一种可见与红外多光轴平行度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可见与红外多光轴平行度检测装置，包括：光学平台；设置在光学平台上的光谱可调光源；设置在光学平台上的离轴抛物镜，离轴抛物镜用以反射由光谱可调光源发出的光束；设置在光学平台上的平面反射镜，平面反射镜用以反射由离轴抛物镜反射出来的光束；设置在光学平台且位于离轴抛物镜的焦平面上的多波段光电探测组件，多波段光电探测组件用以接收由平面反射镜反射出来的光束的激光信号；主控管理单元，主控管理单元用于分析处理多波段光电探测组件接收的激光信号；显控单元，显控单元与主控管理单元连接并且用于显示多波段光电探测组件接收到的激光信号的光轴平行度的检测结果。本发明专利技术还公开了一种可见与红外多光轴平行度检测方法。多光轴平行度检测方法。多光轴平行度检测方法。

【技术实现步骤摘要】
一种可见与红外多光轴平行度检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及光电检测
，特别涉及一种可见与红外多光轴平行度检测装置及方法。

技术介绍

[0002]现代激光识别系统，采用红外、可见等多波段激光分时工作，由于集成了多个光学系统，各激光发射系统一般平行安装成一个整体，为了能够捕捉、监视、瞄准到同一个目标，必须经过精密的光轴校调，使各个光轴严格平行，保持各个光轴指向的一致性，以实现目标被精准识别。
[0003]一般设备出射的光束由(630nm)校准光束、(905nm)测距光束和(1550nm)人眼安全光束三部分组成。由于受到加工条件的限制，多个波长多光轴间平行性很难达到较高的精度，因此，需要在系统设计、装调过程中进行精确的检测和调试，使各光轴间的平行性误差控制在一定的精度范围内。然而由于系统中包含905nm和1550nm近红外不可见光，对系统的装调和检测带来了很大的难度，使得光轴平行度的检测更加困难。
[0004]传统的多光轴系统的光轴平行度偏差测量方法是瞄准远距离的目标进行直接校准，但是在城市、厂区很难找到足够远的目标，如果到外场试验又很不方便。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种可见与红外多光轴平行度检测装置及方法，以解决上述问题。
[0006]本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0007]一种可见与红外多光轴平行度检测装置，包括：
[0008]光学平台；
[0009]设置在所述光学平台上的光谱可调光源；
[0010]设置在所述光学平台上的离轴抛物镜，所述离轴抛物镜用以反射由所述光谱可调光源发出的光束；
[0011]设置在所述光学平台上的平面反射镜，所述平面反射镜用以反射由所述离轴抛物镜反射出来的光束；
[0012]设置在所述光学平台且位于所述离轴抛物镜的焦平面上的多波段光电探测组件，所述多波段光电探测组件用以接收由所述平面反射镜反射出来的光束的激光信号；
[0013]主控管理单元，所述主控管理单元用于分析处理所述多波段光电探测组件接收的激光信号；
[0014]显控单元，所述显控单元与所述主控管理单元连接并且用于显示所述多波段光电探测组件接收到的激光信号的光轴平行度的检测结果。
[0015]在本专利技术的一个优选实施例中，所述光谱可调光源设置在所述光学平台上的可升降调节的置物平台。
[0016]在本专利技术的一个优选实施例中，所述光谱可调光源包括全波段光源、滤波机构和聚焦镜，所述全波段光源发射出来激光依次经过所述滤波机构和聚焦镜后发射出去。
[0017]在本专利技术的一个优选实施例中，所述滤波机构包括若干具有不同波长的滤光片，每一滤光片与一滤光片切换按钮对应。
[0018]在本专利技术的一个优选实施例中，所述多波段光电探测组件包括设置在轮盘调整架上的旋转轮盘以及周向间隔分布在所述旋转轮盘上的若干四象限探测器，每一四象限探测器与一自准直调节机构连接。
[0019]在本专利技术的一个优选实施例中，所述自准直调节机构包括四象限探测器固定轴、X向驱动机构及Y向驱动机构，所述四象限探测器固定轴用于安装四象限探测器，所述四象限探测器固定轴与X向驱动机构或Y向驱动机构中其中一驱动机构连接，另一驱动机构与其中一驱动机构连接。
[0020]在本专利技术的一个优选实施例中，所述主控管理单元与所述X向驱动机构、Y向驱动机构连接，探测器将实时探测图像传输给所述主控管理单元，所述主控管理单元对探测器的探测数据进行分析，得到校准光与四象限探测器光轴偏差，主控管理单元发出指令控制X向驱动机构或/和Y向驱动机构工作以将四象限探测器与校准光轴调节一致，实现自动准直。
[0021]在本专利技术的一个优选实施例中，所述X向驱动机构、Y向驱动机构包括微型驱动电机。
[0022]一种可见与红外多光轴平行度检测方法，利用如上任一技术方案所述的可见与红外多光轴平行度检测装置，包括如下步骤：
[0023]步骤一：所述光谱可调光源发出的第一束激光首先经所述离轴抛物镜反射到所述平面反射镜，再经过所述平面反射镜反射后到达所述多波段光电探测组件，所述多波段光电探测组件将第一束激光探测器旋转到离轴抛物镜的焦平面，使得第一束激光正入射四象限探测器感光面，形成均匀的光斑；
[0024]所述四象限探测器对应四个象限输出光电流分别为I
A
、I
B
、I
C
、I
D
，其相对电流大小取决于光斑照在每个象限面上的面积S
A
、S
B
、S
C
、S
D
，电流值输入给主控管理单元；
[0025]所述主控管理单元通过内置的归一化光斑位置解算算法计算光斑的位置参数(σ
X
，σ
Y
)，其解算公式为：
[0026][0027][0028]激光在四象限探测器上呈像，无论是均匀光斑还是高斯光斑，其质心在探测器中心附近移动时，光斑的实际位置与四象限探测器解算值之间呈线性关系，则光斑位置(ΔX、ΔY)与探测器输出电流绝对大小无关，只要测出探测器的输出电信号，即可解算出光斑的实际位置，进而解算出激光发射轴相对探测器中心的偏差，如下公式：
[0029][0030][0031]根据直角坐标系中两点的位置关系，计算光谱可调光源光轴与探测器中心的角度偏差值为：
[0032][0033][0034]其中，f为离轴抛物镜的焦距；
[0035]所述主控管理单元通过解算出来的(θ
x
、θ
y
)，发送指令给多波段光电探测组件的自准直调节机构，调整四象限探测器的位置，直到光斑位置(ΔX、ΔY)与探测器的中心(0，0)重合，完成光谱可调光源光轴、光学系统及对应四象限探测器光轴一致性校准；
[0036]调节光谱可调光源的波长，按照上述的校准方法，将多波段光电探测组件中所有的四象限探测器光轴、可调光源光轴及光学系统调整一致；
[0037]步骤二：将被测设备固定在所述光学平台上，打开被测设备混合光源的可见光，多波段光电探测组件中可见光对应的四象限探测器旋转到离轴抛物镜的焦平面，显控单元屏幕上可以之间显示出可见光光斑位置与四象限探测器中心轴线的角度偏差，通过被测设备自身调节功能调节可见光源的姿态，使光斑与探测器中心重合，完成可见光轴平行度检测；
[0038]步骤三：打开被测设备混合光源的红外光，多波段光电探测组件中红外光对应的四象限探测器旋转到离轴抛物镜的焦平面，显控单元屏幕上可以之间显示出红外光光斑位置与四象限探测器中心轴线的角度偏差，通过被测设备自身调节功能调节红外光源的姿态，使光斑与探测器中心重合，完成红外光轴平行度检测。
[0039]在本专利技术的一个优选实施例中，采用平行光入射离轴抛物镜，光束汇聚在抛物镜焦平面的原理，采用系统级的调校方法，使用离轴抛物镜和平面反射镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，包括：光学平台；设置在所述光学平台上的光谱可调光源；设置在所述光学平台上的离轴抛物镜，所述离轴抛物镜用以反射由所述光谱可调光源发出的光束；设置在所述光学平台上的平面反射镜，所述平面反射镜用以反射由所述离轴抛物镜反射出来的光束；设置在所述光学平台且位于所述离轴抛物镜的焦平面上的多波段光电探测组件，所述多波段光电探测组件用以接收由所述平面反射镜反射出来的光束的激光信号；主控管理单元，所述主控管理单元用于分析处理所述多波段光电探测组件接收的激光信号；显控单元，所述显控单元与所述主控管理单元连接并且用于显示所述多波段光电探测组件接收到的激光信号的光轴平行度的检测结果。2.如权利要求1所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述光谱可调光源设置在所述光学平台上的可升降调节的置物平台。3.如权利要求1所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述光谱可调光源包括全波段光源、滤波机构和聚焦镜，所述全波段光源发射出来激光依次经过所述滤波机构和聚焦镜后发射出去。4.如权利要求3所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述滤波机构包括若干具有不同波长的滤光片，每一滤光片与一滤光片切换按钮对应。5.如权利要求1所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述多波段光电探测组件包括设置在轮盘调整架上的旋转轮盘以及周向间隔分布在所述旋转轮盘上的若干四象限探测器，每一四象限探测器与一自准直调节机构连接。6.如权利要求5所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述自准直调节机构包括四象限探测器固定轴、X向驱动机构及Y向驱动机构，所述四象限探测器固定轴用于安装四象限探测器，所述四象限探测器固定轴与X向驱动机构或Y向驱动机构中其中一驱动机构连接，另一驱动机构与其中一驱动机构连接。7.如权利要求6所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述主控管理单元与所述X向驱动机构、Y向驱动机构连接，探测器将实时探测图像传输给所述主控管理单元，所述主控管理单元对探测器的探测数据进行分析，得到校准光与四象限探测器光轴偏差，主控管理单元发出指令控制X向驱动机构或/和Y向驱动机构工作以将四象限探测器与校准光轴调节一致，实现自动准直。8.如权利要求6或7所述的一种可见与红外多光轴平行度检测装置，其特征在于，所述X向驱动机构、Y向驱动机构包括微型驱动电机。9.一种可见与红外多光轴平行度检测方法，其特征在于，利用如权利要求1至8任一权利要求所述的可见与红外多光轴平行度检测装置，包括如下步骤：步骤一：所述光谱可调光源发出的第一束激光首先经所述离轴抛物镜反射到所述平面反射镜，再经过所述平面反射镜反射后到达所述多波段光电探测组件，所述多波段光电探测组件将第一束激光探测器旋转到离轴抛物镜的焦平面，使得第一束激光正入射四象限探
测器感光面，形成均匀的光斑；所述四象限探测器对应四个象...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭帅，耿莽河，张浩海，王亮，余强，郭鹏，李高文，李欣林，方刚，李鹏，
申请(专利权)人：上海久航电子有限公司，
类型：发明
国别省市：