光軸校準 (Boresight) 測試：確保多重感測器平台的精準協同
在現代先進的光電系統 (EO) 中，特別是那些整合了多個不同光譜波段或不同功能感測器的複雜平台，光軸校準 (Boresight Testing) 或稱瞄準線校準，是一項至關重要的核心技術環節，所謂光軸校準，其本質是確保平台上兩個或多個光學感測器（例如紅外光熱像儀、可見光CCD/CMOS攝影機、近紅外光/短波紅外光相機、影像增強管等）的光學軸線 (optical axes)，或者感測器的光學軸線與其他主動式光電設備（如雷射測距儀、雷射指示器、雷射武器投射系統）的發射/接收軸線，能夠精確地指向空間中的同一個目標點，或者它們之間的指向偏差（若有設計上的偏移）能夠被精確地量測並校準至一個已知的、可接受的容差範圍內。這項技術的精確度直接影響著整個系統的作戰效能、目標定位的準確性以及多源資訊融合的品質，若光軸未能精確對準，將可能導致嚴重的後果，例如在軍事應用中，武器系統可能無法準確命中由觀瞄系統鎖定的目標，造成打擊失效甚至誤傷友軍；在情資偵察 (ISR) 任務中，不同感測器獲取的目標位置資訊可能存在偏差，影響後續的情報分析與決策；在多感測器影像融合應用中，未對準的圖像疊加會產生模糊、重影或錯誤的融合結果，大幅降低融合影像的實用價值，因此，對多重感測器平台進行精確且可重複的光軸校準測試，是確保其發揮最大設計效能、滿足嚴苛應用需求（如目標獲取、精確打擊、導航定位及傳感器融合等）不可或缺的步驟，其應用遍及機載瞄準吊艙、無人機光電酬載、地面車輛的觀瞄系統、艦載監控與火控系統、乃至於衛星遙感儀器的多光譜通道對準等諸多領域。
圖1：典型的整合多重感測器（如可見光、紅外光及雷射模組）的先進光電觀瞄平台，其不同感測通道之間光軸的精確對準，對於實現精確瞄準、目標定位及多模態資訊融合至關重要。
Santa Barbara Infrared (SBIR) 憑藉其在光電測試領域的深厚積累，已經成功開發出眾多複雜程度與設計方案各異的多重感測器光軸校準測試系統，這些系統能夠針對以下多種常見的跨光譜及跨功能感測器組合，執行精確且具備高度可重複性的光軸校準測試與分析：
- 紅外光至可見光 (IR to CCD) 分析：
確保紅外光熱像儀的光軸與可見光CCD（或CMOS）攝影機的光軸精確對準。 - 雷射至紅外光 (IR) 分析：
確保雷射測距儀或雷射指示器的雷射光束軸線與紅外光熱像儀的光軸精確對準。 - 雷射至可見光 (CCD) 分析：
確保雷射光束軸線與可見光CCD（或CMOS）攝影機的光軸精確對準。
SBIR 先前的設計方案中，已成功整合了矽基 CCD/CMOS 攝影機（用於可見光及近紅外光波段）以及 InGaAs (砷化鎵銦) 攝影機（對短波紅外光波段敏感），專門用於對常見的 1064 nm、1550 nm 及 1570 nm 等雷射波長的精確評估與光軸校準，這些波長的雷射廣泛應用於軍用及商用雷射測距儀、目標指示器和半主動雷射導引系統中。
圖2：SBIR 專用的光軸校準 (Boresight) 測試站配置，其設計通常包含精密的光學投影系統與高解析度參考相機，用以對多重感測器平台進行準確的光軸偏差量測與校準作業。
SBIR 光軸校準測試系統通常包含以下關鍵組件：一個高精度、大口徑的準直儀，用於將位於其焦平面上的特定光軸校準靶標投影至無窮遠，為所有待測感測器提供一個共同的參考基準；一個能夠產生覆蓋各感測器工作波段的多光譜目標源，例如可產生精確溫差的紅外光黑體源、提供均勻照明的可見光/近紅外光積分球光源，以及針對特定雷射波長的參考光源或反射靶標（SBIR 的 MSS 系列多光譜源在此類應用中具有顯著優勢）；一個裝有多種精密光軸校準圖案（如十字線、同心圓、棋盤格或特定設計的複合靶標）的多位置目標輪；以及用於精確固定和調整待測多重感測器平台的精密機械調整架或轉台，此外，系統還可能整合高解析度的參考級攝影機（如前述的矽基或 InGaAs 相機）來輔助量測雷射光斑位置或精細對準。
SBIR 在此領域的核心產品之一是其高度專業化的 SBIR 光軸校準模組 (SBIR Boresight Alignment Module)，此類模組設計為一個精密的光機電一體化單元，內部包含特定的參考光源、高精度光學元件、以及用於偵測和量化光軸偏差的感測器或相機，它們可以作為獨立的校準工具使用，或更常見的是，無縫整合到更大型、更複雜的自動化測試系統中，為多重感測器平台提供核心的光軸校準功能。
圖3：SBIR 精密光軸校準模組的設計示意圖，此類模組是實現高精度多感測器光軸對準的關鍵硬體，其內部整合了精密光學路徑與偵測元件，可精確量測不同感測通道間的指向偏差。
所有這些硬體組件均由 SBIR 功能強大的 IRWindows™ 自動化測試軟體進行集中控制與協調，該軟體不僅能自動執行複雜的測試序列、採集各感測器的影像數據，更能透過先進的圖像處理演算法精確計算出不同感測通道之間的光軸偏差量（如方位角和俯仰角的偏差），並能以直觀的方式顯示結果，甚至引導操作人員進行校準調整或自動完成閉環校準程序。
圖4：SBIR IRWindows™ 自動化測試軟體在光軸校準應用中的操作介面，可清晰顯示從不同感測器（如可見光與紅外光通道）同步擷取的靶標影像，並透過內建演算法精確計算兩者之間的光軸偏差，為操作員提供直觀的校準依據與數據記錄。
結論與展望
Santa Barbara Infrared (SBIR) 憑藉其在光電測試領域的深厚專業知識與持續技術創新，已成功開發並部署了眾多設計精良、功能多樣的多重感測器光軸校準測試系統，這些系統的核心便是其專業的 SBIR 光軸校準模組 以及與之配套的完整測試解決方案，能夠針對包含紅外光熱像儀、可見光CCD/CMOS攝影機以及多種常用波長（如 1064 nm、1550 nm、1570 nm）雷射設備在內的複雜光電平台，執行高精度、高可重複性的光軸校準測試與詳細分析，SBIR 的解決方案不僅涵蓋了從硬體（如精密準直儀、多光譜目標源、專用參考相機及核心的光軸校準模組）到軟體（如功能強大的 IRWindows™ 自動化測試平台）的完整系統配置，更能依照客戶的特定需求提供客製化的設計與整合服務，確保每一套光軸校準測試系統都能完美契合其待測設備的獨特規格與測試目標，從而有效保障多重感測器平台在實際應用中各通道間的協同工作精度與整體作戰效能。
展望未來，隨著多重感測器平台技術的不斷演進，例如感測器集成度的持續提高、小型化與輕量化趨勢的加速、以及對動態環境下光軸穩定性（即所謂的動態光軸校準或光軸保持性測試）要求的日益嚴苛，對光軸校準測試技術也將提出新的挑戰與更高的標準，例如需要在更寬廣的溫度範圍與振動環境下保持校準精度、實現對微小角度偏差（亞毫弧度甚至微弧度級別）的精密量測、以及發展更為智能化與自動化的快速校準與補償演算法等，SBIR 紅外光將持續關注這些前沿技術的發展趨勢，致力於研發更先進的光軸校準測試方法與儀器設備，以滿足未來複雜光電系統對超高精度對準的極致追求。
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