一种回复反射单元直角误差检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种回复反射单元直角误差检测装置及方法，该装置的光源发出的光经过调制结构进行调制，调制后的光源经过可调光阑改变光斑半径，之后经反射镜反射传输至半反半透镜，光源穿过半反半透镜后仍以原始光路传输至回复反射单元，经回复反射单元形成的逆反光场被半反半透镜反射至照度计；照度计收集逆反光场信息并将其转化为模拟电压信号，之后输出电压传输至放大电路进行倍数放大；再经过单片机将电压信息进行处理绘制出光斑分布图，最后根据半反半透镜与回复反射单元之间的距离计算得出二面直角误差值。本发明专利技术能提供回复反射单元功能面之间的二面直角误差，同时降低测试环境要求，快速便捷获得检测结果，用于加工补偿使用。使用。使用。

【技术实现步骤摘要】
一种回复反射单元直角误差检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及光学元件机械加工及测量
，具体涉及一种回复反射单元直角误差检测方法及装置。

技术介绍

[0002]回复反射器是一种被动光学元件，在光学领域中也被称为逆向反射器，又名反光片或反光晶格，它的材质主要是PMMA，PC，AS塑胶件，其主要功能是将入射光保持一定的发散角返回到原始光源处。回复反射器的应用主要与低光环境下的安全有关：如汽车照明、道路标志表面、自行车和安全服装，回复反射器也被用于光通信和雷达探测。
[0003]随着技术发展，回复反射器以立方角锥棱镜为主，其组成为立方体的两个或三个面共享一个公共顶点，如图1所示。为了满足功能，这些平面理想情况下相互正交是必要的。如果每个功能面之间的角度α、β、γ偏离90
°
时，则会造成回复反射器逆反光束发散，从而降低其在长距离上的有效性。因此，制造商必须坚持严格的角度公差，但因其几何形貌中的90
°
凹角和非对称连续的刀具路径，导致传统加工不能直接适用。
[0004]制造商在20世纪70年代末开发了拼针集束方法，用于生产回复反射器注塑成型所需的模具。每个拼针都有回复反光单元中的三个功能表面，可单独对其中任一功能面进行加工和研磨，该技术推动了回复反射器的大规模生产。
[0005]根据以上方法可知回复反射器是由多个回复反射单元阵列组成的，每一个回复单元是由三根拼针功能表面组成的。回复反射器可将入射光保持一定的发散角反射至原始光源处，各反射单元逆反光场叠加，通过积分效应在原始光源附近形成总体逆反光场。为实现以上逆反光场，在加工每根拼针功能面时，需保证拼针与刀具回转轴线保持一定的角度，如图2所示。若偏离此度数时，三根拼针组成的回复反射单元各功能面间存在二面直角误差，反射光线不再完全沿入射光的原始方向返回，而是分裂成六条发散光束。根据二面直角偏差值是否相等，六条逆反光束存在不同的对称效果，如图3(a)所示为二面角不存在直角误差时，在中心汇聚的光斑，如图3(b)所示为三个功能面间直角偏差都为0.5
°
时形成具有1.63
°
发散角的逆反光斑分布，关于中心对称。根据国家检测标准可知，回复反射器逆反光场发散角根据不同使用环境存在差异性，如0.33
°
和1.5
°
。由以上分析可知回复反射单元功能面间直角偏差值是固定的，且实际加工中同一批次加工的角误差值是一致的。
[0006]由于该类光学元件面型小，变化大，精度高，针对小平面空间二面角测量，现有的角度测量方法无法满足此类元件的检测需求，加工结果是否满足光学需求难以判断，同时无法对加工过程提供直角误差补偿的依据。现有的回复反射器检测技术只能检验回复反射器是否国家标准，并不能准确提供回复反射单元功能面之间的直角误差。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种回复反射单元直角误差检测方法及装置，能有效解决现有回复反射检测技术不能准确提供回复反射单元功能面之间的直角误差的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：
[0009]一种回复反射单元直角误差检测装置，包括光源、调制结构、可调光阑、反射镜、半反半透镜、回复反射单元、照度计、放大电路，单片机和显示屏；
[0010]光源发出的光经过调制结构进行调制，调制后的光源经过可调光阑改变光斑半径，之后经反射镜反射传输至半反半透镜，光源穿过半反半透镜后仍以原始光路传输至回复反射单元，经回复反射单元形成的逆反光场被半反半透镜反射至照度计；
[0011]所述照度计收集逆反光场信息并将其转化为模拟电压信号，之后输出电压传输至放大电路进行倍数放大；再经过单片机将电压信息进行处理绘制出光斑分布图，最后根据半反半透镜与回复反射单元之间的距离计算得出二面直角误差值。
[0012]进一步地方案为，所述半反半透镜与照度计之间设有用于避免环境光影响的光路屏蔽保护装置，经过半反半透镜反射至照度计的光源受光路屏蔽保护装置的保护。
[0013]更进一步地方案为，所述反射镜为两维旋转反射镜。
[0014]上述回复反射单元直角误差检测装置的检测方法，包括以下步骤：
[0015]S1.将回复反射单元直角误差检测装置放置在检测位置，光源发出的光经过调制结构，由调制结构处理成调制后的光信号；
[0016]S2.调制后的光信号经过可调光阑改变光斑半径，之后光信号经反射镜反射传输至半反半透镜，光信号穿过半反半透镜仍以原始光路传输至回复反射单元，经回复反射单元形成的逆反光场被半反半透镜反射至照度计；
[0017]S3.照度计收集逆反光场信息并将其转化为模拟电压信号，后经放大电路进行放大；
[0018]S4.单片机将电压信息进行处理，并绘制出光斑分布图，根据半反半透镜与回复反射单元件的距离，计算得出二面直角误差值。
[0019]另外，在确定误差值时：调节可调光阑通光孔径，使入射光线只照射到回复反射单元三个功能面中的其中任意一个，若形成逆反光斑与照射的功能面在光轴同侧即此时二面角误差小于90
°
，反之则大于90
°
。
[0020]上述技术方案中提供的回复反射单元直角误差检测方法及装置，其装置包括光源、调制结构、可调光阑、反射镜、半反半透镜、回复反射单元、照度计、放大电路，单片机和显示屏；利用调制结构对光源进行调制，经过软件调制后可以大大提高检测信号的抗干扰能力，防止测试过程中杂光对测试结果的影响，降低测试系统对环境的使用要求；利用可调光阑调节光源发出光斑大小，用来满足不同测试样品及测试过程的需求；利用反射镜改变光路方向，实现多角度测量需求；利用半反半透镜对入射光方向进行改变，使入射光可以原始光路传输至回复反射单元；之后为了便于后续电路处理，设置放大电路对输出电压进行放大；最终形成该检测装置，其有效提高了检测结果的分辨率和精度。
[0021]本专利技术提供的检测方法可以通过上述检测装置直接反馈出回复反射单元反射面间的直角误差，该方法误差精度可以通过改变光源与待检测工件间的距离进行调节，最终实现加工后的回复反射单元功能面间角度满足光学需求，同时降低测试环境要求，快速便捷获得检测结果，用于加工补偿使用。
附图说明
[0022]图1为回复反射单元及拼针阵列示意图；
[0023]图2为单个拼针功能面加工示意图；
[0024]图3为不同二面角光斑发散角分布图；
[0025]图4为回复反射单元坐标系；
[0026]图5为回复反射单元直角误差检测装置示意图；
[0027]图6为回复反射单元与照度计夹角状态示意图；
[0028]图7为回复反射单元直角误差检测方法流程图；
[0029]图8为二面角误差偏向判断示意图一；
[0030]图9为二面角误差偏向判断示意图二。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回复反射单元直角误差检测装置，包括光源、调制结构、可调光阑、反射镜、半反半透镜、回复反射单元、照度计、放大电路，单片机和显示屏；光源发出的光经过调制结构进行调制，调制后的光源经过可调光阑改变光斑半径，之后经反射镜反射传输至半反半透镜，光源穿过半反半透镜后仍以原始光路传输至回复反射单元，经回复反射单元形成的逆反光场被半反半透镜反射至照度计；所述照度计收集逆反光场信息并将其转化为模拟电压信号，之后输出电压传输至放大电路进行倍数放大；再经过单片机将电压信息进行处理绘制出光斑分布图，最后根据半反半透镜与回复反射单元之间的距离计算得出二面直角误差值。2.根据权利要求1所述的回复反射单元直角误差检测装置，其特征在于：所述半反半透镜与照度计之间设有用于避免环境光影响的光路屏蔽保护装置，经过半反半透镜反射至照度计的光源受光路屏蔽保护装置的保护。3.根据权利要求1所述的回复反射单元直角误差检测装置，其特征在于：所述反射镜为两维旋转反射镜。4.一种如权利要求1~3...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹自强，郭亚文，陈鹏宇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：