一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统技术方案

本申请公开了一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统。包括：自动调焦装置，自动调焦装置包括：物镜组件，物镜组件包括：主筒；主筒具有第一段和第二段，第一段设有物镜组；第二段靠近第一段的外壁设有驱动件；调焦组件，调焦组件包括：调焦镜筒；调焦镜筒套设在第二段上；调焦镜筒内部设有调焦镜组；调焦镜筒的外壁设有螺纹座；驱动件的驱动轴通过螺纹轴与螺纹座螺纹连接；驱动件动作时，带动螺纹轴转动，调节螺纹轴与螺纹座之间的相对位置，使主筒与调焦镜筒之间的相对位置发生改变，以调整物镜组与调焦镜组之间的焦距。相较于传统人工操作，本系统精准调节物镜组与调焦镜组之间焦距，提升检测效率与精度的同时还能提高自动化水平。动化水平。动化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统


[0001]本公开一般涉及系统装配精密测量
，具体涉及一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统。

技术介绍

[0002]随着我国航天事业的大力发展，航天载荷系统装调检测任务通常依赖准直测量系统，但是航天载荷系统装调检测任务繁重和复杂，要求测量设备应具有更高精度、更加便携、更加集成的功能。采用的传统的电子经纬仪、自准直仪等仪器已经不能满足高效高质完成角度、姿态参数测量和坐标测量等复杂检测任务的要求。
[0003]然而，目前大多所使用的光电自准直经纬仪及目标瞄准过程中必须依赖人工操作，容易引起误差，出现检测效率低下，精度低的问题。因此我们提出一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高自动化水平，提升检测效率与精度的具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统。
[0005]本申请提供一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，
[0006]所述光学系统可通过自动调焦实现具有精度更高的光电自准直功能，并且能实现失准角的自动测量和数据分析，同时还可以自动调焦为测点模式，根据不同距离值实现自动调焦对准；
[0007]所述光学系统通过在镜筒总长度不变情况下，实现自准直光路焦距的大幅度增长，实现高精度的自准直角度测量，同时使用CCD图像自动采集有效避免了光学自准直过程中由于人眼疲劳和不同人眼视差产生的测量误差，配备测量和数据分析软件，能够快速给出分析结果；
[0008]所述光学系统，包括：
[0009]自动调焦装置，所述自动调焦装置包括：
[0010]物镜组件，所述物镜组件包括：主筒；所述主筒具有第一段和第二段，所述第一段设有物镜组；所述第二段靠近第一段的外壁设有驱动件；
[0011]调焦组件，所述调焦组件包括：调焦镜筒；所述调焦镜筒套设在所述第二段上；所述调焦镜筒内部设有调焦镜组；所述调焦镜筒的外壁设有螺纹座；
[0012]所述驱动件的驱动轴通过螺纹轴与所述螺纹座螺纹连接；所述驱动件动作时，带动螺纹轴转动，调节螺纹轴与螺纹座之间的相对位置，使得主筒与调焦镜筒之间的相对位置发生改变，以调整物镜组与调焦镜组之间的焦距；
[0013]目视光学自准直组件，所述目视光学自准直组件包括：第一LED光源、第一毛玻璃、第一分划板、第一直角棱镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、物镜组、自准直反射镜、调焦镜组、转像棱镜、第二分划板和目镜组；第一分划板的下方依次设置有第二毛玻璃和第二LED
光源；
[0014]控制单元，其与驱动件电连接，控制单元向驱动件发送控制指令，驱动件接收控制指令，根据控制指令进行转动，使得螺纹轴在螺纹座内伸缩，当物镜组与调焦镜组之间的焦距达到预设焦距值时驱动件停止动作，驱动件的驱动轴将螺纹轴与螺纹座的相对位置锁定；通过事先标定确定移动位置与焦距的对应关系，根据测距值通过控制单元控制驱动件的启停进行调节，以进一步提升调焦的自动化程度。
[0015]根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动件为电驱动电机。
[0016]根据本申请实施例提供的技术方案，所述物镜组包括：第一望远物镜和第二望远物镜，所述第一望远物镜相对第二望远物镜远离所述调焦镜筒设置。
[0017]根据本申请实施例提供的技术方案，所述物镜组件还包括：
[0018]物镜座，设置在所述第一段靠近其自由端的位置；所述物镜座上开设有安装通道，用于安装第一望远物镜和第二望远物镜；
[0019]物镜框，设置在所述第一段的自由端，所述物镜框与所述第一段之间形成安装空间，用于安装物镜座；
[0020]物镜隔圈，设置在所述第一望远物镜和第二望远物镜之间的间隙处；
[0021]物镜罩，罩设在所述物镜框外部；
[0022]光阑，设置在所述第一段内部，且所述光阑位于所述物镜组与所述调焦镜组之间。
[0023]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调焦镜组包括：
[0024]第一调焦镜和第二调焦镜，所述第一调焦镜相对第二调焦镜靠近所述第二望远物镜设置。
[0025]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调焦组件还包括：
[0026]调焦镜座，位于所述调焦镜筒内，且其与所述调焦镜筒内壁连接；所述调焦镜座靠近所述第二望远物镜的一侧形成有安装面，用于安装所述第二调焦镜；
[0027]调焦镜管，设置在所述调焦镜座上，其靠近第二望远物镜，所述调焦镜管内部安装有所述第一调焦镜；
[0028]弹簧片，设置在所述第一调焦镜与第二调焦镜之间。
[0029]根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：
[0030]调焦式变焦系统，所述调焦式变焦系统包括：物镜组、调焦镜组、转像棱镜和目镜组；
[0031]自准直光学系统，所述自准直光学系统包括：目视光学自准直组件和光电自准直组件；
[0032]所述目视光学自准直组件包括：第一LED光源、第一毛玻璃、第一分划板、第一直角棱镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、物镜组、自准直反射镜、调焦镜组、转像棱镜、第二分划板和目镜组；所述第一分划板的下方依次设置有第二毛玻璃和第二LED光源；
[0033]所述光电自准直组件包括：第一LED光源、第一毛玻璃、第一分划板、第一直角棱镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、物镜组、自准直反射镜、第二直角棱镜、第一CCD调焦透镜、滤光片和第二CCD调焦透镜。
[0034]根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一望远物镜相对靠近所述自准直反射镜设置。
[0035]根据本申请实施例提供的技术方案，所述目镜组包括：顺次设置的第一目镜、第二目镜和第三目镜，所述第一目镜相对靠近转像棱镜设置；
[0036]所述转像棱镜为普罗棱镜，其由三个直角棱镜胶合形成；第一分光棱镜和第二分光棱镜均由四个直角棱镜胶合形成，并且，单个棱镜的加工公差进行设计才能做到加工难度和设计标准的相互契合，避免入射光轴与出射光轴产生偏折。
[0037]根据本申请实施例提供的技术方案，所述调焦镜组包括：第一调焦镜和第二调焦镜，所述第一调焦镜相对靠近所述第二分划板设置。
[0038]综上所述，本申请具体地公开了一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统的具体结构。本申请设计自动调焦装置，其具有配合使用的物镜组件和调焦组件，物镜组件包括主筒，其具有第一段和第二段，第一段内部设有物镜组，第二段靠近第一段的外壁上设有驱动件，驱动件的驱动轴端部设有螺纹轴；调焦组件包括套设在第二段上的调焦镜筒，调焦镜筒的外壁设有螺纹座，螺纹座与螺纹轴螺纹连接；当驱动件动作时，能够带动螺纹轴转动，使得螺纹轴与螺纹座之间的相对位置改变，进而改变主筒与调焦镜筒之间的相对位置，以调整物镜组与调焦镜组之间的焦距。
[0039]相较于传统的人工操作，本数字自准直经纬仪光学系统采用驱动件驱动，螺杆传动方式，精准调节物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，其特征在于，所述光学系统可通过自动调焦实现具有精度更高的光电自准直功能，并且能实现失准角的自动测量和数据分析，同时还可以自动调焦为测点模式，根据不同距离值实现自动调焦对准；所述光学系统通过在镜筒总长度不变情况下，实现自准直光路焦距的大幅度增长，实现高精度的自准直角度测量，同时使用CCD图像自动采集有效避免了光学自准直过程中由于人眼疲劳和不同人眼视差产生的测量误差，配备测量和数据分析软件，能够快速给出分析结果；所述光学系统，包括：自动调焦装置，所述自动调焦装置包括：物镜组件，所述物镜组件包括：主筒（1）；所述主筒（1）具有第一段和第二段，所述第一段设有物镜组（2）；所述第二段靠近第一段的外壁设有驱动件（3）；调焦组件，所述调焦组件包括：调焦镜筒（4）；所述调焦镜筒（4）套设在所述第二段上；所述调焦镜筒（4）内部设有调焦镜组；所述调焦镜筒（4）的外壁设有螺纹座（5）；所述驱动件（3）的驱动轴通过螺纹轴（6）与所述螺纹座（5）螺纹连接；所述驱动件（3）动作时，带动螺纹轴（6）转动，调节螺纹轴（6）与螺纹座（5）之间的相对位置，使得主筒（1）与调焦镜筒（4）之间的相对位置发生改变，以调整物镜组（2）与调焦镜组之间的焦距；目视光学自准直组件，所述目视光学自准直组件包括：第一LED光源（24）、第一毛玻璃（25）、第一分划板（26）、第一直角棱镜（27）、第一分光棱镜（28）、第二分光棱镜（29）、物镜组（2）、自准直反射镜（30）、调焦镜组、转像棱镜（23）、第二分划板（31）和目镜组；第一分划板（26）的下方依次设置有第二毛玻璃（32）和第二LED光源（33）；控制单元，其与驱动件（3）电连接，控制单元向驱动件（3）发送控制指令，驱动件（3）接收控制指令，根据控制指令进行转动，使得螺纹轴（3）在螺纹座（5）内伸缩，当物镜组（2）与调焦镜组之间的焦距达到预设焦距值时驱动件（3）停止动作，驱动件（3）的驱动轴将螺纹轴（6）与螺纹座（5）的相对位置锁定；通过事先标定确定移动位置与焦距的对应关系，根据测距值通过控制单元控制驱动件（3）的启停进行调节，以进一步提升调焦的自动化程度。2.根据权利要求1所述的一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，其特征在于，所述驱动件（3）为电驱动电机。3.根据权利要求1所述的一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，其特征在于，所述物镜组（2）包括：第一望远物镜（7）和第二望远物镜（8），所述第一望远物镜（7）相对第二望远物镜（8）远离所述调焦镜筒（4）设置。4.根据权利要求3所述的一种具有自动调焦功能的数字自准直经纬仪光学系统，其特征在于，所述物镜组件还包括：物镜座（9），设置在所述第一段靠近其自由端的位置；所述物镜座（9）上开设有安装通道，用于安装第一望远物镜（7）和第二望远物镜（8）；物镜框（10），设置在所述第一段的自由端，所述物镜框（10）与所述第一段之间形成安装空间，用于安装物镜座（9）；物镜隔圈（11），设置在所述第一望远物镜（...

【专利技术属性】
技术研发人员：隆昌宇，劳达宝，綦磊，孙伟，孙威，刘鹏，孙立臣，史纪军，王莉娜，郭琦，王子文，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：