[實用新型]二維動態數顯式自準直儀

無效

• 申請號: 99242552.2
• 申請日: 1999-08-30
• 公開（公告）號: CN2395291Y
• 公開（公告）日: 2000-09-06
• 發明（設計）人: 賀庚賢;龍科慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/30
• 分類號: G02B27/30
• 代理公司: 中國科學院長春專利事務所
• 代理人: 李恩慶

本實用新型屬于光學檢測技術領域，是一種改進的自準直儀，特別適用于同時測量二維位移量的數顯式自準直儀。

國內現在使用較普遍的是一種用手動測量的自準直儀。這種自準直儀靠目視觀測，測量的位移是一維空間量。如果測量另一方向的角度量，必須在這一方向上重新調整儀器，這樣的測量，得出的數據重復性差，且費時。老式自準直儀在測量過程中，會引入人為測量誤差及機械空回誤差。

為了克服一維自準直儀在測量兩個方向位移量時，二次調整儀器引起的重復性誤差的缺點，美國、英國的幾家大公司已先后研制出能同時測量二維角位移量的數顯式自準直儀。但這些自準直儀所用的接收器都是二維傳感器，系統結構復雜，相應的造價昂貴。

本實用新型的目的是提供一種用一線CCD接收器件同時測量二維角位移量，實現數字自動顯示的自準直儀。

普通的自準直儀，光源通過聚光鏡，照亮十字型分劃板，十字型分劃板的十字像經半透膜立方棱鏡射向物鏡組，經物鏡組后成一束平行光投射到安放在被測件上的平面反射鏡，平行光束經反射鏡反射后又射回物鏡組，此時的平行光束進入物鏡后形成一束聚合光，經半透膜立方棱鏡反射，反射光聚焦在雙刻線分劃板上，即十字線型分劃板上的十字像在雙刻線分劃板上，通過目鏡和微調手輪進行目視瞄準，由手輪上的讀數鼓得出一維位移量。

本實用新型是對上述自準直儀的一種改進，把原有的十字型分劃板，設計成等腰三角形分劃板，在半透膜立方棱鏡和雙刻線分劃板之間安裝一個分光鏡，分光鏡反射像處有一CCD接收器，CCD接收器同電子測量裝置相接。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖中1為光源，2聚光鏡，3三角型分劃板，4半透膜立方棱鏡，5物鏡組，6平面反射鏡，7分光鏡，8雙刻線分劃板，9目鏡，10CCD接收器，11電子測量裝置。

光源1通過聚光鏡2，照亮三角型分劃板3，三角型分劃板3上的三角形像經半透膜立方棱鏡4射向物鏡組5。物鏡組5把光變成平行光束，并投射到安放在被測件上的平面反射鏡6。平行光束經反射鏡6反射后，又射回物鏡組5。平行光束進入物鏡組5后，又形成一束聚合光，經半透膜立方棱鏡4反射至分光鏡7。此時，光束被分光鏡7分成兩路，一路透過分光鏡7聚焦在雙刻線分劃板8上，即分劃板3的三角形像在雙刻線分劃板8上，通過目鏡9進行目視瞄準；另一路光束由分光鏡7反射后聚焦在線陣CCD接收器10上，即三角型分劃板3中的三角形像聚焦在CCD接收器10的接收象面。CCD接收器10將三角型分劃板3上圖像的位置信息轉換為電信號，送到電子測量裝置11，測量結果由電子測量裝置11數字顯示。

本實用新型的三角型分劃板3上有一不透光的等腰三角形，通過三角型分劃板3的等腰三角形像在CCD接收器10上的位移，可計算出二維角位移量。三角型分劃板3上的等腰三角形的底邊處于水平位置。

本實用新型分光鏡7，安裝在半透膜立方棱鏡4和雙刻線分劃板8之間。分光鏡7的平面與入射光成45°角，也就是分光鏡7的方向，使入射角為45°。其次分光鏡7的平面同光路構成的平面相垂直。

電子測量裝置11包括有A/D轉換器，數據存儲器，計數器，單片機，顯示器，控制電路，CCD時鐘等。圖2為電子測量裝置11中各部分的連接關系框圖及同CCD接收器10的連接方式。CCD接收器10通過電子測量裝置11的A/D轉換器，同動態數據存儲器相連，動態數據存儲器同單片機相連，單片機再連接控制電路和A/D轉換器及顯示器；電子測量裝置11中的計數器分別同控制電路和單片機及動態數據存儲器相連；電子測量裝置11中的CCD時鐘分別同CCD接收器(10)和控制電路相連。CCD接收器10把三角型分劃板3上的圖像位置信息轉變的電信號，以模擬信號輸出送至高速A/D轉換器。在CCD時鐘和單片機啟動采樣信號的控制下，A/D轉換器將模擬信號轉換為數字信號，并按順序動態存儲在數據存儲器中，此時的數據存儲器處于寫操作狀態。當計數器計滿一幀數據，單片機關閉啟動信號，A/D轉換器停止轉換，同時計數器清零，此時數據存儲器處于讀工作狀態。單片機通過控制電路，將數據存儲器中的數據按順序讀出，通過相應的計算，得出測量結果，送至顯示器。

本實用新型在數據處理過程中，為了用一線CCD接收器實現對二維角位移量的測量，運用了降維測試技術。