環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀的制作方法
【專利摘要】一種能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)目標(biāo)亮度和背景亮度的環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，用于測試靶標(biāo)上各種孔型的可視分辨率。其整體結(jié)構(gòu)主要由5個連管、左半球殼、右半球殼和伸縮套筒等分別構(gòu)成目標(biāo)光通路、背景光通路及亮度環(huán)境，目標(biāo)光通路內(nèi)裝有一個凸透鏡、多組光學(xué)衰減片和一個屏幕，背景光通路內(nèi)裝有一個凸透鏡、3個平面鏡和多組光學(xué)衰減片，光源位于兩凸透鏡的焦點(diǎn)上，滑動槽板由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)可在限位導(dǎo)向板內(nèi)往復(fù)移動，滑動槽板內(nèi)可安裝3個靶標(biāo)，每個靶標(biāo)均可從上面自由裝入和取出，球體內(nèi)的平面鏡可通過調(diào)整轉(zhuǎn)動絲桿和T型槽板來改變光線的入射角和反射角，通過伸縮套筒可調(diào)整目距。
【專利說明】環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種目標(biāo)亮度和背景亮度均可獨(dú)立調(diào)整的屏幕式光學(xué)測試裝置，用于測試靶標(biāo)上各種孔型的可視分辨率。
【背景技術(shù)】:
[0002]C⑶相機(jī)作為圖像的輸入設(shè)備，近些年已廣泛地應(yīng)用于機(jī)器視覺檢測、航天偵察、機(jī)器人導(dǎo)航、工業(yè)檢測、醫(yī)學(xué)分析等領(lǐng)域，它的成像質(zhì)量直接決定了其應(yīng)用系統(tǒng)的性能。為了評價CCD相機(jī)的成像質(zhì)量，引入了最小可分辨對比度MRC評價指標(biāo)，基于此國內(nèi)外相關(guān)的科研部門相繼研制了各種測量MRC的系統(tǒng)，主要采用單積分球或兩個重疊積分球的結(jié)構(gòu)分別對靶標(biāo)的正反兩面照明，通過改變環(huán)境亮度就可以獲得可變的對比度。但實驗結(jié)果表明:以上各種方法中對目標(biāo)亮度和背景亮度的調(diào)節(jié)范圍過窄，特別是目標(biāo)亮度的調(diào)節(jié)不夠均勻，而且對加工方法的要求過高、結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜。為此研制能夠克服上述缺陷的目標(biāo)亮度和背景亮度均可獨(dú)立調(diào)整的屏幕式光學(xué)測試裝置就尤為重要了。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]為了更便捷、更有效地改變環(huán)境亮度并測試出可變的對比度，本發(fā)明提供一種測試儀，該測試儀能有效地測試出在目標(biāo)亮度和背景亮度均可獨(dú)立調(diào)整環(huán)境下的不同對比度。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:光源安裝在一個連接管端部的連接蓋上，連接蓋外部裝有接線柱，連接電源，光源的發(fā)光中心處于兩個相互垂直安裝的連接管的軸心線交點(diǎn)處，在這兩個管內(nèi)各布置一個凸透鏡，而發(fā)光中心正是這兩個凸透鏡共同的焦點(diǎn)，當(dāng)散射光線通過其中一個凸透鏡后，變成一束平行光線，均勻照射在連接管另一端部的屏幕上，該屏幕具有一定的透光性，這樣即可在屏幕的背面形成一幅亮度非常均勻的光幕，從而構(gòu)成目標(biāo)亮度，如果需要獨(dú)立調(diào)整目標(biāo)亮度，即可將光學(xué)衰減片沿與平行光線垂直的滑槽推入連管內(nèi)部，使光線亮度得到部分減弱，如需要使目標(biāo)亮度進(jìn)一步減弱，可逐漸推入其它組光學(xué)衰減片，當(dāng)散射光線通過另一個垂直方向布置的凸透鏡后，也變成一束平行光線，當(dāng)遇到第一個與入射光線成45°布置的平面鏡后，該束光線轉(zhuǎn)成90°的平行光線，當(dāng)遇到第二個與入射光線成45°布置的平面鏡后，又轉(zhuǎn)回90°的平行光線，直射到由兩個半球殼所構(gòu)成的積分球內(nèi)的第三個平面鏡上，并由該平面鏡反射到積分球內(nèi)表面上，由于形成漫反射，即可使整個積分球內(nèi)形成亮度均勻的背景亮度環(huán)境，球內(nèi)的平面鏡可以調(diào)節(jié)入射角和反射角，可輔助調(diào)節(jié)背景亮度，平面鏡被粘接在帶有T型槽的且只能繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度的T型槽板上，可沿T型槽滑動的T型移動體是靠手動旋轉(zhuǎn)絲杠實現(xiàn)的，如果需要獨(dú)立調(diào)整背景亮度，同樣可將多組光學(xué)衰減片根據(jù)需要沿滑槽逐一推入連管內(nèi)部來實現(xiàn)，在屏幕和積分球之間安有可切換位置的靶標(biāo)，在目標(biāo)亮度和背景亮度可獨(dú)立調(diào)整的環(huán)境下，即可在觀測孔處觀測靶標(biāo)上各種孔型的可分辨對比度，觀測孔內(nèi)裝有兩個凸透鏡，其中外側(cè)的凸透鏡可以通過伸縮套筒調(diào)整目距，目標(biāo)亮度和背景亮度是通過分別安裝在屏幕附近及積分球內(nèi)的兩個小傳感器測量的，本發(fā)明中一次可安裝3個靶標(biāo)，各自裝在帶有獨(dú)立限位槽的滑動槽板內(nèi)，每個靶標(biāo)都可以從上面自由裝入和取出，滑動槽板可在帶有限位滑槽的限位導(dǎo)向板內(nèi)往復(fù)移動。該運(yùn)動是通過一對嚙合的齒輪齒條機(jī)構(gòu)實現(xiàn)的，齒條安裝在滑動槽板上，齒輪安裝在步進(jìn)電機(jī)上，整個結(jié)構(gòu)通過5組支撐結(jié)構(gòu)安裝在底板上。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:可以獲得亮度非常均勻的環(huán)境亮度，目標(biāo)亮度和背景亮度可獨(dú)立調(diào)整，整體結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，從而更便捷、更有效地測試出靶標(biāo)上各種孔型的可分辨對比度。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0006]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明的主視圖。
[0008]圖2是本發(fā)明的俯視圖的全剖視圖。
[0009]圖3是本發(fā)明的主視圖在A-A方向的斷面圖。
[0010]圖4是本發(fā)明的主視圖在B-B方向的斷面圖。
[0011]圖5是本發(fā)明的三維立體圖。
[0012]圖中，1.齒條，2.齒輪，3.限位塊，4.推拉柄，5.光學(xué)衰減片a，6.連接蓋，7.光源，8.凸透鏡a，9.凸透鏡b，10.連管a，ll.連管b，12.連管c，13.直角連管，14.平面鏡
a,15.圓蓋，16.支架板 a，17.支座a，18.步進(jìn)電機(jī)，19.支架板b，20.限位導(dǎo)向板，21.靶標(biāo)，22.滑動槽板，23.支架，24.支座b，25.底板，26.連管d，27.光學(xué)衰減片b，28.平面鏡b，29.轉(zhuǎn)軸，30.軸用彈性擋圈，31.T型槽板，32.轉(zhuǎn)動絲桿，33.T型移動體，34.調(diào)整限位螺釘，35.凸透鏡C，36.凸透鏡d，37.緊固壓蓋，38.伸縮套筒，39.螺紋連接套，40.平面鏡C，41.右半球殼，42.屏幕，43.左半球殼，44.上壓蓋，45.螺釘，46.支撐架，47.螺釘。
【具體實施方式】:
[0013]環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀的光源(7)安裝在連接蓋(6)上，連接蓋(6)通過螺釘連接在連管a(10)的端部，連接蓋(6)的外部裝有電接線柱，直角連管(13)與連管a(10)垂直安裝，連接處嵌裝凸透鏡b (9)，連管a (10)與連管b(ll)對接，連接處嵌裝凸透鏡a(8)，光源(7)的發(fā)光中心恰是兩凸透鏡的焦點(diǎn)，連管b(ll)與連管c(12)的端部用螺釘相連，連管c (12)的外輪廓截面為半圓形加矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部開有多組導(dǎo)向滑槽，多組光學(xué)衰減片a(5)可沿滑槽推入或抽出，推入后可減弱平行光線的亮度，光學(xué)衰減片a(5)的外端部安裝了推拉柄(4)，供手動操縱用，支架板b (19)用螺釘固連在底板(25)上，其上平板可為抽出的光學(xué)衰減片a(5)提供支撐，另外在上平板上安裝有多組限位塊(3)，其作用是限制光學(xué)衰減片a(5)的最遠(yuǎn)抽出行程，每個光學(xué)衰減片a(5)的長短依據(jù)安裝位置而定，連管c (12)的另一端部夾裝一塊屏幕(42)，當(dāng)受到平行光線照射時，就會在其背面形成亮度非常均勻的光幕，構(gòu)成目標(biāo)亮度，圓蓋(15)用螺釘安裝在直角連管(13)上，平面鏡a(14)粘接在圓蓋(15)上，且與入射光線成45°角，直角連管(13)與連管d(26)的端部用螺釘相連，構(gòu)成連通光路，多組光學(xué)衰減片b (27)可沿著連管d(26)內(nèi)的導(dǎo)向滑槽推入或抽出，達(dá)到改變光線亮度的作用，其被抽出的部分可被支撐在支架板a(16)上，支架板a(16)的底部用螺釘固接在底板(25)上，平面鏡b(28)與入射光線成45°角，這樣即可將反射的平行光線投射在由右半球殼(41)與左半球殼(43)所組成的積分球內(nèi)部的平面鏡c (40)上，從而形成漫反射，構(gòu)成均勻的背景亮度環(huán)境，平面鏡c (40)粘接在T型槽板(31)上，T型槽板(31)可繞安裝在左半球殼(43)上的轉(zhuǎn)軸(29)旋轉(zhuǎn)一定角度，該轉(zhuǎn)動是通過操縱與T型槽板(31)配合安裝的T型移動體(33)間的相對滑動實現(xiàn)的，T型移動體(33)與轉(zhuǎn)動絲杠(32)以梯形螺紋方式裝配，用軸用彈性擋圈(30)阻止轉(zhuǎn)動絲杠(32)的軸向運(yùn)動，這樣就可以改變平面鏡c (40)的入射角和反射角，起到輔助調(diào)節(jié)背景亮度的目的，凸透鏡c (35)嵌裝在右半球殼(41)的觀測孔內(nèi)，螺紋連接套(39)以螺紋方式裝接在觀測孔處，緊固壓蓋(37)以螺紋方式將凸透鏡d(36)夾嵌在伸縮套筒(38)內(nèi)，套裝在螺紋連接套(39)上的伸縮套筒(38)可做伸縮運(yùn)動，以達(dá)到調(diào)整目距的作用，它的運(yùn)動和定位是通過操縱調(diào)整限位螺釘(34)實現(xiàn)的，將限位導(dǎo)向板(20)的一端用螺釘固定在底板(25)上，滑動槽板(22)可在帶有限位滑槽的限位導(dǎo)向板(20)內(nèi)往復(fù)移動，滑動槽板(22)上帶有3個獨(dú)立限位槽，靶標(biāo)(21)可以從上面自由裝入或取出，用螺釘將齒條(I)安裝在滑動槽板(22)上，把與齒條
(I)相嚙合的齒輪⑵安裝在步進(jìn)電機(jī)(18)的輸出端，當(dāng)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)(18)工作后，即可將所選擇的3個靶標(biāo)(21)之一切換到屏幕(42)后面，通過支座a(17)將步進(jìn)電機(jī)(18)與底板(25)連在一起，用支架(23)將限位導(dǎo)向板(20)的另一端連接在支座a(17)上，支座b(24)將積分球的一端固定在底板(25)上，整體結(jié)構(gòu)通過5組由上壓蓋(44)、螺釘(45)、支撐架(46)和螺釘(47)組成的支撐結(jié)構(gòu)固定在底板(25)上。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，它可獨(dú)立調(diào)整目標(biāo)亮度和背景亮度，從而更便捷、更有效地測試出靶標(biāo)上各種孔型的可分辨對比度，其特征是:由連管a(10)、連管b(ll)與連管c(12)構(gòu)成目標(biāo)光通路，連管a(10)與連管b(ll)的連接處嵌裝凸透鏡a(8)，連管c (12)的右端部夾裝屏幕(42)，連管c (12)內(nèi)部裝有多組可沿滑槽推入或抽出的光學(xué)衰減片a (5)，由連管a (10)、直角連管(13)、連管d(26)、右半球殼(41)與左半球殼(43)構(gòu)成背景光通路及亮度環(huán)境，內(nèi)部安裝有與平行光線成45°角布置的平面鏡a(14)、平面鏡b (28)，以及可調(diào)整入射角和反射角的平面鏡c (40)，連管a (10)與直角連管(13)的連接處嵌裝凸透鏡b (9)，連管d (26)內(nèi)部裝有多組可沿滑槽推入或抽出的光學(xué)衰減片b (27)，光源(7)處于凸透鏡a(8)和凸透鏡b(9)的焦點(diǎn)上，滑動槽板(22)可在帶有限位滑槽的限位導(dǎo)向板(20)內(nèi)往復(fù)移動，滑動槽板(22)內(nèi)部可安裝3個靶標(biāo)(21)，凸透鏡c(35)嵌裝在右半球殼(41)的觀測孔內(nèi)，緊固壓蓋(37)以螺紋方式將凸透鏡d(36)夾嵌在伸縮套筒(38)內(nèi)，套裝在螺紋連接套(39)上的伸縮套筒(38)可做伸縮運(yùn)動，以達(dá)到調(diào)整目距的作用，目標(biāo)亮度和背景亮度是通過分別安裝在屏幕(42)附近及積分球內(nèi)的兩個小傳感器測量的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，其特征是:連管c(12)的右端部夾裝屏幕(42)，屏幕(42)具有一定的透光性，當(dāng)受到平行光線照射時，就會在其背面形成亮度非常均勻的光幕，構(gòu)成目標(biāo)亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，其特征是:連管c(12)和連管d (26)內(nèi)部分別裝有多組光學(xué)衰減片a (5)和光學(xué)衰減片b (27)，連管c (12)和連管d(26)的外輪廓截面為半圓形加矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部開有多組導(dǎo)向滑槽，多組光學(xué)衰減片a(5)或光學(xué)衰減片b (27)可沿滑槽推入或抽出，推入后可減弱平行光線的亮度，從而使目標(biāo)亮度和背景亮度獨(dú)立得到調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，其特征是:平面鏡c(40)入射角和反射角的調(diào)整是通過操縱與T型槽板(31)配合安裝的T型移動體(33)間的相對滑動實現(xiàn)的，T型移動體(33)與轉(zhuǎn)動絲杠(32)以梯形螺紋方式裝配，軸用彈性擋圈(30)可阻止轉(zhuǎn)動絲杠(32)的軸向運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境亮度可調(diào)的屏幕式光學(xué)測試儀，其特征是:滑動槽板(22)可在帶有限位滑槽的限位導(dǎo)向板(20)內(nèi)往復(fù)移動，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)(18)，通過齒輪(2)和齒條(I)之間的嚙合即可實現(xiàn)該運(yùn)動，滑動槽板(22)內(nèi)可安裝3個靶標(biāo)(21)，每個靶標(biāo)(21)均可從上面自由裝入或取出。
【文檔編號】G01B11/24GK203629548SQ201320759330
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】李文娟 申請人:哈爾濱理工大學(xué)