一种便携式长焦距平行光管装置的制作方法

1.本技术涉及光电技术领域，尤其涉及一种便携式长焦距平行光管装置。


背景技术：

2.平行光管是常用的测量仪器，主要是用来产生平行光束的光学仪器，是装校调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距、鉴别率和成像质量。
3.目前，长焦距平行光管普遍采用同轴反射或者离轴反射系统，随着平行光管的焦距的增加，随之而来的体积变大、重量增加和架设困难，长焦距的平行光管一般在实验室环境中使用；平行光管常用来检测光学产品(比如激光产品、红外产品和可见光产品等)的成像质量，而上述光学产品的主要使用环境为户外，例如：边海防、森林防火和安防监控等区域，如果光学产品出现故障需要进行校正和维修调试，只能把光学产品运回实验室进行校正和维修调试，会耗费大量的往返时间和人工成本，远远超出光学产品自身的价值。为此，本技术提出一种便携式长焦距平行光管装置。


技术实现要素：

4.本技术的目的是针对以上问题，提供一种便携式长焦距平行光管装置。
5.本技术提供一种便携式长焦距平行光管装置，包括：
6.中空镜筒，具有第一开口端和第二开口端；
7.第一镜座，安装在所述中空镜筒的第一开口端，具有光线入射口；
8.第二镜座，安装在所述中空镜筒的第二开口端，具有光线出射口；
9.第一反射镜，安装在所述第一镜座上；所述第一反射镜的中心开设有透光通孔；所述透光通孔与所述光线入射口相对设置；
10.第二反射镜，安装在所述第二镜座上；
11.所述第一反射镜和所述第二反射镜同轴设置，并且所述第一反射镜的反射面和所述第二反射镜的反射面相对设置。
12.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述第二镜座上设有用于微调所述第二反射镜方位的转向调节机构；所述第二镜座具有与所述转向调节机构相连接的筒状部；所述转向调节机构包括：
13.调节镜筒，可转动设置在所述第二镜座的筒状部内，并可通过贯穿所述第二镜座筒状部的第一固定钉与所述第二镜座固定连接；
14.调节组件，包括可转动设置在所述调节镜筒内的调节杆、设置在所述调节杆端部的半球头结构、设置在所述半球头结构上用于固定所述第二反射镜的镜架、以及设置在所述调节镜筒上用于固定所述调节杆的第二固定钉；所述半球头结构的球面朝向相对远离所述第二反射镜的一侧；所述调节镜筒相对靠近所述半球头结构的一端内壁形成能够与所述半球头结构的球面配合的接触面。
15.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述调节镜筒相对远离所述第二反射镜的一端设有预紧机构；所述预紧机构包括：
16.锁紧定位板，固定在所述调节杆的周壁上；
17.锁紧螺母，与所述调节杆相对远离所述第二反射镜的一端螺纹连接；
18.锁紧弹簧，套设在所述调节杆上，并且位于所述锁紧定位板和所述锁紧螺母之间。
19.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述锁紧定位板与所述调节镜筒之间设有锁紧弹珠。
20.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述第一反射镜和所述第二反射镜分别采用铝合金材料制作而成。
21.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述第一反射镜和所述第二反射镜的表面具有镀金反射膜。
22.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述第一反射镜与所述第二反射镜的轴向间距为217.937～217.947mm。
23.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述中空镜筒的顶部设有便携把手。
24.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述中空镜筒的底部设有调节支腿。
25.根据本技术某些实施例提供的技术方案，所述便携式长焦距平行光管装置的焦距为1200mm，工作波段为0.4-14μm。
26.与现有技术相比，本技术的有益效果：该便携式长焦距平行光管装置，在使用时，将热源/光源放置在光线入射口端，将待测光学产品放在光线出射口端，热源/光源发出的光经光线入射口射入中空镜筒内，穿过设置在第一反射镜上的透光通孔后照射在第二反射镜上，并经第二反射镜反射至第一反射镜上，再经第一反射镜反射后形成平行光，并经平行光线出射口射出，射出的平行光线即可用于检测待测光学产品；该便携式长焦距平行光管装置的整体重量不超过4.5kg，长宽高分别为320mm、190mm、240mm，整体重量轻、体积小，具有方便携带的特点，能够在实验室环境和户外环境下使用，方便在户外对光学产品进行校正和维修调试，可节约大量的时间和人工成本。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的便携式长焦距平行光管装置的结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的便携式长焦距平行光管装置的光路图；
29.图3为本技术实施例提供的便携式长焦距平行光管装置的转向调节机构的立体结构示意图；
30.图4为本技术实施例提供的便携式长焦距平行光管装置的转向调节机构的侧视结构示意图；
31.图5为本技术实施例提供的便携式长焦距平行光管装置的转向调节机构的剖视结构示意图；
32.图6为本技术实施例提供的分划板的结构示意图；
33.图7为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为20℃时的光学传递函数图；
34.图8为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为80℃时的光学传递函数
图；
35.图9为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为-40℃时的光学传递函数图。
36.图中所述文字标注表示为：
37.1、中空镜筒；2、第一镜座；3、第二镜座；4、第一反射镜；5、透光通孔；6、第二反射镜；7、转向调节机构；701、调节镜筒；702、第一固定钉；703、调节杆；704、半球头结构；705、镜架；706、第二固定钉；8、预紧机构；801、锁紧定位板；802、锁紧螺母；803、锁紧弹簧；804、锁紧弹珠；9、便携把手；10、调节支腿；11、光线入射口。
具体实施方式
38.为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。
39.请参考图1，本实施例提供一种便携式长焦距平行光管装置，包括中空镜筒1、第一镜座2、第二镜座3、第一反射镜4以及第二反射镜6。
40.所述中空镜筒1为中空圆柱状，呈水平方向放置，其具有第一开口端和第二开口端，即图1中的右端为第一开口端，左端为第二开口端；所述第一镜座2安装在所述中空镜筒1的第一开口端，具有光线入射口11；所述光线入射口11呈圆柱形，其中心轴线与所述中空镜筒1的中心轴线共线；所述第二镜座3，安装在所述中空镜筒1的第二开口端，具有平行光线出射口。
41.所述第一反射镜4通过螺钉安装在所述第一镜座2上；所述第一反射镜4与所述中空镜筒1同轴设置；所述第一反射镜4的中心开设有透光通孔5；所述透光通孔5与所述光线入射口11相对设置；所述第二反射镜6安装在所述第二镜座3上；所述第二反射镜6与所述中空镜筒1同轴设置；所述第一反射镜4和所述第二反射镜6同轴设置，并且所述第一反射镜4的反射面和所述第二反射镜6的反射面相对设置。
42.进一步的，所述第一反射镜4采用铝合金材料制作而成，其表面具有镀金反射膜，保证第一反射镜的面型pv值小于1μm，红外波段反射率大于99％；所述第二反射镜6采用高强度铝合金材料制作而成，其表面具有镀金反射膜，保证第一反射镜的面型pv值小于1μm，红外波段反射率大于99％；所述中空镜筒1、第一镜座2、第三镜座3均采用铝合金材料制作而成，比如在本实施例中，所采用的铝合金材料的型号为6061-t4；铝合金材料具有重量轻的特点，使得该便携式长焦距平行光管装置整体重量相对较轻，方便携带。
43.该装置的主要结构均采用铝合金材料制作而成，使得该装置的光学性能和结构性能在户外不同温度环境情况下具有相同的变化率，保证该便携式长焦距平行光管装置在户外情况下使用时，射出的平行光束的均匀性比较好。
44.进一步的，请参考图3～图5，所述第二镜座3上设有用于微调所述第二反射镜6方位的转向调节机构7；所述第二镜座3具有与所述转向调节机构7相连接的筒状部；所述转向调节机构7包括调节镜筒701和调节组件。
45.所述调节镜筒701可转动设置在所述第二镜座3的筒状部内，并且可以沿着所述第二镜座3筒状部的中心轴线方向调整相对位置；通过沿所述第二镜座3筒状部的中心轴线方
向调整所述调节镜筒701的相对位置，可以实现所述第一反射镜4与所述第二反射镜6的轴向间距的调整；当所述调节镜筒701调整至合适位置时，可通过贯穿所述第二镜座3筒状部的第一固定钉702顶紧在所述调节镜筒701的外壁上，完成对所述调节镜筒701的固定。
46.所述调节组件包括调节杆703、半球头结构704、镜架705以及第二固定钉706。所述调节杆703可转动设置在所述调节镜筒701内，并且其一端设有所述半球头结构704；所述半球头结构704的球面朝向相对远离所述第二反射镜6的一侧，并与所述调节杆703固定，所述半球头结构704的非球面侧与所述镜架705固定；所述第二反射镜6粘贴在所述镜架705上；所述调节镜筒701相对靠近所述半球头结构704的一端内壁形成能够与所述半球头结构704的球面配合的接触面，所述半球形结构704可以在所述调节镜筒701内转动；所述第二固定钉706设置在所述调节镜筒701上，其穿过所述调节镜筒701的侧壁顶紧在所述调节杆703上实现对所述调节杆703的固定；在本实施例中，所述第二固定钉706的个数为两个，两个所述第二固定钉706相对设置，通过调整所述第二固定钉706的拧紧程度，可以对所述调节杆703进行微调，从而对所述第二反射镜6的俯仰进行微调，以确保所述第一反射镜4和所述第二反射镜6的光轴一致性达到最佳。
47.需要说明的是，所述第一反射镜4和所述第二反射镜6的同轴度是通过所设置的机械结构设置来实现的，而所述转向调节机构7是为了补偿机械加工可能带来的精度偏差，为保证该便携式长焦距平行光管装置所射出的平行光的质量而设置的，该转向调节机构7主要是在调试阶段起作用，通过该转向调节机构7使得该便携式长焦距平行光管装置所出射的平行光的波像差不大于1/20波长，复合光学测量仪器的技术指标。
48.进一步的，所述调节镜筒701相对远离所述第二反射镜6的一端设有预紧机构8；所述预紧机构8包括：锁紧定位板801、锁紧螺母802和锁紧弹簧803。
49.所述调节杆703相对远离所述半球形结构704的一端伸出至所述调节镜筒701外，并且伸出至所述调节镜筒701外的周壁上固定有所述锁紧定位板801；所述锁紧螺母802与所述调节杆703相对远离所述第二反射镜6的一端螺纹连接；所述锁紧弹簧803套设在所述调节杆703上，并且位于所述锁紧定位板801和所述锁紧螺母802之间，并且所述锁紧弹簧803处于压缩状态；所述锁紧定位板801与所述调节镜筒701的端壁之间设有锁紧弹珠804；所述调节镜筒701相对远离所述第二反射镜6的一端还设有罩壳；所述罩壳罩设在所述预紧机构8外。
50.通过在所述转向调节机构7相对远离所述第二反射镜6的一侧设置预紧机构8，可起到辅助调节的作用，在户外环境下可消除材料由于热胀冷缩引起的变化量。
51.进一步的，所述中空镜筒1的顶部设有便携把手9，方便工作人员转移该便携式长焦距平行光管装置。
52.进一步的，所述中空镜筒1的底部设有调节支腿10，所述调节支腿10的个数设置为四个，所述调节支腿10的设置可以调节该便携式长焦距平行光管装置的水平度，即确保所述调节镜筒701的中心轴线呈水平方向。
53.进一步的，该便携式长焦距平行光管装置还配有分划板靶标系统，所述分划板靶标系统设置在所述便携式长焦距平行光管装置的光线入射口11端；所述分划板靶标系统包括采用铝合金材料制作而成的高精密分划板，分划板的形式可以有多种，如图6所示，其中，图6中(a)为星点靶结构、(b)为十字靶结构、(c)和(d)为四杆靶结构。
54.在使用时，将调试好的便携式长焦距平行光管装置放置在平台上，光线入射口11一端放置光源/热源、以及分划板靶标系统，平行光线出射口一端放置待测光学产品，例如，可以放置黑体辐射源，黑体辐射源发出的热量经过分划板靶标系统整形后，经光线入射口11射入中空镜筒1内，穿过设置在第一反射镜4上的透光通孔5后照射在第二反射镜6上，并经第二反射镜6反射至第一反射镜4上，再经第一反射镜4反射后形成平行光，并经平行光线出射口射出，射出的平行光线用于检测待测光学产品；通过设置分划板靶标系统，分划板靶标系统提供目标形状，通过调节待测光学产品的参数等来使得经平行光线出射口射出的平行光照射至待测光学产品后，所形成的图像为目标形状，完成对待测光学产品的校正、调试。其中，光路光线在中空镜筒1内的光路图如图2所示。
55.进一步的，所述第一反射镜4与所述第二反射镜6的轴向间距为217.937～217.947mm；所述第二反射镜6与所述分划板之间的轴向间距为250mm左右(249.994-250.006mm)。
56.对该便携式长焦距平行光管装置进行性能测试，实验结果如下：
57.在常温环境下(比如20℃)，所述第一反射镜4与所述第二反射镜6的轴向间距为217.947mm，所述第二反射镜6与所述分划板之间的轴向间距为250.00mm。图7为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为20℃时的光学传递函数图。
58.在高温环境下(比如80℃)，所述第一反射镜4与所述第二反射镜6的轴向间距为217.942mm，与常温环境下的差值为0.005mm；所述第二反射镜6与所述分划板之间的轴向间距为250.006mm，与常温环境下的差值为0.006mm，由此可见，在高温环境下，本技术仍然可以满足技术条件。图8为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为80℃时的光学传递函数图，其与图7中mtf数值具有99％的一致性。
59.在低温环境下(比如-40℃)，所述第一反射镜4与所述第二反射镜6的轴向间距为217.937mm，与常温环境下的差值为0.01mm；所述第二反射镜6与所述分划板之间的轴向间距为249.994mm，与常温环境下的差值为0.004mm，由此可见，在低温环境下，本技术仍然可以满足技术条件。图9为本技术提供的便携式长焦距平行光管装置在温度为80℃时的光学传递函数图，其与图7中mtf数值具有99％的一致性。
60.由此可见，本技术提供的便携式长焦距平行光管装置具有良好的出平行光质量，能够在实验室环境和户外环境下使用，其焦距为1200mm，工作波段为0.4-14μm，整体重量轻、体积小，该装置的整体重量不超过4.5kg，其长宽高分别为320mm、190mm、240mm，方便携带。
61.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本技术的保护范围。