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CN109596318A - 可见光及红外动态目标模拟装置 - Google Patents

可见光及红外动态目标模拟装置 Download PDF

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CN109596318A
CN109596318A CN201811650898.1A CN201811650898A CN109596318A CN 109596318 A CN109596318 A CN 109596318A CN 201811650898 A CN201811650898 A CN 201811650898A CN 109596318 A CN109596318 A CN 109596318A
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CN
China
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target
light
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displacement
visible light
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Application number
CN201811650898.1A
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English (en)
Inventor
肖恒兵
侯绿
王宇
曹明朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
717th Research Institute of CSIC
Original Assignee
717th Research Institute of CSIC
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可见光及红外动态目标模拟装置，包括光学系统和靶板切换及位移系统；光学系统包括平行光管、抛物面反射镜、平面反射镜、光源、光阑、滤光片切换装置；靶板切换及位移系统包括靶板、电动靶轮、靶板切换电机、靶板位移电机、位移传感器。光源发出的光经光阑后通过滤光片切换装置，选择特定的波段后，穿过电动靶轮上选定的靶板，投射在平面反射镜上，平面反射镜再将反射光投射在抛物面反射镜上进行二次反射，从平行光管出射出不同波段、不同靶板对应的模拟目标平行光。本发明能够提供从可见光到红外的多波段、从无穷远处到有限距离的静态、动态目标模拟。

Description

可见光及红外动态目标模拟装置
技术领域
本发明涉及光学计量与检测领域，尤其涉及一种可见光及红外动态目标模拟装置。
背景技术
在对可见光及红外图像传感器进行校准时，需要校准装置提供从无穷远到有限距离的不同波段的模拟目标。对于目标模拟常用的设计方法是，将目标特征图案的靶板放置于光学系统的焦平面上，靶板通过光学系统中镜片组的折射或者反射形成平行光输出，从而模拟出无穷远处静态目标，但采用传统的平行光管模拟成像的方法，不能够满足涵盖可见光、中波红外、长波红外等多波段的要求，且不能实现从无穷远到有限距离的动态目标模拟。
发明内容
本发明的目的在于针对现有平行光管模拟目标的不足之处，提供一种能够模拟多波段、从无穷远到有限距离的动态目标的可见光及红外模拟装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供一种可见光及红外动态目标模拟装置，包括光学系统和靶板切换及位移系统；
所述光学系统包括平行光管、抛物面反射镜、平面反射镜、光源、光阑、滤光片切换装置；
所述靶板切换及位移系统包括靶板、电动靶轮、靶板切换电机、靶板位移电机、位移传感器；电动靶轮上安装有多个靶板；靶板切换电机控制电动靶轮旋转，切换靶板；靶板位移电机控制电动靶轮在光学系统焦平面附近前后移动；位移传感器安装在电动靶轮的位移行进路线上，对靶板进行位移定位；
光源发出的光经光阑后通过滤光片切换装置，选择特定的波段后，穿过电动靶轮上选定的靶板，投射在平面反射镜上，平面反射镜再将反射光投射在抛物面反射镜上进行二次反射，从平行光管出射出不同波段、不同靶板对应的模拟目标平行光。
接上述技术方案，光源包括可见光光源和黑体红外光源，提供从可见光到中波红外、长波红外的波段光。
接上述技术方案，电动靶轮上安装有多个不同尺寸、不同图案的靶板。
接上述技术方案，滤光片切换装置包括可见光、中波红外、长波红外三种滤光片。
本发明产生的有益效果是：本发明采用平面反射镜与离轴抛物面反射镜组合的二次反射式光学系统，具有结构紧凑、大口径、无色差、几何焦点无球差、光路中心无遮挡的特点，滤光片切换装置和靶板切换及位移装置能够提供从可见光到红外的多波段、从无穷远处到有限距离的静态、动态目标模拟，整套装置具有多波段、多距离、多视场图案的目标模拟特点。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例可见光及红外动态目标模拟装置的结构示意图。
图1中：1光源；2光阑；3滤光片切换装置；4靶板位移电机；5靶板切换电机；6电动靶轮；7靶板；8位移传感器；9平面反射镜；10抛物面反射镜；11平行光管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的可见光及红外动态目标模拟装置，如图1，包括光学系统和靶板切换及位移系统。其中，所述光学系统包括平行光管11、抛物面反射镜10、平面反射镜9、光源1、光阑2、滤光片切换装置3；所述靶板切换及位移系统包括靶板7、电动靶轮6、靶板切换电机5、靶板位移电机4、位移传感器8。
整个装置外部为平行光管外壳体，可安装在稳定的大理石平台上，台体厚度大于等于200mm，平台预留定位孔，用于固定关机组件。平行光管整体紧固后，各个机构应保证光源中心、光阑中心、滤光片中心、靶板中心、平面反射镜中心在一条基准轴线上，装调完成后应保证轴线中心误差优于2mm。
为保证反射面不变形，抛物面反射镜10的中心厚度应该取厚一些；为使抛物面反射镜的焦点正好在光轴上，同时平行光管要求在有效孔径内不能被遮挡，所以要从大的抛物面反射镜中偏离光轴切割出轴式抛物面反射镜。
靶板切换电机5能够控制电动靶轮6进行旋转，切换所述靶板7，进行模拟目标选择。靶板位移电机4能够控制所述电动靶轮6在光学系统焦平面附近进行前后移动，改变离焦量以模拟不同距离的目标。位移传感器8安装在电动靶轮6的位移行进路线上，对靶板7进行位移精确定位。离焦量的精确探测由位移传感器8进行反馈。
光源1发出的光经光阑2后通过滤光片切换装置3，滤光片切换装置3选择特定的波段后，光穿过电动靶轮6上选定的靶板7，投射在平面反射镜9上，平面反射镜9再将反射光投射在抛物面反射镜10上进行二次反射，从而出射不同波段、不同靶板对应的模拟目标平行光。
抛物面反射镜10与平面反射镜9构成二次反射光学系统，具有结构紧凑大口径、无色差、几何焦点无球差、光路中心无遮挡的特点。
光源1包括可见光光源和黑体红外光源，可以提供从可见光到中波红外、长波红外的波段光。
滤光片切换装置3放置在所述光阑2后，包含可见光、中波红外、长波红外三种滤光片，用于选择不同波段的光，实现不同波段目标模拟。根据模拟目标波段的特性，滤光片切换装置3可以手动切换滤光片来选择所需的波段。
进一步地，电动靶轮6上安装有多个不同尺寸、不同图案的所述靶板7，用以模拟不同视场、不同形状的目标。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种可见光及红外动态目标模拟装置，其特征在于，包括光学系统和靶板切换及位移系统；
所述光学系统包括平行光管、抛物面反射镜、平面反射镜、光源、光阑、滤光片切换装置；
所述靶板切换及位移系统包括靶板、电动靶轮、靶板切换电机、靶板位移电机、位移传感器；电动靶轮上安装有多个靶板；靶板切换电机控制电动靶轮旋转，切换靶板；靶板位移电机控制电动靶轮在光学系统焦平面附近前后移动；位移传感器安装在电动靶轮的位移行进路线上，对靶板进行位移定位；
光源发出的光经光阑后通过滤光片切换装置，选择特定的波段后，穿过电动靶轮上选定的靶板，投射在平面反射镜上，平面反射镜再将反射光投射在抛物面反射镜上进行二次反射，从平行光管出射出不同波段、不同靶板对应的模拟目标平行光。
2.根据权利要求1所述的可见光及红外动态目标模拟装置，其特征在于，光源包括可见光光源和黑体红外光源，提供从可见光到中波红外、长波红外的波段光。
3.根据权利要求1所述的可见光及红外动态目标模拟装置，其特征在于，电动靶轮上安装有多个不同尺寸、不同图案的靶板。
4.根据权利要求1所述的可见光及红外动态目标模拟装置，其特征在于，滤光片切换装置包括可见光、中波红外、长波红外三种滤光片。
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