[發明專利]基于液晶調制的激光測距機瞄準與接收軸平行性測量裝置

無效

• 申請號: 200810057899.5
• 申請日: 2008-02-20
• 公開（公告）號: CN101231343A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 林家明;孫若端;沙定國;何川;張倩;王彥欽;周桃庚;張旭升;陳凌峰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S7/48;G01S7/497;G01M11/00;G01B11/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明是一種基于液晶調制的激光測距機瞄準與接收軸平行性測量裝置，其可用于激光測距機瞄準軸與接收軸平行性在室內、室外環境下的快速檢測，屬于光學精密測量技術領域。

技術背景

脈沖激光測距機測量精度高、作用距離遠、抗干擾能力強，已經大量用于多種領域中。對于激光測距機，其主要性能參數有發散角、能量、脈沖寬度、發射頻率(對于重頻激光器)、準測率、虛警率、角分辨率、距離分辨率和三軸(瞄準光軸、發射光軸、接收光軸)平行性等。其中發散角、能量、脈沖寬度等性能指標一般情況下不會有比較大的變動，而且目前對這些參數有很好的、通用的測試方法。但是三軸平行性不同，激光測距機在運輸和野戰條件下使用中，經常造成光軸失調；且在研制和鑒定中經歷高低溫、振動、沖擊等環境的試驗也有可能引起變化。光軸不平行直接影響準測率和測距精度等性能參數，進而影響測距機的測距能力，嚴重時不能測距。因此，三軸平行性是衡量激光測距機性能的一個非常重要的參數。

據了解，到目前為止，無論是研制方、生產工廠還是對產品進行試驗檢測和實際使用者，對于激光測距機三軸平行性的測試都沒有找到令人滿意的解決辦法。其中，對于接收軸和瞄準軸平行性的測試，通常有以下三種方法。

在工廠進行產品裝調時，通常采用如下方法：在被測激光測距機前方放置一個前置鏡，首先要將被測測距機上蓋打開，移開接收探測器，用小燈泡照明接收視場前方的小孔光闌，然后通過前置鏡透過被測測距機物鏡觀察瞄準光路中的分劃十字線和照明的小孔，看兩者是否重合，測量瞄準軸與接收軸之間的二維偏差。由于小孔的焦面位置是由近紅外波長光學設計的，與瞄準光路中的分劃刻線不在同一焦面上，因此在前置鏡觀測的小孔成彌散斑，影響測量準確性。并且測距機只能由專業技術人員拆卸后進行調整，特別是對已經過高體溫和淋雨試驗的測距機拆開上蓋再進行測試十分不便，難以保證出廠測距機良好的狀態，在非生產廠的環境下不能進行這項檢驗。

在產品出廠檢驗和靶場試驗中，通常采用在1000米處設置T形靶的多次測測距方法進行檢測。這種方法受外界環境干擾影響較大，精度也不高。

在不拆卸測距機的前提下，為了提高測試精度與速度，北京理工大學設計提出“利用光纖測量激光測距機接收軸與瞄準軸平行性的裝置”(中國專利，授權號：ZL200410087249.7)。但是由于這種方法使用點目標進行二維掃描，而被測測距機接收軸在焦面上的對應點也很小，兩者很難重合，因此測量過程較復雜。并且由于此裝置采用了機電掃描，機械部件的精度在受震動的環境下很難保證。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種基于液晶調制的激光測距機瞄準與接收軸平行性測量裝置，按程序改變液晶空間光調制器顯示的圖像的像素坐標，在離軸拋物面鏡的焦面實現掃描圖形的位置變化。此檢測裝置光學系統中沒有機械移動部件，可實現快速的光電掃描，受外界環境影響很小，另外，此檢測裝置采用面目標代替點目標進行掃描，測量成功率高，在不拆卸激光測距機的情況下，可實現激光測距機瞄準軸與接收軸平行性在室內、室外環境下的快速檢測。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

本發明的基于液晶調制的激光測距機瞄準與接收軸平行性測量裝置包括離軸拋物面反射鏡，以及位于焦面的液晶空間光調制器，還包括依次連接的積分球、光纖a、激光延時模塊、光纖b、耦合器，還包括與積分球連接的可見光源。

其中的可見光源可以是LED，也可以是普通光源。

其中液晶空間光調制器由偏振片a、液晶盒、偏振片b組成，其中偏振片a、偏振片b是工作光譜范圍從可見光到近紅外光的偏振片。

本發明的基于液晶空間光調制器測量激光測距機瞄準軸與接收軸平行性方法的步驟為：首先液晶空間光調制器以一定程序控制其每個像素的灰度，在積分球出口處的激光面光源照明下按程序改變液晶空間光調制器顯示的邊界掃描圖形的像素坐標，實現坐標位置不同的邊界掃描圖形序列；然后激光邊界掃描圖形經離軸拋物面反射鏡反射后，由激光測距機的激光接收器接收，通過分析激光測距機的測距結果，生成對應掃描邊界位置坐標的測量結果序列；最后根據測量結果序列進行計算，求出激光測距機接收軸當前位置坐標，與激光測距機瞄準軸位置坐標比較求出接收軸與瞄準軸的平行性偏差。

本發明對比已有技術具有以下顯著優點：

1.首次將液晶空間光調制器應用于激光測距機瞄準軸與接收軸平行性快速檢測。

2.利用液晶空間光調制器在二維平面上通過面目標進行光電掃描，相比在二維平面上通過點目標的機電掃描方法更加快速準確。