【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学成像和计量，特别涉及一种微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置及方法。
技术介绍
1、微光夜视系统通过增强微弱光线的采集和处理，使人眼能够在低照度条件下清晰地观察和识别目标物体。其性能的优劣是决定光电成像系统作用距离和精度的关键所在，因此，必须对微光夜视系统的成像性能进行准确的测量和评估。
2、最小可分辨对比度(mrc-minimum resolvable contrast)可定量地给出微光夜视系统能够分辨的阈值对比度，它综合了系统灵敏度和噪声、目标空间频率以及人眼视觉特性等因素，能全面地反映光电成像系统的极限性能。因此，mrc是评价成像系统成像性能的一项重要指标。
3、针对mrc的测量，中国专利zl 201410353411.9公布了一种针对近红外摄像机的最小可分辨对比度测试系统。该测试系统采用单积分球作为目标光源，通过稳流源和光阑实现目标对比度的调节。该装置的不足之处是背景亮度未受控，难以模拟实际实用情况下目标和背景可变的实际情况，而且测试系统系统适用性范围较小，不能满足电视观瞄系统、微光相机等装置的测试需求。
4、在计量学报2006年第27卷第1期，p32-35中，李文娟等人采用重叠积分球法研制了便携式可调对比度目标源靶标发生器装置。该装置主要由背景积分球、目标积分球和分光系统组成，采用一个光源，通过分光的方式给每个积分球提供照明。该装置利用外接可调变阻器，通过改变电压值，使积分球的光源亮度可以在0.3～200cd/m2范围内变化。该装置的不足之处主要体现在：
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6、为了解决以上问题，且随着微光夜视系统的跟踪和精度要求的不断提高，迫切需要研制一种新的微光夜视系统最小可分辨对比度测量装置，提高微光夜视系统实际应用情况下成像质量评价的准确性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中微光夜视系统最小可分辨对比度无法连续精确调整的问题，本专利技术提出了一种微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置。
2、本申请提供一种微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置，所述装置包括光源系统、孔径光阑系统、照度准直系统、主积分球、精调组件系统、前景积分球、前景监视照度计、背景积分球、背景监视照度计、靶轮系统、合束箱系统、平行光管系统、被测微光夜视产品、上位机系统、补光系统；
3、主积分球用于接收由光源系统出射的光，光源系统出射的光依次经孔径光阑系统衰减以及照度准直系统汇聚；孔径光阑系统中包括不同大小的孔径；使得主积分球照度稳定；
4、主积分球开三个孔，其中一个与光源系统连通，另两个分别与前景积分球和背景积分球连通，以主积分球圆心为原点，以光源系统开孔中心线与原点连线为准线，前景积分球开孔中心线位置为准线顺时针旋转135°，背景积分球开孔中心线位置为准线逆时针旋转135°，两个积分球准线相隔90°，呈垂直分布；
5、前景积分球与背景积分球中前景监视照度计位于前景积分球上方，背景监视照度计位于背景积分球上方，一个精调组件系统位于主积分球和前景积分球之间、另一个精调组件系统位于主积分球和背景积分球之间，通过对精调组件系统的控制，实现了前景积分球、背景积分球的照度控制；
6、主积分球、前景积分球和背景积分球均各自包括两个内壁涂以白色漫反射层的半球壳；
7、平行光管系统位于合束箱系统的出光口处，用于将合束镜上的图像投射到被测微光夜视产品的视场中，并辅助以补光系统弥补平行光管系统带来的成像缺陷；
8、被测微光夜视产品用于接收平行光管系统输出的平行光，并判别出最小可分辨对比度；被测微光夜视系统放置于平行光管系统准直光路中；
9、上位机系统与微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置连接，并进行控制操作。
10、进一步地，靶标转轮位于前景积分球和合束箱系统之间；靶标图像由前景积分球和背景积分球共同照亮之后，在合束箱系统中的合束镜上生成所需要的对比度目标；靶标转轮包括多组黑白相间、线宽相等、空间频率不同、尺寸不同的靶标，根据测试需求选择相应频率的靶标旋转至前景积分球和合束箱系统之间的通光位置。
11、进一步地，靶标转轮中靶标选用usaf1951分辨力靶，带有6组靶线单元，即在靶面上形成的等宽度和等间距的亮暗条纹，每组靶线单元均包括等长的三条水平靶线和三条垂直靶线，靶线的长度是靶线宽度的五倍，靶线宽度和相邻靶线间隔相等，水平靶线和垂直靶线的间距为靶线宽度的两倍，从最大一组靶线单元起，每两组尺寸接近的靶线单元均按的比例缩小。
12、进一步地，光源系统中的光源的色温、色坐标经过校准检定，通过电源控制输出的预设的光谱功率分布及色温。
13、进一步地，照度准直系统包括孔径光阑、准直镜筒、准直透镜；主积分球(4)的出口位置位于准直透镜的焦面位置处；
14、照度准直系统中准直镜筒采用铝合金制作，内壁采取氧化发黑处理；准直透镜采用baf7光学玻璃，准直透镜焦距为350mm，相对孔径d/f为1/7，有效通光孔径45mm，表面镀增透膜，在透镜前添加消杂光阑。
15、进一步地，前景积分球与背景积分球结构相同，入光口和出光口直径相同；前景积分球与背景积分球内径为220mm，开口直径为50mm。
16、进一步地，两个控制的精调组件系统结构相同，包括孔径光阑、步进电机、导轨；
17、通过步进电机控制光阑开闭的程度，控制光源进入积分球的照度，实现控制积分球输出照度的连续可调；
18、精调组件系统通过步进电机控制精调光阑组件带动两片光阑叶片移动使中心光阑放大或缩小，分配主积分球到前景积分球和背景积分球的照度。
19、进一步地，步进电机型号为lma-tr-200-g10，步距角为1.8°，步进电机驱动器最大细分为128，转轮半径为54.2mm。
20、进一步地，孔径光阑系统包括6个单孔孔径和3个组合孔径光阑，单孔包括6个一级衰减光阑孔径从ф1到ф50不等具体划分为ф1.0、ф2.2、ф4.8、ф10.5、ф22.9及ф50；组合孔在三个的一级光阑后加装二级衰减光阑，在二级衰减光阑面上分别设置三个ф1.0的通光小孔；孔径光阑系统通过步进电机控制孔径靶轮旋转到合适的孔径下，形成照度。
21、本申请还提供一种微光夜视系统动态最小可分辨对比度测试方法，方法基于本申请提供地装置实现，方法包括：
22、第一步，根据测量条件，在上位机系统中输入预设的照度值和对比度值；
23、第二步，根据对比度控制原理，通过控制孔径光阑和精调系统的通光大小从而控制对比度大小，形成上位机中预设对比度值，设控制前景积分球的输出照度为lt，背景积分球的输出照度为lb，通过以下方法确定生成靶标对比度c1：
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25、因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置，其特征在于，所述装置包括光源系统(1)、孔径光阑系统(2)、照度准直系统(3)、主积分球(4)、精调组件系统(5)、前景积分球(6)、前景监视照度计(7)、背景积分球(8)、背景监视照度计(9)、靶轮系统(10)、合束箱系统(11)、平行光管系统(12)、被测微光夜视产品(13)、上位机系统(14)、补光系统(15)；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，靶标转轮(10)位于前景积分球(6)和合束箱系统(11)之间；靶标图像由前景积分球(6)和背景积分球(8)共同照亮之后，在合束箱系统(11)中的合束镜上生成所需要的对比度目标；靶标转轮(10)包括多组黑白相间、线宽相等、空间频率不同、尺寸不同的靶标，根据测试需求选择相应频率的靶标旋转至前景积分球(6)和合束箱系统(11)之间的通光位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，靶标转轮(10)中靶标选用USAF1951分辨力靶，带有6组靶线单元，即在靶面上形成的等宽度和等间距的亮暗条纹，每组靶线单元均包括等长的三条水平靶线和三条垂直靶线，靶线的长度是靶
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，光源系统(1)中的光源的色温、色坐标经过校准检定，通过电源控制输出的预设的光谱功率分布及色温。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，照度准直系统(3)包括孔径光阑、准直镜筒、准直透镜；主积分球(4)的出口位置位于准直透镜的焦面位置处；
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，前景积分球(6)与背景积分球(8)结构相同，入光口和出光口直径相同；前景积分球(6)与背景积分球(8)内径为220mm，开口直径为50mm。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，两个控制的精调组件系统(5)结构相同，包括孔径光阑、步进电机、导轨；
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，步进电机型号为LMA-TR-200-G10，步距角为1.8°，步进电机驱动器最大细分为128，转轮半径为54.2mm。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，孔径光阑系统(2)包括6个单孔孔径和3个组合孔径光阑，单孔包括6个一级衰减光阑孔径从Ф1到Ф50不等具体划分为Ф1.0、Ф2.2、Ф4.8、Ф10.5、Ф22.9及Ф50；组合孔在三个的一级光阑后加装二级衰减光阑，在二级衰减光阑面上分别设置三个Ф1.0的通光小孔；孔径光阑系统(2)通过步进电机控制孔径靶轮旋转到合适的孔径下，形成照度。
10.一种微光夜视系统动态最小可分辨对比度测试方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至9中的任一装置实现，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种微光夜视系统最小可分辨对比度测试装置，其特征在于，所述装置包括光源系统(1)、孔径光阑系统(2)、照度准直系统(3)、主积分球(4)、精调组件系统(5)、前景积分球(6)、前景监视照度计(7)、背景积分球(8)、背景监视照度计(9)、靶轮系统(10)、合束箱系统(11)、平行光管系统(12)、被测微光夜视产品(13)、上位机系统(14)、补光系统(15)；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，靶标转轮(10)位于前景积分球(6)和合束箱系统(11)之间；靶标图像由前景积分球(6)和背景积分球(8)共同照亮之后，在合束箱系统(11)中的合束镜上生成所需要的对比度目标；靶标转轮(10)包括多组黑白相间、线宽相等、空间频率不同、尺寸不同的靶标，根据测试需求选择相应频率的靶标旋转至前景积分球(6)和合束箱系统(11)之间的通光位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，靶标转轮(10)中靶标选用usaf1951分辨力靶，带有6组靶线单元，即在靶面上形成的等宽度和等间距的亮暗条纹，每组靶线单元均包括等长的三条水平靶线和三条垂直靶线，靶线的长度是靶线宽度的五倍，靶线宽度和相邻靶线间隔相等，水平靶线和垂直靶线的间距为靶线宽度的两倍，从最大一组靶线单元起，每两组尺寸接近的靶线单元均按的比例缩小。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，光源系统(1)中的光源的色温、色坐标经过...
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