本技術(shù)屬于光電探測領(lǐng)域，具體涉及一種新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

1、許多光學(xué)系統(tǒng)中存在有兩路或多路光學(xué)設(shè)備，其光路會(huì)通過耦合鏡合成一路。通常情況下，兩束光或多束光耦合后，其光軸是平行的，但由于結(jié)構(gòu)變形或其它原因，一段時(shí)間過后，光路可能會(huì)發(fā)生漂移，造成光軸不平行現(xiàn)象產(chǎn)生。目前，為了監(jiān)測兩路光學(xué)設(shè)備光軸耦合后的平行度，一般是在光路中增加額外的光軸監(jiān)視系統(tǒng)，或利用光路中的探測設(shè)備，在設(shè)備工作前先對(duì)光軸進(jìn)行檢測，再通過電動(dòng)調(diào)整鏡對(duì)光軸進(jìn)行修正，后者對(duì)監(jiān)測光路的成像位置由于會(huì)在探測器中心附近，影響其探測能力，因此無法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2、公告號(hào)為cn111102942b的中國發(fā)明專利公開了一種激光發(fā)射光軸與跟蹤系統(tǒng)光軸平行度實(shí)時(shí)矯正系統(tǒng)及方法，其通過激光經(jīng)過分光鏡后進(jìn)入目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)生成目標(biāo)成像；信標(biāo)光透射過分光鏡并經(jīng)過反射棱鏡反射后進(jìn)入目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)生成信標(biāo)光光斑；通過控制系統(tǒng)確定目標(biāo)成像和信標(biāo)光光斑的位置信息，根據(jù)標(biāo)定原點(diǎn)計(jì)算激光和目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)的光軸的偏差量，通過快速控制反射鏡對(duì)激光的光軸的方向進(jìn)行實(shí)時(shí)矯正。上述系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了激光光軸的平行度監(jiān)測，但是增加信標(biāo)光會(huì)增大激光發(fā)射光路的復(fù)雜程度，降低激光發(fā)射光路的可靠性，影響光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測精度，并且，采用反射棱鏡以偏轉(zhuǎn)一定角度使信標(biāo)光斑與目標(biāo)成像錯(cuò)位顯示的方法也缺乏精確度，無法有效控制信標(biāo)光的偏轉(zhuǎn)范圍，影響偏差量的計(jì)算和激光光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)整的精度。

3、因此，為了滿足現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，不僅需要實(shí)時(shí)監(jiān)測和修正光軸平行度，還需要兼顧光軸監(jiān)測的精度和準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，在跟蹤目標(biāo)的同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測激光光軸并進(jìn)行修正，提高監(jiān)測精度，提供一種新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，包括光路組件、控制模塊和精跟蹤相機(jī)，所述光路組件包括光路耦合機(jī)構(gòu)和光路偏折機(jī)構(gòu)，所述光路耦合機(jī)構(gòu)包括激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)、耦合鏡；

4、所述激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)置于發(fā)射激光光路中，所述發(fā)射激光經(jīng)所述激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)反射后進(jìn)入耦合鏡；

5、所述耦合鏡設(shè)置于外部目標(biāo)反射的可見光進(jìn)入所述精跟蹤相機(jī)進(jìn)行成像的光路上，所述耦合鏡的正面面向所述激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)置，反面面向所述精跟蹤相機(jī)設(shè)置，所述進(jìn)入耦合鏡的發(fā)射激光經(jīng)過耦合鏡正面反射后出射跟蹤激光，經(jīng)過耦合鏡透射后由反面出射監(jiān)測激光，所述跟蹤激光用于出射至目標(biāo)，目標(biāo)反射的可見光和目標(biāo)反射的跟蹤激光均經(jīng)過耦合鏡正面進(jìn)行耦合后，透射進(jìn)入精跟蹤相機(jī)生成成像光斑；

6、所述光路偏折機(jī)構(gòu)包括角反射器，所述角反射器位于耦合鏡反面的監(jiān)測激光光路中，所述角反射器與耦合鏡之間的監(jiān)測激光光路中設(shè)置有光楔，所述光楔用于偏折監(jiān)測激光的方向，所述監(jiān)測激光經(jīng)過角反射器和光楔后發(fā)生方向偏折，發(fā)生方向偏折后的監(jiān)測激光經(jīng)過耦合鏡反面反射后，進(jìn)入精跟蹤相機(jī)生成監(jiān)測光斑；

7、所述控制模塊分別與激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)、精跟蹤相機(jī)電連接，所述控制模塊用于控制激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)的反射面角度，以調(diào)整跟蹤激光光軸，所述精跟蹤相機(jī)用于成像、獲取成像光斑和監(jiān)測光斑的位置并將位置信息輸出至控制模塊。

8、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在跟蹤目標(biāo)的同時(shí)監(jiān)測激光光軸并進(jìn)行修正，通過耦合鏡耦合可見光和目標(biāo)反射的激光的同時(shí)，還將發(fā)射激光分離出監(jiān)測激光，通過角反射鏡和光楔，監(jiān)測激光發(fā)生角度偏折，經(jīng)過耦合鏡反面反射后進(jìn)入精跟蹤相機(jī)，在精跟蹤相機(jī)中心邊緣成像，通過精跟蹤相機(jī)和控制模塊計(jì)算監(jiān)測激光的偏轉(zhuǎn)角度，控制激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)將角度誤差修正，實(shí)時(shí)將跟蹤激光光軸與精跟蹤相機(jī)的光軸修正至平行狀態(tài)。

9、為了精跟蹤相機(jī)光軸始終指向目標(biāo)，保證精跟蹤相機(jī)光軸的精準(zhǔn)指向，所述光路組件還包括相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)也設(shè)置于外部目標(biāo)反射的可見光進(jìn)入所述精跟蹤相機(jī)進(jìn)行成像的光路上，且所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)位于所述耦合鏡的正面一側(cè)，所述目標(biāo)反射的可見光和目標(biāo)反射的跟蹤激光均經(jīng)過相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)反射后，再經(jīng)由耦合鏡正面進(jìn)行耦合，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)與控制模塊電連接，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)用于在控制模塊的控制下調(diào)整反射面角度以調(diào)整精跟蹤相機(jī)光軸。

10、為了監(jiān)測激光經(jīng)過且僅經(jīng)過一次光楔，所述角反射器與光楔之間設(shè)置有雙孔光闌，所述雙孔光闌的第一孔與第二孔沿角反射器軸線中心對(duì)稱。

11、優(yōu)選地，所述光楔的傾斜面設(shè)置于遠(yuǎn)離角反射器的反射面的一側(cè)。

12、優(yōu)選地，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)采用快速反射鏡。

13、優(yōu)選地，所述激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)調(diào)整鏡。

14、為了便于安裝和調(diào)節(jié)光楔角度，還包括用于安裝角反射器的角反射器座和用于安裝光楔的光楔座，所述角反射器座與雙孔光闌一體化設(shè)計(jì)，所述光楔座與角反射器座活動(dòng)連接。

15、優(yōu)選地，所述光楔座與角反射器座采用螺紋連接。

16、為了固定角度調(diào)節(jié)后的光楔，所述光楔座上設(shè)置有緊固件，用于鎖緊固定光楔座。

17、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了光軸的實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到光軸漂移時(shí)，能夠快速對(duì)光軸進(jìn)行修正，保證光路耦合后的光軸一致性，監(jiān)測準(zhǔn)確度高。并且結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小，能夠?qū)崟r(shí)工作，大大提高了項(xiàng)目工作穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括光路組件、控制模塊和精跟蹤相機(jī)，所述光路組件包括光路耦合機(jī)構(gòu)和光路偏折機(jī)構(gòu)，所述光路耦合機(jī)構(gòu)包括激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)、耦合鏡；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光路組件還包括相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)也設(shè)置于外部目標(biāo)反射的可見光進(jìn)入所述精跟蹤相機(jī)進(jìn)行成像的光路上，且所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)位于所述耦合鏡的正面一側(cè)，所述目標(biāo)反射的可見光和目標(biāo)反射的跟蹤激光均經(jīng)過相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)反射后，再經(jīng)由耦合鏡正面進(jìn)行耦合，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)與控制模塊電連接，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)用于在控制模塊的控制下調(diào)整反射面角度以調(diào)整精跟蹤相機(jī)光軸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述角反射器與光楔之間設(shè)置有雙孔光闌，所述雙孔光闌的第一孔與第二孔沿角反射器軸線中心對(duì)稱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光楔的傾斜面設(shè)置于遠(yuǎn)離角反射器的反射面的一側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述相機(jī)光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)采用快速反射鏡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)調(diào)整鏡。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括用于安裝角反射器的角反射器座和用于安裝光楔的光楔座，所述角反射器座與雙孔光闌一體化設(shè)計(jì)，所述光楔座與角反射器座活動(dòng)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光楔座與角反射器座采用螺紋連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光楔座上設(shè)置有緊固件，用于鎖緊固定光楔座。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種新型光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測裝置，包括光路組件、控制模塊和精跟蹤相機(jī)，光路組件包括激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)、耦合鏡、角反射器和光楔；發(fā)射激光經(jīng)激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)反射后進(jìn)入耦合鏡；耦合鏡設(shè)置于外部目標(biāo)反射的可見光進(jìn)入精跟蹤相機(jī)進(jìn)行成像的光路上，耦合鏡的正面面向激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)置，反面面向精跟蹤相機(jī)設(shè)置，進(jìn)入耦合鏡的發(fā)射激光經(jīng)過耦合鏡正面反射后出射跟蹤激光，經(jīng)過耦合鏡正面透射后出射監(jiān)測激光，角反射器位于耦合鏡反面的監(jiān)測激光光路中，角反射器與耦合鏡之間設(shè)置有光楔，控制模塊分別與激光光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)、精跟蹤相機(jī)電連接。本技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在跟蹤目標(biāo)的同時(shí)監(jiān)測激光光軸并進(jìn)行修正，提高了光軸實(shí)時(shí)監(jiān)測的精度。

技術(shù)研發(fā)人員：朱曉凱,黃偉,李衛(wèi)森,劉朝麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中原電子技術(shù)研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第二十七研究所）
技術(shù)研發(fā)日：20240603
技術(shù)公布日：2025/1/9