CN207515716U - 一种多光轴平行性校正仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多光轴平行性校正仪，包括校正装置和显示控制柜，所述校正装置和显示控制柜相连，所述校正装置包括从左至右依次设置在光学平台上的光轴扩展装置、靶板与光源切换台、观察成像及光轴测量装置和离轴大口径平行光管，所述校正装置外部设置有铝合金保护套，所述靶板与光源切换台包括程控转靶、程控光源、程控微调机构、1064激光光源、可见指示光源、激光靶和焦面遮挡屏，所述程控微调机构包括程控平移微调机构和程控升降微调机构，本实用新型结构简单且在校正过程中针对不同的系统不需要更换光源，校正精度较高。

Description

一种多光轴平行性校正仪

技术领域

本实用新型涉及光学校正装置，特别涉及一种多光轴平行性校正仪。

背景技术

传统的光轴平行度检测方法是使用大口径离轴抛物面反射式平行式平行光管。为了检测多个光轴的平行度，平行光管的有效口径必须覆盖被测的光学系统。在检测光学瞄准跟踪系统的光轴平行度时，焦面上发出的平行光要同时在发射系统、接收系统和瞄准系统中成像。由于光学瞄准跟踪系统中有不可见激光测距系统、可见光瞄准系统和红外成像系统等，在使用大口径离轴抛物面反射式平行光管校正各光轴之间的平行性时，对于不同的系统需要更换光源，操作复杂且校正精度不高。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的校正仪在校正过程中对于不同系统需要更换不同的光源，且校正精度不高的问题，本实用新型提供了一种多光轴平行性校正仪。

具体技术方案如下：

一种多光轴平行性校正仪，包括校正装置和显示控制柜，所述校正装置和显示控制柜相连，所述校正装置包括从左至右依次设置在光学平台上的光轴扩展装置、靶板与光源切换台、观察成像及光轴测量装置和离轴大口径平行光管，所述校正装置外部设置有铝合金保护套，所述靶板与光源切换台包括程控转靶、程控光源、程控微调机构、1064激光光源、可见指示光源、激光靶和焦面遮挡屏，所述程控微调机构包括程控平移微调机构和程控升降微调机构，所述程控转靶和程控光源固定连接且设置在程控微调机构上方，所述激光靶设置在程控光源的一侧，所述1064激光光源和可见指示激光光源设置在程控转靶的一侧，所述程控光源为红外、可见一体化光源，所述焦面遮挡屏与转靶相对设置，所述焦面遮挡屏设置有一个Φ30的透光孔，所述1064nm激光光源、可见指示光源前方设置有挡光板，所述挡光板与焦面遮挡屏的透光孔相对设置。

优选的，所述程控靶板包括小孔靶板、四杆靶、多孔靶和十字靶。

优选的，所述离轴大口径平行光管包括离轴抛物面反光镜和次反射镜，所述离轴抛物面反光镜的外形尺寸为Φ320mmX45mm(等厚)，有效光学口径为Φ300mm，母抛物面焦距为2500mm±25mm，离轴量为350mm，面形误差为RMS≤0.05λ(λ＝0.6328μm)，PV≤0.25λ(λ＝0.6328μm)。

优选的，所述观察成像与光轴测量装置设置在离轴抛物面反光镜的出射光路中，所述观察成像与光轴测量装置包括成像透镜和摄像CCD，所述成像透镜焦距为500mm，光学口径为Φ45mm，CCD的像素为500万。

优选的，所述光轴扩转装置包括斜方反射棱镜组和调整机构，所述调整机构包括X直线导轨、Y直线导轨和Z旋转导轨和锁紧机构，所述斜方反射棱镜组设置在调整机构上方，所述斜方反射棱镜组的入光口和出光口分别对准被测产品的出射光口和平行光管的入射光口。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型中设置有靶板与光源切换台包括程控转靶、程控光源、程控微调机构、1064激光光源、可见指示光源、激光靶和焦前遮挡屏，所述程控微调机构包括程控平移微调机构和程控升降微调机构，本实用新型结构简单且在校正过程中针对不同的系统不需要更换光源，校正精度较高。

附图说明

图1为本实用新型一种多光轴平行性校正仪的主视图；

图2为本实用新型一种多光轴平行性校正仪的侧视图；

图3为本实用新型一种多光轴平行性校正仪的俯视图；

图4为本实用新型中靶板与光源切换台的主视图；

图5为本实用新型中靶板与光源切换台的侧视图；

图6为本实用新型中转靶的结构示意图；

图7为本实用新型中光束偏转原理图；

图8为本实用新型中光轴扩展装置结构图。

图中，1-离轴大口径平行光管，2-光学平台，3-保护套，4-光轴扩展装置，5-显示控制柜，6-观察成像及光轴测量装置，7-靶板与光源切换台，8-焦面遮挡屏，9-一体化光源，10-程控平移微调机构，11-1064激光光源，12-可见指示激光光源，13-程控转靶，14-程控升降微调机构，15-激光靶，131-小孔靶，132-四杆靶，133-多孔靶，134-十字靶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供了一种多光轴平行性校正仪，如图1、2和3所示，包括校正装置和显示控制柜5，校正装置和显示控制柜5相连，校正装置包括从左至右依次设置在光学平台2上的光轴扩展装置4、靶板与光源切换台7、观察成像及光轴测量装置6和离轴大口径平行光管1，校正装置外部设置有铝合金保护套3。

离轴大口径平行光管1包括离轴抛物面反光镜和次反射镜，离轴抛物面反光镜的外形尺寸为Φ320mmX45mm(等厚)，有效光学口径为Φ300mm，母抛物面焦距为2500mm±25mm，离轴量为350mm，面形误差为RMS≤0.05λ(λ＝0.6328μm)，PV≤0.25λ(λ＝0.6328μm)。其中，离轴抛物面反射镜加工过程采用干涉法进行检测。

如图4和5所示，靶板与光源切换台7包括程控转靶13、程控光源、程控微调机构、1064激光光源11、可见指示光源、激光靶15和焦面遮挡屏8，其中，1064激光光源11为产品提供稳定的、均匀性较好的模拟光源；可见指示光源为波长650nm可见指示光为准直细红光激光束，当该激光束切换到测试设备光轴上时，作为测试设备光轴可见指示光，指示光轴经过校正，与激光光轴、靶光轴重合，以达到光轴指示的目的；激光靶15由靶架、相纸靶组成，需要时，切换到离轴抛物面反射镜的焦面上，接收产品发射器的激光，将不可见激光光斑转换为可见激光光斑。程控微调机构包括程控平移微调机构10和程控升降微调机构14，程控微调机构包括程控平移微调机构10和程控升降微调机构14，程控转靶13和程控光源固定连接且设置在程控微调机构上方，激光靶15设置在程控光源的一侧，1064激光光源11和可见指示激光光源12设置在程控转靶13的一侧，程控光源为红外、可见一体化光源9，焦面遮挡屏8与转靶13相对设置，焦面遮挡屏8设置有一个Φ30的透光孔，1064nm激光光源、可见指示光源前方设置有挡光板，挡光板与焦面遮挡屏8的透光孔相对设置。焦面遮挡屏8位于转靶13前，留有一个Φ30的透光孔，不遮挡目标靶发出的光，其余为整块黑色屏，遮挡焦面复杂的背景，使后续观瞄成像系统有一个简单的背景画面，在进行图像采集时，避免复杂背景的干扰。如图6所示，本实用新型中的程控靶板包括小孔靶131板、四杆靶132、多孔靶133和十字靶134。1064nm激光光源、可见指示光源前另有一个挡光板，将Φ30的透光孔也挡住，使得光源的背景也十分简单。本实用新型中同一类型的靶板安装在程控转轮上进行切换，不同类型的靶板、光源由程控平移台进行切换，光源采用红外、可见一体化光源9，无需切换。将各种不同规格的靶安装在一个转轮上，在电机的驱动下进行靶规格切换。

如图4和5所示，红外、可见一体化光源9与转靶13固定为一体，始终照明在工作靶位置，可以同时产生红外目标、可见目标，光源无需切换。转靶13与光源安装在一个微调导轨上，用于将靶面精确调整到离轴抛物面反射镜的焦面上，调整完成后紧固螺钉锁紧，固定焦面位置。不同规格的靶由计算机在操作界面上选择，系统自动切换，在需要时还可以对每个位置的靶进行手动更换。红外光源采用热辐射产生红外光，照明红外靶板，热辐射波长与温度T、辐射量密度W符合普朗克物理学定律，通过调节辐射源的温度可以改变辐射波长与辐射量密度，在红外瞄准镜的直观的效果是图像的亮度。采用计算机技术对辐射源的温度进行调节与控制，保持红外瞄准镜观察到红外目标合适的亮度，并保持亮度的稳定性。红外辐射元件表面加工成漫反射板，当环形LED光源照明时，形成均匀的可见照明光源，同样，通过计算机控制LED的亮度调节可见照明光源的亮度。

本实用新型中的程控微调机构有平移、升降两个方向，其主要功能有靶面切换、靶中心微调等，由于采用编码器测量、电机驱动，在操作界面、控制程序中可以对靶面位置实时测量与控制，所以，程控微调机构还可以实现光束偏转功能。光束偏转是将出射的平行光偏转一个角度，使之成为不同视场的光束。通常光束偏转的方法有双楔镜法和光点焦面位移法，本设计采用光点焦面位移法进行光束偏转，如图7所示，当位移焦距为F的透镜焦面上的点光源在垂直于光轴的方向上移动距离L，出射光将改变出射角，其光源移动量与出射角由如下光学关系：

θ＝tan^-1(L/F)

如果需要模拟激光辐射器出射光的出射角光θ≥±15′，当离轴抛物面反射镜焦距F＝2500mm时，则只需要将激光点光源在垂直于光轴平面上移动±10.9mm。将点激光固定在二维程控精密导轨上，在计算机的控制下，光点在焦平面上移动，经离轴抛物面反射镜准直后，即可得到任意方向的偏转光束。

观察成像与光轴测量装置设置在离轴抛物面反光镜的出射光路中，观察成像与光轴测量装置包括成像透镜和摄像CCD，成像透镜焦距为500mm，光学口径为Φ45mm，CCD的像素为500万。观察成像与光轴测量装置位于离轴抛物面反射镜出射光路中，由成像透镜、摄像CCD组成，对离轴抛物面焦面的靶面进行观察、成像，采集靶面图像，通过图像解算方法，计算光轴偏差。

如图8所示，光轴扩转装置包括斜方反射棱镜组和调整机构，调整机构包括X直线导轨、Y直线导轨和Z旋转导轨和锁紧机构，斜方反射棱镜组设置在调整机构上方，斜方反射棱镜组的入光口和出光口分别对准被测产品的出射光口和平行光管的入射光口。

本实用新型中的控制柜用于操控校正装置，其中该测控软件包括图像显示区、光学通道选择区、参数设定区、功能区，各区域在同一视窗内，操作对应控制按钮，测控软件自动控制相应的部件动作，方便地实现产品校正与测量要求。

工作原理：

本实用新型由离轴抛物面反射镜、次反射镜、目标靶、红外可见一体化光源9组成反射式平行光管光学系统，该系统由于是全反射光学面，对于不同波段的光具有共同的焦面，因此，能够适应波长为1064nm的激光通道、也能够适应可见光学通道，红外光学通道。

平移切换导轨将转靶13、激光光源、可见指示光源移到光路中，改变目标靶的特征和照明光源的性质，经离轴抛物面光学系统形成准直平行光，模拟不同波长、不同特性的光学目标。可见激光指示器移入光路时，能够指示系统光轴，用于产品光学通道的对中。激光光源移入光路时，经离轴抛物面反射镜的准直后，可以模拟激光回波信号，测试被测产品的激光接收系统。由平移切换导轨和升降微调导轨组成光束偏转机构，将激光光源在垂直与光轴的平面上移动，平行光管出射偏转光束。激光衰减片组固定在激光发射通道出口，衰减被测产品的激光能量，防止激光损伤光学系统膜层。观察成像与光轴测量装置对目标靶进行成像，提供图像解算测量光轴偏差。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种多光轴平行性校正仪，包括校正装置和显示控制柜，所述校正装置和显示控制柜相连，其特征在于：所述校正装置包括从左至右依次设置在光学平台上的光轴扩展装置、靶板与光源切换台、观察成像及光轴测量装置和离轴大口径平行光管，所述校正装置外部设置有铝合金保护套，所述靶板与光源切换台包括程控转靶、程控光源、程控微调机构、1064激光光源、可见指示光源、激光靶和焦面遮挡屏，所述程控微调机构包括程控平移微调机构和程控升降微调机构，所述程控转靶和程控光源固定连接且设置在程控微调机构上方，所述激光靶设置在程控光源的一侧，所述1064激光光源和可见指示激光光源设置在程控转靶的一侧，所述程控光源为红外、可见一体化光源，所述焦面遮挡屏与转靶相对设置，所述焦面遮挡屏设置有一个Φ30的透光孔，所述1064激光光源、可见指示光源前方设置有挡光板，所述挡光板与焦面遮挡屏的透光孔相对设置。

2.根据权利要求1所述的一种多光轴平行性校正仪，其特征在于：所述程控转靶包括小孔靶板、四杆靶、多孔靶和十字靶。

3.根据权利要求1所述的一种多光轴平行性校正仪，其特征在于：所述离轴大口径平行光管包括离轴抛物面反光镜和次反射镜，所述离轴抛物面反光镜的外形尺寸为Φ320mmX45mm，有效光学口径为Φ300mm，母抛物面焦距为2500mm±25mm，离轴量为350mm，面形误差为RMS≤0.05λ(λ＝0.6328μm)，PV≤0.25λ(λ＝0.6328μm)。

4.根据权利要求1所述的一种多光轴平行性校正仪，其特征在于：所述观察成像与光轴测量装置设置在离轴抛物面反光镜的出射光路中，所述观察成像与光轴测量装置包括成像透镜和摄像CCD，所述成像透镜焦距为500mm，光学口径为Φ45mm，CCD的像素为500万。

5.根据权利要求1所述的一种多光轴平行性校正仪，其特征在于：所述光轴扩转装置包括斜方反射棱镜组和调整机构，所述调整机构包括X直线导轨、Y直线导轨和Z旋转导轨和锁紧机构，所述斜方反射棱镜组设置在调整机构上方，所述斜方反射棱镜组的入光口和出光口分别对准被测产品的出射光口和平行光管的入射光口。