[发明专利]一种光轴校准治具、系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于光轴校准技术领域，具体地说，是涉及一种光轴校准治具、系统及方法。

背景技术

在各种光学设备或治具的校准中,光轴的校准精度会直接影响到设备的精准度,是设备调试人员重要工作之一。

目前一般使用三点一线的方式校准直线,但是对于光轴的校准就比较困难了,必须一些高精度的仪器来检测,或者使用激光,自准直仪等。

如图1所示，为自准直仪的光轴校准原理,校准照相机2处发出一束光经过平板玻璃5，一部分光反射回校准照相机2，一部分光穿过平板玻璃5由后平面6反射回校准照相机2，通过调试使得两束反射光重合，并处在照相机2的中心位置上，即认为校准照相机2、平板玻璃5及承载台4，后平面6三者平行且同轴。这种办法成本较高，需要一块高精度的平板玻璃，和一个平行光发射器，且要把平行光信号发生器和照相机组合，组合精度会要求比较高。

现有光学测量设备校准多是以自准直仪原理进行的，这种光学测量设备固然精度很高，但是成本太高，对于一些预算较少的机器配备使用不合适，不利于降低产品成本。

发明内容

本发明为了解决现有光轴校准治具结构复杂、成本高的问题，提供了一种光轴校准治具、系统及方法，结构简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种光轴校准治具，包括本体，所述的本体上开有圆形或者多边形的通孔，所述通孔为两端面相互平行的直孔，所述的通孔长度                                                ，其中，h为校准照相机的一个像素的长度，为治具最大的偏差角度值。

进一步的，所述通孔的各点处内径一致。

进一步的，所述的本体为长方体结构或者圆柱体结构。

基于上述的一种光轴校准治具，本发明同时提供了一种光轴校准系统，包括校准照相机、用于固定所述校准照相机的相机支架、光轴校准治具、以及承载台，所述的光轴校准治具固定在所述承载台上，所述的光轴校准治具包括本体，所述的本体上开有圆形或者多边形的通孔，所述通孔为两端面相互平行的直孔，所述的通孔长度，其中，h为校准照相机的一个像素的长度，为治具最大的偏差角度值，所述的承载台留有透光孔，所述透光孔与所述的通孔相连通，且所述透光孔的孔径大于通孔的孔径。

进一步的，所述的治具的一侧面贴合在所述的承载台上。

进一步的，所述通孔的各点处内径一致。

此外，基于上述的一种光轴校准治具，本发明同时提供了一种光轴校准方法，包括以下步骤：

（1）、制作光轴校准治具，包括：计算长度值，其中，h为一校准照相机的一个像素的长度，为校准治具最大的偏差角度值；按照长度值L制作光轴校准治具，所述光轴校准治具包括本体，所述的本体上开有圆形或者多边形的通孔，所述通孔为两端面相互平行的直孔,且所述通孔的长度为L；

（2）、将所述的光轴校准治具固定在一承载台上，所述的承载台留有透光孔，所述透光孔与所述通孔相连通，且所述透光孔的孔径大于所述通孔的孔径；

（3）、用所述校准照相机对所述光轴校准治具拍照，所述校准照相机的镜头方向与所述通孔方向一致，所述通孔的两端在照片中分别成像为前端孔形和后端孔形，所述前端孔形和后端孔形为通孔的横截面形状或者通孔的横截面形状的变形；

（4）、判断所述前端孔形和后端孔形的中心点以及所述照片的中心点三个点是否三点重合，若重合，则所述的校准照相机与所述光轴校准治具的光轴一致，若不重合，调整所述校准照相机或者所述承载台，直至所述的三个点重合。

进一步的，步骤（4）中，调整所述校准照相机或者所述承载台的方法为：

（41）、将所述校准照相机或者所述承载台进行左右平移或者左右倾斜，使得所述的三个点的X轴坐标重合；

（42）、将所述校准照相机或者所述承载台进行上下平移或者上下倾斜，使得所述的三个点的Y轴坐标重合。

进一步的，步骤（1）中，所述校准照相机的一个像素的长度h的计算方法为：

测量出N个像素的长度值L1，则h=L1/N。

进一步的，步骤（4）中，判断所述的前端孔形和后端孔形的中心点以及所述照片的中心点三个点是否三点重合，包括：

通过所述照片的大小或者照片上各个点的坐标确定出所述照片的中心点；

在所述前端孔形和后端孔形的四周上分别选出至少四个点，根据该至少四个点的坐标标定所述前端孔形和后端孔形的中心点；