CN106908223A - 宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学系统及光电成像系统性能评价技术领域，具体涉及一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统。适用于微光及白昼光照明的动静两用运动模拟目标系统。该系统通过两个积分球切换实现从紫外到近红外的背景光照明，在紫外光谱波段，采用光能衰减片实现光照度从10^‑2lux～10²lux光照度调整；在可见光及近红外光谱波段，通过调整光源系统的电参数实现从10^‑2lux～10³lux光照度照明，模拟目标靶标采用分划实物靶标和电子靶标两种靶标，电子靶标的图案可以通过编程设置，实现不同的观测目的。实物靶标与电子靶标采用专用的夹具装置进行固定，可以实现方便切换且可确保靶标平面位于平行光管焦平面上。模拟目标靶标固定在直线运动平台上，可以模拟目标产生匀速、匀加速等运动。

Description

宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统

技术领域

本发明属于光学系统及光电成像系统性能评价技术领域，具体涉及一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统。

背景技术

光学观瞄系统和光电成像系统在装调和整机性能评价过程中，理论上，对无穷远目标的观测可以获得可靠的评价结果。在仪器调校过程中选择室外足够远(如2千米外)的目标作为观测对象，作为无穷远目标完成仪器调校。在室内，通过平行光管的物镜观测其分划板，分划板上的图像可以作为无穷远的观测目标。对于室内动模拟目标，现行的技术方案是在平行光管与运动分划相组合的技术方案。为了更全面准确地检测光学观瞄系统及光电成像系统的分辨率、传递函数等性能参数，评估系统分辨性能、探测识别能力，需提供从紫外到近红外，适用于微光及白昼光照明的动静两用运动模拟目标。

发明内容

针对宽光谱宽照度范围观测模拟目标技术的缺陷与不足，提供一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，适用于微光及白昼光照明的动静两用运动模拟目标系统。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：包括滑动导轨、积分球一、靶标系统、积分球二、直线运动平台及平行光管；所述的积分球一提供均匀的紫外光照明，积分球二提供从可见光到近红外的光波照明，所述的积分球一和积分球二设置于滑动导轨上通过手动进行切换，所述的靶标系统设置于电动直线运动平台上，置于积分球一或积分球二的出光口与光行光管的之间的焦平面上，通过电动直线运动平台8带动按设定的规律进行运动，所述的积分球一和积分球二、靶标系统、滑动导轨、直线运动平台均安装在暗室机构内；

所述的积分球一的光源由紫外光源、紫外光源供电电源和紫外光源能量衰减模组组成，紫外光源能量衰减模组通过光能衰减片实现紫外光源光能衰减，紫外光源积分球的出光口处设置有紫外波段滤光模组；

所述的积分球二的光源由可见光及近红外照明光源和可见光及近红外照明光源供电电源组成，积分球二出光口处设置有可见光及红外波段滤光模组；

所述的积分球二的光源照度通过可见光及近红外照明光源供电电源13连续可调。

所述的靶标系统由靶标主框架、靶标安装支架、靶标、档板紧固机构和靶标安装支架固定档板组成；所述的靶标主框架为“U型支架”，其底部设置有靶标通光孔，靶标安装支架设置于靶标主框架的”U”型槽内，通过档板紧固机构和靶标安装支架固定档板紧固，靶标系统通过靶标安装支架与靶标主框架之间的定位面实现实物靶标与电子靶标切换后靶标平面的光行光管焦平面的重叠重复定位，所述的靶标设置有6个，分别固定于各自的靶标安装支架内，并通过位置方位调整弹簧顶丝机构一、位置方位调整弹簧顶丝机构二、位置方位调整弹簧顶丝机构三、位置方位调整弹簧顶丝机构四、位置方位调整弹簧顶丝机构五和位置方位调整弹簧顶丝机构六实现空间位置与方位的微调，使靶标平面与光行光管焦平面一致性。

所述的靶标为实物靶标或电子靶标。

所述的紫外光源为氘灯或氙灯。

所述的可见及近红外的光源为溴钨灯。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明通过双积分球光源系统与直线运动平台、实物靶标及电子靶标、平行光管的组合，实现了从紫外到近红外的背景光照明，在紫外光谱波段，采用光能衰减片实现光照度从10^-2lux～10²lux光照度调整；从微光到白昼照度范围的无究远观测模拟目标的模拟，通过滤光模组可以提供不同频带范围内的模拟目标。在可见光及近红外光谱波段，通过调整光源系统的电参数实现从10^-2lux～10³lux光照度照明，可以实现观测目标照度的连续可调。

本发明模拟目标靶标采用分划实物靶标和电子靶标(如：空间光调制器)两种靶标，电子靶标的图案可以通过编程设置，实现不同的观测目的。实物靶标与电子靶标采用专用的夹具装置进行固定，可以实现方便切换且可确保靶标平面位于平行光管焦平面上。模拟目标靶标固定在直线运动平台上，通过对直线运动平台运动规律的设定可以模拟无穷远匀速、匀加速等运动状态的观测目标。

附图说明

图1为宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统组成结构图；

图2为靶标系统组成结构图；

图中：1、紫外光源供电电源，2、滑动导轨，3、积分球一，4、靶标系统，5、紫外波段滤光模组，6、可见光及红外波段滤光模组，7、积分球二，8、电动直线运动平台，9、平行光管，10、紫外光源，11、紫外光源能量衰减模组，12、可见光及近红外照明光源，13、可见光及近红外照明光源供电电源，14、暗室系统，15、档板紧固机构，16、靶标安装支架固定档板，17、靶标主框架，18、靶标安装支架，19、靶标，20、位置方位调整弹簧顶丝机构一，21、位置方位调整弹簧顶丝机构二，22、位置方位调整弹簧顶丝机构三，23、位置方位调整弹簧顶丝机构四，24、靶标安装支架与靶标主框架之间的定位面。25、位置方位调整弹簧顶丝机构五，26、靶标通光孔，27、实物靶标或电子靶标方位调整弹簧顶丝机构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1：一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，包括滑动导轨2、积分球一3、靶标系统4、积分球二7、直线运动平台8及平行光管9；所述的积分球一3提供均匀的紫外光照明，积分球二7提供从可见光到近红外的光波照明，所述的积分球一3和积分球二7设置于滑动导轨2上通过手动进行切换，所述的靶标系统4设置于电动直线运动平台8上，置于积分球一3或积分球二7的出光口与光行光管9的之间的焦平面上，通过电动直线运动平台8带动按设定的规律进行运动，所述的积分球一3和积分球二7、靶标系统4、滑动导轨2、直线运动平台8均安装在暗室机构14内；

所述的积分球一3的光源由紫外光源10、紫外光源供电电源1和紫外光源能量衰减模组11组成，紫外光源能量衰减模组11通过光能衰减片实现紫外光源光能衰减，紫外光源积分球3的出光口处设置有紫外波段滤光模组5，所述的紫外波段滤光模组5的滤光波段可根据工程需要进行定置切换。

所述的积分球二7的光源由可见光及近红外照明光源12和可见光及近红外照明光源供电电源13组成，积分球二7出光口处设置有可见光及红外波段滤光模组6；

所述的积分球二7的光源照度通过可见光及近红外照明光源供电电源13连续可调。

参见图2：所述的靶标系统4由靶标主框架17、靶标安装支架18、靶标19、档板紧固机构15和靶标安装支架固定档板16组成；所述的靶标主框架17为“U 型支架”，其底部设置有靶标通光孔26，靶标安装支架18设置于靶标主框架17的“U”型槽内，通过档板紧固机构15和靶标安装支架固定档板16紧固，靶标系统通过靶标安装支架18与靶标主框架17之间的定位面24实现实物靶标与电子靶标切换后靶标平面的光行光管焦平面的重叠重复定位，所述的靶标19为实物靶标或电子靶标，设置有6个，分别固定于各自的靶标安装支架18内，并通过位置方位调整弹簧顶丝机构一20、位置方位调整弹簧顶丝机构二21、位置方位调整弹簧顶丝机构三22、位置方位调整弹簧顶丝机构四23、位置方位调整弹簧顶丝机构五25和位置方位调整弹簧顶丝机构六27实现空间位置与方位的微调，使靶标平面与光行光管焦平面一致性。

本发明积分球一3上安装的紫外光源10可用氘灯或氙灯，其发光有效光谱波长最小可达300nm以下，这种光源的照度调节不易用供电电路参数控制，紫外光源能量衰减模组11可采用机械式的衰减片通过衰减片组合实现紫外光源的照度调节；积分球二7安装的可见及近红外的光源12可用溴钨灯，其可提供的380nm至1200nm的光谱光源照明，通过调节溴钨灯的供电电流可实现可见光及近红外光源照度的连续可调。

平行光管9光轴与积分球3或5出光口中心重合。当根据工程需求，需要不同谱段的观测目标时，在积分球出光口处安装相应谱段的滤光片。当需要紫外与可见光目标切换时，只需手推两个积分球，实现光源之间的切换。

靶标系统安装在直线运动平台8的滑块上，作往复运动。当模拟匀速运动目标时，滑块经过加速、匀速、减速三个阶段。这时，当靶标经过积分球有效通光口径时，作匀速运动，运动速度可以设定。当模拟匀加速运动时，滑块经过匀加速和匀减速两个过程，靶标经过积分球有效通光口径时，做匀加速或匀减速运动。

当进行系统装调时，将靶标系统4固定在积分球一3或积分球一5与平行光管9之间，通过调节靶标安装支架18上实物靶标或电子靶标位置方位调整弹簧顶丝机构一20，位置方位调整弹簧顶丝机构二21，位置方位调整弹簧顶丝机构三22，位置方位调整弹簧顶丝机构四23，位置方位调整弹簧顶丝机构五25，位置方位调整弹簧顶丝机构六27，实现靶标平面与光行光管焦平面重叠性调整。当实现两个平面重叠后，用顶丝记录固定实物靶标或电子靶标与靶标安装支架的相对位置。

当实物靶标与电子靶标切换时，调整档板紧固机构15，从靶标主框架(U型支架)17中取出靶标安装支架18，换成另一个安装有靶标实体的靶标安装支架置于U型支架内，通过靶标安装支架18与靶标主框架(U型支架)17之间的定位面24实现准确定位。由于实物靶标及电子靶标的空间位置在仪器调整过程中调整记录固定，通过准确的机械定位面，可以实现更换后的靶标平面与平行光管焦平面完成重合。

为了使模拟目标系统适用于非暗室环境，将两个积分球一3和积分球二5光源系统、靶标系统4、滑动导轨2、直线运动平台8均安装在暗室机构14内。

实物靶标主要是应用于紫外或微光等电子靶标不适用的应用场合。

通过实物靶标和电子靶标图案设计，本观测目标模拟系统可以应用于光学系统、光电成像系统分辨率、调制传递函数、动态调制函数等参数的测量。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：包括滑动导轨(2)、积分球一(3)、靶标系统(4)、积分球二(7)、直线运动平台(8)及平行光管(9)；所述的积分球一(3)提供均匀的紫外光照明，积分球二(7)提供从可见光到近红外的光波照明，所述的积分球一(3)和积分球二(7)设置于滑动导轨(2)上通过手动进行切换，所述的靶标系统(4)设置于电动直线运动平台(8)上，置于积分球一(3)或积分球二(7)的出光口与光行光管(9)的之间的焦平面上，通过电动直线运动平台8带动按设定的规律进行运动，所述的积分球一(3)和积分球二(7)、靶标系统(4)、滑动导轨(2)、直线运动平台(8)均安装在暗室机构(14)内；

所述的积分球一(3)的光源由紫外光源(10)、紫外光源供电电源(1)和紫外光源能量衰减模组(11)组成，紫外光源能量衰减模组(11)通过光能衰减片实现紫外光源光能衰减，紫外光源积分球(3)的出光口处设置有紫外波段滤光模组(5)；

所述的积分球二(7)的光源由可见光及近红外照明光源(12)和可见光及近红外照明光源供电电源(13)组成，积分球二(7)出光口处设置有可见光及红外波段滤光模组(6)；

所述的积分球二(7)的光源照度通过可见光及近红外照明光源供电电源13连续可调。

2.根据权利要求1所述的一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：所述的靶标系统(4)由靶标主框架(17)、靶标安装支架(18)、靶标(19)、档板紧固机构(15)和靶标安装支架固定档板(16)组成；所述的靶标主框架(17)为“U型支架”，其底部设置有靶标通光孔(26)，靶标安装支架(18)设置于靶标主框架(17)的”U”型槽内，通过档板紧固机构(15)和靶标安装支架固定档板(16)紧固，靶标系统通过靶标安装支架(18)与靶标主框架(17)之间的定位面(24)实现实物靶标与电子靶标切换后靶标平面的光行光管焦平面的重叠重复定位，所述的靶标(19)设置有6个，分别固定于各自的靶标安装支架(18)内，并通过位置方位调整弹簧顶丝机构一(20)、位置方位调整弹簧顶丝机构二(21)、位置方位调整弹簧顶丝机构三(22)、位置方位调整弹簧顶丝机构四(23)、位置方位调整弹簧顶丝机构五(25)和位置方位调整弹簧顶丝机构六(27)实现空间位置与方位的微调，使靶标平面与光行光管焦平面一致性。

3.根据权利要求2所述的一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：所述的靶标(19)为实物靶标或电子靶标。

4.根据权利要求3所述的一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：所述的紫外光源(10)为氘灯或氙灯。

5.根据权利要求4所述的一种宽光谱宽照度范围观测模拟目标系统，其特征在于：所述的可见及近红外的光源(12)为溴钨灯。