CN117249977B - 一种多光融合的光瞄设备测试*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光瞄设备性能测试技术领域，具体为一种多光融合的光瞄设备测试***，包括分布于中心光轴上的电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***；中心光轴依次设有CCD***、第一分光镜、可转动的带通镜和平行光学***，平行光学***的平行光端与光瞄设备相连。通过将电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***、激光光斑跟踪检测***共同分布于中心光轴上，将可见光、红外光及激光经过同一中心光轴，在光瞄设备测试***中实现了多种检测功能，并且结构紧凑，所需占地面积小，适用于室外移动性检测环境。
Description
技术领域
本发明涉及光瞄设备性能测试技术领域，尤其涉及一种多光融合的光瞄设备测试***。
背景技术
光瞄即光电瞄准，光电瞄准设备广泛应用于机载、舰载及车载等，因其受使用环境影响，长时间处于振动冲击、环境骤变等工作环境，从而会出现性能指标下降、设备故障等问题，为了应对这类问题，采用光瞄设备测试***检测光瞄设备的性能参数及效果，可以完成对光瞄设备的电视成像性能、红外成像性能、光轴一致性、激光照射能量及激光光斑跟踪性能中的一种或两种进行测试，是保证光瞄设备主要性能指标和作战效能发挥的重要技术手段。
随着光瞄技术的不断发展，仅检测单项性能或部分性能和技术参数的光瞄设备测试***已经无法满足如今的需求，如需完成多项性能的测试则需要采用多个测试***，多个测试***所需占地面积大，不适用于移动性检测环境。因此亟需研发一种测试参数全面、结构紧凑的光瞄设备测试***，以解决光电性能设备的测试参数不足和无法移动的问题。
发明内容
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多光融合的光电瞄准设备测试***，集成了电视成像性能检测、红外成像性能检测、光轴一致性检测、激光光斑跟踪检测的多种检测功能，结构紧凑，所需的占地面积小，适用于室外移动性检测环境。
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种多光融合的光瞄设备测试***，包括分布于中心光轴上的电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***；中心光轴依次设有CCD***、第一分光镜、带通镜和平行光学***，平行光学***的平行光端与光瞄设备相连；
电视成像性能检测***具有可见光光源，可见光光源发出的可见光由带通镜反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的可见光实现电视成像性能检测；
红外成像性能检测***具有红外光源，红外光源发出的红外光由带通镜反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的红外光实现红外成像性能检测；
光轴一致性检测***采用电视成像性能检测***、红外成像性能检测***及CCD***，用于测试光瞄设备中的电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性；
所述激光光斑跟踪检测***具有可移动的激光光源，激光光源发出的激光经第一分光镜反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的光斑，实现激光光斑跟踪检测。
通过将电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***共同分布于中心光轴上，将不同波长的光线（可见光、红外光及激光）经过同一中心光轴，实现了在光瞄设备测试***中集成了电视成像性能检测、红外成像性能检测、光轴一致性检测、激光照射能量检测的多种检测功能，并且其结构紧凑，缩小了所需的占地面积，能够适用于室外移动性检测环境，提升了光瞄设备测试***的适用性。
进一步地，所述电视成像性能检测***的可见光光源发出的可见光与中心光轴于带通镜中心处垂直，可见光光源与带通镜间设有可见光靶标，带通镜与中心光轴夹角为45°，带通镜反射面转动至面向可见光光源及平行光学***方向，可见光光源发出的可见光通过可见光靶标后由带通镜反射至平行光学***，平行光学***使可见光在光瞄设备的电视探测器上成像，比对电视探测器采集到的可见光靶标图像与标准可见光靶标图像实现电视成像性能检测。
进一步地，所述红外成像性能检测***的红外光源与可见光光源以中心光轴对称，红外光源与带通镜间设有红外靶标，带通镜为可转动设置，带通镜反射面转动至面向红外光源及平行光学***方向，红外光源发出的红外光通过红外靶标后由带通镜反射至平行光学***，平行光学***使红外光在光瞄设备的红外探测器上成像，比对红外探测器采集到的红外靶标图像与标准红外靶标图像实现红外成像性能检测。
通过带通镜可转动设置，转动带通镜即可切换对电视成像性能检测和红外成像性能检测功能，使光瞄设备测试***结构紧凑。
进一步地，所述光轴一致性检测***，带通镜反射面转动至面向可见光光源及平行光学***方向，开启可见光光源，调整光路使可见光靶标图像与光瞄设备的电视成像***中心重合后，光瞄设备的激光探测***发出与带通镜通光波长相同的激光，依次通过平行光学***、带通镜和第一分光镜后成像至CCD***，对比CCD***接受到的成像光斑中心与CCD***中心实现对光瞄设备的电视成像***与激光探测***的光轴一致性检测；同理，带通镜转动至反射面面向红外光源及平行光学***方向，开启红外光源，实现对光瞄设备的红外成像***与激光探测***的光轴一致性检测，从而实现对电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性测试。
通过采用电视成像性能检测***、红外成像性能检测***和CCD***即实现光轴一致性检测，集合程度高，缩小了光瞄设备测试***所需的占地面积。
进一步地，所述激光光斑跟踪检测***的激光光源发出的激光与中心光轴于第一分光镜中心处垂直，第一分光镜与中心光轴夹角为45°，第一分光镜反射面向激光光源及平行光学***方向，激光波长与带通镜的通光波长相同，激光由第一分光镜反射后穿过带通镜进入平行光学***，平行光学***出射的激光光斑由光瞄设备接收，比对移动激光光源时光瞄设备接收到的激光光斑移动情况，实现激光光斑跟踪检测。
第一分光镜位于带通镜与CCD***之间，在集合激光光斑跟踪检测入光瞄设备测试***的同时避免了第一分光镜对于可见光及红外光的影响。
进一步地，还包括激光照射性能检测***，所述激光照射性能检测***包括第二分光镜、激光能量探测器和激光脉宽探测器，所述第二分光镜设于光瞄设备的激光出射端，第二分光镜与激光光路夹角为45°，激光经第二分光镜分光后分别射入激光能量探测器和激光脉宽探测器，激光能量探测器和激光脉宽探测器集成于同一测试探头，实现测试探头对光瞄设备所发出的激光的能量检测和脉宽检测。
通过将激光照射性能检测***集合进光瞄设备测试***，增加了测试***的检测功能，并且通过设置第二分光镜同时实现对激光的能量检测和脉宽检测。
进一步地，所述平行光学***为卡塞格林式平行光学***，包括长度为500～800mm的平行光管和设于平行光管内部的主反射镜和次反射镜，主反射镜为凹透镜，次反射镜为凸透镜，次反射镜设于中心光轴上。
通过采用卡塞格林式平行光学***，缩短了平行光学***所需的长度，减少了光瞄设备测试***所需的占地体积。
进一步地，所述带通镜的通光波长为1064nm。通过采用1064nm带通镜，适用于常规激光波长。
进一步地，所述第一分光镜和第二分光镜对激光波段光透过率及反射率均为50%。通过限定第一分光镜和第二分光镜的光透过率及反射率，使透过和反射的激光均适用于检测。
进一步地，采用喇叭状罩壳接收光瞄设备发出的激光。通过喇叭状罩壳接收激光，保障测试人员的安全。
本发明的有益效果是：本发明的一种多光融合的光瞄设备测试***通过将电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***、激光光斑跟踪检测***共同分布于中心光轴上，将不同波长的光线（可见光、红外光及激光）经过同一中心光轴，在光瞄设备测试***中集成了电视成像性能检测、红外成像性能检测、光轴一致性检测、激光光斑跟踪检测的多种检测功能，还具有激光照射性能检测***以实现激光照射性能检测，结构紧凑，并且带通镜可转动设置，转动带通镜即可切换对电视成像性能检测和红外成像性能检测功能，以及采用了卡塞格林式平行光学***，进一步使光瞄设备测试***结构紧凑，缩小了所需的占地面积，能够适用于室外移动性检测环境，提升了光瞄设备测试***的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种多光融合的光电瞄准设备测试***主体示意图；
图2为本发明的一种多光融合的光电瞄准设备测试***的激光照射性能检测***示意图。
图中：1、CCD***；2、红外转换片；3、激光光源；4、第一分光镜；5、可见光光源；6、可见光靶标；7、带通镜；8、红外靶标；9、红外光源；10、主反射镜；11、平行光管；12、次反射镜；13、第二分光镜；14、激光能量探测器；15、激光脉宽探测器。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1-2所示，本发明提供了一种多光融合的光瞄设备测试***，包括分布于中心光轴上的电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***；中心光轴依次设有CCD***1、第一分光镜4、带通镜7和平行光学***，平行光学***的平行光端与光瞄设备相连；本领域工作人员可知，光瞄设备测试***与光瞄设备的连接是分别通过光缆与工控计算机连接加以实现的。
电视成像性能检测***具有可见光光源5，可见光光源5发出的可见光由带通镜7反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的可见光实现电视成像性能检测；
红外成像性能检测***具有红外光源9，红外光源9发出的红外光由带通镜7反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的红外光实现红外成像性能检测；
光轴一致性检测***采用电视成像性能检测***、红外成像性能检测***及CCD***1，用于测试光瞄设备中的电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性；
所述激光光斑跟踪检测***具有可移动的激光光源3，激光光源3发出的激光经第一分光镜4反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的光斑，实现激光光斑跟踪检测。
通过将电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***共同分布于中心光轴上，将不同波长的光线（可见光、红外光及激光）经过同一中心光轴，实现了在光瞄设备测试***中集成了电视成像性能检测、红外成像性能检测、光轴一致性检测、激光照射能量检测的多种检测功能，并且其结构紧凑，缩小了所需的占地面积，能够适用于室外移动性检测环境，提升了光瞄设备测试***的适用性。
具体地，所述电视成像性能检测***的可见光光源5发出的可见光与中心光轴于带通镜7中心处垂直，可见光光源5与带通镜7间设有可见光靶标6，带通镜7与中心光轴夹角为45°，带通镜7反射面转动至面向可见光光源5及平行光学***方向，可见光光源5发出的可见光通过可见光靶标6后由带通镜7反射至平行光学***，平行光学***使可见光在光瞄设备的电视探测器上成像，比对电视探测器采集到的可见光靶标图像与标准可见光靶标图像实现电视成像性能检测。可见光光源5采用光谱为350~2500nm的卤素光源，并采用积分球进行匀光，可见光靶标6包括不限于十字丝靶标与可见光分辨率靶。
具体地，所述红外成像性能检测***的红外光源9与可见光光源5以中心光轴对称，红外光源9与带通镜7间设有红外靶标8，带通镜7为可转动设置，带通镜7反射面转动至面向红外光源9及平行光学***方向，红外光源9发出的红外光通过红外靶标8后由带通镜7反射至平行光学***，平行光学***使红外光在光瞄设备的红外探测器上成像，比对红外探测器采集到的红外靶标图像与标准红外靶标图像实现红外成像性能检测。
所述红外光源9采用腔式黑体，红外靶标8包括不限于十字丝靶标与红外四杆靶。
通过带通镜7可转动设置，转动带通镜7即可切换对电视成像性能检测和红外成像性能检测功能，使光瞄设备测试***结构紧凑。
具体地，所述光轴一致性检测***，带通镜7反射面转动至面向可见光光源5及平行光学***方向，开启可见光光源5，调整光路使可见光靶标图像与光瞄设备的电视成像***中心重合后，光瞄设备的激光探测***发出与带通镜7通光波长相同的激光，依次通过平行光学***、带通镜7和第一分光镜4后成像至CCD***1，对比CCD***1接受到的成像光斑中心与CCD***1中心实现对光瞄设备的电视成像***与激光探测***的光轴一致性检测；同理，带通镜7转动至反射面面向红外光源9及平行光学***方向，开启红外光源9，实现对光瞄设备的红外成像***与激光探测***的光轴一致性检测，从而实现对电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性测试。
所述CCD***1包括设于接收端的红外转换片2，所述红外转换片2可选但不限于掺杂红外磷材料的陶瓷玻璃基片。
通过采用电视成像性能检测***、红外成像性能检测***和CCD***1即实现光轴一致性检测，集合程度高，缩小了光瞄设备测试***所需的占地面积。
具体地，所述激光光斑跟踪检测***的激光光源3发出的激光与中心光轴于第一分光镜4中心处垂直，第一分光镜4与中心光轴夹角为45°，第一分光镜4反射面向激光光源3及平行光学***方向，激光波长与带通镜7的通光波长相同，激光由第一分光镜4反射后穿过带通镜7进入平行光学***，平行光学***出射的激光光斑由光瞄设备接收，比对移动激光光源3时光瞄设备接收到的激光光斑移动情况，实现激光光斑跟踪检测。
第一分光镜4位于带通镜7与CCD***1之间，在集合激光光斑跟踪检测入光瞄设备测试***的同时避免了第一分光镜4对于可见光及红外光的影响。
具体地，还包括激光照射性能检测***，所述激光照射性能检测***包括第二分光镜13、激光能量探测器14和激光脉宽探测器15，所述第二分光镜13设于光瞄设备的激光出射端，第二分光镜13与激光光路夹角为45°，激光经第二分光镜13分光后分别射入激光能量探测器14和激光脉宽探测器15，激光能量探测器14和激光脉宽探测器15集成于同一测试探头，实现测试探头对光瞄设备所发出的激光的能量检测和脉宽检测。
通过将激光照射性能检测***集合进光瞄设备测试***，增加了测试***的检测功能，并且通过设置第二分光镜13同时实现对激光的能量检测和脉宽检测。
具体地，所述平行光学***为卡塞格林式平行光学***，包括长度为500～800mm的平行光管11和设于平行光管11内部的主反射镜10和次反射镜12，主反射镜10为凹透镜，次反射镜12为凸透镜，次反射镜12设于中心光轴上。
通过采用卡塞格林式平行光学***，减少光学***对于透射光学元件的使用，可实现不同波长的光线传播，而不受到光学元件折射率的影响，且在镀反射膜方面，反射式光学元件的反射率优于透射式光学元件，且实现技术也更为成熟。另外，卡塞林式光学***经过科学的光学设计，实现更高质量、更精细、更逼真的成像效果，同时兼具有结构紧凑、小型化的特点。改善了现有技术中光瞄设备检测***中因透射式光学元件巨大，所需光管长度更长所导致测试设备体积大以及测试设备中光学元件加工困难，价格昂贵的问题。
更具体地，卡塞格林式平行光学***的主反射镜10直径为200～300mm，次反射镜12直径为60～100mm，两镜间隔300～500mm，平行光管11直径为300～500mm，且光源与反射平行光学***封闭处理，较现有技术体积小，可适用于室外移动环境。
具体地，所述带通镜7的通光波长为1064nm。通过采用1064nm带通镜7，适用于常规激光波长，并且所述带通镜7采用但不限于在基底玻璃上镀制SiO2/Si3N4交替的多层膜系结构，基底玻璃厚度设计为1~4mm，膜层结构设计厚度100~500nm，实现对激光通过同时可对可见光及红外波段光反射功能。
具体地，所述第一分光镜4和第二分光镜13对激光波段光透过率及反射率均为50%，采用但不限于在基底玻璃上溅镀SiO2/Si3N4等介电材料的多层膜结构，基底玻璃厚度设计为1~3mm，膜层结构设计厚度为100~600nm。通过限定第一分光镜4和第二分光镜13的光透过率及反射率，使透过和反射的激光均适用于检测。
具体地，采用喇叭状罩壳接收光瞄设备发出的激光。通过喇叭状罩壳接收激光，保障测试人员的安全。
具体地，各光源与平行光学***进行密封处理，采用蓝宝石作为光学窗口。
本发明未详细说明的部分均可采用现有技术加以实现。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于，包括分布于中心光轴上的电视成像性能检测***、红外成像性能检测***、光轴一致性检测***和激光光斑跟踪检测***；中心光轴依次设有CCD***（1）、第一分光镜（4）、带通镜（7）和平行光学***，平行光学***的平行光端与光瞄设备相连；
电视成像性能检测***具有可见光光源（5），可见光光源（5）发出的可见光由带通镜（7）反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的可见光实现电视成像性能检测；
红外成像性能检测***具有红外光源（9），红外光源（9）发出的红外光由带通镜（7）反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的红外光实现红外成像性能检测；
光轴一致性检测***采用电视成像性能检测***、红外成像性能检测***及CCD***（1），用于测试光瞄设备中的电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性；
所述激光光斑跟踪检测***具有可移动的激光光源（3），激光光源（3）发出的激光经第一分光镜（4）反射沿中心光轴射入光瞄设备，通过比对光瞄设备接收到的光斑，实现激光光斑跟踪检测。
2.如权利要求1所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述电视成像性能检测***的可见光光源（5）发出的可见光与中心光轴于带通镜（7）中心处垂直，可见光光源（5）与带通镜（7）间设有可见光靶标（6），带通镜（7）与中心光轴夹角为45°，带通镜（7）反射面转动至面向可见光光源（5）及平行光学***方向，可见光光源（5）发出的可见光通过可见光靶标（6）后由带通镜（7）反射至平行光学***，平行光学***使可见光在光瞄设备的电视探测器上成像，比对电视探测器采集到的可见光靶标图像与标准可见光靶标图像实现电视成像性能检测。
3.如权利要求2所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述红外成像性能检测***的红外光源（9）与可见光光源（5）以中心光轴对称，红外光源（9）与带通镜（7）间设有红外靶标（8），带通镜（7）为可转动设置，带通镜（7）反射面转动至面向红外光源（9）及平行光学***方向，红外光源（9）发出的红外光通过红外靶标（8）后由带通镜（7）反射至平行光学***，平行光学***使红外光在光瞄设备的红外探测器上成像，比对红外探测器采集到的红外靶标图像与标准红外靶标图像实现红外成像性能检测。
4.如权利要求3所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述光轴一致性检测***，带通镜（7）反射面转动至面向可见光光源（5）及平行光学***方向，开启可见光光源（5），调整光路使可见光靶标图像与光瞄设备的电视成像***中心重合后，光瞄设备的激光探测***发出与带通镜（7）通光波长相同的激光，依次通过平行光学***、带通镜（7）和第一分光镜（4）后成像至CCD***（1），对比CCD***（1）接受到的成像光斑中心与CCD***（1）中心实现对光瞄设备的电视成像***与激光探测***的光轴一致性检测；同理，带通镜（7）转动至反射面面向红外光源（9）及平行光学***方向，开启红外光源（9），实现对光瞄设备的红外成像***与激光探测***的光轴一致性检测，从而实现对电视成像***、红外成像***和激光探测***的光轴一致性测试。
5.如权利要求3所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述激光光斑跟踪检测***的激光光源（3）发出的激光与中心光轴于第一分光镜（4）中心处垂直，第一分光镜（4）与中心光轴夹角为45°，第一分光镜（4）反射面向激光光源（3）及平行光学***方向，激光波长与带通镜（7）的通光波长相同，激光由第一分光镜（4）反射后穿过带通镜（7）进入平行光学***，平行光学***出射的激光光斑由光瞄设备接收，比对移动激光光源（3）时光瞄设备接收到的激光光斑移动情况，实现激光光斑跟踪检测。
6.如权利要求1所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：还包括激光照射性能检测***，所述激光照射性能检测***包括第二分光镜（13）、激光能量探测器（14）和激光脉宽探测器（15），所述第二分光镜（13）设于光瞄设备的激光出射端，第二分光镜（13）与激光光路夹角为45°，激光经第二分光镜（13）分光后分别射入激光能量探测器（14）和激光脉宽探测器（15），激光能量探测器（14）和激光脉宽探测器（15）集成于同一测试探头，实现测试探头对光瞄设备所发出的激光的能量检测和脉宽检测。
7.如权利要求1所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述平行光学***为卡塞格林式平行光学***，包括长度为500～800mm的平行光管（11）和设于平行光管（11）内部的主反射镜（10）和次反射镜（12），主反射镜（10）为凹透镜，次反射镜（12）为凸透镜，次反射镜（12）设于中心光轴上。
8.如权利要求1所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述带通镜（7）的通光波长为1064nm。
9.如权利要求6所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：所述第一分光镜（4）和第二分光镜（13）对激光波段光透过率及反射率均为50%。
10.如权利要求1或6所述的一种多光融合的光瞄设备测试***，其特征在于：采用喇叭状罩壳接收光瞄设备发出的激光。
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