一种双面反射镜平行度测量装置及其测量方法与流程

本发明涉及光学检测技术领域，特别是涉及一种非接触式的双面反射镜平行度测量装置及其测量方法。

背景技术：

双面反射镜广泛用于自准直仪、经纬仪、全站仪等仪器的光路装调和零位标定等过程。双面反射镜通常是由平行平板玻璃在正反两面镀反射膜形成。在自准直仪等角度精度要求较高仪器的光路装调和零位标定过程中有两种要求，一是要求双面反射镜的面平行度做到1″内的高精度，二是要求已知双面反射镜的平行度误差值并在后续步骤中进行误差补偿。第一种要求加工精度高，导致加工难度高、成本贵、周期长，通常不采用；第二种要求在装调标定过程中较为常用。

但是，第二种要求也具有一定的局限性。比如，由于平行平板的平行度测量通常使用光学干涉法测量，即需要平行平板在透射条件下测量，当平行平板镀完反射膜后便无法使用干涉法进行非接触测量两反射面的平行度，而且，又由于镀膜原因无法使用接触式测量。故需要发明一种非接触式的双面反射镜平行度测量方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种双面反射镜平行度测量装置及其测量方法，以采用非接触方式检测双面反射镜的平行度。

在一方面，本发明提供的双面反射镜平行度测量装置包括自准直仪、第一单面反射镜和第二单面反射镜，所述自准直仪发出的光依次通过第一单面反射镜、第二单面反射镜，并经第二单面反射镜将光折返至所述自准直仪，所述第一单面反射镜、第二单面反射镜使自准直仪的出射光轴与折返光轴平行。

在本发明的一些实施例中，所述双面反射镜平行度测量装置还包括回转台，所述回转台用于放置第一单面反射镜和第二单面反射镜。

在本发明的一些实施例中，所述双面反射镜平行度测量装置还包括待测双面反射镜，所述待测双面反射镜的其中一个面用于反射第二单面反射镜发出的光，经所述待测双面反射镜的其中一个面反射的光依次通过第二单面反射镜、第一单面反射镜后反射至自准直仪，所述待测双面反射镜的其中一个面与自准直仪的光轴垂直。

在另一方面，本发明还提供一种双面反射镜平行度测量装置的测量方法，包括以下步骤：

1)自准直仪发出的光依次通过第一单面反射镜、第二单面反射镜，并经第二单面反射镜将光折返至所述自准直仪，通过调整第一单面反射镜和第二单面反射镜使自准直仪的出射光轴与折返光轴平行；

2)将待测双面反射镜置于步骤1)所调校的折转光路中，待测双面反射镜的其中一个面反射第二单面反射镜发出的光，依次经第二单面反射镜、第一单面反射镜后反射至自准直仪，调节待测双面反射镜的角度，形成自准直标定光路，使所述待测双面反射镜的其中一个面与自准直仪的光轴垂直；

3)阻挡步骤2)的自准直标定光路，通过自准直仪测量待测双面反射镜的另一个面的失准角度，此时测得的失准角度值即为待测双面反射镜的平行度误差。

从上面的所述可以看出，本发明提供的双面反射镜平行度测量装置及其测量方法基于自准直仪的非接触式光学测量，通过两个单面平面反射镜进行光路折转，实现双面反射镜中的一面自准直，再通过自准直仪测量双面反射镜的另一面的失准角度值，从而确定双面反射镜的平行度误差。因此，本发明具有操作简单、使用方便、测量精度高等特点，具有很大实际应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例的辅助折转光路自准直标定的结构示意图；

图2为本发明实施例的单面自准直标定的结构示意图；

图3为本发明实施例的双面平行度误差测量的结构示意图。

其中：101-自准直仪；102-第一单面反射镜；103-第二单面反射镜；104-回转台；201-自准直仪；202-第一单面反射镜；203-第二单面反射镜；204-回转台；205-待测双面反射镜；301-自准直仪；302-第一单面反射镜；303-第二单面反射镜；304-回转台；305-待测双面反射镜。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参见图1，其为本发明实施例的辅助折转光路自准直标定的结构示意图。作为本发明的一个实施例，所述双面反射镜平行度测量装置包括自准直仪101、第一单面反射镜102和第二单面反射镜103，所述自准直仪101发出的光依次通过第一单面反射镜102、第二单面反射镜103，并经第二单面反射镜103将光折返至所述自准直仪101，所述第一单面反射镜102、第二单面反射镜103使自准直仪101的出射光轴与折返光轴平行。可选地，所述自准直仪101为标准的自准直仪，是经过校准的自准直仪。

在本发明的另一个实施例中，所述双面反射镜平行度测量装置还包括回转台104，所述回转台用于放置第一单面反射镜102和第二单面反射镜103，以便于调整第一单面反射镜102和第二单面反射镜103，使自准直仪101的出射光轴与折返光轴平行。

在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述双面反射镜平行度测量装置还包括待测双面反射镜205，所述待测双面反射镜205的其中一个面用于反射第二单面反射镜203发出的光，经所述待测双面反射镜205的其中一个面反射的光依次通过第二单面反射镜203、第一单面反射镜202后反射至自准直仪204，所述待测双面反射镜205的其中一个面与自准直仪204的光轴垂直。可选地，所述待测双面反射镜205设置于回转台204上，以便于调节双面反射镜205的角度，使所述待测双面反射镜205的其中一个面与自准直仪204的光轴垂直。需要说明的是，所述待测双面反射镜205的其中一个面是与第二单面反射镜203相对的反射面。

本发明还提供一种采用上述双面反射镜平行度测量装置进行平行度测量的方法，可以包括以下步骤：

1)辅助折转光路自准直调校：如图1所示，自准直仪101发出的光依次通过第一单面反射镜102和第二单面反射镜103，并经第二单面反射镜103将光折返至所述自准直仪101，通过调整第一单面反射镜102和第二单面反射镜103使自准直仪101的出射光轴与折返光轴严格平行，即最终自准直仪101显示角度值为零。

2)双面反射镜的自准直标定：如图2所示，将待测双面反射镜205置于步骤1)所调校的折转光路中，待测双面反射镜205的其中一个面反射第二单面反射镜203发出的光，依次经第二单面反射镜203、第一单面反射镜202后反射至自准直仪201，调节待测双面反射镜205的角度，形成自准直标定光路，使所述待测双面反射镜205的其中一个面与自准直仪201的光轴严格垂直。

3)双面反射镜的平行度误差测量：如图3所示，阻挡步骤2)的自准直标定光路，通过自准直仪301测量待测双面反射镜305的另一个面的失准角度，此时测得的失准角度值即为待测双面反射镜305的平行度误差。

需要说明的是，以往的双面反射镜测量方法都是在未镀反射膜之前测量平行平板的平行度误差，镀膜后则无法测量，而且还忽略了镀膜对平行度误差的影响。并且如果丢失了测量数据或者外购未知平行度误差的双面反射镜，则无法通过不损伤双面反射镜的条件下获得平行度误差值。

本发明提供的双面反射镜平行度测量装置及其测量方法基于自准直仪的非接触式光学测量，通过两个单面平面反射镜进行光路折转，实现双面反射镜中的一面自准直，再通过自准直仪测量双面反射镜的另一面的失准角度值，从而确定双面反射镜的平行度误差。由此可见，本发明可以根据需求随时测量双面反射镜的平行度误差，而且所测的平行度误差包含镀膜对平行度的影响，消除膜层误差。并且本发明使用操作简单、使用方便、测量精度高，可以广泛应用。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。