CN106287335A - 一种用于图像传感器性能测试的光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于图像传感器性能测试的光源装置，包括光源本体、用于匀化所述光源本体发射光线的漫反射积分球；还包括安装在所述光源本体发射光线的光通路上的光学衰减片。采用本发明提供的用于图像传感器性能测试的光源装置，光源本体的发光功率可处于功率强度较大的稳定区间内。光学衰减片具有按照比例吸收光线的作用，所以经过漫反射积分球出光孔出射的光线可被光学衰减片按照设定比例衰减形成弱光，满足图像传感器弱光响应能力测试的弱光要求。

Description

一种用于图像传感器性能测试的光源装置
技术领域
本发明涉及光学测试技术领域，特别涉及一种用于图像传感器性能测试的光源装置。
背景技术
弱光响应能力是评价图像传感器性能的一项重要指标，在图像传感器的性能测试中均需进行弱光响应能力测试。而在图像传感器弱光响应能力测试时,为保证测试结果的客观性和可靠性，需保证弱光具有良好的均匀性和稳定性。
目前，用于图像传感器性能测试的光源装置包括光源本体、积分球、与光源本体连接的光源控制器和安装在光通路上的辐射强度检测部件。光源本体发出的光线经过积分球匀化处理后照射到辐射强度检测部件上，辐射强度检测部件根据光辐射强度产生检测信号，辐射强度反馈装置将检测信号发送至光源控制器，光源控制器根据检测信号反馈调节光源的发光功率，实现光源本体照度的一致性。
但是，光源本体在发光强度较弱时稳定性较差。前述的光源装置中的负反馈调节方式并没有克服光源本身在发光强度较弱时的不稳定，也就无法使光源装置满足图像传感器弱光响应能力测试时对弱光、微光强度的一致性要求。
因此，如何提供一种更为可靠的、用于图像传感器检测性能测试的光源装置，能够提供稳定一直的弱光，是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种用于图像传感器性能测试的光源装置，包括光源本体、用于匀化所述光源本体发射光线的漫反射积分球；还包括安装在所述光源装置光通路上的光学衰减片。
可选的，还包括用于调节所述光源本体发光功率的光源控制器，和，安装在所述光通路上并与所述光源控制器通信连接的辐射强度检测部件；
所述辐射强度检测部件用于根据所述光通路中的光辐射强度产生检测信号，和将所述检测信号发送给所述光源控制器；
所述光源控制器用于根据所述检测信号反馈控制所述光源本体的发光功率。
可选的，所述光源本体安装在所述漫反射积分球的内侧；所述光学衰减片安装在所述漫反射积分球的出光孔处。
可选的，所述光源安装在所述漫反射积分球的外侧；所述漫反射积分球具有进光孔和出光孔；所述进光孔和所述出光孔错位设置；所述光学衰减片安装在所述漫反射积分球的入光孔和/或所述出光孔处。
可选的，具有衰减片安装轮和多个衰减倍率不同的光学衰减片；所述多个衰减倍率不同的光学衰减片沿周向设置在所述衰减片安装轮上；所述衰减片安装轮转动而切换位于所述光通路上的所述光学衰减片。
可选的，还包括驱动所述衰减片安装轮转动的第一电动机，和，用于测量所述衰减片安装轮转动角度的角度测量装置。
可选的，所述光通路截面尺寸大于所述光学衰减片尺寸；还包括与所述述衰减片安装轮固定连接的齿条，用于导向所述齿条移动的导轨，与所述齿条配合的齿轮，和，驱动所述齿轮转动的第二电动机；所述第二电动机驱动所述齿条移动至第一位置时，所述衰减片安装轮至少部分具有所述光学衰减片的区域位于所述光通路上；所述第二电动机驱动所述齿条移动至第二位置时，所述衰减片安装轮完全移出所述光通路。
可选的，还包括第一行程开关和第二行程开关；所述第一行程开关和所述第二行程开关均与所述第二电动机连接；所述齿条移动至所述第一位置时，所述第一行程开关被触发并产生控制所述第二电动机停转的控制信号；所述齿条移动至所述第二位置时，所述第二行程开关被触发并产生控制所述第二电动机停转的控制信号。
可选的，所述辐射强度检测部件安装在所述漫反射积分球的内侧。
采用本发明提供的用于图像传感器性能测试的光源装置，光源本体的发光功率可处于功率强度较大的稳定区间内，因此可保证整个图像传感器弱光性能响应性能测试阶段照度条件的一致性；同时，光学衰减片具有按照比例吸收光线的作用，所以经过漫反射积分球出光孔出射的光线可被光学衰减片按照设定比例衰减形成弱光，满足图像传感器弱光响应能力测试的弱光要求。
附图说明
为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，以下结合具体实施方式的附图仅是用于方便理解本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
图1是实施例一中光源装置轴测示意图；
图2是实施例一中光源装置侧视图；
图3是图1中衰减片安装轮内部结构示意图；
图4是实施例二中光源装置轴测示意图；
图5是实施例二中光源装置俯视图；
图6是实施例三中光源装置示意图；
图7是实施例三中A部分内部结构正视图；
图8是实施例三中A部分内部结构轴测图；
其中：1-光源本体、2-漫反射积分球、21-出光孔、22-进光孔、3-光学衰减片、4-辐射强度检测部件、5-衰减片安装轮、6-第一电动机、7-安装轮支架、8-平移装置、81-齿条、82-导轨、83-第二电动机、84-传动架、85-第一齿轮、86-第一行程开关、87-第二行程开关、9-支撑架。
具体实施方式
本发明提供的用于图像传感器性能测试的光源装置，通过衰减片过滤强光形成满足图像传感器弱光响应性能测试用的弱光。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细说明。
实施例一
图1是实施例一中光源装置轴测示意图，图2是实施例一中光源装置侧视图，图3是图1中衰减片安装轮内部结构示意图。如图1-图3，实施例一中的光源装置包括光源本体1、漫反射积分球2、光学衰减片3。其中光源本体1安装在漫反射积分球2的内表面，光源本体1发射的光线经过漫反射积分球2内表面充分漫反射后形成匀化光线，匀化光线经过漫反射积分球2的出光孔21出射。光学衰减片3安装在漫反射积分球2的出光口21侧，从出光孔21出射的光线经过光学衰减片3过滤衰减后再照射到后续被测试的图像传感器中。
采用本实施例中的光源装置，光源本体1的发光功率可处于功率强度较大的稳定区间内，保证图像传感器性能测试时整个测试阶段测试条件的一致性；同时，因为光学衰减片3具有按照比例吸收光线的作用，所以经过漫反射积分球2出光孔21出射的光线可被光学衰减片3按照设定比例衰减形成弱光，弱光的强度满足图像传感器弱光响应能力测试的要求。根据已有技术，光学衰减片3的衰减倍率可在1～1.0*10-4，因此采用已有的光源本体1和特定衰减倍率的光学衰减片3就可形成符合弱光响应能力测试的弱光。相比于现有的直接通过控制光源本体1发光强度形成弱光的装置和方法，本发明实施例充分利用了光源本体1在发光功率较大区域的功率稳定性和光学衰减片3的光吸收特性，实现弱光响应能力测试的可靠性。
虽然光源本体1在发光功率较大的情况下强度稳定性较好，但是光源本体1在启动较短时间时稳定性能较差、随使用时间增加光学性能也会发生不可逆转的变化，这些变化都可能作为系统误差引入到弱光性能测试中，影响测试结果的可靠性。为此，本实施例还可设置辐射强度检测部件4和光源控制器(图中未示出)。辐射强度检测部件4用于检测光源本体1的光辐射强度，根据光辐射强度的大小生成检测信号并将检测信号发送至光源控制器；光源控制器安装在于光源本体1的供电电路中，可根据检测信号反馈调节光源本体的发光功率。
通过设置辐射强度检测部件4和光源控制器，本实施例中光源本体1的发光功率的长期稳定性和启动阶段的稳定性也得到了保证。
本实施例中的辐射强度检测部件4可为光谱辐射度计，也可为照度计或光电二极管等光敏元件，在此不做具体限定。如图1，本实施例中的辐射强度检测部件4可直接安装在漫反射积分球2的内表面，通过检测没有被衰减的光线强度生成检测信号；在其他实施例中，辐射强度检测部件4也可安装在出光孔21的外侧，测量经过光学衰减片4衰减的光线的辐射强度。
在图像传感器性能测试中，需要测试传感器在不同弱光条件下的响应性能，以得到传感器的光强度响应曲线。为此光源装置需能够提供多种不同条件的弱光条件。本实施例中的光源装置设置多个衰减倍率不同的光学衰减片3，通过改变光学衰减片3的衰减倍率形成不同条件的弱光。
为与漫反射积分球2的一个出光孔21配合，本实施例中的光学装置还具有衰减片安装轮5和安装轮支架7；各个光学衰减片3沿轴向设置在衰减片安装轮5上；衰减片安装轮5安装在安装轮支架7的轴孔中，并可相对于安装轮支架7的轴孔转动，以调整位于出光孔21处的光学衰减片3，形成特定强度的弱光。此外，为实现强光条件下的图像传感器性能测试，在衰减片安装轮5的一个安装孔中也可不设置光学衰减片3，直接让强光光线照射到图像传感器上。
当然，在其他实施例中也可仅设置一个光学衰减片3，通过调整光源本体1的发光功率形成不同强度的弱光。可想到，这样的调节方式形成的弱光功率范围受到光源本体1稳定发光功率范围的影响，可能不能满足测试需求。
如图1和图2，为防止灰尘沉积于光学衰减片3表面而影响测试结果，在衰减片安装轮5的外侧还安装有密封板。此外，为自动实现各个光学衰减片3的位置切换，本实施例还设置有驱动衰减片安装轮5转动的第一电动机6。为保证光学衰减片3移动到位，本实施例中还可设置用于检测衰减片安装轮5转动角度的角度测量装置，通过角度测量装置反馈光学衰减片是否移转到位。具体应用中，角度测量装置可为一个接近开关，当衰减片安装轮5转动一圈后接近开光使第一电动机的转动角度计数归零，避免出现转动误差累积。
如图1至图3，在漫反射积分球2和光学衰减片3之间、光学衰减片3和后续的图像传感器安装位置还设置有密封装置，防止外界杂光进入到光源装置的光通路中。
实施例二
图4是实施例二中光源装置轴测示意图，图5是实施例二中光源装置俯视图。实施例二光源装置中也具有衰减片安装轮5和光学衰减片3，并且衰减片安装轮5和光学衰减片3的位置与实施例一相同。下文仅对实施例二与实施例一种不同的部分做分析，其他部分可参考实施例一。
如图4和图5，实施例二光源装置的漫反射积分球2具有出光孔21和入光孔22，光源本体1安装在漫反射积分球2的外侧，光源本体1发出的光线从入光孔22进入到漫反射积分球2内进行匀化，并从出光孔21射出。为防止从入光孔22进入的光线直接从出光孔21出射，漫反射积分球2的入光孔22和出光孔21错位设置。
在实施例二中，光学衰减片2和衰减片安装轮5设置在光源本体1和漫反射积分球2之间，也就是设置在漫反射积分球2的入光孔22处。这样，经光学衰减片3衰减过滤后的光线再进入到漫反射积分球2内进行匀化。当然，在其他实施例中，光学衰减片2和衰减片安装轮5也可安装在漫反射积分球2的出光孔21处。
当然，如实施例一，本实施例也可在漫反射积分球2内设置辐射强度检测部件4，在光源本体1的供电电路中设置光源控制器，以利用辐射强度检测部件4和光源控制器反馈调节光源本体1的发光强度。
实施例三
图6是实施例三中光源装置示意图，图7是实施例三中A部分内部结构正视图，图8是实施例三中A部分内部结构轴测图。本实施例采用如实施例一和实施例二的光学衰减片3和衰减片安装轮5。如图6-图8，相比于实施例一和实施例二，本实施例中的漫反射积分球2的尺寸明显较大，这样的光学装置主要用于大靶面图像传感器性能测试。因实际加工工艺的限制，光学衰减片3的尺寸并不能达到如本实施例中出光孔的尺寸。为解决这一问题，本实施例中还设置平移装置，利用平移装置实现光学衰减片3和衰减片安装轮5在漫反射积分球2的出光孔21前的移动。
如图7和图8，图7和图8为图6中A部分内部结构图。可看出，本实施例中的安装轮支架7安装在平移装置8上，平移装置8实现安装轮支架7的平移。具体的，平移装置8包括齿条81、导轨82、第二电动机83和第一齿轮84。第二电动机83固定于平移装置8的外壳上，第一齿轮84固定在第二电动机83的输出端，第一齿轮84和齿条81啮合配合；当第二电动机83转动时，第一齿轮84驱动齿条81沿导轨82移动，导轨82带动安装轮支架7移动。
当齿条81移动至第一位置时，衰减片安装轮5移动至漫反射积分球2的出光孔21处，其中的某一个光学衰减片3位于光通路上，能够实现光强度的衰减；当齿轮移动至第二位置时，衰减片安装轮5移出光通路，光源装置可用于图像传感器的强光响应能力测试。
本实施例中，还包括用于检测齿条81移动极限位置的行程开关，具体为第一行程开关85和第二行程开关86，并且第一行程开关85和第二行程开关86均与第二电动机83。当齿条81移动至第一位置时，第一行程开关85被触发并产生控制第二电动机83停转的控制信号；当齿条81移动至第二位置使，第二行程开关86被触发，也产生控制第二电动机83停转的控制信号。如此，衰减片安装轮5被控制在最大行程范围内。
如图6，本实施例中的漫反射积分球2的尺寸较大，安装平移装置8的箱体被固定于漫反射积分球2的外侧壁上。此外，本实施例还设置支撑漫反射积分球2的支撑架9。
以上对本发明提供的用于图像传感器性能测试的光源装置进行了详细介绍。本部分采用具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于图像传感器性能测试的光源装置，包括光源本体(1)、用于匀化所述光源本体(1)发射光线的漫反射积分球(2)；其特征在于：还包括安装在所述光源装置光通路上的光学衰减片(3)。
2.根据权利要求1所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：还包括用于调节所述光源本体(1)发光功率的光源控制器，和，安装在所述光通路上并与所述光源控制器通信连接的辐射强度检测部件(4)；
所述辐射强度检测部件(4)用于根据所述光通路中的光辐射强度产生检测信号，和将所述检测信号发送给所述光源控制器；
所述光源控制器用于根据所述检测信号反馈控制所述光源本体(1)的发光功率。
3.根据权利要求2所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：所述光源本体(1)安装在所述漫反射积分球(2)的内侧；所述光学衰减片(3)安装在所述漫反射积分球(2)的出光孔(21)处。
4.根据权利要求2所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：所述光源本体(1)安装在所述漫反射积分球(2)的外侧；所述漫反射积分球(2)具有入光孔(22)和出光孔(21)；所述入光孔(22)和所述出光孔(21)错位设置；所述光学衰减片(3)安装在所述漫反射积分球(2)的入光孔(22)和/或所述出光孔(21)处。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：具有衰减片安装轮(5)和多个衰减倍率不同的光学衰减片(3)；所述多个衰减倍率不同的光学衰减片(3)沿周向设置在所述衰减片安装轮(5)上；所述衰减片安装轮(5)转动而切换位于所述光通路上的所述光学衰减片(3)。
6.根据权利要求5所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：还包括驱动所述衰减片安装轮(5)转动的第一电动机(6)，和，用于测量所述衰减片安装轮(5)转动角度的角度测量装置。
7.根据权利要求5所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：所述光通路截面尺寸大于所述光学衰减片(3)的尺寸；还包括与所述述衰减片安装轮(5)固定连接的齿条(81)，用于导向所述齿条(81)移动的导轨(82)，与所述齿条(81)配合的第二齿轮(84)，和，驱动所述齿轮转动的第二电动机(83)；所述第二电动机(83)驱动所述齿条(81)移动至第一位置时，所述衰减片安装轮(5)至少部分具有所述光学衰减片(3)的区域位于所述光通路上；所述第二电动机(83)驱动所述齿条(81)移动至第二位置时，所述衰减片安装轮(5)完全移出所述光通路。
8.根据权利要求7所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：还包括第一行程开关(85)和第二行程开关(86)；所述第一行程开关(85)和所述第二行程开关(86)均与所述第二电动机(83)连接；所述齿条(81)移动至所述第一位置时，所述第一行程开关(85)被触发并产生控制所述第二电动机(83)停转的控制信号；所述齿条(81)移动至所述第二位置时，所述第二行程开关(86)被触发并产生控制所述第二电动机(83)停转的控制信号。
9.根据权利要求2-4任一项所述的用于图像传感器性能测试的光源装置，其特征在于：所述辐射强度检测部件(4)安装在所述漫反射积分球(2)的内侧。
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