[发明专利]一种具有实时校轴功能的激光/电视共光路系统及使用和校轴方法

说明书

本发明公开了一种具有实时校轴功能的激光/电视共光路系统及方法。包括光具座、激光测照器、电视支架、立方分光棱镜组件、物镜组件、滤波片组件、图像采集器、角锥组件等；图像采集器、滤波片组件、立方分光棱镜组件以及物镜组件沿系统光轴排列，并与电视支架固定，滤波片组件可平移出光路；电视支架安装于光具座；角锥组件安置于物镜组件出光口；激光测照器安装于光具座，出射光线垂直于系统光轴分布。工作时，系统通过图像采集器采集图像，同时通过切入切出角锥组件和滤波片组件，在摄像模式下实现系统的激光照射和测距以及激光/电视光路自校轴。本发明实现了激光/电视成像共光路一体机系统自校轴功能，通过实时自校轴提高系统电视和激光感器光轴一致性，且系统结构紧凑、体积小、重量轻。

技术领域

本发明属于精密光机领域，涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种具有实时校轴功能的激光\电视共光路系统及使用和校轴方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机载光电观瞄系统的观察和瞄准窗口也呈现多轴和多光谱的趋势，其中可见光电视观瞄系统和激光测距照射光电系统得到了广泛的应用。可见光观瞄轴、激光测距机照射光轴轴线之间是否一致，直接影响着整个光电观瞄系统的效能。然而在光电系统实际使用过程中，由于受加工和安装条件的限制及环境因素的影响，特别是飞机飞行时受到冲击、过载导致光机机械结构变形引起的光路变化、热畸变、激光光斑的不均匀和不稳定都会造成使用时光轴发生变化，导致原本在地面已经校准一致的光观瞄轴和激光测距机照射光轴不一致，而采用激光/电视共光路系统设计技术和光轴实时调校技术，能够有效的提高系统光轴的一致性。

然而对于共轴光学系统同样存在较多的技术难题，特别对于激光光电载荷和电视摄像光电载荷共光路的光学系统，还存在难以抑制成像和激光照射及测距之间影响的现象。目前系统光轴调校基本采用的方法是：在一段使用时间内、系统非工作时段、特定环境中进行调校，且标校过程复杂，很难实现系统光轴的实时在线校轴功能；特别针对机载吊舱光电系统，光机系统光轴的一致性是通过在地面采用平行光管标校的方法来调校和保证，标校过程比较复杂，且难以实现载机平台在飞行过程中的实时调校。因此，发展一种具有实时校轴功能的激光\电视共光路系统及方法具有重要的意义。

发明内容

本发明针对激光\电视光电系统难以实现实时校轴功能的问题，提出一种具有实时校轴功能的激光/电视共光路系统及使用和校轴方法，该系统可实现对远距离目标的激光照射、测距、成像等功能，并可以实现激光\电视光路实时自校轴功能，通过多模式共口径以及自校轴功能提高激光\电视光机系统光轴之间的一致性，并提高系统结构的紧凑性，同时降低系统质量和体积。

本发明的技术方案为：

所述一种具有实时校轴功能的激光/电视共光路系统，其特征在于：包括光具座、激光测照器、电视支架、立方分光棱镜组件、物镜组件、电视滤波片组件、图像采集器、角锥组件；

所述光具座上安装有电视支架和激光测照器；图像采集器、电视滤波片组件、立方分光棱镜组件和物镜组件安装在电视支架上，图像采集器、电视滤波片组件、立方分光棱镜组件以及物镜组件轴线形成系统光轴，且电视滤波片组件可沿垂直于系统光轴方向切入切出；所述激光测照器的出射光线垂直于系统光轴分布，且通过立方分光棱镜组件接入系统光轴；所述角锥组件安置于物镜组件出光口，可沿垂直于光轴方向切入切出。

进一步的优选方案，所述一种具有实时校轴功能的激光/电视共光路系统，其特征在于：所述立方分光棱镜组件包括透明直角棱镜基片和分光膜系结构，其中分光膜系结构镀制在一个透明直角棱镜基片上，另一透明直角棱镜基片与镀制有分光膜系结构的透明直角棱镜基片胶合固定形成立方分光棱镜；

所述分光膜系结构采用由规整中折射率薄膜、低折射率薄膜及非规整的高折射率薄膜、低折射率薄膜交替叠加后构成，具体形式为从入射方向依次为(ML)⁵(HL)¹⁷，H为高折射率薄膜，M为中折射率薄膜，L为低折射率薄膜。