[发明专利]一种单光子测距仪光轴自动调节机构

说明书

本发明提供一种单光子测距仪光轴自动调节机构，包括前支架，后支架和电机传动组件，利用前支架对镜头进行固定支撑及角度粗调，利用后支架实现对镜头进行固定支撑，设计了精调组件的结构和连接方式，实现不同方向的角度精调，且不同角度精调不相互干扰，同时通过电机传动组件带动精调组件，实现自动化调节，调节方式简单、调节范围大且调节精度高。

技术领域

本发明属于光轴调节机构领域，特别涉及一种单光子测距仪光轴自动调节机构。

背景技术

激光测距是通过发射激光到目标表面再接收目标表面反射回来的激光信号，记录激光信号往返时间来计算并得到与目标距离的一种测距方法。传统的激光测距系统通常使用线性光电探测器来探测返回的激光信号，这需要接收数千到万级别的光子信号才能正常测距，所以进行超远距离测距时，传统的激光测距系统需要提高激光功率并增大接收口径，才能使探测器接收到足够强的返回激光信号，但这就会使测距系统总体功耗增加，同时装置体积也变得更加庞大。相比传统的激光测距系统，单光子测距仪能够实现单光子级别的光电灵敏度探测，进行超远距离测距时，即使反射回来的激光信号极弱到只有单个光子级别，接收装置依然能够正常响应并实现测距。单光子测距仪相比传统的激光测距系统，整体降低了功耗、体积和成本，具有测量距离远、体积小和功耗低等优点，在星载、机载等领域有着非常广泛的应用前景。

但是，传统激光测距系统探测距离一般在数千米或数百米范围内，很容易接收到足够强的返回激光信号，所以对激光信号发射与接收光轴的平行度要求相对较低。而单光子测距仪探测距离通常在几十到数百千米，如果激光信号发射和接收光轴不平行，则很难接受到返回的激光光子信号。现有技术中，实现单光子测距仪的超远距离探测的重要制约因素为光轴调节机构的高精密性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种单光子测距仪光轴自动调节机构，包括前支架，后支架和电机传动组件，利用前支架对镜头进行固定支撑及角度粗调，利用后支架实现对镜头进行固定支撑及角度精调，同时通过电机传动组件带动精调组件，实现自动化调节，调节方式简单、调节范围大且调节精度高。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种单光子测距仪光轴自动调节机构，包括前支架，后支架和电机传动组件；

前支架设置于镜头上，包括前支架圈和前支架座；前支架圈为圆环结构，用于固定镜头，前支架圈安装于前支架座上，且在X或Y方向位置可调节，实现镜头的角度粗调；所述X和Y方向为沿单光子测距仪光轴自动调节机构坐标系中X轴和Y轴的方向；

后支架设置于镜头的端部，包括后支架圈，后支架座和精调组件；

后支架座用于支撑镜头；

后支架圈安装于后支架座上方，且设有与镜头端部匹配的圆孔，用于固定镜头；

精调组件包括精调件X和精调件Y，设于后支架圈上，用于对镜头X方向和Y方向角度进行精调；

电机组件固定于后支架座上，与精调组件连接，用于驱动精调组件；

所述单光子测距仪光轴自动调节机构坐标系以镜头质心为原点，镜头轴向为Z轴，垂直于调节机构安装面的方向为Y轴，X轴、Y轴和Z轴的方向符合右手定则。

进一步的，前支架圈通过螺杆安装于前支架座，前支架座上设有通孔，螺杆与通孔配合后上下运动实现Y方向调节，通过固定螺母固定；固定螺母为2个，分别设于前支架座的上方和下方。

进一步的，前支架座所设通孔在水平面的截面形状为由两条沿X方向的直线和直线端部之间的圆弧围成的封闭区域，螺杆在通孔中沿X方向移动带动前支架圈移动。

进一步的，前支架圈由上下两段结构围成，上段结构和下段结构的两端均设置耳片，通过螺钉与耳片配合实现上下两段结构的连接。