多谱段光轴平行性测试装置及测试方法制造方法及图纸

为了解决当前光轴平行性测试装置不能满足多谱段光电设备各光学分系统光轴平行性的测试问题，本发明专利技术提出了一种多谱段光轴平行性测试装置及测试方法。本发明专利技术采用离轴抛物面反射镜、分光镜、短波红外相机、宽谱段光源、目标靶和激光光源实现了宽谱段无穷远目标的模拟，根据模拟目标在各光学分系统中成像的位置、各光学分系统参数和平行光管焦距，计算各光学分系统之间光轴的一致性，能够完成多谱段光电设备中可见光成像系统、红外成像系统、激光发射系统、激光接收系统、目视瞄准系统及设备机械基准之间的光轴平行性的测试，能实现当前光电设备光轴一致性的全部要求。

【技术实现步骤摘要】
多谱段光轴平行性测试装置及测试方法
本专利技术属于光学检测
，涉及一种用于光电跟踪仪器多谱段光学分系统瞄准线(视轴)之间，以及仪器各光学分系统与安装机械基准之间的平行性的测试装置及方法。
技术介绍
目前，集可见光成像、微光成像、红外热成像、激光测距、目视瞄准等为一体的多光学传感器光电设备在安防监控、森林防火等领域得到广泛应用，其共同承担了目标搜索、目标跟踪、观测瞄准、方位指示、全天候成像等任务，显著提高了光电设备综合性能和效能。多谱段光电设备是指集成了可见光相机、微光相机、中波红外热像仪、长波红外热像仪、激光测距机和目视瞄准仪中的两种或两种以上，工作波长包含可见光、近红外、中波红外、长波红外中的两种或两种以上的光电设备。而这类设备的生产装调、交付检验、长期使用后的校准都需要对设备各光学分系统光轴之间的平行性进行检测。现有的光轴平行性测试装置不具备可见光波段目标、红外波段目标、激光测距波段目标的同时模拟，无法完成可见光成像系统、红外成像系统、激光发射系统、激光接收系统、目视瞄准系统及仪器机械基准之间的光轴平行性的静态测试，更无法完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：包括宽谱段目标准直模块、多谱段目标生成模块、激光光斑采集模块、图像分析模块；/n多谱段目标生成模块用于模拟不同谱段的目标，包括第一衰减片(4)、激光光源(5)、目标靶(6)、宽谱段光源(7)和第二分光镜(3)，其中：第一衰减片(4)设置在激光光源(5)的输出光路上，第一衰减片(4)和激光光源(5)用于模拟激光测距波段目标；目标靶(6)设置在宽谱段光源(7)的输出光路上，目标靶(6)和宽谱段光源(7)用于模拟可见光波段目标和红外波段目标；第二分光镜(3)设置在第一衰减片(4)输出光路与目标靶(6)输出光路的交汇处，第二分光镜(3)用于对激光测距波段目标进...

【技术特征摘要】
1.多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：包括宽谱段目标准直模块、多谱段目标生成模块、激光光斑采集模块、图像分析模块；
多谱段目标生成模块用于模拟不同谱段的目标，包括第一衰减片(4)、激光光源(5)、目标靶(6)、宽谱段光源(7)和第二分光镜(3)，其中：第一衰减片(4)设置在激光光源(5)的输出光路上，第一衰减片(4)和激光光源(5)用于模拟激光测距波段目标；目标靶(6)设置在宽谱段光源(7)的输出光路上，目标靶(6)和宽谱段光源(7)用于模拟可见光波段目标和红外波段目标；第二分光镜(3)设置在第一衰减片(4)输出光路与目标靶(6)输出光路的交汇处，第二分光镜(3)用于对激光测距波段目标进行透射，对可见光波段目标和红外波段目标进行反射；目标靶(6)与激光光源(5)关于第二分光镜(3)共轭；
宽谱段目标准直模块用于对多谱段目标生成模块模拟的多谱段目标进行准直，为被试品(12)提供不同谱段的无穷远的目标；宽谱段目标准直模块为由离轴抛物面反射镜(1)和第一分光镜(2)构成的平行光管，其中，第一分光镜(2)设置在第二分光镜(3)的输出光路上；
激光光斑采集模块用于完成被试品(12)中激光发射系统发射的激光光斑的探测采集；激光光斑采集模块由第二衰减片(8)和短波红外相机(9)构成；定义第一分光镜(2)朝向离轴抛物面反射镜1的面为第一入射面，第二衰减片(8)和短波红外相机(9)依次设置在激光经第一分光镜(2)的第一入射面后得到的透射光束的光路上；短波红外相机(9)的光敏面中心和激光光源(5)关于第一分光镜(2)共轭；
图像分析模块用于对短波红外相机(9)采集的图像进行处理，得到被试品(12)中激光发射系统发射的激光光斑的质心位置；以及用于对被试品(12)获取的模拟目标的可见光图像、红外图像和微光图像进行处理，得到目标靶像的位置，计算被试品(12)各光学分系统之间的光轴平行性以及各光学分系统与基准轴之间的光轴平行性；
所述离轴抛物面反射镜(1)的反射面上镀有金属反射膜，工作谱段为0.3～15μm；
第一分光镜(2)和第二分光镜(3)对0.9～1.7μm的激光测距波段既能透射又能反射，对[0.3-0.9)∪(1.7-15]μm的可见光红外波段能够反射；
第一衰减片(4)和第二衰减片(8)用于对0.9～1.7μm的激光测距波段进行能量衰减；
宽谱段光源(7)的谱段覆盖0.3～15μm；
短波红外相机(9)的光谱响应谱段覆盖0.9～1.7μm。


2.根据权利要求1所述的多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：还包括基准反射镜(10)；基准反射镜(10)用于将被试品(12)的机械基准引出。


3.根据权利要求2所述的多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：基准反射镜(10)的反射面和背面之间的夹角小于1′。


4.根据权利要求3所述的多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：目标靶(6)为点源靶或十字靶。


5.根据权利要求4所述的多谱段光轴平行性测试装置，其特征在于：
宽谱段光源(7)为白炽灯或卤素灯。


6.基于权利要求1-5任一所述的多谱段光轴平行性测试装置的多谱段光轴平行性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1]建立测试基准：
以某一机械端面为被试品(12)的基准，以该机械端面的法线为被试品(12)的机械基准轴，将基准反射镜(10)背面紧贴在所述机械端面上，调整被试品(12)姿态使基准反射镜(10)反射的多谱段光轴平行性测试装置所模拟的目标成像在短波红外相机(9)的视场中心；
2]测量被试品(12)中各光学分系统光轴与所述机械基准轴之间的夹角：
2.1]记录多谱段光轴平行性测试装置所模拟的可见光波段目标在被试品(12)中目视瞄准光学系统中成像的位置，所模拟的可见光波段目标和红外波段目标在被试品(12)中可见光成像系统及红外成像系统中成像的位置，记录被试品(12)中激光发射系统发射的激光光斑在多谱段光轴平行性测试装置的短波红外相机(9)中成像的位置，记录被试品(12)中激光接收系统接收的激光光源(5)发射的激光光斑的位置；
2.2]按照下述公式(1)和(2)计算被试品(12)中各光学接收分系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田留德，周艳，王涛，赵建科，曹昆，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61