大視場全波段目標模擬測試系統的製作方法
2023-04-25 06:58:06
大視場全波段目標模擬測試系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種大視場全波段目標模擬測試系統，主要包括：平行光管、反射鏡組件及被測相機。反射鏡組件由兩維水平位移臺和一維角位移臺組成，反射鏡初始與平行光管光軸和被測相機光軸成45角放置，被測相機水平向下豎直放置。本發明僅需要一個平行光管就能夠實現不同視場角的靜態、動態成像性能測試，被測試相機可以覆蓋全波段，體積小，造價少。
【專利說明】大視場全波段目標模擬測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種大視場(-15°?15° )全波段目標模擬測試系統，用於航空光譜相機的測試。
【背景技術】
[0002]隨著航空光譜相機將從可見光相機向多波段相機、多光譜、超光譜相機發展，對其進行性能測試，要儘可能的做到全波段大視場的測試。這就對航空光譜相機測試系統中的無窮遠目標模擬器即平行光管做出了要求。
[0003]平行光管根據主鏡結構可分為透射式與反射式兩種，透射式平行光管受透射鏡材料的限制一般用來檢測可見光光學系統，而且它的口徑不能做到很大，這樣就難以對短波紅外及中、長波光學系統進行檢測，但其視場角相對反射式平行光管而言相對較大；反射式平行光管採用非球面的面形可由一塊拋物面反射鏡得到完美像質，而且因為反射成像，可以對可見及紅外波段光學系統進行檢測，但其視場角較小。因此，要完成大視場全波段測試，通過單個平行光管來完成不能實現。如果要實現不同視場的測試，需要使用多個平行光管，隨之帶來的就是系統的龐大和昂貴的費用。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供大視場全波段目標模擬測試系統，該系統僅需要一個平行光管就能夠實現不同視場角的靜態、動態成像性能測試，被測試相機可以覆蓋全波段，體積小，造價少。
[0005]本發明技術解決方案:大視場全波段目標模擬測試系統，主要包括:平行光管、反射鏡組件及被測相機。反射鏡組件由兩維水平位移臺和一維角位移臺組成，反射鏡初始與平行光管光軸和被測相機光軸成45角放置，被測相機水平向下豎直放置。
[0006]動態目標發生裝置產生靜態或動態目標，經平行光管模擬無窮遠目標。無窮遠目標經反射鏡組件進入被測相機後進行拍照及測試。
[0007]所述動態目標發生裝置位於二維位移臺上，動態目標發生裝置可在位移臺上水平移動，使目標位於平行光管的焦面上。
[0008]所述反射鏡組置於二維平移臺及角位移臺上，可實現反射鏡的平移及旋轉。在旋轉反射鏡的同時，對反射鏡進行微小的水平移動，始終保證光束通過被測相機的鏡頭中心。如果不對反射鏡進行微移，將導致一部分平行光管出射的光無法進入被測相機內，影響成像效果。反射鏡的水平位移量通過反射鏡到被測相機的高度乘以視場角計算得到。
[0009]與現有技術方案相比，本發明的優點是:
[0010](1)本發明採用反射式平行光管，可測試全波段範圍內的相機。
[0011](2)本發明可完成大視場測試。可根據反射鏡的旋轉角度變化，完成不同視場角的成像檢測。在旋轉反射鏡的同時，對反射鏡進行水平移動，水平移動量為被測相機的高度乘以視場角，始終保證光束通過被測相機的鏡頭中心。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖；
[0013]圖2為本發明中工作時示意圖；
[0014]圖3為反射鏡旋轉及平移示意圖。
[0015]圖中:1為反射鏡,2為角位移臺，3為第一平移臺，4為第二平移臺，5為動態目標發生裝置，6為二維平移臺，7為平行光管，8為被測相機，9為反射鏡初始位置，10為反射鏡旋轉及微移位置，11為零度視場，12為一度視場。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本發明系統包括動態目標發生裝置5、二維平移臺6，平行光管7、反射鏡組件和被測相機8 ;其中反射鏡組件包括反射鏡1、角位移臺2、第一平移臺3和第二平移臺4。平行光管7水平放置，反射鏡1初始位置為45度，被測相機8水平向下豎直放置，反射鏡1初始與平行光管7光軸和被測相機8光軸成45角放置。
[0017]動態目標發生裝置5產生靜態或動態目標，經無窮遠目標模擬器模擬無窮遠目標。無窮遠目標經反射鏡組件進入被測相機8後進行拍照及測試。
[0018]動態目標發生裝置5位於二維位移臺上，動態目標發生裝置5可在二維平移臺上水平移動，使目標位於平行光管7的焦面上。動態目標發生裝置由DLP投影儀產生靜態、動態目標源。
[0019]平行光管7採用反射式結構，反射式結構簡單，不受玻璃材料對波段範圍的限制，可測試全波段相機。
[0020]反射鏡1置於角位移臺2、第一平移臺3、第二平移臺4上，可實現反射鏡1的平移及旋轉。在旋轉反射鏡1的同時，對反射鏡1進行微小的水平移動，始終保證光束通過被測相機8的鏡頭中心。如果不對反射鏡1進行微移，將導致一部分平行光管7出射的光無法進入被測相機8內，影響成像效果。反射鏡1的水平位移量通過反射鏡1到被測相機8的高度乘以視場角計算得到，即A = H*tan a A = H*tan α式中，A-反射鏡水平移動量；
Η——被測相機高度；a——視場角。
[0021]如圖1所示，在反射鏡組件中，反射鏡1位於角位移臺2上，反射鏡1的反射面與角位移臺2成45度角。角位移臺2位於反射鏡和第一平移臺3之間，水平放置，角位移臺2可旋轉角度為正負15度，精度為0.001度。第一平移臺3位於角位移臺2下方，第二平移臺4上方，水平放置，第二平移臺4可移動範圍為0?75mm。第二平移臺4位於光學精密平臺上，水平放置，可移動範圍為0?75mm。
[0022]工作原理為:反射鏡1為初始角度45度時，測試零度視場11的成像質量，接著控制反射鏡1移動到一度視場12，此時角位移臺2旋轉0.5度，同時第一平移臺3平移反射鏡到被測相機的高度乘以視場角的距離。接著角位移臺2再旋轉0.5度，同時第一平移臺3平移反射鏡到被測相機的高度乘以視場角的距離，可測試系統不同視場角的成像質量。
[0023]第二平移臺4則可以實現相機8內的(XD探測器10另一維的成像質量測試，反射鏡1為初始角度45度時，測試另一維零度視場11的成像質量，接著控制反射鏡1移動到一度視場12，此時角位移臺2旋轉0.5度，同時第一平移臺3平移反射鏡到被測相機的高度乘以視場角的距離。接著角位移臺2再旋轉0.5度，同時第一平移臺3平移反射鏡到被測相機的高度乘以視場角的距離，可測試系統不同視場角的成像質量。
[0024]通過反射鏡組件的旋轉及平移，可覆蓋相機整個視場角。測試較為全面。
[0025]提供以上實施例僅僅是為了描述本發明的目的，而並非要限制本發明的範圍。本發明的範圍由所附權利要求限定。不脫離本發明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應涵蓋在本發明的範圍之內。
【權利要求】
1.一種大視場全波段目標模擬測試系統，其特徵在於包括:動態目標發生裝置、平行光管、反射鏡組件及被測相機；所述反射鏡組件由兩維水平位移臺和一維角位移臺組成，反射鏡初始與平行光管光軸和被測相機光軸成45角放置，被測相機水平向下豎直放置；動態目標發生裝置產生靜態或動態目標，經平行光管模擬無窮遠目標；無窮遠目標經反射鏡組件進入被測相機後進行拍照及測試；所述動態目標發生裝置位於二維位移臺上，動態目標發生裝置在位移臺上水平移動，使目標位於平行光管的焦面上；所述反射鏡組置於二維平移臺及角位移臺上，實現反射鏡的平移及旋轉。
2.根據權利要求1所述的大視場全波段目標模擬測試系統，其特徵在於:所述反射鏡組在旋轉反射鏡的同時，對反射鏡進行水平移動，水平移動量為被測相機的高度乘以視場角，始終保證光束通過被測相機的鏡頭中心。
【文檔編號】G02B7/198GK104280218SQ201410559227
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】劉昕悅, 明星, 劉玖, 郭文記, 呂群波, 馮蕾 申請人:中國科學院光電研究院