[发明专利]一种光电设备多光轴平行性定量检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电设备检测装置技术领域，更具体涉及一种光电设备多光轴平行性定量检测装置，它适用于多波段光电设备之间的光轴平行性在线精确定量测试。

背景技术

光电设备包括红外设备、电视设备以及激光设备，已广泛应用于各行各业。光电设备由单体向集成化发展，将红外/激光/电视集成在同一平台上，可实现动态目标的探测与跟踪功能。光电设备多光轴之间的光轴平行性是衡量多光谱光电设备系统性能的一项关键技术指标，直接影响到对动态目标的捕获与跟踪。

现有的多光谱光轴平行性检测方法主要有野外远距离目标法、靶板成像法、平行光管法、五棱镜法等，野外远距离目标法根据设备作用距离及设备精度要求选择远距离点状目标进行校瞄，该方法不需要专用检测仪器，操作简单，适用于室外标校，但调校精度低；靶板成像法根据各光学通道的几何轴心位置制作靶板，调节各光轴分别对准各自的靶心位置，该方法操作方便，成本低，野外、室内均可使用，但易受人为主观因素影响，调校精度较差；平行光管法采用大口径平行光管，调节各光轴分别对准目标分划板中心，该方法调校精度高，但平行光管体积较大，不易制作，只能在实验室内使用；对于较大的光学系统，可采用分立的多个平行光管，使每个平行光管与待测系统的多个子系统一一对应，也可采用五棱镜法，对光束进行平移。但这两种方法均存在调节环节多，难以操作的特点，精度受到影响。

因此，本发明提出了一种基于图像智能感知的扩径多光轴标定方法，采用离轴折叠双曲面光学系统，实现小型便携的宽光谱准直平行光管，将CCD图像传感器安装于平行光管的主光轴上，二维平移台置于焦平面上，通过CCD图像传感器实时采集二维平移台焦平面处的十字分划图像，记录十字分划中心点位置，对于激光设备，输出的激光经平行光管后汇聚于焦平面形成黑斑，CCD图像传感器记录光斑位置，对于电视/红外设备，移动十字分划，使十字分化与电视/红外设备的视频中心点重合，记录此时十字分划中心点位置，工控机解算出红外/电视/激光三者之间的光轴误差。通过扩径组件能进行光束平移，实现光学系统通光口径的有效扩展。本发明解决了多光谱光电设备测量基准难确定、测量口径不能覆盖多光轴、测量误差难提取的难题，实现了多光轴平行性现场动态定量精确检测。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种光电设备多光轴平行性定量检测设备，解决了测量基准难确定、测量口径不能覆盖多光轴、测量误差难提取的难题，实现多波段光电设备激光/红外/白光两两光轴平行性的现场动态定量精确测量，具有光谱范围宽、测量精度高，小型便携等特点。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种光电设备多光轴平行性定量检测设备，包括离轴折叠非球面光学系统、CCD图像传感器、二维平移台和控制系统，所述的离轴折叠双反光学系统包括壳体、非球面主镜、非球面次镜和转折棱镜组，壳体内的非球面主镜和非球面次镜构成准直平行光管，所述的二维平移台安装在壳体后方，二维平移台的十字分划面与平行光管焦平面位置重合，光线从非球面次镜反射到二维平移台的十字分划面，所述的转折棱镜组由第一直角棱镜和第二直角棱镜组成，第一直角棱镜安装在非球面次镜下方，第一直角棱镜接收二维平移台的十字分划面反射出的光线，第一直角棱镜和第二直角棱镜的斜面相对成90度放置且第二直角棱镜位于第一直角棱镜的下方，光线经第一直角棱镜垂直向下反射到第二直角棱镜面上，实现光线的平行反转，CCD图像传感器安装在壳体底部，CCD图像传感器的镜头对准第二直角棱镜反射面，便于CCD图像传感器组件实时采集焦平面图像，通过调节CCD图像传感器前后位置实现二维平移台焦平面处十字分划图像的实时采集，记录十字分划中心点位置，所述的控制系统的工控机分别与二维平移台和CCD图像传感器连接，实现二维平移台精确控制、CCD图像传感器图像采集与分析、平行性误差解算等功能。

所述的非球面主镜和非球面次镜都采用离轴双曲面镜，构成离轴卡塞格林式平行光管，非球面主镜的曲率为-400.17mm，离轴量为102.5，非球面次镜的曲率为-129.77mm，离轴量为24mm，两者之间的间距为153mm。

所述的二维平移台选用台湾匠星科技的JTH105-30/STPHP2-2组件。