CN219757692U - 一种多光轴一致性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多光轴一致性检测装置，包括机架，所述机架内设有固定设置的可见/红外光源、移动设置的激光光源、分光光学组件、成像组件和折返光路组件，所述分光光学组件设有两个入射光路、第一出射光路和第二出射光路，两个所述入射光路的光线均从第一出射光路和第二出射光路发出，所述可见/红外光源和所述激光光源分别设置在所述分光光学组件的两个入射光路上向所述分光光学组件发射光线，所述成像组件用于接收所述第一出射光路的光并成像，所述折返光路组件用于接收所述第二出射光路的光并进行若干次反射分光形成光点目标。本实用新型可在内外场条件下原位检测多光轴观瞄系统光轴一致性。

Description

一种多光轴一致性检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种轴线准直检测装置，特别是涉及一种多光轴一致性检测装置。

背景技术

随着光电技术的不断发展，现阶段瞄准装置已经不再采用单一光谱的设备，而是集可见光，红外光和激光为一体的多光谱综合设备。针对多个光学系统同时瞄准一个目标并跟踪测量时，各个部件可能因光轴不平行性问题导致无法保证测量结果的一致性，从而会使整个光电设备对目标的观测，瞄准等性能下降。因此，对于瞄准装置的各个光轴间一致性检测是至关重要的。

光轴的一致性是指多光轴系统中以一路光轴为基准，其余光轴与基准轴相平行达到一定的要求。目前对于多光轴一致性校准的主要方法有平行光管法、野外远距离目标法、离轴抛物镜法等。最常用的平型光管法误差环节少，测量精度较高，但是设备笨重，成本较高，不适合携带、快速调试，只适用于实验室，不适合户外使用；野外远距离目标法的优点是成本低，操作简单，缺点是需要在比较空旷且平整的场地下测试；离轴抛物镜法优点是采用同一个金属十字丝形成的可见光和红外模拟目标，可避免中心遮拦提高透过率，但是十字丝加热后存在变形问题，并且多次重复加热无法保证十字丝的测量精度。

实用新型内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种多光轴一致性检测装置，目的是在内外场条件下原位检测多光轴观瞄系统光轴一致性，为各被动光学通道提供瞄准靶标或接收观瞄系统各主动光学通道输出的光谱信号。

本实用新型技术方案如下：一种多光轴一致性检测装置，包括机架，所述机架内设有固定设置的可见/红外光源、移动设置的激光光源、分光光学组件、成像组件和折返光路组件，所述分光光学组件设有两个入射光路、第一出射光路和第二出射光路，两个所述入射光路的光线均从第一出射光路和第二出射光路发出，所述可见/红外光源和所述激光光源分别设置在所述分光光学组件的两个入射光路上向所述分光光学组件发射光线，所述成像组件用于接收所述第一出射光路的光并成像，所述折返光路组件用于接收所述第二出射光路的光并进行若干次反射分光形成光点目标。

进一步地，所述机架设有固定平台，所述分光光学组件和所述成像组件固定在所述固定平台上，所述可见/红外光源固定在机架上，所述固定平台上设有二维移动平台，所述激光光源设置在二维移动平台上，所述激光光源由所述二维移动平台调节所述分光光学组件的入射光路位置。

进一步地，所述分光光学组件的第一出射光路上设有平行光管。

进一步地，所述折返光路组件按光路顺序至少包括第一反射镜、离轴抛物面镜、分光镜和第二反射镜。通过运用多块反射镜，使光线反复折叠，缩小了设备体积。

进一步地，所述可见/红外光源为亮度可调的卤素灯。使用单一卤素灯调节亮度，在光源位置固定的情况下实现可见/红外光的切换，确保可见光与红外光光路完全重合。

进一步地，所述卤素灯的发射波长为400nm～14μm。

进一步地，所述机架设有至少三个高度可调的支脚。

本实用新型所提供的技术方案的优点在于：

本实用新型提供了一个便携式可移动的多光轴一致性检测装置，其可在内外场条件下原位检测多光轴观瞄系统光轴一致性，可在观瞄系统有效视场内，为各被动光学通道提供瞄准靶标，可接收观瞄系统各主动光学通道输出的光谱信号。

本实用新型结构中可见/红外光为同一光源，且激光器可通过二维位移台与本装置的可见/红外光轴保持自准，极大提高了自身的精度。

装置体积小，结构简单，维护成本低。操作简单，适合单人架设，测试，撤收与携行。

附图说明

图1是实施例的多光轴一致性检测装置的前视角结构示意图。

图2是实施例的多光轴一致性检测装置的后视角结构示意图。

图3是固定平台各部件位置结构示意图。

图4是固定平台背侧各部件位置结构示意图。

图5是实施例的多光轴一致性检测装置的光路示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本说明之后，本领域技术人员对本说明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。

请结合图1至图4所示，本实施例的多光轴一致性检测装置，包括机架1，机架1设置为长方体状，其内部安装可见/红外光源2、激光光源3、分光光学组件4、成像组件5和折返光路组件等主要构件。在机架1的底面设置1前2后的三个高度可调的支脚6，这些支脚6采用磁吸支脚，磁吸支脚包括了磁吸底座601，磁吸底座601上通过轴承连接一个转轴602，由转轴602与机架1进行螺纹配合调节高低。设置磁吸支脚可以方便地适应多种平面以便于测试的实施，高度的可调可以改变本检测装置与被测产品的平行度。

可见/红外光源2为卤素灯，其固定安装在机架1的前壁。可见/红外光源2辐射的光谱涵盖可见光、近红外与红外，波长范围为400nm～14um，卤素灯固定在灯罩上，灯前端采用圆孔靶201，通过控制器调节卤素灯灯光亮度即可实现可见光与红外光的切换，使用同一个光源可以保证可见光与红外光光路完全重合，不存在不平行的问题。

在机架1的侧壁固定安装一个处于机架1的前、后壁之间的固定平台101，固定平台101向前下方倾斜设置，其具体角度依可见/红外光源2和激光光源3形成的光路角度而定，确定角度后固定不再改变。激光光源3、分光光学组件4、成像组件5均安装在固定平台101上。具体的，在固定平台101的前表面，依次固定安装有成像组件5、平行光管7和分光光学组件4，其中分光光学组件4包括结构件401、光学镜片402和光学棱镜组合403，光学棱镜组合403胶粘固定在结构件401内，光学镜片402固定设置在光学棱镜组合403的前部。成像组件5和平行光管7分别位于分光光学组件4的侧方。在固定平台101上与分光光学组件4相对应位置开设通孔101a以便激光从分光光学组件4的后方入射。在固定平台101的后表面上设置有一个二维移动平台8，二维移动平台8上与固定平台101开设的通孔101a位置相对应的设置光纤头固定器801，激光光源3为激光器，激光器的光纤头固定在光纤头固定器801中，二维移动平台8的调节则可改变激光器的光纤头与分光光学组件4的相对位置。请结合图5所示，如此分光光学组件4构成了两个入射光路A,B以及第一出射光路C和第二出射光路D，两个入射光路分别是可见/红外光源2从分光光学组件4的前侧入射的入射光路A以及激光光源3从分光光学组件4的背侧入射的入射光路B。这两个入射光路经过分光光学组件4后都形成两路出射。第一出射光路C就是由分光光学组件4从光学棱镜组合403向平行光管7出射，由成像组件5接收的光路。第二出射光路D是由分光光学组件4从光学镜片402向机架1的前壁出射的光路。

折返光路组件是固定安装在机架1内的，用于接收分光光学组件4的第二出射光路的光线并进行若干次反射分光形成光点目标。本实施例中，折返光路组件包括了第一反射镜9、离轴抛物面镜10、分光镜11和第二反射镜12。其中第一反射镜9和分光镜11固定安装在机架1的前壁，第一反射镜9位于可见/红外光源2下方，分光镜11位于第一反射镜9下方。离轴抛物面镜10和第二反射镜12固定安装在机架1的后壁并排固定。

本检测装置运用光学特性，通过光路多次折返的方式，缩小了设备体积。可见光/红外光采用同一光源，可确保可见光与红外光光路完全重合。再请结合图5所示，可见/红外光轴光路，由于光源位置固定不可移动，因此光路也为固定，点亮卤素灯后，形成光路A，发射到光学组件4的光学镜片402后将光路分为两路，一路通过光学组件4的光学镜片402进入并经过光学棱镜组合403形成光路C；一路由光学镜片402反射，从第二出射光路D出射后光路D1经过第一反射镜9，再经过离轴抛物面反射镜后，到分光镜11再次通过第二反射镜12从机架1的左侧检测口102发射给被测产品提供目标。激光光轴可通过调整二维位移平台的上下和左右的位置从而改变激光光轴的角度，保证光轴经过光学组件后与可见/红外光轴平行，激光光线从分光光学组件4的光学镜片402发射从第二出射光路D出射后光路D2经过第一反射镜9，再经过离轴抛物面反射镜后，到分光镜11分光出射，最终从机架1的右侧检测口发射给被测产品提供目标。可见/红外和激光的光轴都会通过分光光学组件4的第一出射光路C，经平行光管7在成像组件5中成像。

使用上述多光轴一致性检测装置进行测试的方法包括：

1、被测产品激光发射与可见/红外光轴偏差。

被测产品跟踪此装置的可见/红外目标后，激光发射的光线经过平行光管7汇聚到本装置相机的焦平面上，汇聚点偏离理想位置。通过相机进行图像采集，计算其偏离理想中心的程度（△d1），即为产品激光发射光轴与红外光轴的偏差（θ1）。偏差角度θ1＝arctan（△d1/f1），其中f1为光管焦距。通过计算机图像处理算法即可计算出光轴偏差。

测试步骤：

打开本装置可见/红外光源2，作为被测产品的瞄准目标（在被测产品的接收端可识别为一个点光源），使用被测产品的可见/红外光部分直接对本装置提供的点目标（机架1的左侧检测口提供），使被测产品的可见/红外光部分的中心点与本装置的提供的点目标重合。打开被测产品激光发射，控制本装置的成像组件5采集图像，图像中激光与可见/红外光系统在图像中所成像的点进行位置计算，以此判断被测产品激光发射与可见/红外光轴所存在的偏差。

2、被测产品可见光与红外光轴偏差。

本装置提供可见和红外共用的点目标，供被测产品接收。被测产品可见通道和红外通道偏离各自理想位置的角值差，即为两者光轴偏差。

测试步骤：

打开本装置的可见/红外光源2，调节亮度形成可见光，调节被测产品可见光系统与本装置提供的可见光调重合。将装置的可见/红外光源2调整为红外光，调节被测产品的红外系统，使被测产品的红外系统与本装置的提供的目标进行重合，即可实现被测产品可见光与红外光的平行性。

3、被测产品激光接收与红外光轴偏差。

被测产品对本装置的红外点目标进行捕获跟踪，此时被测产品的红外光轴和本装置光轴平行。调节输出装置的上激光器的位置，观察产品激光接收信号大小变化，在激光信号最大值时，光纤头偏离理想中心位置的程度（△d2），即为产品激光接收光轴与红外光轴的偏差（θ2）。θ2＝arctan（△d2）/f2）；f2－光管焦距。

测试步骤：

打开本装置的可见/红外光源2，调节亮度形成红外光，使被测产品的红外光系统中心与装置提供的红外光目标重合，打开被测产品的激光接收系统，调节激光光源3输出，同时控制调节装置上二维移动平台8进行按照位置进行扫描，被测产品进行激光接收，实时计算接收的激光信号量，在激光信号最大值时，即可计算出被测产品激光接收与红外光轴的偏差。

Claims (7)

1.一种多光轴一致性检测装置，其特征在于，包括机架，所述机架内设有固定设置的可见/红外光源、移动设置的激光光源、分光光学组件、成像组件和折返光路组件，所述分光光学组件设有两个入射光路、第一出射光路和第二出射光路，两个所述入射光路的光线均从第一出射光路和第二出射光路发出，所述可见/红外光源和所述激光光源分别设置在所述分光光学组件的两个入射光路上向所述分光光学组件发射光线，所述成像组件用于接收所述第一出射光路的光并成像，所述折返光路组件用于接收所述第二出射光路的光并进行若干次反射分光形成光点目标。

2.根据权利要求1所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述机架设有固定平台，所述分光光学组件和所述成像组件固定在所述固定平台上，所述可见/红外光源固定在机架上，所述固定平台上设有二维移动平台，所述激光光源设置在二维移动平台上，所述激光光源由所述二维移动平台调节所述分光光学组件的入射光路位置。

3.根据权利要求1所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述分光光学组件的第一出射光路上设有平行光管。

4.根据权利要求1所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述折返光路组件按光路顺序至少包括第一反射镜、离轴抛物面镜、分光镜和第二反射镜。

5.根据权利要求1所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述可见/红外光源为亮度可调的卤素灯。

6.根据权利要求5所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述卤素灯的发射波长为400nm～14μm。

7.根据权利要求1所述的多光轴一致性检测装置，其特征在于，所述机架设有至少三个高度可调的支脚。