【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及光学透镜领域，特别涉及一种改进型刀口测量红外光学传递函数测量系统的调测方法。
技术介绍
1、现阶段常用的红外光学镜头的调制传递函数（简记为mtf）调测方法分为单元探测器刀口扫描法和面阵相机图像分析法两种。相比红外面阵相机在最小像元尺寸、不同像元响应率不均匀、盲元以及成本等方面的劣势，单元探测器具有更高的信噪比、更灵活的测量方式、更直观的测量过程以及数据处理算法等方面的优势。一种典型的基于无限共轭光路的单元探测器刀口扫描装置中，利用三维运动平台带动遮光刀口，从完全偏离被测镜头像点（此时像点功率能够完全被探测器所接收）直至完全遮盖像点（此时像点功率完全无法被探测器所接收），实现对目标发生器狭缝经过红外透镜所成像的刀口扫描，从而获取边缘扩散函数（简记为esf），并由此通过信号处理分别计算出对应的线扩散函数（lsf）以及最终的被测镜头的mtf。
2、一方面，由于单元探测器靶面尺寸的限制，对于被测镜头轴外视场的测量需求而言，需要将探测器移动至对应的轴外像点位置。由于红外探测器、中继镜等的设计制造和装调工艺，也可能会引入位置偏差，即探测器最佳接收位置的不确定性。因此，系统将额外增加一组三维平移控制来移动红外单元探测器的空间位置，从而大幅增加了系统成本以及结构设计和控制程序的复杂性。
3、另一方面，由于单元探测器只能接收功率信号，无法实时成像，且由于红外像点的人眼不可见特性，使得基于刀口扫描法的系统存在红外透镜最佳像点（最佳像点指红外透镜对平行入射光束进行汇聚后，汇聚光斑最小的位置，一旦偏离最佳像点，光
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种改进型刀口测量红外光学传递函数测量系统的调测方法，解决mtf测量不准确的问题。所述方法用于改进型刀口测量红外光学传递函数调测系统，系统包括产生红外宽光谱的红外光源、提供成像物体的目标发生器、用于光线准直的平行光管、红外透镜、用于遮挡红外透镜所成像的刀口、用于红外成像检测的红外探测器；所述平行光管的焦点位于目标发生器的靶标位置处，所述红外透镜安装在转台上，对通过平行光管准直的平行光进行透射成像，所述转台控制红外透镜的旋转方向和角度；
2、所述刀口位于红外透镜和红外探测器之间，且刀口根部安装在旋转电机上，控制刀口遮挡透镜成像；在刀口与红外探测器之间的光路上还设置有中继镜，所述中继镜两侧的共轭物像点分别位于刀口的旋转面与红外探测器的成像面上；所述刀口、旋转电机、中继镜和红外探测器组成像分析器，像分析器共同设置在三维平移台上，控制像分析器在三个维度上移动，且三维平移台通过加长结构件与转台连接，匹配共轭物像点和进行红外透镜的轴外视场测量；
3、所述方法包括：粗调阶段，通过目标发生器控制入射光线输出最大光通量，再逐次调节入射光线输出光通量，以红外探测器接收的第一最大能量imax1为目标，对像分析器进行多次粗调，控制其中继镜的共轭物点靠近红外透镜的像点位置；当目标发生器设置通孔为初始成像物时，通过目标发生器控制入射光线输出最大光通量；当目标发生器切换为狭缝时，光通量减少，粗调过程以所在条件下红外探测器上像素单元能接收最大能量为目标，分别按照狭缝宽度方向、光轴方向和狭缝长度方向的顺序进行粗调；
4、微调阶段，通过三维平移台控制像分析器沿标靶宽度方向移动，让刀口遮挡红外透镜在像素单元投射的二次像点，且控制红外探测器检测的能量降低至80%imax1；在能量降低至80%imax1的基础上，沿光轴方向调整像分析器的轴向位置，直至在像素单元获取红外透镜投射得到最小尺寸的二次像；
5、控制三维平移台沿标靶宽度方向移动像分析器，直至刀口不遮挡二次像，记录红外探测器的第二最大能量imax2；沿标靶宽度方向移动像分析器，让刀口再次遮挡被测二次像点，且控制红外探测器检测的能量降低至20%imax2；
6、沿光轴方向调整像分析器的轴向位置，获取红外探测器(9)检测的能量最小状态下的目标像点位置；其中，红外探测器获取电信号曲线在最小值点的轴向位置对应为最佳像点位置。
7、具体的，所述平行光管(3)为反射式离轴抛物面镜或者透射式透镜组；所述目标发生器(2)包括有可程控旋转的电控靶轮和若干不同的靶标，所述红外光源(1)发出的红外光通过目标发生器(2)的靶标后入射到平行光管(3)，在粗调阶段通过目标发生器(2)控制电控靶轮旋转改变靶标为通孔，控制入射光线输出最大光通量，然后旋转调整为狭缝，并进行微调。
8、具体的，所述旋转电机控制刀口以连续90°旋转，在水平和竖直方向切换，分别用以测量红外透镜的子午方向与弧矢方向的光学传递函数mtf。
9、具体的，所述旋转电机控制刀口过程中，刀口边缘位置始终位于像素单元的中心。
10、具体的，测量子午方向时，将刀口调整至水平状态，且测量过程刀口方向保持不变；测量弧矢方向时，将刀口调整至竖直状态，且测量过程刀口方向保持不变。
11、具体的，确定目标像点位置后，所述方法还包括：
12、将刀口沿狭缝宽度方向移开，直至二次像完全被红外探测器的像素单元接收，红外探测器接收的能量还原为第二最大能量imax2；
13、分别沿水平方向和竖直方向移动像分析器，直至红外探测器获得第三最大能量imax3和对应的第三目标像点位置；
14、轮询微调步骤，直至达到设定轮询值，且两次测量的轴向位置的差值小于误差阈值，完成位置校正，基于矫正后像分析器的位置测量红外透镜的光学传递函数。
15、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：在传统的刀口扫描基础上，将刀口、中继镜和红外探测器集成为像分析器，并用一个三维位移台控制像分析器的整体移动，从而节省了系统硬件成本，控制的复杂性，以及空间结构。通过利用刀口作为标志物，设计了一种能够快速方便并且具有程控重复性的红外像点最佳位置搜索定位方法。方法分为粗调和细调两部分，粗调部分难度和精度要求均较低，可由操作员手动实现。细调部分可通过程控方式避免操作员主观判断的误差，实现精确的和可重复的最佳像点定位。针对本专利技术中存在的刀口与探测器像素位置的不确定性，通过基于esf信号曲线的快速判据，可根据曲线形态确定刀口遮挡与像素单元的大致相对关系，从而为优化装调提供了快速准确的依据。
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1.一种改进型刀口测量红外光学传递函数测量系统的调测方法，用于改进型刀口测量红外光学传递函数调测系统，其特征在于，系统包括产生红外宽光谱的红外光源(1)、提供成像物体的目标发生器(2)、用于光线准直的平行光管(3)、红外透镜(5)、用于遮挡红外透镜(5)所成像的刀口(6)、用于红外成像检测的红外探测器(9)；所述平行光管(3)的焦点位于目标发生器(2)的靶标位置处，所述红外透镜(5)安装在转台(4)上，对通过平行光管(3)准直的平行光进行透射成像，所述转台(4)控制红外透镜(5)的旋转方向和角度；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平行光管(3)为反射式离轴抛物面镜或者透射式透镜组；所述目标发生器(2)包括有可程控旋转的电控靶轮和若干不同的靶标，所述红外光源(1)发出的红外光通过目标发生器(2)的靶标后入射到平行光管(3)，在粗调阶段通过目标发生器(2)控制电控靶轮旋转改变靶标为通孔，控制入射光线输出最大光通量，然后旋转调整为狭缝，并进行微调。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述旋转电机(7)控制刀口(6)以连续90°旋转，在水平和
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述旋转电机(7)控制刀口(6)过程中，刀口(6)边缘位置始终位于像素单元(10)的中心。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，测量子午方向时，将刀口(6)调整至水平状态，且测量过程刀口(6)方向保持不变；测量弧矢方向时，将刀口(6)调整至竖直状态，且测量过程刀口(6)方向保持不变。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定目标像点位置后，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种改进型刀口测量红外光学传递函数测量系统的调测方法，用于改进型刀口测量红外光学传递函数调测系统，其特征在于，系统包括产生红外宽光谱的红外光源(1)、提供成像物体的目标发生器(2)、用于光线准直的平行光管(3)、红外透镜(5)、用于遮挡红外透镜(5)所成像的刀口(6)、用于红外成像检测的红外探测器(9)；所述平行光管(3)的焦点位于目标发生器(2)的靶标位置处，所述红外透镜(5)安装在转台(4)上，对通过平行光管(3)准直的平行光进行透射成像，所述转台(4)控制红外透镜(5)的旋转方向和角度；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平行光管(3)为反射式离轴抛物面镜或者透射式透镜组；所述目标发生器(2)包括有可程控旋转的电控靶轮和若干不同的靶标，所述红外光源(1)发出的红外光通过目标发生器(2)的靶标后入射到平行光管(3)，在粗调...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝芳，杨旻蔚，张鑫杰，杨海金，郑伟，王瑶，郭明，费程波，
申请(专利权)人：江苏北方湖光光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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