一种红外/可见光共口径复合成像装置及其装调方法制造方法及图纸

本发明专利技术为了解决现有技术中的棱镜框的结构以及棱镜框与棱镜的配合方式装配较为复杂的缺陷，而提出一种红外/可见光共口径复合成像装置及其装调方法，本发明专利技术的装置包括：沿第一光轴设置的棱镜和红外成像系统；红外成像系统中靠近头罩的红外透镜设置有开孔；沿第二光轴设置的反射镜和可见光成像系统；设置在开孔处的棱镜；棱镜用于将沿第一光轴进入的光通过反射镜引导至第二光轴上；以及棱镜框，棱镜框与棱镜的配合位置为棱镜的圆周面。本发明专利技术的方法包括：将棱镜装入棱镜框内，将棱镜框的外径与红外镜筒配作，使棱镜的中心与红外镜组同轴；调整反射镜的角度，使棱镜光轴与可见光成像系统的光轴重合。本发明专利技术适用于红外/可见光成像复合制导技术。

An infrared / visible common aperture composite imaging device and its adjustment method

【技术实现步骤摘要】
一种红外/可见光共口径复合成像装置及其装调方法
本专利技术涉及共口径光学成像系统领域，具体涉及一种红外/可见光共口径复合成像装置及其装调方法。
技术介绍
当今日趋复杂的战场环境越来越需要人们提高导弹系统的远程攻击能力、多目标攻击能力、目标识别能力、全天候工作性能、抗干扰性能以及快速反应与精确制导能力。单一模式的制导技术已经很难满足上述要求，因此多模复合制导技术的应用越来越受到人们的重视并成为制导技术发展的主流趋势。在众多复合制导技术中，红外、可见光成像复合制导技术是一种有效的途径。可见光图像与红外图像之间具有互补性。可见光成像具有丰富的细节和敏锐的色感，但在恶劣的天气条件下对大气的穿透成像能力较差，在夜间的成像能力尤其差，而红外成像恰好相反，但是分辨率较低。传统方法的复合制导技术采用双镜头结构，如图1所示，这种结构占用空间较大，不易获得较大视场。CN109975961A提出了一种可见光与长波红外的共口径复合成像光学系统，方案主要涉及光学设计部分，未考虑实际生产中的装调问题，现有技术中对于棱镜部分的装调一般选用如图2的形式，可以看出棱镜框和棱镜装配的位置是棱镜的楔形面，需要取边工艺，会加大装调难度，并且系统需要保证棱镜与红外镜筒轴线和可见光轴具有较高的重合度，图2中棱镜框的结构较复杂，批量生产过程中难以保证同轴度，难以使棱镜的光轴与红外镜筒的轴线高精度重合。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决现有技术中的棱镜框的结构以及棱镜框与棱镜的配合方式不利于批量生产，装配较为复杂，难以保证同轴度的缺陷。根据本专利技术的第一方面，提供了一种红外/可见光共口径复合成像装置，包括：沿第一光轴设置的棱镜和红外成像系统；红外成像系统中靠近头罩的红外透镜设置有开孔；沿第二光轴设置的反射镜和可见光成像系统；设置在所述开孔处的棱镜；所述棱镜用于将沿第一光轴进入的光通过反射镜引导至第二光轴上；还包括用于安装所述棱镜的棱镜框，所述棱镜框与所述棱镜的配合位置为棱镜的圆周面。优选地，所述第一光轴和所述第二光轴相交。优选地，所述棱镜为具有圆周面和楔形面的多功能棱镜。优选地，红外成像系统包括沿光路设置的第一红外透镜、第二红外透镜、第三红外透镜及红外探测器，第一红外透镜设置有所述开孔。优选地，可见光成像系统包括第一可见光透镜组、第二可见光透镜组、第三可见光透镜、以及可见光探测器。优选地，所述装置还包括红外镜筒，所述棱镜框的外径与红外成像系统中的红外镜筒内径配作，用于使棱镜的中心与红外镜组的同轴。根据本专利技术的第二方面，提供了一种红外/可见光共口径复合成像装置的装调方法，所述方法是基于本专利技术第一方面的装置实现的，包括：步骤A：将棱镜装入棱镜框内，将棱镜框的外径与红外镜筒配作，使棱镜的中心与红外镜组同轴；步骤B：调整反射镜的角度，使棱镜光轴与可见光成像系统的光轴重合。优选地，所述方法还包括步骤C：调整红外探测器和可见光探测器的安装位置，使靶标成像中心与两个探测器的中心重合。优选地，所述方法还包括依次将第三红外透镜、第二红外透镜和第一红外透镜装入红外镜筒内的步骤。优选地，所述方法还包括依次将第一可见光透镜组、第二可见光透镜组和第三可见光透镜安装在可见光镜筒内的步骤。本专利技术的一个技术效果是，1、本专利技术对共口径复合镜头结构进行优化改进设计，在保证高精度的基础上，取消了取边工艺，大大降低了加工成本及装配调试的难度，提高了工作效率，满足批量生产的要求；2、红外成像系统与可见光成像系统的光轴相交并有一定夹角，利用多功能棱镜实现光路折转和耦合，中间通过可见光棱镜进行光路耦合，这样能够满足系统小型化的要求，使得头罩尺寸大大减小；3、通过多功能棱镜的角度调整、可见光反射镜的角度调整，实现光路精准耦合，即满足系统小型化的同时，又实现红外、可见光双波段对系统跟踪和搜索的功能。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1为传统的双模式镜头结构示意图；图2(a)和图2(b)为现有技术中的棱镜框沿不同剖面的结构图；图3为本专利技术一个实施例的结构图；图4(a)和图4(b)为本专利技术一个实施例的棱镜框沿不同剖面的结构图；图5为本专利技术一个实施例的红外成像系统的结构图；图6为本专利技术一个实施例的可见光成像系统的结构图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。<实施方式一>：本实施方式提供一种红外/可见光共口径复合成像装置，如图3所示，包括：沿第一光轴设置的棱镜14和红外成像系统1；红外成像系统1中靠近头罩的红外透镜设置有开孔；沿第二光轴设置的反射镜16和可见光成像系统4；设置在开孔处的棱镜14；棱镜14用于将沿第一光轴进入的光通过反射镜16引导至第二光轴上；装置还包括用于安装棱镜14的棱镜框15，棱镜框15与棱镜14的配合位置为棱镜14的圆周面。红外成像系统1是一个大视场光学系统，可见光成像系统4是一个小视场光学系统，它们共用一个头罩，中间通过可见光棱镜进行光路耦合，这样能够满足系统小型化的要求。为了进一步使装置实现小型化，可以使第一光轴和第二光轴相交。即令红外成像系统与可见光成像系统具有一定夹角。这样设置可以减小装置的总体尺寸，使头罩尺寸大大减小。其中棱镜是具有圆周面和楔形面的多功能棱镜，现有技术中将楔形面与棱镜框进行装配，这样将导致棱镜框结构复杂，需要棱镜取边工艺，装配过程复杂，导致装调效率低，不利于批量生产。因此将棱镜框15与棱镜14的配合位置优化为棱镜14的圆周面，优化后棱镜框15的结构如图4所示，图4中可以看出棱镜框的结构得到了简化，有利于使棱镜的中心与红外镜组同轴。需要说明的是，为了清楚说明现有技术中的楔形面与棱镜框的具体配合方式，图3、图5和图6均展示了楔形面的配合方式，使用图4的棱镜框代替图3、图5和图6中的棱镜框，即完成了本专利技术的改进。本领域的技术人员能够根据图4确定圆周面的配合方式，此处不再赘述。红外成像系统的一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外/可见光共口径复合成像装置，包括：/n沿第一光轴设置的棱镜14和红外成像系统1；红外成像系统1中靠近头罩的红外透镜设置有开孔；/n沿第二光轴设置的反射镜16和可见光成像系统4；/n设置在所述开孔处的棱镜14；所述棱镜14用于将沿第一光轴进入的光通过反射镜16引导至第二光轴上；/n其特征在于，还包括用于安装所述棱镜14的棱镜框15，所述棱镜框15与所述棱镜14的配合位置为棱镜14的圆周面。/n

【技术特征摘要】
1.一种红外/可见光共口径复合成像装置，包括：
沿第一光轴设置的棱镜14和红外成像系统1；红外成像系统1中靠近头罩的红外透镜设置有开孔；
沿第二光轴设置的反射镜16和可见光成像系统4；
设置在所述开孔处的棱镜14；所述棱镜14用于将沿第一光轴进入的光通过反射镜16引导至第二光轴上；
其特征在于，还包括用于安装所述棱镜14的棱镜框15，所述棱镜框15与所述棱镜14的配合位置为棱镜14的圆周面。


2.根据权利要求1所述的红外/可见光共口径复合成像装置，其特征在于，所述第一光轴和所述第二光轴相交。


3.根据权利要求1所述的红外/可见光共口径复合成像装置，其特征在于，所述棱镜为具有圆周面和楔形面的多功能棱镜。


4.根据权利要求3所述的红外/可见光共口径复合成像装置，其特征在于，红外成像系统包括沿光路设置的第一红外透镜5、第二红外透镜9、第三红外透镜11及红外探测器13，第一红外透镜5设置有所述开孔。


5.根据权利要求4所述的红外/可见光共口径复合成像装置，其特征在于，可见光成像系统包括第一可见光透镜组19、第二可见光透镜组21、第三可见光透镜23、以及可见光探测器26。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：权保磊，张丹丹，翟宇，
申请(专利权)人：哈尔滨新光光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23