)螺釘2、Y軸分化板3、Y軸光源4、X軸光源5、X軸分化板6、調(diào)節(jié)螺釘7、X軸CCD8、三個分光鏡9及鏡頭10，其中，所述X軸光源5、X軸分劃板6、分光鏡A12、分光鏡B9及鏡頭10光學(xué)同軸，其中分光鏡A12、分光鏡B9位于鏡頭10和X軸分劃板6之間，所述調(diào)節(jié)螺釘7固定X軸CCD8，所述X軸CCD與分光鏡A12同軸，所述 X軸分劃板和X軸CCD位于鏡頭的焦平面上；所述Y軸光源4、Y軸分劃板3、分光鏡C11、分光鏡B9及鏡頭10光學(xué)同軸；所述分光鏡C11位于分光鏡B9的上方且與其同，所述調(diào)節(jié)螺釘2設(shè)于Y軸CCD1上，所述Y軸分劃板3和Y軸CCD1均位于鏡頭10的焦平面上；

步驟二，調(diào)整X軸光路，將X軸分化板與X軸CCD調(diào)整到相互垂直；點亮X軸光源，關(guān)閉Y軸光源，將角錐棱鏡安裝在鏡頭上，實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直，將示波器的探頭連接到X軸CCD的輸出端，通過調(diào)節(jié)螺釘7調(diào)節(jié)X軸CCD的位置，觀察示波器輸出波形，當(dāng)輸出波形為方波時，則X軸分化板與X軸CCD垂直；

步驟三，關(guān)閉X軸光源，點亮Y軸光源，這時應(yīng)將Y軸分化板調(diào)節(jié)到與X軸CCD平行，Y軸分化板與X軸CCD平行時，Y軸分化板在X軸CCD上的成像最大，用示波器觀測X軸CCD輸出信號的脈沖寬度最大，通過調(diào)整Y軸分化板座位置觀測X軸CCD輸出信號，通過調(diào)節(jié)會發(fā)現(xiàn)X軸CCD的輸出圖像寬度會由窄變寬到又變窄的過程，調(diào)整Y軸分化板到X軸CCD的輸出圖像到最寬的位置，此時表示Y軸分化板調(diào)節(jié)到與X軸CCD平行；

步驟四，調(diào)整Y軸光路，將Y軸分化板與Y軸CCD調(diào)整到相互垂直；點亮Y軸光源，關(guān)閉X軸光源，將角錐棱鏡安裝在鏡頭上，實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直，將示波器的探頭連接到Y(jié)軸CCD的輸出端，通過調(diào)節(jié)螺釘2調(diào)節(jié)Y軸CCD的位置，觀察示波器輸出波形，當(dāng)輸出波形為方波時，則Y軸分化板與Y軸CCD垂直；此時，雙軸光電自準(zhǔn)直儀X軸、Y軸兩光路正交度調(diào)整完畢。

雙軸光電自準(zhǔn)直儀線陣CCD兩維測試示意圖如圖1所示，光源、X軸分化板、分束器、X軸CCD、物鏡和反光鏡構(gòu)成了X軸光路系統(tǒng)，X軸光路系統(tǒng)在物鏡上成像成的是豎絲；光源、Y軸分化板、分束器、Y軸CCD、物鏡和反光鏡構(gòu)成了Y軸光路系統(tǒng)，Y軸光路系統(tǒng)在物鏡上成像成的是橫絲。 當(dāng)X軸Y軸兩光路相互垂直時，兩軸在物鏡上的成像相互垂直。

為了實現(xiàn)X軸成像與Y軸成像相互垂直。通過分束器將X軸分劃板，Y軸分劃板，X軸CCD傳感器，Y軸CCD傳感器分別放在光學(xué)系統(tǒng)的不同的四個共軛位置，通過CCD傳感器輸出波形可以判斷X軸分劃板與X軸CCD傳感器正交，Y軸分劃板與Y軸CCD傳感器正交，Y軸分化板與X軸CCD傳感器平行。測試時通過各光路光源系統(tǒng)分別照亮各光路分劃板并通過分束器分離X軸、Y軸光學(xué)信號，由各光路CCD傳感器單獨采集。