[發明專利]一種用于光學成像相機整機系統傳遞函數的測試方法

有效

• 申請號: 201410476257.4
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104198162B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 余國彬;劉恩海;趙汝進;鐘杰;周向東;王進;周武林
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明屬于成像相機檢測技術領域，涉及一種用于光學成像相機整機系統傳遞函數的測試裝置及其測試方法。

背景技術

目前國內大多數科研單位對光學成像相機成像質量的評價，還是以光學鏡頭的光學傳遞函數測試值作為主要參考，而很少涉及對整機系統傳遞函數的測試。這是因為光學鏡頭光學傳遞函數測試技術成熟，是目前公認的能夠客觀評價光學鏡頭成像質量的測試方法。而整機系統傳遞函數的測試對其研究相對較少，原因是影響整機系統傳遞函數的因素很多，其中主要包括：光學鏡頭光學傳遞函數、雜光、像面均勻性、探測器傳函等。但是整機傳遞函數的測試更具有全面性，能夠真實的測試出整機設備的成像質量，是今后對整機設備像質評價的發展趨勢。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種用于光學成像相機整機系統傳遞函數的測試裝置及其測試方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供了一種用于光學成像相機整機系統傳遞函數的測試裝置，該測試裝置包括二維運動臺、目標模擬部件、三維精密轉臺和計算機部件；其中，

二維運動臺，具有旋轉運動和直線運動的功能，用于支撐目標模擬部件，且二維運動臺的旋轉軸和目標模擬部件的光軸中心同軸，二維運動臺的直線運動方向為目標模擬部件的光軸方向；

目標模擬部件，為整機傳遞函數測試提供目標源，該目標模擬部件包括均勻照明組件、傳函測試板和成像組件；其中，

均勻照明組件，為整機傳遞函數測試提供均勻照明和光譜譜段；

傳函測試板，為整機傳遞函數測試提供與待測光學成像相機匹配的線條圖案，線條圖案為占空比為1:1的明暗相間的多對矩形線條；

成像組件，為整機傳遞函數測試提供與待測光學成像相機匹配的工作距離；

三維精密轉臺，用于支撐待測光學成像相機，且三維精密轉臺的旋轉軸和待測光學成像相機的光軸同軸；

計算機部件，用于控制三維精密轉臺的運動、采集待測光學成像相機的成像并對圖像進行處理、計算，該計算機部件包括圖像采集模塊、圖像處理模塊、傳函計算模塊和三維轉臺控制模塊；其中，

圖像采集模塊，用于采集待測光學成像相機的成像；

圖像處理模塊，用于將采集圖像進行處理，得到整機系統傳遞函數計算所需要的圖像；

傳函計算模塊，用于計算整機系統傳遞函數值；

三維轉臺控制模塊，用于控制三維精密轉臺的運動；

本發明提供一種用于光學成像相機整機系統傳遞函數的測試方法，該測試方法包括以下步驟：

步驟1，保證相機工作距離：調整二維運動臺的直線運動，保證目標模擬部件到待測光學成像相機的距離為待測光學成像相機的工作距離；

步驟2，保證像元方向和測試板線條方向一致：根據計算機組件采集到的圖像灰度計算統計情況，通過調整二維運動臺的旋轉運動和三維精密轉臺的旋轉運動，讓目標模擬部件的傳函測試板的線條圖像方向與待測光學成像相機的CCD或CMOS的像元方向一致，保證每一行或列的平均灰度值一致；

步驟3，中心視場傳遞函數測試：待測光學成像相機的中心視場傳遞函數測試包括以下步驟：

步驟31，計算機部件控制三維精密轉臺以待測光學成像相機像元分辨率的1/n的角度進行調整，每調整一次，圖像采集模塊采集m幅圖像，三維精密轉臺共調整n次，圖像采集模塊共采集n次，在中心視場第一方向采集的圖像為：

第一次采集圖像為：T_中111、T_中112、T_中113……T_中11m；

第二次采集圖像為：T_中121、T_中122、T_中123……T_中12m；

第三次采集圖像為：T_中131、T_中132、T_中133……T_中13m；

第n次采集圖像為：T_中1n1、T_中1n2、T_中1n3……T_中1nm；

步驟32，計算機部件控制三維精密轉臺旋轉90°，讓待測光學成像相機的另一個像元方向與傳函測試板的線條方向一致；