CN108243337A - 一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，包括：光源；设置在光源的光线输出路径上的转鼓；设置在转鼓的转轴方向上的制作多层条纹靶标，相邻的条纹靶标的相位差为预设相位差；正对条纹靶标的光学系统；正对光学系统的输出侧的图像传感器。通过在转鼓上设置具有相位偏差的多层条纹靶标，每层条纹靶标均会生成对应的靶标图像，用户即可选取获取图像传感器得到的效果最佳的靶标图像，基于该靶标图像即可实现图像传感器动态传递函数高精度测量。在本发明中，无需采用更高精度的转鼓，即可实现靶标图像与图像传感器像元之间相位偏差的优化，提高了图像传感器动态传递函数的测试结果的精准性。
Description
技术领域
本发明涉及测试设备技术领域，具体涉及一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置。
背景技术
弱光条件及运动状态下目标信息的提取对图像传感器具有较高要求。其中，时间延迟积分(Time Delayed and Integration，TDI)图像传感器通过对同一目标多次曝光，延迟积分时间，增加了光能的收集，具有响应度高、动态范围宽等优点，大大提高了对弱光景物及动态目标信息的信噪比，广泛的引用于工业检测、空间探测、航天遥感、微光夜视探测等领域。为了满足工作使用要求，对图像传感器的动态传递函数有很高的要求，且对图像传感器的动态传递函数的重复测试精度需小于3％。
现有技术图像传感器动态传递函数的测试方法为转鼓法，这种测试方法都是将条纹靶放置在动态转鼓上，通过均匀单色光照射匀速旋转的靶标，经光学系统成像后，得到运动的矩形条纹图像，其中，矩形条纹图像的空间频率与图像传感器的像元尺寸相匹配，图像运动的角速度与图像传感器的像元转移频率相匹配。然后将图像传感器放置在光学系统焦面处，对靶标图像进行成像，将图像的灰度值代入到算法公式，进而得出图像传感器在该谱段下的动态传递函数值。
通常，调节高精度转鼓的角速度，使图像的移动速度与图像传感器的像元转移频率相匹配，同时将图像传感器调节至光学系统焦面的最佳位置，得到高清晰度的图像。由于受转鼓控制精度及信号同步性的限制，使靶标图像与图像传感器像元之间产生相位偏差，使得图像传感器动态传递函数的测试误差增大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，以实现图像传感器动态传递函数的高精度测量。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，包括：
光源；
设置在所述光源的光线输出路径上的转鼓；
设置在所述转鼓的转轴方向上的制作多层条纹靶标，相邻的条纹靶标的相位差为预设相位差；
正对所述条纹靶标的光学系统；
正对所述光学系统的输出侧的图像传感器。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，还包括：
转速调节器，用于调节所述转鼓的转速，以使得所述转鼓的转速与所述图像传感器的像元转移频率相匹配。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，还包括：
像元转移频率设置单元，用于设置所述图像传感器的像元转移频率。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，还包括：
数据处理单元，用于获取图像传感器预设时间段内采集得到的图像质量满足设定条件的靶标图像，计算所述靶标图像的灰度值，依据所述靶标图像的灰度值计算得到所述图像传感器的动态传递函数。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，所述条纹靶标为矩形条纹靶标。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，所述光学系统为透射式光学系统、反射式光学系统或透射式反射式组合光学系统。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，还包括：
用于承载所述光源、转鼓、靶标、光学系统和图像传感器的空气隔振平台上。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，还包括：
平移台，所述平移台用于调整所述图像传感器的位置。
优选的，上述图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置中，所述光源为均匀面光源。
基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，通过在转鼓上设置具有相位偏差的多层条纹靶标，每层条纹靶标均会生成对应的靶标图像，用户即可选取获取所述图像传感器得到的效果最佳的靶标图像，基于该靶标图像即可实现图像传感器动态传递函数高精度测量。在本发明中，无需采用更高精度的转鼓，即可实现靶标图像与图像传感器像元之间相位偏差的优化，提高了图像传感器动态传递函数的测试结果的精准性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置的结构示意图。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
由于受转鼓控制精度及信号同步性的限制，使靶标图像与图像传感器像元之间产生相位偏差，使得图像传感器动态传递函数的测试误差增大。
针对于现有技术中，由于受转鼓控制精度及信号同步性的限制，使靶标图像与图像传感器像元之间产生相位偏差，使得计算得到的图像传感器动态传递函数的测试误差较大的问题，本申请公开了一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，参见图1，包括：
光源1，所述光源输出的光为均匀单色光；
设置在所述光源1的光线输出路径上的转鼓2；
设置在所述转鼓2的转轴方向上的制作多层条纹靶标(未示出)，其中，在选择条纹靶标时，依据被测试的图像传感器的像元尺寸和光学系统的放大倍率，选取满足空间频率测试要求的条纹靶标，让后将满足上述条件的各个条纹靶标设置在所述转鼓2上，且使得相邻的条纹靶标的相位差为预设相位差；
光学系统3，所述光学系统3正对所述条纹靶标，靶标图形经所述光学系统3后聚焦成像；
正对所述光学系统3的输出侧的图像传感器4，通过调节所述图像传感器4的位置，使得所述光学系统3的成像落在所述图像传感器4上。
具体测试流程如下：
步骤1、依据图像传感器4的像元尺寸和光学系统3的放大倍率，选取满足空间频率测试要求的条纹靶标；
步骤2、制作多层条纹靶标，各个条纹靶标按照一预设的相位差沿所述转鼓2的转轴方向依次排列；
步骤3、在所述条纹靶标前端放置光源1，将光源1发射的光线经匀化后照射在所述多层条纹靶标上；
步骤4、在所述多层靶标前端放置光学系统，靶标图形经光学系统后聚焦成像；
步骤5、设置图像传感器4的像元转移频率，使其与转鼓的转速相匹配，使得所述图像传感器使成像效果最清晰；
步骤6、选取与图像传感器像4元之间的相位偏差最小的条纹靶，获取该条纹靶标对应的传感器图像，计算所述传感器图像的灰度值，依据所述灰度值计算图像传感器的动态传递函数，得到图像传感器的传递函数值；
通过上述方案描述可知，在本发明提供的一种动态传递函数相位对齐的装置中，通过在转鼓上设置具有相位偏差的多层条纹靶标，每层条纹靶标均会生成对应的靶标图像，用户即可选取获取所述图像传感器得到的效果最佳的靶标图像，基于该靶标图像即可实现图像传感器动态传递函数高精度测量。在本发明中，无需采用更高精度的转鼓，即可实现靶标图像与图像传感器像元之间相位偏差的优化，提高了图像传感器动态传递函数的测试结果的精准性。
进一步的，上述方案中，为了实现转鼓的转速与所述图像传感器的像元转移频率相匹配，本申请上述实施例公开的技术方案中，还可以包括转速调节器，所述转速调节器用于调节所述转鼓的转速，以使得所述转鼓的转速与所述图像传感器的像元转移频率相匹配，使成图像传感器的像效果更加清晰。
进一步的，在本申请实施例中，所述图像传感器的像元转移频率可以依据用户需求自行调整，因此，上述方案中，还可以包括：像元转移频率设置单元，用于设置所述图像传感器的像元转移频率。
为了实现图像传感器传递函数的计算，上述方案中，还可以包括：
数据处理单元，所述图像处理单元可以为MCU或集成芯片，当然也可以为电脑或其他设备，其用于获取图像传感器生成的靶标图像，选择预设时间段内图像质量满足设定条件的靶标图像，计算满足该条件的靶标图像的灰度值，依据所述靶标图像的灰度值计算得到所述图像传感器的动态传递函数。其中，该设定条件可以指的是图像传感器生成的各个靶标图像中图像质量最好的靶标图像。
在本申请实施例公开的技术方案中，所述条纹靶标的类型可以依据用户需求自行选取，例如，其可以为矩形条纹靶标。
在本申请实施例公开的技术方案中，所述光学系统的类型和放大倍率可以依据用户需求自行选取，例如所述光学系统为透射式光学系统、反射式光学系统或透射式反射式组合光学系统。
在本申请实施例公开的技术方案中，为了使得图像传感器能够得到清除的成像，上述方案中还可以包括：平移台，所述平移台用于调整所述图像传感器的位置，使图像传感器成像更加清晰。
优选的，上述方案中，所述光源优选为单色面光源。
在上述实施例公开的技术方案中，为了防止由于地面震动而导致上述装置震动，使得图像传感器成像晃动，上述方案中还可以包括：所述空气隔振平台上，所述空气隔振平台上用于承载所述光源、转鼓、靶标、光学系统、平移台和图像传感器。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，包括：
光源；
设置在所述光源的光线输出路径上的转鼓；
设置在所述转鼓的转轴方向上的制作多层条纹靶标，相邻的条纹靶标的相位差为预设相位差；
正对所述条纹靶标的光学系统；
正对所述光学系统的输出侧的图像传感器。
2.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，还包括：
转速调节器，用于调节所述转鼓的转速，以使得所述转鼓的转速与所述图像传感器的像元转移频率相匹配。
3.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，还包括：
像元转移频率设置单元，用于设置所述图像传感器的像元转移频率。
4.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，还包括：
数据处理单元，用于获取图像传感器预设时间段内采集得到的图像质量满足设定条件的靶标图像，计算所述靶标图像的灰度值，依据所述靶标图像的灰度值计算得到所述图像传感器的动态传递函数。
5.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，所述条纹靶标为矩形条纹靶标。
6.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，所述光学系统为透射式光学系统、反射式光学系统或透射式反射式组合光学系统。
7.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，还包括：
用于承载所述光源、转鼓、靶标、光学系统和图像传感器的空气隔振平台上。
8.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，还包括：
平移台，所述平移台用于调整所述图像传感器的位置。
9.根据权利要求1所述的图像传感器动态传递函数测试相位对齐装置，其特征在于，所述光源为均匀面光源。
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