RU2060487C1 - Device for measuring parameters of electro-optic devices - Google Patents
Device for measuring parameters of electro-optic devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060487C1 RU2060487C1 RU92007163A RU92007163A RU2060487C1 RU 2060487 C1 RU2060487 C1 RU 2060487C1 RU 92007163 A RU92007163 A RU 92007163A RU 92007163 A RU92007163 A RU 92007163A RU 2060487 C1 RU2060487 C1 RU 2060487C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- world
- worlds
- background
- emitters
- main
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технической оптике и может быть использовано для испытаний оптико-электронных приборов (ОЭП). The invention relates to technical optics and can be used for testing optoelectronic devices (OED).
Известны устройства для контроля порога чувствительности ОЭП [1] в которых необходимый температурный контраст достигается за счет изменения коэффициента пропускания миры или же за счет изменения спектрального коэффициента излучательной способности отдельных элементов миры. Known devices for controlling the threshold of sensitivity of the EIA [1] in which the necessary temperature contrast is achieved by changing the transmittance of the worlds or by changing the spectral coefficient of the emissivity of individual elements of the world.
Недостатком известных устройств, выполненных по первому способу, является необходимость учета собственного излучения миры, по второму возможные трудности, связанные с подбором материала. A disadvantage of the known devices made according to the first method is the need to take into account the world’s own radiation, according to the second there are possible difficulties associated with the selection of material.
Наиболее близким к заявляемому устройству является установка для измерения и контроля параметров тепловизоров [2]
Это устройство содержит протяженный излучатель, представляющий собой медную кювету-термостат прямоугольной формы и набор мир, в том числе штриховых. Рабочие поверхности кюветы и мир покрыты эмалью АК-243.Closest to the claimed device is a device for measuring and monitoring parameters of thermal imagers [2]
This device contains an extended emitter, which is a rectangular rectangular copper cuvette and a set of the world, including dashed ones. The working surfaces of the cell and the world are coated with AK-243 enamel.
Недостатком известного устройства является наличие контраста при одинаковых температурах миры и фонового излучателя за счет разных величин излучательных способностей самой миры и ее прозрачных штрихов, из-за чего необходимо вводить температурные поправки. Кроме того, при наличии температурного контраста между прозрачными штрихами и фоном необходимо учитывать температурные поправки за счет неодинакового изменения величин излучательной способности различных по размеру прозрачных штрихов миры, возникающих вследствие различных геометрий взаимного переотражения, а также при изменении условий окружающей среды. A disadvantage of the known device is the presence of contrast at the same temperatures of the worlds and the background emitter due to different values of the emissivity of the world itself and its transparent strokes, because of which it is necessary to introduce temperature corrections. In addition, if there is a temperature contrast between the transparent strokes and the background, it is necessary to take into account temperature corrections due to unequal changes in the emissivity values of worlds of different sizes of transparent strokes, arising due to different geometries of mutual reflection, as well as when environmental conditions change.
Целью изобретения является повышение качества метрологического обеспечения. The aim of the invention is to improve the quality of metrological support.
Цель достигается тем, что в устройство, содержащее миру и излучатель, дополнительно введена фоновая мира и три излучателя, причем обе миры установлены в непосредственной близости друг от друга и выполнены из одного материала в виде непрерывной периодической структуры полос с зеркальным покрытием, в сечении представляющих двухгранный симметричный профиль, с углом Q при, вершине соответствующим условию
Q> 120 + a/3, где Q плоский угол при вершине двухгранного симметричного профиля; а поле обзора испытуемого оптико-электронного прибора, причем пространственная частота полос фоновой миры выше частоты разрешения оптико-электронного прибора, основная мира установлена с возможностью перемещения в плоскости установки, два излучателя оптически связаны с отражающими поверхностями основной миры, два других излучателя с отражающими поверхностями фоновой миры.The goal is achieved by the fact that the background of the world and three emitters are additionally introduced into the device containing the world and the emitter, and both worlds are installed in close proximity to each other and are made of the same material in the form of a continuous periodic structure of strips with a mirror coating, in the cross section representing a two-sided symmetrical profile, with angle Q at, vertex corresponding to the condition
Q> 120 + a / 3, where Q is the flat angle at the apex of the dihedral symmetrical profile; and the field of view of the tested optoelectronic device, the spatial frequency of the stripes of the background worlds being higher than the resolution frequency of the optoelectronic device, the main world is set to move in the plane of installation, two emitters are optically coupled to the reflective surfaces of the main world, two other emitters with reflective background surfaces worlds.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства. In FIG. 1 shows a diagram of the proposed device.
Устройство содержит миру 1, выполненную как непрерывную периодическую структуру полос, в сечении представляющих двухгранный симметричный профиль, фоновую миру 2, выполненную аналогично мире 1, но с пространственной частотой, не разрешимой для испытуемого оптико-электронного прибора, и четыре опорных излучателя 3-6, причем 3 и 4 оптически связаны с профилями основной миры, а 5 и 6 с профилями фоновой миры. Основная мира 1 может иметь профили различной пространственной частоты, плоский угол Q при вершине профиля должен соответствовать следующему условию:
Q >= 120 + a/3, где a поле обзора испытуемого оптико-электронного прибора.The device contains the
Q> = 120 + a / 3, where a is the field of view of the tested optoelectronic device.
Достаточным условием воспроизведения полос основной миры в виде двух уровней яркости является отсутствие взаимного затенения лучей в поле обзора ОЭП от опорных излучателей элементами (или их частями) профиля миры. A sufficient condition for reproducing the bands of the main world in the form of two brightness levels is the absence of mutual shading of the rays in the field of view of the EIA from the reference emitters by elements (or their parts) of the profile of the world.
На фиг. 2 показана геометрия хода лучей: OO' оптическая ось испытуемого ОЭП; а поле обзора ОЭП; Q плоский угол при вершине профиля; f угол падения луча на грань миры. Условием отсутствия затенений будет отсутствие пересечения отраженного луча С с гранью Р или ее продолжением. Тогда
Q/2 >= 2f a/2, после подстановки f 90o (Q-a)/2 и соответствующих преобразований получим:
Q/2 >= 180o Q + a a/2;
Q >= 120o + a/3.In FIG. 2 shows the geometry of the path of the rays: OO 'optical axis of the tested OED; and the field of view of the EIA; Q is the flat angle at the top of the profile; f the angle of incidence of the beam on the edge of the worlds. The condition for the absence of shading will be the absence of intersection of the reflected beam C with face P or its continuation. Then
Q / 2> = 2f a / 2, after substituting f 90 o (Qa) / 2 and the corresponding transformations, we obtain:
Q / 2> = 180 ° Q + aa / 2;
Q> = 120 o + a / 3.
П р и м е р. Устройство содержит четыре опорных излучателя типа модели абсолютно черного тела размером 40 х 50 мм. Основная мира выполнена из алюминия с зеркальным покрытием поверхности в виде периодической структуры, имеющей в сечении двухгранный симметричный профиль. Мира в соответствии с ГОСТ 6923-84 может иметь разные пространственные частоты, например, мира с тремя штрихами и пространственной частотой 1 период/мм имеет размеры 2,5 х 2,5 мм, а для семи штрихов с тем же периодом 6,5 х 6,5 мм. Плоский угол при вершине профиля 150о (позволяет испытывать ОЭП с полем обзора до 90о). Фоновая мира размером 30 х 40 мм выполнена по одной технологии с основной мирой с соблюдением условия о неразрешимости полос для исследуемого ОЭП и размещена позади основной миры, в непосредственной близости от нее. Испытуемый прибор устанавливается так, что плоскости обеих мир перпендикулярны оптической оси прибора, а фоновая мира должна полностью заполнять все поле обзора исследуемого прибора.PRI me R. The device contains four reference emitters of the type of a completely black body model with a size of 40 x 50 mm. The main part of the world is made of aluminum with a mirror-coated surface in the form of a periodic structure having a dihedral symmetrical profile in cross section. The world in accordance with GOST 6923-84 can have different spatial frequencies, for example, a world with three strokes and a spatial frequency of 1 period / mm has dimensions 2.5 x 2.5 mm, and for seven strokes with the same period 6.5 x 6.5 mm. The flat profile of apex angle about 150 (allows testing with an EIA field of view to 90). The background world of 30 x 40 mm in size is made using the same technology as the main world, subject to the conditions on the insolubility of the bands for the investigated EIA and placed behind the main world, in the immediate vicinity of it. The device under test is installed so that the planes of both worlds are perpendicular to the optical axis of the device, and the background world should completely fill the entire field of view of the device under study.
Перед проведением любых видов работ предварительно необходимо произвести градуировку основной миры. Before carrying out any kind of work, it is first necessary to graduate the main worlds.
Градуировка основной миры 1 производится путем определения величин разностей термодинамических температур излучателей 3 и 4, соответствующих заданным величинам разности радиационных температур. Для этого на место испытуемого ОЭП устанавливается аттестованное средство измерения например узкопольный пирометр полного излучения, градуировка миры производится по группе профилей с самой низкой пространственной частотой или зеркальным свидетелем соответствующих размеров, позволяющих полностью заполнить мгновенное поле зрения пирометра излучением от того или иного опорного излучателя. Определив по паспортным данным пирометра амплитуду сигнала, соответствующего необходимой разности радиационных температур, добиваются получения этого сигнала на выходе пирометра регулированием термодинамических температур излучателей. Операцию повторяют нужное число раз, зависящее от диапазона рабочих радиационных температур исследуемого ОЭП и количества воспроизводимых разностей радиационных температур, замеренных образцовым средством измерения, от разностей термодинамических температур излучателей. Calibration of the
Измерение температурно-частотных характеристик (ТЧХ) на предлагаемом устройстве осуществляется в приведенном ниже порядке. The measurement of temperature-frequency characteristics (TCH) on the proposed device is carried out in the following order.
Вместо пирометра устанавливается исследуемый ОЭП, который настраивается таким образом, что в выходном сигнале должны быть ясно видны шумы. Измерение ТЧХ начинают с миры, характеризующейся наименьшей пространственной частотой. Выставляется одинаковая заданная термодинамическая температура опорных излучателей, оптически связанных с фоновой мирой, и одного из излучателей, оптически связанного с основной мирой, затем регулированием термодинамической температуры четвертого излучателя, устанавливается минимальная, т.е. неразличимая исследуемым ОЭП исходная разность радиационных температур полос миры. Затем эта разность постепенно увеличивается путем нагревания четвертого излучателя до тех пор, пока наблюдатель в выходном сигнале не обнаружит изменения, обусловленные перепадами радиационных температур на полосах основной миры. В этот момент фиксируют разность термодинамических температур излучателей и по ней, используя градуировочную зависимость, находят соответствующую ей минимальную разность радиационных температур, различимую испытуемым ОЭП на данной пространственной частоте. Измерения продолжаются аналогично для мир с профилями с меньшими периодами. Instead of the pyrometer, the investigated OEP is installed, which is adjusted in such a way that noises should be clearly visible in the output signal. The measurement of frequency response begins with worlds characterized by the lowest spatial frequency. The same predetermined thermodynamic temperature of the reference emitters optically coupled to the background world and one of the emitters optically coupled to the main world is set, then the minimum temperature is set by controlling the thermodynamic temperature of the fourth emitter, i.e. indiscernible by the investigated EIA, the initial difference in the radiation temperatures of the bands of the worlds. Then this difference gradually increases by heating the fourth emitter until the observer in the output signal detects changes due to changes in radiation temperatures in the bands of the main world. At this moment, the difference in the thermodynamic temperatures of the emitters is recorded, and using it, using the calibration curve, they find the minimum difference in radiation temperatures corresponding to it, which is distinguishable by the tested OED at this spatial frequency. Measurements continue similarly for a world with profiles with shorter periods.
По результатам измерений строят график температурно-частотной характеристики ОЭП, на котором по оси ординат откладывают значение разностей радиационных температур, воспроизводимых полосами миры, а по оси абсцисс значения пространственной частоты соответствующих полос миры Fт, мрад, определяемых по формуле
Fт Fк/(2bi •10 exp 3), где Fк фокусное расстояние исследуемого ОЭП; bi ширина полос i-й группы профилей разрешаемой миры, мм.Based on the measurement results, a graph is plotted of the temperature-frequency characteristics of the EIA, on which the values of the differences of radiation temperatures reproduced by the world bands are plotted along the ordinate axis, and the spatial frequency of the corresponding world bands F t , mrad, which are determined by the formula
F t F c / (2b i • 10 exp 3), where F is the focal length of the investigated OED; b i the width of the stripes of the i-th group of profiles of the resolved worlds, mm
Определение обнаружительной способности тепловизионных систем на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом. The detection ability of thermal imaging systems on the proposed device is as follows.
После описанной выше процедуры градуировки основной миры закрепляют ее в произвольном, не известном для оператора месте на фоне второй. Вместо пирометра устанавливается исследуемый ОЭП, производится его настройка таким образом, что в выходном сигнале должны быть ясно видны шумы (снег на экране). Регулированием термодинамической температуры излучателей устанавливается минимальная, т.е. неразличимая оператором исходная разность радиационных температур, полос миры, затем эта разность постепенно увеличивается, например, путем нагревания одного из излучателей или изменением температуры фона до тех пор, когда наблюдатель достоверно не обнаружит штрихи тест-объекта. В этот момент фиксируют разность термодинамических температур излучателей и по ней определяют соответствующую ей минимальную разность радиационных температур, при которой оператор с помощью испытуемого ОЭП достоверно обнаруживает тест-объект на известном фоне. Затем изменяют положение основной миры на фоне второй и повторяют процедуру измерения. After the calibration procedure described above, the main worlds fix it in an arbitrary place not known to the operator against the background of the second. Instead of the pyrometer, the investigated EIA is installed, it is adjusted in such a way that noises (snow on the screen) should be clearly visible in the output signal. By controlling the thermodynamic temperature of the emitters, the minimum is established, i.e. indistinguishable by the operator, the initial difference in radiation temperatures, bands of the worlds, then this difference gradually increases, for example, by heating one of the emitters or changing the background temperature until the observer does not detect strokes of the test object reliably. At this moment, the difference in the thermodynamic temperatures of the emitters is recorded and the minimum difference in radiation temperatures corresponding to it is determined at which the operator reliably detects the test object against a known background using the tested OED. Then the position of the main worlds is changed against the background of the second and the measurement procedure is repeated.
В результате серии измерений получают гистограмму распределения минимальных разностей температур, при которых оператор достоверно обнаруживает штрихи тест-объекта. По гистограмме определяется обнаружительная способность при заданной вероятности обнаружения тест-объекта. As a result of a series of measurements, a histogram of the distribution of the minimum temperature differences is obtained, at which the operator reliably detects the strokes of the test object. The histogram determines the detection ability at a given probability of detection of a test object.
Выполнение основной миры в виде непрерывной периодической структуры позволяет расширить динамический диапазон определения температурно-частотных характеристик ОЭП в область высоких пространственных частот и использовать миру с полосами, ширина которых порядка нескольких длин волн (30-40 мкм). Выполнение фоновой миры в виде непрерывной периодической структуры из того же материала, что и основная мира, а также ее использование в сочетании с опорными излучателями типа модели абсолютно черного тела позволяют достигать одинаковых величин излучательной способности как у основной миры, так и у фоновой, кроме того, поскольку профили обеих мир "видят" только поверхность излучателей, то исчезает эффект изменения величины излучательной способности при изменении пространственной частоты миры. Применение для изготовления мир диэлектрического материала с малым коэффициентом отражения позволяет достигать малых температурных контрастов с высокой точностью, используя при этом достаточно грубые системы регулировки температуры, однако при этом пропорционально уменьшается динамический диапазон воспроизводимых яркостей мир. The implementation of the main worlds in the form of a continuous periodic structure allows you to expand the dynamic range for determining the temperature-frequency characteristics of the EED to high spatial frequencies and use the world with bands whose width is of the order of several wavelengths (30-40 microns). The implementation of the background worlds in the form of a continuous periodic structure of the same material as the main world, as well as its use in combination with reference emitters such as the model of an absolutely black body, allows achieving the same emissivity values for both the main world and the background, in addition , since the profiles of both worlds "see" only the surface of the emitters, the effect of changing the emissivity with a change in the spatial frequency of the worlds disappears. The use of a dielectric material with a low reflection coefficient for manufacturing the world allows one to achieve low temperature contrasts with high accuracy, using rather crude temperature control systems, however, the dynamic range of reproduced brightnesses of the world is proportionally reduced.
Claims (1)
Q > 120 + a/3,
где Q плоский угол при вершине двугранного симметричного профиля;
a поле обзора испытуемого оптико-электронного прибора,
причем пространственная частота полос фоновой миры выше частоты разрешения оптико-электронного прибора, основная мира установлена с возможностью перемещения в плоскости установки, два излучателя оптически связаны с отражающими поверхностями основной миры, два других излучателя - отражающими поверхностями фоновой миры.A device for measuring the parameters of optoelectronic devices, comprising a world and an emitter, characterized in that an additional background of the world and three emitters are introduced, both worlds installed in close proximity to each other and made of the same material in the form of a continuous periodic structure of strips with a mirror coating , in a section representing a dihedral symmetric profile, with an angle Q at a vertex corresponding to the condition
Q> 120 + a / 3,
where Q is the flat angle at the apex of the dihedral symmetrical profile;
a field of view of the tested optoelectronic device,
moreover, the spatial frequency of the stripes of the background worlds is higher than the resolution frequency of the optoelectronic device, the main one of the world is installed with the possibility of movement in the plane of the installation, two emitters are optically coupled to the reflective surfaces of the main world, two other radiators are reflective surfaces of the background worlds.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92007163A RU2060487C1 (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Device for measuring parameters of electro-optic devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92007163A RU2060487C1 (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Device for measuring parameters of electro-optic devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92007163A RU92007163A (en) | 1995-04-30 |
| RU2060487C1 true RU2060487C1 (en) | 1996-05-20 |
Family
ID=20132284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92007163A RU2060487C1 (en) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Device for measuring parameters of electro-optic devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2060487C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180291U1 (en) * | 2017-08-02 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Заря" | Device for monitoring the parameters of video systems |
-
1992
- 1992-11-20 RU RU92007163A patent/RU2060487C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Автоматизация сборочных работ в приборостроении. Вып.4. М., 1975, с.12-14. 2. Пивовар Н.И., Кремень Н.В., Косенко Н.К., Вафиади А.В., Любимова З.Д. Сборник трудов Третьей Всесоюзной конференции "Тепловизионная медицинская аппаратура и практика ее применения ТЕМП-85". Установка для измерения и контроля параметров тепловизоров, с.172. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU180291U1 (en) * | 2017-08-02 | 2018-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Заря" | Device for monitoring the parameters of video systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4781455A (en) | Method for measuring optical strain and apparatus therefor | |
| Lassila et al. | An optical method for direct determination of the radiometric aperture area at high accuracy | |
| US5914785A (en) | Method and apparatus for making absolute range measurements | |
| RU2133971C1 (en) | Method of remote detection of objects concealed under man clothes and device to implement it | |
| RU2060487C1 (en) | Device for measuring parameters of electro-optic devices | |
| US5085073A (en) | Thermal remote anemometer system | |
| US4605314A (en) | Spectral discrimination pyrometer | |
| Dunn et al. | Ellipsoidal mirror reflectometer | |
| CN109060317A (en) | The characterisitic parameter pilot system and its course of work of long-distance propagation of laser beam | |
| US4988203A (en) | Device for inspecting an interference filter for a projection television display tube | |
| Kelton et al. | Infrared target and background radiometric measurements--concepts units and techniques | |
| JPH11269789A (en) | Signal normalization apparatus for fiber orientation meter | |
| CN114719999B (en) | Test system for thermal imaging performance under background clutter interference | |
| SU1032374A1 (en) | Refraction index measuring method | |
| RU2042124C1 (en) | Device for measuring optical parameters of electro-optic devices | |
| SU1182275A1 (en) | Method of determining characteristics of spectrophotometer | |
| Newbery | Use of minimum resolvable temperature difference (MRTD) for the evaluation and specification of thermal imaging systems | |
| SU807166A1 (en) | Method of determining reflective index | |
| Hanchang et al. | A dynamic calibration system for transcient surface temperature transducers | |
| Ghilai et al. | Infrared transparencies (thermoscenes) for simulation of infrared scenes as a tool to improve FLIR testing | |
| SU473906A1 (en) | Infrared radiometer | |
| SU717635A1 (en) | Method of determining metal refraction coefficient | |
| Haavig et al. | Electro-optical sensor laser vulnerability and survivability testing | |
| Cox | Glare in optical systems for thermal band imaging | |
| Dubbeldam | Visualizing the topography of coating surfaces |