CN104280218A - 大视场全波段目标模拟测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大视场全波段目标模拟测试系统，主要包括：平行光管、反射镜组件及被测相机。反射镜组件由两维水平位移台和一维角位移台组成，反射镜初始与平行光管光轴和被测相机光轴成45角放置，被测相机水平向下竖直放置。本发明仅需要一个平行光管就能够实现不同视场角的静态、动态成像性能测试，被测试相机可以覆盖全波段，体积小，造价少。

Description

大视场全波段目标模拟测试系统

技术领域

本发明涉及一种大视场(-15°～15°)全波段目标模拟测试系统，用于航空光谱相机的测试。

背景技术

随着航空光谱相机将从可见光相机向多波段相机、多光谱、超光谱相机发展，对其进行性能测试，要尽可能的做到全波段大视场的测试。这就对航空光谱相机测试系统中的无穷远目标模拟器即平行光管做出了要求。

平行光管根据主镜结构可分为透射式与反射式两种，透射式平行光管受透射镜材料的限制一般用来检测可见光光学系统，而且它的口径不能做到很大，这样就难以对短波红外及中、长波光学系统进行检测，但其视场角相对反射式平行光管而言相对较大；反射式平行光管采用非球面的面形可由一块抛物面反射镜得到完美像质，而且因为反射成像，可以对可见及红外波段光学系统进行检测，但其视场角较小。因此，要完成大视场全波段测试，通过单个平行光管来完成不能实现。如果要实现不同视场的测试，需要使用多个平行光管，随之带来的就是系统的庞大和昂贵的费用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供大视场全波段目标模拟测试系统，该系统仅需要一个平行光管就能够实现不同视场角的静态、动态成像性能测试，被测试相机可以覆盖全波段，体积小，造价少。

本发明技术解决方案：大视场全波段目标模拟测试系统，主要包括：平行光管、反射镜组件及被测相机。反射镜组件由两维水平位移台和一维角位移台组成，反射镜初始与平行光管光轴和被测相机光轴成45角放置，被测相机水平向下竖直放置。

动态目标发生装置产生静态或动态目标，经平行光管模拟无穷远目标。无穷远目标经反射镜组件进入被测相机后进行拍照及测试。

所述动态目标发生装置位于二维位移台上，动态目标发生装置可在位移台上水平移动，使目标位于平行光管的焦面上。

所述反射镜组置于二维平移台及角位移台上，可实现反射镜的平移及旋转。在旋转反射镜的同时，对反射镜进行微小的水平移动，始终保证光束通过被测相机的镜头中心。如果不对反射镜进行微移，将导致一部分平行光管出射的光无法进入被测相机内，影响成像效果。反射镜的水平位移量通过反射镜到被测相机的高度乘以视场角计算得到。

与现有技术方案相比，本发明的优点是：

(1)本发明采用反射式平行光管，可测试全波段范围内的相机。

(2)本发明可完成大视场测试。可根据反射镜的旋转角度变化，完成不同视场角的成像检测。在旋转反射镜的同时，对反射镜进行水平移动，水平移动量为被测相机的高度乘以视场角，始终保证光束通过被测相机的镜头中心。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中工作时示意图；

图3为反射镜旋转及平移示意图。

图中：1为反射镜，2为角位移台，3为第一平移台，4为第二平移台，5为动态目标发生装置，6为二维平移台，7为平行光管，8为被测相机，9为反射镜初始位置，10为反射镜旋转及微移位置，11为零度视场，12为一度视场。

具体实施方式

如图1所示，本发明系统包括动态目标发生装置5、二维平移台6，平行光管7、反射镜组件和被测相机8；其中反射镜组件包括反射镜1、角位移台2、第一平移台3和第二平移台4。平行光管7水平放置，反射镜1初始位置为45度，被测相机8水平向下竖直放置，反射镜1初始与平行光管7光轴和被测相机8光轴成45角放置。

动态目标发生装置5产生静态或动态目标，经无穷远目标模拟器模拟无穷远目标。无穷远目标经反射镜组件进入被测相机8后进行拍照及测试。

动态目标发生装置5位于二维位移台上，动态目标发生装置5可在二维平移台上水平移动，使目标位于平行光管7的焦面上。动态目标发生装置由DLP投影仪产生静态、动态目标源。

平行光管7采用反射式结构，反射式结构简单，不受玻璃材料对波段范围的限制，可测试全波段相机。

反射镜1置于角位移台2、第一平移台3、第二平移台4上，可实现反射镜1的平移及旋转。在旋转反射镜1的同时，对反射镜1进行微小的水平移动，始终保证光束通过被测相机8的镜头中心。如果不对反射镜1进行微移，将导致一部分平行光管7出射的光无法进入被测相机8内，影响成像效果。反射镜1的水平位移量通过反射镜1到被测相机8的高度乘以视场角计算得到，即A＝H*tanα  A＝H*tanα式中，A——反射镜水平移动量；H——被测相机高度；α——视场角。

如图1所示，在反射镜组件中，反射镜1位于角位移台2上，反射镜1的反射面与角位移台2成45度角。角位移台2位于反射镜和第一平移台3之间，水平放置，角位移台2可旋转角度为正负15度，精度为0.001度。第一平移台3位于角位移台2下方，第二平移台4上方，水平放置，第二平移台4可移动范围为0～75mm。第二平移台4位于光学精密平台上，水平放置，可移动范围为0～75mm。

工作原理为：反射镜1为初始角度45度时，测试零度视场11的成像质量，接着控制反射镜1移动到一度视场12，此时角位移台2旋转0.5度，同时第一平移台3平移反射镜到被测相机的高度乘以视场角的距离。接着角位移台2再旋转0.5度，同时第一平移台3平移反射镜到被测相机的高度乘以视场角的距离，可测试系统不同视场角的成像质量。

第二平移台4则可以实现相机8内的CCD探测器10另一维的成像质量测试，反射镜1为初始角度45度时，测试另一维零度视场11的成像质量，接着控制反射镜1移动到一度视场12，此时角位移台2旋转0.5度，同时第一平移台3平移反射镜到被测相机的高度乘以视场角的距离。接着角位移台2再旋转0.5度，同时第一平移台3平移反射镜到被测相机的高度乘以视场角的距离，可测试系统不同视场角的成像质量。

通过反射镜组件的旋转及平移，可覆盖相机整个视场角。测试较为全面。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种大视场全波段目标模拟测试系统，其特征在于包括：动态目标发生装置、平行光管、反射镜组件及被测相机；所述反射镜组件由两维水平位移台和一维角位移台组成，反射镜初始与平行光管光轴和被测相机光轴成45角放置，被测相机水平向下竖直放置；动态目标发生装置产生静态或动态目标，经平行光管模拟无穷远目标；无穷远目标经反射镜组件进入被测相机后进行拍照及测试；所述动态目标发生装置位于二维位移台上，动态目标发生装置在位移台上水平移动，使目标位于平行光管的焦面上；所述反射镜组置于二维平移台及角位移台上，实现反射镜的平移及旋转。

2.根据权利要求1所述的大视场全波段目标模拟测试系统，其特征在于：所述反射镜组在旋转反射镜的同时，对反射镜进行水平移动，水平移动量为被测相机的高度乘以视场角，始终保证光束通过被测相机的镜头中心。