[發明專利]基于多波段靶板及旋轉反射鏡的多光軸一致性測試裝置

無效

• 申請號: 200810057900.4
• 申請日: 2008-02-20
• 公開（公告）號: CN101319884A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 沙定國;林家明;何川;孫若端;張倩;王彥欽;周桃庚;張旭升;陳凌峰
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01M11/00;G01M11/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及用于測試復雜光電系統寬光譜范圍內的多光軸一致性的便攜式測試裝置，此裝置可用于測量具有多個光學分系統平行布局的復雜光電系統的光軸一致性，屬于光電領域。

背景技術

近年來，隨著各種光電儀器在大型光電瞄具與跟蹤系統中的廣泛應用，光電系統不僅包含可見光瞄準設備、激光測距設備，而且包含有紅外觀瞄、電視跟瞄測試等，其光譜范圍幾乎覆蓋了可見光到紅外光的全部波段，光軸總數多達五個或五個以上，包括紅外觀瞄軸、電視跟瞄測試軸、激光測距瞄準軸、發射軸、接收軸等。為提高光電系統的瞄準與跟蹤精度，必須保證各光電儀器的光軸一致性，因此迫切需要研究高精度的光軸一致性測試儀。

目前，國內幾個科研院所在多光軸一致性測試儀器的研究方面取得了一些研究成果，例如：中國科學院西安光學精密機械研究所設計提出的：“多波段光軸一致性測試儀”(中國專利，申請號：200420086347.4，公開號：CN2769875)，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所設計提出的“寬帶多傳感器光電儀器光軸檢測系統”(中國專利，申請號：200610016556.5，公開號：CN101008563)。

對于可見光軸和紅外光軸的測試，出現了幾種典型方法，例如：檢測可見系統時采用鹵素燈照明目標分劃板，檢測紅外系統時采用黑體照明目標分劃板，這種方法可以在實驗室中對系統進行檢測，但是測試儀器較大的體積和重量，不便于現場檢測。經過研究改進，有些學者提出了采用金屬十字絲作為目標，在十字絲后放置可見光源，并連接溫控電路，當檢測可見系統時由可見光源作為背景，形成亮背景下的暗目標，當檢測紅外系統時給十字絲加熱，形成暗背景下的亮目標，這種方法采用一個十字絲可以同時為可見、紅外系統提供瞄準目標，但是金屬十字絲的線寬、熱變形等會引起誤差，對測試精度產生較大的影響。

另外，國內外對于激光測距接收軸和瞄準軸一致性的測試方法研究較少，北京理工大學申請的專利“利用光纖測量激光測距機接收軸與瞄準軸平行性的裝置”(中國專利，授權號：ZL200410087249.7)提出將發射軸激光脈沖耦合入單模光纖，利用光纖端子在準直系統的焦面上按照一定程序進行二維掃描移動，經準直系統返回激光測距機接收器，經過數據處理求出接受軸和瞄準軸的偏差。這種方法中光纖一端固定在二維移動平面上，進行二維掃描移動來確定激光測距接收視場范圍，進而計算出接收軸中心。

綜上所述，現有儀器裝置能完成寬光譜范圍內的多光軸一致性檢測，但是一般體積大、重量大、精度低、自動化程度低，只能用于實驗室檢測與校準，無法應用于現場、戰場靠前保障的便攜測試，而且通常不能測試激光接收軸的一致性。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于多光譜靶板及旋轉反射鏡的多光軸一致性測試裝置，其中的靶板具有多光譜圖形生成能力，從而解決了多光譜目標圖形共光軸生成技術，實現測試儀器的小型化和高集成化，既可以用于室內檢測，更可以適用于現場、野外等各種測試場所，實現對靜態光軸平行性誤差和動態指示誤差的測試。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明的一種基于多光譜靶板及旋轉反射鏡的多光軸一致性測試裝置，包括：大口徑離軸雙反準直鏡主鏡、準直鏡次鏡、兩軸旋轉機構、平面反射鏡、衰減器、分光鏡A、多光譜目標靶板、分光鏡B、近紅外CCD、光纖耦合器、光纖、光纖夾持器、多路視頻采集裝置、主控計算機；所述平面反射鏡經兩軸旋轉機構帶動進行二維旋轉；所述衰減器置于平面反射鏡與分光鏡A之間；所述分光鏡A的反射光路上放置多光譜目標靶板，分光鏡A的透射光路由分光鏡B分為兩條光路；分光鏡B的透射光路上放置近紅外CCD，分光鏡B的反射光路上放置光纖的一端；光纖另一端通過光纖耦合器與激光測距機的發射端相連，激光脈沖耦合進入光纖。

多光譜目標靶板包括鍍鉻層、玻璃、導熱層和半導體制冷片，以?及溫度傳感器和溫控電路；鍍鉻層上光刻目標圖形；背面用半導體制冷片進行加熱或制冷，產生紅外熱像儀對準的紅外目標圖形；玻璃邊緣用可見光源照明，產生電視攝像機對準的可見目標圖形，被測系統同時采集紅外和可見對準目標可實現紅外、可見光軸的靜態誤差測試。

采用多光譜目標靶板、分光鏡、近紅外CCD構成的裝置，多光譜目標靶板產生紅外熱像儀、電視攝像機的對準目標圖像，近紅外CCD采集激光光斑并計算出光斑中心的位置，實現紅外光軸與激光發射軸、可見光軸與激光發射軸之間的靜態誤差測試。