CN201859304U - 一种测量ccd数字相机拖影的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于CCD数字相机的成像质量检测领域，具体涉及一种测量CCD数字相机拖影的装置。该装置包括为拖影测试提供均匀光源的积分球和测试靶标，且积分球上设有出光孔，出光孔的光照均匀性大于97％；测试靶标为不透光的矩形材料，中心开有矩形的透射窗口，即Spot区；透射窗口的各边长是测试靶标相应各边长的十分之一；测试靶标的面积大于等于CCD数字相机整个视场，积分球出光孔的尺寸大于测试靶标的透射窗口，且透射窗口与积分球出光孔保证同心。本实用新型提供的一种测量CCD数字相机拖影的装置在测试时连接方便，测试过程简单快速，结果准确可靠，可做为CCD数字相机整机拖影指标测试的通用装置。

Description

一种测量CCD数字相机拖影的装置 

技术领域

本实用新型属于CCD数字相机的成像质量检测领域，具体涉及一种测量CCD数字相机拖影的装置。 

背景技术

目前，CCD数字相机被广泛应用于光电侦察设备中，尤其是在飞行器平台上的应用则更为普遍。但是目前CCD芯片生产厂家只能提供CCD芯片器件的拖影值，对于将CCD芯片集成到CCD数字相机整机后，CCD数字相机的拖影指标如何，尚无相关测试方法和测量装置的公开。 

拖影是CCD芯片器件特有的，指在拍摄场景中的强光源时在图像上出现的沿垂直方向穿过高亮点的亮道，颜色为白色。拖影的大小将直接影响成像效果，拖影信号的强度与照明的亮度和照明点的垂直高度成正比，拖影值越大亮道越亮，成像效果越差。因而对于CCD芯片器件来说，拖影越小越好。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种方便、准确的测量CCD数字相机拖影的装置。 

本实用新型所采用的技术方案是： 

一种测量CCD数字相机拖影的装置，包括为拖影测试提供均匀光源的积分球和测试靶标，其特征在于：所述积分球上设有出光孔， 出光孔的光照均匀性大于97％；所述的测试靶标为不透光的矩形材料，测试靶标中心开有矩形的透射窗口，即Spot区；透射窗口的各边长是测试靶标相应各边长的十分之一；测试靶标的面积大于等于CCD数字相机的整个视场，积分球出光孔的尺寸大于测试靶标的透射窗口，且透射窗口与积分球出光孔同心。 

如上所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其中：所述积分球的光源彩色温度为3200K，照度为0lx～3200lx。 

如上所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其中：所述的测试靶标的材料为镀膜光刻玻璃。 

如上所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其中：所述测试靶标与积分球出光孔的距离小于等于10mm。 

如上所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其中：所述测试靶标的纵向高度H_y即垂直方向边长计算如下： 

$\frac{H_y/2}{L}=\tan \frac{{\mathrm{\θ}}_y}{2}$

θ_y为纵向视场角，计算如下 

$\tan \mathrm{\θ}/2=\frac{d}{2f}$

式中：f为镜头焦距，d是CCD靶面纵向尺寸；测试靶标的横向长度H_x即水平方向边长通过CCD靶面横向尺寸和横向视场角计算得出。 

本实用新型的有益效果是： 

1.本实用新型提供的一种测量CCD数字相机拖影的装置在测试 时连接方便，测试过程简单快速，结果准确可靠，可做为CCD数字相机整机拖影指标测试的通用装置。 

2.该装置可以在曝光时间小于全积分时间(全积分时间为行转移时间与行数的积)和等于全积分时间两种情况下对CCD数字相机整机的拖影指标进行测量。 

附图说明

图1是本实用新型提供的一种测量CCD数字相机拖影的装置结构示意图； 

图2是测试时使用的靶标； 

图3是拖影测试图； 

其中，1.积分球，2.测试靶标，3.光学镜头，4.CCD数字相机，5.计算机，6.稳压源。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种测量CCD数字相机拖影的装置进行介绍： 

一种测量CCD数字相机拖影的装置，包括积分球1和测试靶标2。所述的积分球1，为拖影测试提供均匀光源，光源彩色温度3200K，最高照度应能满足使测试靶标2透射窗口灰度为CCD饱和值(此装置为0lx～3200lx)；分辨率根据测试精度确定，例如分辨率在低亮度范围时可取0.01lx，在亮度范围时在可取0.1lx；调节类型为连续调节；调节机构为手动或自动调节；调节稳定性应优于设定值1％；积分球上设有出光孔，出光孔的光照均匀性应大于97％，出光孔的尺寸 大于测试靶标2的透射窗口。 

所述的测试靶标2，与积分球1配合为拖影测试提供暗背景强光点测试标准目标。测试靶标2为不透光的材料，可选用镀膜光刻玻璃(K9)，测试靶标2为矩形，测试靶标2上开有透射窗口(图2中Spot区)，透射窗口为矩形通孔，透射窗口的各边长是测试靶标相应各边长的十分之一，且透射窗口中心与测试靶标2重合；测试靶标2应能覆盖CCD数字相机整个视场，即测试靶标的面积大于等于CCD数字相机整个视场，所以测试靶标2的大小根据视场角确定： 

CCD数字相机4距测试靶标距离L(具体指CCD数字相机4内CCD芯片距测试靶标的距离)时，测试靶标2的纵向高度H_y(即垂直方向边长)如下式计算： 

$\frac{H_y/2}{L}=\tan \frac{{\mathrm{\θ}}_y}{2}$

θ_y为纵向视场角，计算如下 

$\tan {\mathrm{\θ}}_y/2=\frac{d}{2f}$

式中：f为镜头焦距，d是CCD靶面纵向尺寸。测试靶标2的横向长度H_x(即水平方向边长)通过CCD靶面横向尺寸和横向视场角同理计算。 

通常CCD靶面为正方形，则取测试靶标2为正方形，即测试靶标2的横向长度等于纵向高度H_x＝H_y，透射窗口横向长度H_Tx等于透射窗口纵向高度H_Ty，为测试靶标纵向高度的十分之一，即 

$H_{\mathrm{Tx}}=\frac{1}{10}{H}_y.$

测试前，设置测试环境条件为暗室条件，将带有光学镜头3的CCD数字相机4放置在测试靶标前，保证CCD芯片与距离测试靶标为L，CCD数字相机4外接计算机5和稳压源6；为了保证透射窗口的光照均匀性，要求测试靶标与积分球出光孔的距离在10mm内，且透射窗口与积分球出光孔保证同心。 

测试时，使积分球光源均匀照射到测试靶标上；将积分球照度调节至使得测试靶标透射窗口灰度等于CCD饱和值，所述CCD饱和值由CCD数字相机采集图像的位数决定，例如位数为8位，则饱和值为256；将CCD数字相机的拍摄积分时间设为全积分时间T_q或CCD数字相机所能设置的最大积分时间值T_max，全积分时间T_q为一帧行数与行转移时间的乘积。如图2所示，测出此时CCD数字相机拍得图像中Spot区内饱和灰度h_k。 

在其他条件不变的情况下，调节积分球照度，使得透射窗口通过CCD数字相机所成像中Spot区的灰度平均值为h_k的三分之二，即0.667h_k；CCD数字相机拍摄一张照片，将拍摄的照片做为拖影测试图(即图3)。 

如图3所示，所述拖影测试图分为Dark区、Spot区和Smear区(Dark区为不透光区域图像，Smear区假设不存在拖影情况，则图像灰度与Dark区相同，实际测试时，拖影值越小，Smear区灰度越接近Dark区，拖影值越大，则Smear区灰度越高)。在各个区内任意设置子窗口，即在Dark区内设置Dark窗口、在Spot区内设置Spot窗 口、在Smear区内设置Smear窗口，应保证每个子窗口所包含的像素数不小于1000个，并记录每个窗口的平均灰度H_dark，H_spot，H_smear；通过下式计算出拖影值： 

$\mathrm{Smear}=\frac{H_{\mathrm{smear}}-H_{\mathrm{dark}}}{H_{\mathrm{spot}}-H_{\mathrm{dark}}}$

如果用dB做单位，需要对上面的比值进行变换： 

Smear_d(dB)＝20logSmear 

若CCD数字相机最长积分时间T_max小于全积分时间，实际测试时积分时间可设为CCD数字相机最长积分时间T_max，经过换算到全积分模式，拖影系数应按下式进行修正： 

Smear_实际＝Smear_d-20log(T_q/T_max)。 

本实用新型的优势是可以在曝光时间小于全积分时间(全积分时间为行转移时间与行数的积)和等于全积分时间两种情况下对CCD数字相机整机的拖影指标进行测量。 

本实用新型提供的装置在测试时连接方便，测试过程简单快速，结果准确可靠，可做为CCD数字相机整机拖影指标测试的通用装置。 

Claims (5)

1.一种测量CCD数字相机拖影的装置，包括为拖影测试提供均匀光源的积分球(1)和测试靶标(2)，其特征在于：所述积分球(1)上设有出光孔，出光孔的光照均匀性大于97％；所述的测试靶标(2)为不透光的矩形材料，测试靶标(2)中心开有矩形的透射窗口，即Spot区；透射窗口的各边长是测试靶标(2)相应各边长的十分之一；测试靶标的面积大于等于CCD数字相机的整个视场，积分球(1)出光孔的尺寸大于测试靶标(2)的透射窗口，且透射窗口与积分球(1)出光孔同心。

2.根据权利要求1所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其特征在于：所述积分球(1)的光源彩色温度为3200K，照度为0lx～3200lx。

3.根据权利要求1所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其特征在于：所述的测试靶标(2)的材料为镀膜光刻玻璃。

4.根据权利要求1所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其特征在于：所述测试靶标(2)与积分球(1)出光孔的距离小于等于10mm。

5.根据权利要求1所述的一种测量CCD数字相机拖影的装置，其特征在于：所述测试靶标(2)的纵向高度H_y即垂直方向边长计算如下：

θ_y为纵向视场角，计算如下

式中：f为镜头焦距，d是CCD靶面纵向尺寸；测试靶标(2)的横向长度H_x即水平方向边长通过CCD靶面横向尺寸和横向视场角计算得出。 

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