本實用新型涉及一種高精度紅外成像系統(tǒng)像面對接裝置，應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域紅外光學成像系統(tǒng)的像面對接、穿心。

背景技術(shù)：

紅外光學成像系統(tǒng)與紅外成像焦平面組成的紅外成像相機是航天、航空領(lǐng)域飛行器的重要組件，為各類任務(wù)提供視頻圖像，便于地面的監(jiān)測和控制。紅外光學成像系統(tǒng)對其光學系統(tǒng)光軸和成像焦平面靶面中心法線的重合度精度要求非常高，如何在紅外成像設(shè)備裝配過程中保證上述指標要求成為決定紅外成像設(shè)備成像質(zhì)量和測量精度的重要環(huán)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有的紅外光學鏡頭和紅外成像焦平面穿心過程中無法保證光學鏡頭光軸和焦平面靶面中心法線的重合精度的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種高精度紅外成像系統(tǒng)像面對接裝置。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種高精度紅外成像系統(tǒng)像面對接裝置，其特殊之處在于：包括顯示器和水平設(shè)置的光學導軌，所述光學導軌上依次安裝有紅外圖像探測器、紅外光學成像鏡頭和平行光管；

所述圖像探測器通過組合移動臺與光學導軌相連；所述圖像探測器包括朝向紅外光學成像鏡頭的圖像探測器焦平面，所述圖像探測器與顯示器相連；

所述紅外光學成像鏡頭通過組合移動臺與光學導軌相連；

所述平行光管通過平行光管支架與光學導軌相連；

所述平行光管支架和組合移動臺均可進行三維平動和轉(zhuǎn)動。

較佳的，上述平行光管為安裝有分劃板的紅外自準直平行光管，所述分劃板為十字叉絲。

較佳的，上述顯示器為顯示區(qū)域中央位置自生成電十字絲顯示器。

本實用新型還提供一種高精度紅外成像系統(tǒng)像面對接方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1)平行光管光軸與導軌平行度的調(diào)整：

將平行光管通過平行光管支架安裝于光學導軌一端的滑塊上；調(diào)節(jié)平行光管支架，使平行光管的光軸與光學導軌平行，然后固定平行光管；

2)平行光管光軸與圖像探測器焦平面垂直度的調(diào)整：

將圖像探測器通過組合移動臺安裝于光學導軌的另一端；調(diào)節(jié)固定圖像探測器的組合移動臺，使自準直平行光管發(fā)出的光經(jīng)十字分劃板后所形成的十字絲通過圖像探測器表面反射回來后與平行光管的十字絲像重合，然后固定圖像探測器，完成平行光管光軸與圖像探測器焦平面垂直度的調(diào)整；

3)光學鏡頭成像面與圖像探測器焦平面重合度的調(diào)整：

在圖像探測器和平行光管之間，通過組合移動臺將光學鏡頭安裝于導軌上；將圖像探測器與顯示器相連，沿光學導軌移動光學鏡頭，使顯示器上生成清晰的圖像，完成光學鏡頭成像面與圖像探測器焦平面重合度調(diào)整；

4)光學鏡頭光軸與圖像探測器焦平面中心法線重合度的調(diào)整：

調(diào)節(jié)固定光學鏡頭的組合移動臺，使自準直平行光管的光源通過十字分劃板后發(fā)出的平行光經(jīng)光學鏡頭所成的十字絲像與自生成電十字絲顯示器中心的十字絲重合，然后固定光學鏡頭，完成光學鏡頭光軸與圖像探測器焦平面中心法線重合度的調(diào)整。

較佳的，上述平行光管為安裝有分劃板的紅外自準直平行光管。

步驟2)中的調(diào)節(jié)方法是：自準直平行光管發(fā)出的光經(jīng)十字分劃板后到達圖像探測器的表面，調(diào)節(jié)組合移動臺使圖像探測器表面所反射的十字分劃板的像和平行光管分劃板像相重合。

上述分劃板為十字叉絲。

較佳的，上述顯示器為顯示區(qū)域中央位置自生成電十字絲顯示器。

本實用新型的有益效果在于：

(1)本實用新型紅外成像系統(tǒng)穿心裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可廣泛應(yīng)用于工程實踐中，尤其是大批量生產(chǎn)科研任務(wù)中；

(2)本實用新型提供的裝置及方法減少了機械測量和裝配帶來的誤差，穿心精度高，可以取得良好的成像效果；

(3)本實用新型提供的像面對接裝置及方法減少了機械測量和裝配帶來的誤差，穿心精度高，可以取得良好的成像效果。

附圖說明

圖1為本實用新型像面對接裝置的較佳實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為平行光管與光學導軌平行調(diào)節(jié)示意圖。

圖3為平行光管與圖像探測器焦平面垂直度調(diào)節(jié)示意圖。

圖4為紅外光學成像鏡頭與圖像探測器焦平面重合度調(diào)節(jié)示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型提供一種高精度紅外成像系統(tǒng)像面對接裝置，其較佳實施例的結(jié)構(gòu)包括顯示器9和水平設(shè)置的光學導軌1，光學導軌1上依次安裝有紅外圖像探測器7、紅外光學成像鏡頭5和平行光管3。

其中，紅外圖像探測器7先安裝于探測器支架8上，然后再通過組合移動臺6與光學導軌1相連；紅外圖像探測器7的焦平面朝向紅外光學成像鏡頭5。紅外圖像探測器7與顯示器9相連，本實施例中的顯示器為顯示區(qū)域中央位置自生成電十字絲顯示器。

紅外光學成像鏡頭5先安裝于鏡頭支架4上，然后再通過組合移動臺6與光學導軌1相連。

平行光管3通過平行光管支架2與光學導軌1相連。本實施例中的平行光管是安裝有分劃板的紅外自準直平行光管，其中分劃板可以采用十字叉絲。

平行光管支架2和組合移動臺6均可進行三維平動和轉(zhuǎn)動，起到支撐和調(diào)節(jié)的作用。

使用本實用新型像面對接裝置的具體步驟如下：

步驟1，參見圖2，通過調(diào)節(jié)平行光管支架2使平行光管3的光軸與下方的光學導軌1平行，并將其固定在光學導軌1的滑塊上。

步驟2，參見圖3，在光學導軌1的另一側(cè)通過探測器支架8安裝紅外圖像探測器7，調(diào)節(jié)紅外圖像探測器焦平面幾何中心高度，使其與平行光管的高度一致，自準直紅外平行光管發(fā)出平行光束到圖像探測器的表面，調(diào)節(jié)組合移動臺使圖像探測器表面所反射的十字分劃板的像和平行光管分劃板像相重合，同時固定好圖像探測器7

步驟3，參見圖4，在平行光管3和紅外圖像探測器7中間通過鏡頭支架4安裝紅外光學成像鏡頭5，連接顯示系統(tǒng)和電源。通電后，調(diào)節(jié)紅外光學成像鏡頭5和紅外圖像探測器7之間的距離，當光學鏡頭成像面與紅外圖像探測器焦平面位置重合后，在自生成電十字絲顯示器上會生成清晰的圖像，通過調(diào)整光學鏡頭下方的組合移動臺6可實現(xiàn)光學鏡頭成像面與紅外圖像探測器焦平面位置重合度調(diào)整。

步驟4，對圖像探測器通電后，在自生成電十字絲顯示器中心會形成一個十字絲，十字絲處即為紅外圖像探測器的焦平面中心位置。自準直平行光管的光源通過十字絲分劃板后發(fā)出的平行光經(jīng)紅外光學鏡頭所成的十字絲像與自生成電十字絲的顯示器中心的十字絲重合說明紅外光學鏡頭的光軸與紅外圖像探測器焦平面中心法線重合，如不重合，調(diào)節(jié)安裝紅外光學鏡頭的組合移動臺的平動自由度使得紅外光學鏡頭的光軸與紅外圖像探測器焦平面中心法線重合。