CN109799072A - 一种多光谱紫外成像光学性能检测系统和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多光谱紫外成像光学性能检测系统和检测方法。目前尚未有成熟的关于双光路、多光谱光学系统光学性能检测的设备和方法。本发明的一种多光谱紫外成像光学性能检测系统，包括一个多谱段光源、一个平行光管和一个多维度转台，所述的多谱段光源包含紫外、可见和红外波段的光；所述的平行光管内部采用折返式光学系统，用于实现折返式光路，所述的折返式光学系统包括位于平行光管内部两侧的多面曲率不同反光镜，多谱段光源发出的光线进入平行光管内，经折返式光路后平行射出；所述的多维度转台置于平行光管前端，实现多维度转动。本发明可在同一系统中实现多光谱光学系统的光学性能检测，为多光谱光学系统性能检测提供方案。

Description

一种多光谱紫外成像光学性能检测系统和检测方法

技术领域

本发明属于光学性能检测领域，具体地说是一种多光谱紫外成像光学性能检测系统和检测方法。

背景技术

目前光学成像性能检测系统多用于可见光和红外光波段的光学系统检测，随着紫外光学系统的应用普及，市场上涌现出了很多紫外成像设备，但尚未有成熟紫外系统光学性能检测的装置和系统，难以对紫外设备进行性能评估。

另一方面，随着光电检测技术的发展，双光路、多光谱检测手段越来越多的得到应用，但对于双光路、多光谱检测系统而言，如何在同一系统中实现多光谱光学性能的检测，尚未有成熟、稳定的光学系统和检测方法。

平行光管是一种常见的光学性能检测装置，是装校调整光学仪器的重要工具，也是光学量度仪器中的重要组成部分，配用不同的分划板，连同测微目镜头，或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距、分辨率及其他成像质量。

目前常见的平行光管多集中于可见光波段的光学性能检测，很少有涉及紫外光学性能的检测，原因是，由于紫外光的特殊性，无法穿透大部分的透明玻璃及塑料，所以可用于紫外平行光管加工的材料有限，导致其本身像差难以校正。

除此之外，目前平行光管应用多限于单光路系统的光学检测，对于双光路、多光谱系统，没有一套成熟、系统的检测方案和对应的装置。

中国专利201820214237.3公开了一种《一种双光路检测装置及系统》，其介绍了一种双光路检测系统，该系统利用两个积分球实现双光路系统的检测，但因两条光路的存在，自身加工和装配容易存在误差，且整个系统置于实验平台上使用，容易受周围气流、灰尘、平台水平度等因素影响；此外，该系统使用两个LED，光源的强弱和稳定性不便控制，整个系统设计复杂，稳定性差，不便操作和推广；另一方面，由于两个积分球之间的间距有限，对应射出的两个平行光距离也受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种多光谱紫外成像光学性能检测系统，其可在同一系统中实现多光路的光学系统的性能检测，为双通道、多光谱光学系统性能检测提供方案。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种多光谱紫外成像光学性能检测系统，包括一个多谱段光源、一个平行光管和一个多维度转台，所述的多谱段光源包含紫外、可见和红外波段的光，所述的平行光管内部使用折返式光学系统，用于实现折返式光路，所述的折返式光学系统包括位于平行光管内部两侧的多面曲率不同反光镜，多谱段光源发出的光线进入平行光管内，经折返式光路后平行射出，所述的多维度转台置于平行光管前端，实现多维度转动。

本发明的平行光管内部使用折返式光学系统，体积小、像差小，无需调节焦面位置，系统稳定。多面反光镜，用于光路反射和像差校正，可用于多种光学系统性能的检测，不限于分辨率和重合度检测。本发明可在同一系统中实现多光路的光学系统的性能检测，为双通道、多光谱光学系统性能检测提供方案。

进一步地，所述多谱段光源，其波段在250-1100nm，与太阳光谱接近，可进行多谱段光学系统性能检测。

进一步地，所述的多谱段光源为氙灯，该光源与太阳光谱接近。

进一步地，所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统还包括校验处理系统，用于计算待测紫外成像仪的紫外光与可见光的重合度。

进一步地，所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统还包括星点板和分辨率板或其他测试板，置于平行光管焦面上。

进一步地，待测紫外成像仪置于多维度转台上，多维度转台能上下调节、水平360度调节和0-90度垂直调节，每个维度都有标尺，通过支杆手动调节或微调。

本发明的另一目的是提供一种采用上述多光谱紫外成像光学性能检测系统的检测方法，其用于检测双光路、多光谱系统重合度，其步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的星点板，星点板发出的光经过平行光管后变为平行光；将待测紫外成像仪放置于平行光管前接受平行光管射出的平行光，平行光管焦面上的星点板将会在待测紫外成像仪的像面上成像为一个亮的光斑，分别在待测紫外成像仪的可见光模式、紫外光模式下对同一目标进行成像，再计算两个不同模式下成像光斑中心位置偏差，即获得紫外光与可见光的重合度。

上述的检测方法，其具体过程如下：

1)将待测紫外成像仪放置于平行光管前，开启多光谱紫外成像光学性能检测系统；

2)调节待测紫外成像仪对焦方式至对无穷远对焦，调节紫外通道增益至合适值；使其紫外通道能够对平行光管发出的紫外信号成像且同时光斑最小；

3)调节多光谱紫外成像光学性能检测系统多维度转台，使得光斑位于画面中心；

4)使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

5)调节多光谱紫外成像光学性能检测系统多维度转台，使得光斑分别位于画面各边中心或顶角，并使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

6)将待测紫外成像仪拍摄的图像导出至校验处理系统，计算得到该待测紫外成像仪的紫外光与可见光的重合度，并依据模板自动生成检验报告。

进一步地，根据重合度对待测紫外成像仪进行校准。

本发明的又一目的是提供另一种采用上述多光谱紫外成像光学性能检测系统的检测方法，其用于检测多波段光学系统分辨率的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的分辨率板，通过光源照明分辨率板，将待测紫外成像仪置于平行光管出光口处，通过待测紫外成像仪对分辨率板所成的像，测试待测紫外成像仪在不同波段处的分辨率。

本发明的再一目的是提供又一种检测多波段光学系统角度的方法，其步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过多维度转台旋转，使光源置于成像面边缘，通过查看多维度转台旋转的角度，计算不同光谱视场的角度。

本发明具有的有益效果是：

1.本发明使用单光路光学检测系统实现多光谱系统的检测；

2.本发明只使用一个光源，该光源包含了紫外、可见和红外波段，工作波段250-1100nm；

3.本发明平行光管内部使用折返式光学系统，内置多面曲率不同反射镜，体积小，像差少，无需调试焦面位置，系统稳定；

4.本发明可同时进行多光谱同时检测；目前紫外检测设备少，制造加工成本高，方案不成熟；

5.目前尚未检测到成熟的重合度检测方式，利用本发明进行检测，操作方便，数据精确，并可以用于重合度的校正；

6.本发明整体只有一个设备，使用前无需调试，操作简单，环境适应强，后期维护成本低，便于应用推广。

附图说明

图1为本发明多谱段紫外成像光学性能检测系统的结构示意图；

图2为本发明折返式光学系统的结构示意图。

图中，1-光源，2-平行光管，3-多维度转台，4-待测紫外成像仪，21-平行光管焦面，22-反光镜。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

本发明提供一种多谱段紫外成像光学性能检测系统，包括一个多谱段光源、一个平行光管、一个多维度转台、校验处理系统、星点板和分辨率板或其他测试板，所述的平行光管内部使用折返式光学系统，用于实现折返式光路，所述的折返式光学系统包括位于平行光管内部两侧的多面曲率不同反光镜，多谱段光源发出的光线进入平行光管内，经折返式光路后平行射出。

所述多谱段光源的波段在250-1100nm，包含紫外、可见和红外波段。所述的多谱段光源为氙灯。所述的星点板和分辨率板或其他测试板，置于平行光管焦面上。

待测紫外成像仪置于多维度转台上，多维度转台能上下调节、水平360度调节和0-90度垂直调节，每个维度都有标尺，通过支杆手动调节或微调。

所述的校验处理系统，用于计算待测紫外成像仪的紫外光与可见光的重合度。

上述多光谱紫外成像光学性能检测系统用于检测双光路系统重合度的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的星点板，星点板发出的光经过平行光管后变为平行光；将待测紫外成像仪放置于平行光管前接受平行光管射出的平行光，平行光管焦面上的星点板将会在待测紫外成像仪的像面上成像为一个亮的光斑，分别在待测紫外成像仪的可见光模式、紫外光模式下对同一目标进行成像，再计算两个不同模式下成像光斑中心位置偏差，即获得紫外光与可见光的重合度。

上述检测方法的具体过程如下：

1)将待测紫外成像仪放置于平行光管前，开启多光谱紫外成像光学性能检测系统；

2)调节待测紫外成像仪对焦方式至对无穷远对焦，调节紫外通道增益至合适值；使其紫外通道能够对平行光管发出的紫外信号成像且同时光斑最小；

3)调节多光谱紫外成像光学性能检测系统的多维度转台，使得光斑位于画面中心；

4)使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

5)调节多谱段紫外成像光学性能检测系统的多维度转台，使得光斑分别位于画面各边中心或顶角，并使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

6)将待测紫外成像仪拍摄的图像导出至校验处理系统，计算得到该待测紫外成像仪的紫外光与可见光的重合度，并依据模板自动生成检验报告；

7)根据重合度对待测紫外成像仪进行校准。

上述多光谱紫外成像光学性能检测系统用于检测多波段光学系统分辨率的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的靶标板，通过光源照明靶标板，将待测紫外成像仪置于平行光管出光口处，通过待测紫外成像仪对靶标板所成的像，测试待测紫外成像仪在不同波段处的分辨率。

上述多光谱紫外成像光学性能检测系统用于检测多波段光学系统角度的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过多维度转台旋转，使光源置于成像面边缘，通过查看多维度转台旋转的角度，计算不同光谱视场的角度。

Claims (10)

1.一种多光谱紫外成像光学性能检测系统，包括一个多谱段光源、一个平行光管和一个多维度转台，其特征在于，所述的多谱段光源包含紫外、可见和红外波段的光；所述的平行光管内部使用折返式光学系统，用于实现折返式光路，所述的折返式光学系统包括位于平行光管内部两侧的多面曲率不同反光镜，多谱段光源发出的光线进入平行光管内，经折返式光路后平行射出，所述的多维度转台置于平行光管前端，实现多维度转动。

2.根据权利要求1所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统，其特征在于，所述多谱段光源的波段在250-1100nm。

3.根据权利要求2所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统，其特征在于，所述的多谱段光源为氙灯，该光源与太阳光谱接近。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统，其特征在于，还包括校验处理系统，用于计算待测紫外成像仪的紫外光与可见光或红外光的重合度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统，其特征在于，还包括星点板和分辨率板，星点板或分辨率板置于平行光管焦面上。

6.根据权利要求1-3任一项所述的多光谱紫外成像光学性能检测系统，其特征在于，待测紫外成像仪置于多维度转台上，多维度转台能上下调节、水平360度调节和0-90度垂直调节，每个维度都有标尺，通过支杆手动调节或微调。

7.采用权利要求1-6任一项所述多光谱紫外成像光学性能检测系统的检测方法，其特征在于，用于检测双光路系统重合度的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的星点板，经星点板发出的光经过平行光管后变为平行光；将待测紫外成像仪放置于平行光管前接受平行光管射出的平行光，平行光管焦面上的星点板将会在待测紫外成像仪的像面上成像为一个亮的光斑，分别在待测紫外成像仪的可见光模式、紫外光模式下对同一目标进行成像，再计算两个不同模式下成像光斑中心位置偏差，即获得紫外光与可见光的重合度。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，具体过程如下：

1)将待测紫外成像仪放置于平行光管前，开启多光谱紫外成像光学性能检测系统；

2)调节待测紫外成像仪对焦方式至对无穷远对焦，调节紫外通道增益至合适值；使其紫外通道能够对平行光管发出的紫外信号成像且同时光斑最小；

3)调节多维度转台，使得光斑位于画面中心；

4)使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

5)调节多维度转台，使得光斑分别位于画面各边中心或顶角，并使用待测紫外成像仪分别拍摄可见通道与紫外通道图像；

6)将待测紫外成像仪拍摄的图像导出至校验处理系统，计算得到该待测紫外成像仪的紫外光与可见光的重合度，并依据模板自动生成检验报告。

9.采用权利要求1-6任一项所述多光谱紫外成像光学性能检测系统的检测方法，其特征在于，用于检测多波段光学系统分辨率的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过光源照亮平行光管焦面上的分辨率板，将待测紫外成像仪置于平行光管出光口处，通过待测紫外成像仪对分辨率所成的像，测试待测紫外成像仪在不同波段处的分辨率。

10.采用权利要求1-6任一项所述多光谱紫外成像光学性能检测系统的检测方法，其特征在于，用于检测多波段光学系统角度的步骤如下：利用平行光管来模拟无穷远的点目标，通过多维度转台旋转，使光源置于成像面边缘，通过查看多维度转台旋转的角度，计算不同光谱视场的角度。