專利名稱：通用ccd攝像機光照度檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電儀器檢測領(lǐng)域，主要涉及可對CCD攝像機性能進行檢測 的儀器，尤其涉及一種通用CCD攝像機光照度檢測儀。
背景技術(shù)：
近年來，CCD攝像機無論是在軍事上，還是民用上有著非常廣泛的應用， 這些應用的共同特點是光線對攝像機靶面上的照度有一定的要求，但根據(jù)攝 像機應用領(lǐng)域的不同，需要滿足的照度值也不同，應嚴格控制與檢測。
從目前了解的研究情況可知，CCD攝像機照度檢測裝置大致可以釆用以 下三種方案來實現(xiàn)照度的檢測
第一種是近似用大燈做照度光源的測試裝置。通過試驗和應用發(fā)現(xiàn)該測 試裝置的最大缺陷是大燈的亮度、遠近、角度不易控制，照度計的位置、方 向也不易控制，CCD電視攝像機入射光瞳與大燈光線的偏離會大大影響照度的 測量誤差，因此測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，也不準確，只能得到近似結(jié)果。此外，由 于大燈的亮度太強，在操作過程對眼睛損傷大且光強也無法自動控制。
第二種釆用不帶自動光強控制系統(tǒng)積分球式照度檢測裝置。為了保證發(fā)
光均勻性和達到最大10萬lx的照度，在積分球上放置十支不同亮度的卣素燈 珠，最大功率的燈珠為250W、 24V，通過五個350W、 IOA的電源塊控制，總共 需要功率1850W左右，其光源亮度強弱可根據(jù)需要通過手動調(diào)整機械光闌孔徑 的大小來實現(xiàn)的。該類測量裝置的優(yōu)點是可以通過積分球提供均勻的光源， 其缺點是不能實現(xiàn)閉環(huán)控制所需要連續(xù)控制的光源發(fā)光亮度且因窗口開得過 多，導致發(fā)光效率過低。第三種釆用帶光強控制系統(tǒng)照度檢測裝置。在《光電工程》第31卷增 刊Vol. 31中發(fā)表的"光源閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)" 一文中，作者陳中柘 和康為民在文中公開了導彈仿真系統(tǒng)中 一種景象模擬器光源需要的照度精密
控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由測試主機發(fā)出光強指令給燈泡，可編程處理器(PLC)定
時采集燈泡的照度值與預設的照度電壓值比較，計算后發(fā)出驅(qū)動信號給模擬 量輸入輸出模塊，控制光源產(chǎn)生與測試主機光強指令相應的光，形成對光源 的閉環(huán)控制，使燈的照度值滿足景象模擬器的使用要求。該系統(tǒng)控制精度高， 在需要嚴格控制光強的成像領(lǐng)域具有較強的實用價值。但存在的主要問題是 不能適用于各種不同類型攝像機大量程照度的檢測。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能化通
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的CCD攝像機光照度檢測儀包括光源 組件、能夠配用衰減片的照度傳感器、含有帶單片機的控制電路板和功率放 大器及照度探測電路的電子控制箱、裝有操控軟件的計算機，所述光源組件 含有燈杯、發(fā)光強度連續(xù)可調(diào)的燈珠和用于支撐所述燈杯的可調(diào)支架，燈杯 為拋物面反光鏡，所述燈珠通過接插件安裝在燈杯上且燈珠的發(fā)光中心位于 拋物面反光鏡的焦點上；照度探測電路由含有數(shù)個繼電器的檔位控制器、可 實現(xiàn)三種放大倍率的放大器、用于濾除高頻信號的濾波器構(gòu)成，檔位控制器 根據(jù)所述控制電路板輸出的不同電平控制信號，驅(qū)動相應的繼電器動作以使 放大器工作在對應的放大檔位，放大器對所述照度傳感器的探測信號進行相 應倍率的放大并將放大信號送入濾波器進行濾波；所述單片機裝有照度控制 軟件，該軟件含有釆集模塊、濾波模塊、檔位控制模塊、電壓控制模塊、傳 輸模塊，釆集模塊通過A/D轉(zhuǎn)換器實時釆集所述濾波器的當前輸出并換算成
相應的照度值；濾波模塊對換算后的照度值進行抗干擾濾波而獲得穩(wěn)定的當
發(fā)明內(nèi)容前照度值；檔位控制模塊的功能是判斷所述當前照度值是否在所述放大器當 前工作檔位的照度范圍內(nèi)，若為否，向所述檔位控制器發(fā)送升檔或降檔指令； 電壓控制模塊的功能是判斷所述當前照度值是否等于目標照度值，若為否， 向傳輸模塊發(fā)出增大電壓或減小電壓的調(diào)節(jié)指令，若為是，則向傳輸模塊發(fā)
出電壓鎖定指令；傳輸模塊的功能是接收計算機發(fā)出的所述目標照度值并存 入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，根據(jù)增大電壓或減小電壓調(diào)節(jié)指令，對d/a轉(zhuǎn)換器送入所述 功率放大器的電壓值進行相應的調(diào)節(jié)，根據(jù)鎖定指令，對d/a轉(zhuǎn)換器送入所
述功率放大器的電壓值進行鎖定；所述操控軟件包括頁面模塊、照度值接/ 發(fā)模塊，頁面模塊的功能是在所述計算機的顯示屏上提供含有"照度輸入" 欄、"衰減片指示"欄、"發(fā)送"按鈕的搡作頁面；照度值接/發(fā)模塊的功能是， 接收輸入到所述"照度輸入"欄中的照度值u并判斷該照度值U是否大于 100001x,若為否，令目標照度值為u并在"衰減片指示"欄中彈出"去衰減 片"的文字提示，若為是，令目標照度值為u/a并在"衰減片指示"欄中彈 出"加衰減片"的文字提示，a為照度調(diào)節(jié)系數(shù)，在接到"發(fā)送"按鈕命令
后，向所述單片機發(fā)送所述目標照度值。
根據(jù)本發(fā)明，所述光源組件還包括可調(diào)燈座、彈簧和一端帶底的螺套，
可調(diào)燈座一端帶有周向突沿，另一端外壁設有兩個對稱的防旋突臺；所述接 插件安裝在可調(diào)燈座的另一端中央；所述燈杯尾部設有帶外螺紋和中心孔的 安裝突臺且中心孔一端設有兩個對稱的防旋槽；所述可調(diào)燈座的外壁與所述 燈杯的安裝突臺中心孔滑動配合且可調(diào)燈座的防旋突臺位于燈杯的防旋槽 內(nèi)；彈簧套在所述可調(diào)燈座的外壁且兩端分別頂在可調(diào)燈座的周向突沿和燈
杯的安裝突臺上；所述螺套與所述燈杯的安裝突臺螺紋連接。
根據(jù)本發(fā)明，所述燈珠選用卣鎢燈珠；所述的頁面模塊還設有"關(guān)燈" 按鈕，當所述傳輸模塊接收到所述計算機發(fā)送的"關(guān)燈"按鈕命令時，所述 電壓控制模塊向傳輸模塊發(fā)出電壓為零指令，輸出模塊將d/a轉(zhuǎn)換器送入所 述功率放大器的電壓值直接降為零。本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下幾個方面。 ( 一 )光源組件釆用拋物面反光鏡和在反光鏡焦點上放置發(fā)光強度連續(xù) 可調(diào)燈珠的方案，該光源組件輸出的平行光束能夠使CCD攝像機靶面上的照
度達到0. 1 1000001x的范圍，從而為本發(fā)明實現(xiàn)大量程、光照均勻的儀器 性能奠定了基礎(chǔ)。
(二) 照度探測電路設置了三個放大工作檔位，在加衰減片和不加衰減 片的兩種情況下，使得照度探測電路可在六個照度范圍內(nèi)進行線性放大，由 此保證了本發(fā)明在0. 1-lOOOOOlx范圍內(nèi)工作的線性度，以使本發(fā)明能夠滿 足各種CCD攝像機的檢測需求，不僅可用于可見光CCD電視攝像機的光照度 性能檢測，而且還可作為其它用途的標準光源。本發(fā)明的通用性特點使其具 有很好的應用前景。
(三) 在本發(fā)明中，置于計算機內(nèi)的操控軟件接收或提示檢測過程中的 目標參數(shù)或人員的相關(guān)操作并動態(tài)顯示光源組件亮度調(diào)整過程的相關(guān)數(shù)據(jù)， 而置于MCU中的照度軟件則根據(jù)照度傳感器的實測照度控制照度探測電路的 工作檔位以及加載在光源組件上的電壓值，最終，通過這種閉環(huán)控制使光源 組件的光強度滿足被檢CCD攝像機的照度檢測要求，即達到該攝像機靶面上
的照度等于由計算機接收的目標參數(shù)。上述技術(shù)措施不僅提高了本發(fā)明的智 能化程度和使用的方便性，同時也較好地解決了現(xiàn)有照度檢測技術(shù)中照度不 穩(wěn)定、檢測結(jié)果不準確的問題，從而保證了對被檢產(chǎn)品照度質(zhì)量的客觀評價。


圖1是本發(fā)明光照度檢測儀的總體構(gòu)成示意圖。
圖2是電子控制箱中各組成的安裝位置平面示意圖。
圖3是本發(fā)明光照度檢測儀的工作原理框圖。
圖4是圖1中所示的光源組件結(jié)構(gòu)組成示意閣。
圖5是圖2中所示的照度探測電路的組成及原理框圖。圖6是圖2中所示的控制電路板的組成及原理框圖。
圖7是照度控制軟件的工作流程圖。
圖8是圖1中所示的計算機顯示的操作頁面構(gòu)成示意圖。
圖9是操控軟件的工作流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及優(yōu)選實施例，對本發(fā)明作進一步的詳述。 如圖l、圖2所示，本發(fā)明優(yōu)選實施例的通用CCD攝像機光照度檢測儀 包括光源組件l、照度傳感器2、電子控制箱3和裝有操控軟件的計算機4。 電子控制箱3含有功率放大器3-l、控制電路板3-2、照度探測電路3-3、箱 體3-4、線性電源3-5及開關(guān)電源3-6。參見圖3，本發(fā)明通用CCD攝像機光 照度檢測儀的測量原理是，計算機4中的操控軟件接收到通過鍵盤輸入的目 標照度(檢測所需達到的照度值)后，啟動帶有單片機(MCU)的控制電路板 3-2; MCU中的照度控制軟件首先控制照度探測電路3-3按初始放大檔位工作， 使功率放大器3-1按照一定的電壓驅(qū)動光源組件1發(fā)光，照度傳感器2實時 探測光源組件1的光信號并轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)照度探測電路3-3處理后送 入MCU; MCU中的照度控制軟件根據(jù)實測照度與照度閾值之差控制照度探測電 路3-3的換檔操作，根據(jù)實測照度與目標照度之差調(diào)整功率放大器3-1的輸 出電壓，最終使光源組件l的輸出光穩(wěn)定在被檢CCD攝像機測所需的光照度 上，從而可對被檢測CCD攝像機實施光照度性能檢測。
'根據(jù)圖4所示，本優(yōu)選實施例的光源組件l通過拋物面反光鏡加內(nèi)置光 源為檢測儀提供必要的大亮度照明。光源組件1包括燈杯1-1、燈珠卜2、可 調(diào)燈座l-3、彈簧1-4、螺套l-5和可調(diào)支架l-6。燈杯l-l用鋁合金材料制
作，燈杯l-l的形狀為拋物面且拋物面底部設有安裝突臺，安裝突臺上設有 外螺紋和中心孔且中心孔一端設有兩個對稱的防旋槽；燈杯1-1的內(nèi)表面； 鍍有金屬反射膜，其反射率為85%,外表面加工有許多散熱槽，表面粗糙度為0. 08 。釆用鋁合金材料制作的燈杯克服了普通玻璃燈杯的傳熱差、易損壞、
加工難度大等缺點。燈珠1-2選用24V 250W菲利浦鹵鎢燈珠，其亮度可大 范圍調(diào)整，最大亮度可達9000 lm?？烧{(diào)燈座1-3 —端帶有周向突沿，另一 端中央帶有安裝燈珠l-2的接插件且外壁設有兩個對稱的防旋突臺。螺套l-5 一端帶底且底面設有過線孔。燈杯1-1固定在可調(diào)支架1-6上；燈珠l-2安 裝在可調(diào)燈座1-3的接插件上，可調(diào)燈座1-3的外壁與燈杯1-1的安裝突臺 中心孔滑動配合且可調(diào)燈座1-3的防旋突臺位于燈杯1-1的防旋槽內(nèi)；彈簧 1-4套在可調(diào)燈座1-3的外壁上且兩端分別頂在可調(diào)燈座1-3的周向突沿和 燈杯1-1安裝突臺的端面上，螺套1-5與燈杯1-1螺紋連接且接插件的引線 由螺套的過線孔中引出。通過調(diào)整可調(diào)支架1-6能夠使光源組件1沿上下方 向移動；通過旋轉(zhuǎn)螺套1-5，帶動可調(diào)燈座1-3與燈珠1-2作軸向移動，使 燈珠1-2的發(fā)光中心位于拋物面的焦點上，光線經(jīng)拋物鏡面反射后成為平行 光東。該光源組件1解決了光東到達C CD攝像機靶面的照度在100000 lx 或等于O.l lx照度范圍之間變化及照度均勻性的問題，克服了一般用積分球 作光源所帶來的缺陷。
照度傳感器2用于測量光源組件1發(fā)出的平行光達到其靶面上的照度。照 度傳感器2為硅光電二極管，其可探測的照度變化范圍為O. 1 lx 1000001x。 由于該照度范圍幾乎已到硅探測器的響應極限，在范圍與精度同時保證的情 況下，需用放大電路對照度傳感器2進行線性修正。在本實施例中，照度傳感 器2所探測的照度范圍分為兩種情況和三個控制檔位。所謂兩種情況是指以 10000 lx為界，當?shù)竭_照度傳感器2靶面上的照度達到或超過該值時，就需 在照度傳感器2前加衰減片以對強光進行衰減，當達到照度傳感器2靶面上的 照度小于該值時，照度傳感器2前就不加衰減片。三個檔位是指在兩種情況下 根據(jù)光線到達照度傳感器靶面上的照度劃分的照度區(qū)間，即0.1 10 1x、 10~ 800 lx、 800 - 10000 lx。劃分這三檔的目的是，根據(jù)這些照度區(qū)間來選擇不 同的放大電路，以便更好地對照度傳感器的輸出進行線性修正。如圖5所示，照度探測電路3-3包括檔位控制器、放大器和濾波器。檔位 控制器由電平驅(qū)動器和四個繼電器構(gòu)成，電平驅(qū)動器根據(jù)控制電路板3-1輸
出的電平控制信號，驅(qū)動相應的繼電器動作。放大器的主要功能是在檔位控
制器的控制下，對照度傳感器2的輸出信號進行相應倍率的放大并將放大后 的信號送入濾波器。在本優(yōu)選實施例中，放大器由兩個級聯(lián)的ICL7650芯片 和幾組電阻構(gòu)成，第一 ICL7650芯片為第一級放大，其第一輸入電阻為10K Q，第一放大電阻R1為10KQ,第二放大電阻R2為100KQ,第一、第二放 大電阻R1、 R2分別對應l倍和IO倍的放大倍率；第二 ICL7650芯片為第二 級放大，其第二輸入電阻為2KQ，第三放大電阻R3為20KQ，第四放大電阻 R4為200KD,第三、第四放大電阻R3、 R4分別對應10倍和100倍的放大倍 率。在本優(yōu)選實施例中，第一和第三電阻Rl和R3組合構(gòu)成10倍的放大倍率， 第二和第三電阻R2和R3組合構(gòu)成100倍的放大倍率，第三和第四電阻R3 和R4組合構(gòu)成1000倍的放大倍率。第一至第四電阻R1 R2分別通過第一至 第四繼電器接入相應的放大電路中。當繼電器接收到高電平驅(qū)動信號，與之 相連的電阻與放大電路導通，而收到低電平驅(qū)動信號，與之相連的電阻則與 放大電路斷開。在本優(yōu)選實施例中，根據(jù)照度傳感器2劃分的三個檔位的照 度區(qū)間，放大器也相應地設置了三個放大檔位，第一檔位是指第一和第三繼 電器同時受高電平驅(qū)動；第二檔位是第二和第三繼電器同時受高電平驅(qū)動； 第三檔位是指第三和第四繼電器同時受高電平驅(qū)動。換言之，放大器的第一、 第二、第三檔位分別對應著放大器的10倍、100倍和1000倍的放大倍率； 所對應的照度范圍分別為0,1~20 lx、 20 - 800 lx、 800 ~ 10000 lx。無論 放大器工作在哪個檔位，其輸出電壓值只要在O. 5 9V之間，就與該檔位照 度范圍內(nèi)的相應照度值有確定的線性關(guān)系。濾波器為電容和電阻構(gòu)成的有源 低通濾波器，主要作用是濾除放大器輸出信號中的髙頻成分，減小信號的自 生干擾，提高信號探測的準確性，濾波后的信號送入控制電路板3-2中。 如圖6所示，控制電路板3-2上帶有MCU、 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、RS232接口。
MCU帶有四個I/0端口并裝有照度控制軟件，第一至第四I/0端口分
別與第一至第四繼電器相連。照度探測電路3-3中放大器的輸出信號經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換器送入MCU中；RS232接口可實現(xiàn)MCU與計算機4之間的通訊；MCU發(fā)出 的檔位控制信號通過四個I/0端口送給檔位控制器，其發(fā)出的電壓控制信號 通過D/A轉(zhuǎn)換器送給功率放大器3-1。照度控制軟件含有釆集模塊、濾波模 塊、檔位控制模塊、電壓控制模塊、傳輸模塊。釆集模塊的功能是通過A/D 轉(zhuǎn)換器實時采集照度探測電路3-3的當前輸出并換算成相應的照度值；濾波 模塊的功能是對換算后的照度值進行抗干擾濾波，以剔除由干擾信號引起的 毛刺而得到一個相對穩(wěn)定的當前照度值。檔位控制模塊的功能是給照度探 測電路3-3的放大器設定初始工作檔位；將當前照度值分別與當前檔位的下
限照度閾值及上限照度閾值進行比較，若小于當前檔位的下限照度閾值，向 四個I/0端口送相應的升檔信號，如果當前檔位在第三檔時，則向傳輸模塊 發(fā)出提示去掉衰減片指令，若大于當前檔位的上限照度閾值，向四個i/o端 口送相應的降檔信號，如果當前檔位在第一檔時，則向傳輸模塊發(fā)出提示加
衰減片指令；向傳輸模塊發(fā)送檔位信息和當前照度值；將當前照度值送入電
壓控制模塊。在經(jīng)過標定后的本優(yōu)選實施例中，第一檔位的下限照度閾值和
上限照度閩值分別為0. 11x和201x，第二檔位的下限照度閾值和上限照度閾 值分別為201x和8001x,第三檔位的下限照度閾值和上限照度閾值分別為 8001x和100001x。上述六個照度閾值預先存放在MCU的存儲器中，并在照度 控制軟件初始化時調(diào)入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。電壓控制模塊的功能是，將當前照度值 與目標照度值進行比較，若大于目標照度值，向傳輸模塊發(fā)減小電壓調(diào)節(jié)指 令，若小于目標照度值，向傳輸模塊發(fā)增大電壓調(diào)節(jié)指令，若等于目標照度
值，向傳輸模塊發(fā)鎖定電壓指令和到位指令；根據(jù)關(guān)燈指令向傳輸模塊發(fā)電
壓為零的指令。在本優(yōu)選實施例中，為了在滿足誤差范圍的前提下快速達到 目標照度值，針對放大器的三個放大檔位設定了三種不同的到位誤差，其中，
第一檔位為士0.11x,第二檔位為士llx,第三檔位土101x,只要當前照度值 與目標照度值的差值滿足當前檔位上的到位誤差就認為當前照度值等于目標照度值。傳輸模塊的功能是通過RS232接口接收計算機發(fā)出的目標照度值 并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，接收計算機發(fā)出的關(guān)燈指令并送給電壓控制模塊；根據(jù) 不同的電壓調(diào)節(jié)指令，對D/A轉(zhuǎn)換器送入功率放大器3-1的電壓進行對應調(diào) 節(jié)；根據(jù)電壓為零指令，將D/A轉(zhuǎn)換器送入功率放大器3-1的電壓直接降為 零；根據(jù)電壓鎖定指令，對D/A轉(zhuǎn)換器送入功率放大器3-1的當前電壓值進 行鎖定；將提示指令、到位指令、檔位信息、當前照度值、功率放大器3-1 的當前輸入電壓通過RS232接口回送給計算機中的操控軟件。無論增大電壓 調(diào)節(jié)指令還是減小電壓調(diào)節(jié)指令，其所對應的電壓調(diào)節(jié)量相同，在本優(yōu)選實 施例中，電壓調(diào)節(jié)量設為0.02V。照度控制軟件的操作流程參見圖7。
計算機4含有存儲器和操控軟件。存儲器中存放有照度調(diào)節(jié)系數(shù)A，調(diào) 節(jié)系數(shù)A的作用是將大于lOOOOlx ~ 1000001x的照度值轉(zhuǎn)換成0. 1 ~ 100001x
的照度值，它是根據(jù)衰減片的衰減系數(shù)來選擇的。本優(yōu)選實施例的照度調(diào)節(jié) 系數(shù)A為8，并在操控軟件初始化中由存儲器調(diào)入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。操控軟件包 括頁面模塊、照度值接/發(fā)模塊、顯示模塊。頁面模塊的功能是，提供檢測用 的操作頁面(參見圖8)。在本優(yōu)選實施例中，操作頁面上設有"照度輸入" 欄、"衰減片指示，，欄、"發(fā)送"按鈕、"關(guān)燈"按鈕、"RUN"指示燈、"OK" 指示燈、"電壓"顯示欄、"實測照度"顯示欄、"檔位"顯示欄。照度值接/ 發(fā)模塊的功能是，接收通過鍵盤輸入到"照度輸入"欄中的照度值U，并判 斷該照度值U是否大于100001x,若為是，在"衰減片指示"欄中彈出"加 衰減片"的文字提示，若為否，在"衰減片指示"欄中彈出"去衰減片"的 文字提示；在接到"發(fā)送"按鈕命令后，向MCU發(fā)送目標照度值并清空"衰 減片指示"欄在輸入照度值大于100001x的情況下，目標照度值為U/A， 在輸入照度值小于或等于100001x的情況下，目標照度值為U;在接到"關(guān) 燈"按鈕命令時，向MCU輸出關(guān)燈指令。顯示模塊的功能是，根據(jù)"發(fā)送" 按鈕命令點亮"RUN"指示燈；根據(jù)MCU給出的到位指令和提示指令相應點亮 "OK"指示燈和在"衰減片提示"欄中顯示相應提示文字；根據(jù)MCU給出的各種信息分別在操作頁面的相應顯示欄目中實時顯示功率放大器3-1的當前 輸入電壓值、照度傳感器2靶面上的當前照度、照度探測電路3-3的當前工 作檔位。操控軟件的工作流程參見圖9。
下面結(jié)合本優(yōu)選實施例說明本發(fā)明的使用方法。
首先，打開電子控制箱3和計算機4的電源開關(guān)，在計算機4的顯示屏 上出現(xiàn)操作頁面后，通過鍵盤在"照度輸入"欄中輸入被檢測CCD攝像機所 需達到的檢測照度值，根據(jù)操作頁面"衰減片指示"欄中彈出的提示文字， 測試人員按提示內(nèi)容在照度傳感器2上添加或去掉衰減片；之后，點擊操作 頁面上的"發(fā)送"按鈕，此時，"RUN"指示燈點亮，隨即，操作頁面上各顯 示欄中顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，隨著電子箱中各電路板的運行，操作頁面上各顯示欄 中顯示的數(shù)據(jù)不斷變化，光源組件l的發(fā)光強度也不斷變化，直到操作頁面 上的"實測照度"顯示欄中顯示的照度值與鍵盤輸入的照度值相等，操作頁 面上各顯示欄中顯示的數(shù)據(jù)鎖定且"OK"指示燈亮，至此光源組件l提供了 一個穩(wěn)定而均勻的光照度環(huán)境。此時，可取走照度傳感器2并在該位置上放 置被檢測CCD攝像機，操作人員觀察被檢測CCD攝像機的靶面是否出現(xiàn)飽和 現(xiàn)象，以此判斷被檢測CCD攝像機的照度性能是否滿足指標要求。檢測完畢, 點擊計算機4操作頁面中的"關(guān)燈"按鈕，光源組件l中的燈珠將緩慢變暗 直至熄滅，此后關(guān)閉電子箱3和計算機4的電源開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種通用CCD攝像機光照度檢測儀，包括光源組件[1]、電子控制箱[3]，其特征在于還包括能夠配用衰減片的照度傳感器[2]、裝有操控軟件的計算機[4]，所述電子控制箱[3]含有帶單片機的控制電路板[3-1]、功率放大器[3-2]及照度探測電路[3-3]，所述光源組件[1]含有燈杯[1-1]、發(fā)光強度連續(xù)可調(diào)的燈珠[1-2]和用于支撐所述燈杯[1-1]的可調(diào)支架[1-6]，燈杯[1-1]為拋物面反光鏡，所述燈珠[1-2]通過接插件安裝在燈杯[1-1]上且燈珠[1-2]的發(fā)光中心位于拋物面反光鏡的焦點上；照度探測電路[3-3]由含有數(shù)個繼電器的檔位控制器、可實現(xiàn)三種放大倍率的放大器、用于濾除高頻信號的濾波器構(gòu)成，檔位控制器根據(jù)所述控制電路板[3-1]輸出的不同電平控制信號，驅(qū)動相應的繼電器動作以使放大器工作在對應的放大檔位，放大器對所述照度傳感器的探測信號進行相應倍率的放大并將放大信號送入濾波器進行濾波；所述單片機裝有照度控制軟件，該軟件含有采集模塊、濾波模塊、檔位控制模塊、電壓控制模塊、傳輸模塊，采集模塊通過A/D轉(zhuǎn)換器實時采集所述濾波器的當前輸出并換算成相應的照度值；濾波模塊對換算后的照度值進行抗干擾濾波而獲得穩(wěn)定的當前照度值；檔位控制模塊的功能是判斷所述當前照度值是否在所述放大器當前工作檔位的照度范圍內(nèi)，若為否，向所述檔位控制器發(fā)送升檔或降檔指令；電壓控制模塊的功能是判斷所述當前照度值是否等于目標照度值，若為否，向傳輸模塊發(fā)出增大電壓或減小電壓的調(diào)節(jié)指令，若為是，則向傳輸模塊發(fā)出電壓鎖定指令；傳輸模塊的功能是接收計算機發(fā)出的所述目標照度值并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，根據(jù)增大電壓或減小電壓調(diào)節(jié)指令，對D/A轉(zhuǎn)換器送入所述功率放大器[3-1]的電壓值進行相應的調(diào)節(jié)，根據(jù)鎖定指令，對D/A轉(zhuǎn)換器送入所述功率放大器[3-1]的電壓值進行鎖定；所述操控軟件包括頁面模塊、照度值接/發(fā)模塊，頁面模塊的功能是在所述計算機的顯示屏上提供含有“照度輸入”欄、“衰減片指示”欄、“發(fā)送”按鈕的操作頁面；照度值接/發(fā)模塊的功能是，接收輸入到所述“照度輸入”欄中的照度值U并判斷該照度值U是否大于10000lx，若為否，令目標照度值為U并在“衰減片指示”欄中彈出“去衰減片”的文字提示，若為是，令目標照度值為U/A并在“衰減片指示”欄中彈出“加衰減片”的文字提示，A為照度調(diào)節(jié)系數(shù)，在接到“發(fā)送”按鈕命令后，向所述單片機發(fā)送所述目標照度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用CCD攝像機光照度檢測儀，其特征在于 所述光源組件還包括可調(diào)燈座[1-3]、彈簧[1-4]和一端帶底的螺套[1-5]，可 調(diào)燈座[l-3]—端帶有周向突沿，另一端外壁設有兩個對稱的防旋突臺；所述 接插件安裝在可調(diào)燈座[1-3]的另 一端中央；所述燈杯[1-1]尾部設有帶外螺紋和中心孔的安裝突臺且中心孔 一端設有兩個對稱的防旋槽；所述可調(diào)燈座 [l-3]的外壁與所述燈杯[l-l]的安裝突臺中心孔滑動配合且可調(diào)燈座[l-3]的防旋突臺位于燈杯[l-l]的防旋槽內(nèi)；所述彈簧[l-4]套在所述可調(diào)燈座 [l-3]的外壁且兩端分別頂在可調(diào)燈座[1-3]的周向突沿和燈杯[1-1]的安裝 突臺上；所述螺套[1-5]與所述燈杯[1-1]的安裝突臺螺紋連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用CCD攝像機光照度檢測儀，其特征在 于所述燈珠U-2]選用鹵鎢燈珠；所述的頁面模塊還設有"關(guān)燈"按鈕，當 所述傳輸模塊接收到所述計算機發(fā)送的"關(guān)燈"按鈕命令時，所述電壓控制 模塊向傳輸模塊發(fā)出電壓為零指令，輸出模塊將D/A轉(zhuǎn)換器送入所述功率放 大器[3-l]的電壓值直接降為零。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通用CCD攝像機光照度檢測儀，包括含有拋物面反光鏡和鹵鎢燈珠的光源組件、照度傳感器、含有照度探測電路和MCU的電子控制箱、計算機。計算機通過通訊端口將目標照度和驅(qū)動指令發(fā)給MCU，照度傳感器將光源組件的光信號轉(zhuǎn)換成電信號送給MCU，MCU根據(jù)該信號換算的當前照度與照度閾值比較后控制照度探測電路的工作檔位，并在當前照度與目標照度比較后調(diào)整光源組件的驅(qū)動電壓，最終使光源組件的輸出光滿足被檢CCD攝像機的靶面照度要求。本發(fā)明不僅實現(xiàn)了0.1lx～10⁶lx的大測量范圍，而且具有光照均勻且穩(wěn)定、檢測結(jié)果可靠、使用方便、適用范圍廣等特點。
文檔編號F21V14/04GK101608950SQ200910023389
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者何凌空, 劉洪飛, 吳云峰, 周麗華, 寧書存, 張桂明, 陽 沈, 波 滿, 波 白, 蕊 薛, 鄒守剛, 郝寶童, 鮮 郭 申請人:寧書存