[發(fā)明專利]偏角測量儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00132098.X
• 申請日: 2000-12-18
• 公開（公告）號: CN1360196A
• 公開（公告）日: 2002-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 馬文禮;郭永洪;沈忙作;莫萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G06T1/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 張一紅

本發(fā)明涉及一種測量光學系統中光學元件偏角的測量儀器，尤其是涉及一種測量被測光學元件偏角的測量儀器。

現有技術中，通常采用中心偏測量儀對光學系統中光學元件的偏心進行測量。通過中心偏測量儀測量光學元件球心的像的工作原理是：把光學鏡頭裝在轉臺上，被測光學元件安裝在鏡頭內，旋轉轉臺，通過瞄準鏡觀測光學元件的球心像。這種中心偏測量儀的缺陷在于只適合測量光學元件球心的偏心量，對于很多沒有球心像的非球面光學元件，則不能進行測量。另外，采用這種中心偏測量儀還受到光學口徑的限制，對于中心處有開口的光學元件也不能方便地進行測量。其三，采用這種中心偏測量儀進行測量時需要靠人工瞄準光學元件的球心像，瞄準精度因人而異，故檢測精度容易受到影響，同時檢測人員也易產生視覺疲勞。

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足而提供一種結構簡單，適合于各種不同類型光學元件偏角測量的儀器。

本發(fā)明的目的可通過以下技術措施實現：偏角測量儀包括成像物鏡，激光電源連接到激光器，激光器發(fā)出的激光照射到被測光學元件，反映被測光學元件偏角有關的激光光束通過成像物鏡聚焦到CCD攝像機上，CCD攝像機的輸出經圖像采集卡連接到計算機。

本發(fā)明的目的還可通過以下技術措施實現：計算機將光學元件偏角測量值和激光光強以及光斑位移量的象素值輸出到顯示部分進行顯示。

與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：利用激光照射到被測光學元件上，被測光學元件的角度變化時，反射后的激光光束的角度也隨之變化，經過成像物鏡聚焦到CCD的光敏面，光敏面上的激光光斑隨著被測光學元件的角度變化而產生相應的移動，采用質心提取細分算法對激光光斑的移動進行計算，得到被測光學元件偏角誤差的測量值。因為激光具有直線性好、發(fā)散角小、亮度高的特點，故激光光斑很小，能夠得到較高的測量精度。并且由于容易看清楚激光光點的位置，便于安裝激光器和成像物鏡；本發(fā)明通過CCD成像和計算機程序處理，將激光像點和測出的偏角誤差顯示在計算機屏幕上，實現了測量結果自動顯示，避免了人工瞄準帶來的人為因素對儀器測量精度的影響，也利于提高測量精度。由于本發(fā)明不需要進行人工瞄準，所以還可降低人的勞動強度。本發(fā)明除了用于測量光學元件表面角度的變化，能夠更精確地指導光學元件的安裝和校正，還適合于重點建筑，如水壩、高層建筑的變形監(jiān)測。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明實施例的原理框圖。

圖2是本發(fā)明實施例位于CCD攝像機5光敏面上的激光光斑。

如圖1所示，偏角測量儀的激光電源1連接到激光器2，激光器2發(fā)出的激光束照射到被測光學元件3的表面，由于激光光束是細光束，照射到被測光學元件3的點很小，光束經被測光學元件3反射后，其反射光線的角度變化代表被測光學元件3的面形變化。如果被測光學元件3安裝偏心，激光照射點的角度就會發(fā)生變化。反射光線經過成像物鏡4聚焦到CCD攝像機5的光敏面上。反射光線的角度發(fā)生變化時，CCD攝像機5光敏面上的激光光斑就會產生相應的移動。CCD攝像機5將激光光斑移動的圖像信號送入圖像采集卡6，通過圖像采集卡6變?yōu)閿底中盘柡螅斔偷接嬎銠C7中。計算機7對圖像信號進行處理，其軟件通采用細分算法，提取激光光斑的質心，并由此計算激光光斑的移動量，從而得到被測光學元件偏角的測量值。