Способ оперативной оценки спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа оперативной оценки спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер. Способ заключается в том, что размещают в плоскости тестового объекта несколько излучающих диодов, имеющих различные спектральные характеристики и создающих пространственное распределение дискретных спектральных светимостей одинаковой интенсивности. Далее переводят цифровую камеру в монохромный режим и в ручном режиме осуществляют изменение экспозиции цифровой камеры, добиваясь максимальной яркости изображения только одного излучающего диода. Делают цифровой фотокамерой снимок тестового объекта и по отпечатанному снимку определяют коэффициент использования цифровой камерой излучения каждого излучающего диода. Коэффициент использования определяют путем сравнения изображения светодиодов с контрольным ступенчатым изображением ряда оптических плотностей нейтрально-серых полей. Технический результат заключается в упрощении и ускорении процесса измерений. 5 ил.

 

Изобретение относится к методам испытания цифровых фотокамер, являющихся конструктивно оформленными изделиями, готовыми к непосредственному применению по назначению.

Известен метод определения относительной спектральной характеристики чувствительности фотоэлектрических полупроводниковых приемников излучения и фотоприемных устройств на их основе (Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Методы измерения фотоэлектрических параметров и определения характеристик [Текст]: ГОСТ 17772 - 88. - Введ. - 1988 - 06 - 29. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 64 с.), заключающийся в том, что излучение оптического диапазона от эталонного источника через модулятор или минуя его подается на монохроматор; с выходов монохроматора монохроматическое излучение, последовательно на длинах волн λ₁, λ₂, λ₃, … λ_n подается на эталонный и испытуемый приемники излучения, соединенные с усилительными приборами, которые, в свою очередь, подключены к регистрирующим приборам; по результатам полученных показаний регистрирующих приборов вычисляются дискретные значения относительной спектральной характеристики на длинах волн λ₁, λ₂, λ₃, … λ_n, по которым строится ее график.

Данный метод имеет ряд недостатков, заключающихся в

- относительно больших временных затратах, обусловленных необходимостью многократной перестройки монохроматора и фиксации соответствующих показаний регистрирующих приборов;

- необходимости проведения многократных вычислений;

- невозможности его применения для определения спектральных характеристик фотоприемных устройств, представляющих собой конструктивно оформленные изделия, готовые к непосредственному применению по назначению.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является метод для предварительной быстрой оценки спектральной чувствительности приемников излучения с использованием набора светоизлучающих диодов (Коваль С.Т., Цушко П.Н. Определение спектральных характеристик приемников излучения с использованием набора светоизлучающих диодов [Текст] / С.Т. Коваль, П.Н. Цушко // Вiсник НТУУ «КПI». Приладобудування: збiрник наукових праць. - 2010. - Вип. 40. - С. 54-63.), заключающийся в том, что вместо эталонного источника излучения, модулятора и монохроматора используются набор из ограниченного количества светоизлучающих диодов, каждый из которых имеет узкий спектр излучения с максимумами, расположенными на различных длинах волн. Светоизлучающие диоды, включаясь попеременно, формируют фотосигнал на выходе испытуемого приемника излучения, по величине которого определяется спектральная чувствительность. Различие в мощностях излучения используемых светоизлучающих диодов устранено варьированием питающего напряжения для каждого светоизлучающего диода, а также введением поправочных коэффициентов в расчетные формулы.

Недостатками данного метода являются:

- необходимость проведения относительно сложных вычислений;

- невозможность его применения для предварительной быстрой оценки спектральных характеристик фотоприемных устройств, представляющих собой конструктивно оформленные изделия, готовые к непосредственному применению по назначению.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа оперативной оценки спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер, являющихся конструктивно оформленными изделиями, готовыми к непосредственному применению по назначению.

Техническим результатом, который достигается при решении данной задачи, является:

- возможность оперативной оценки спектральных характеристик цифровых фотокамер за счет сокращения временных затрат;

- отказ от вычислений при оперативной оценке спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер, или их минимизация.

Данная задача решается за счет применения специального тестового объекта на основе излучающих диодов, включенных одновременно, создающего пространственное распределение дискретных спектральных светимостей (плотностей излучения) одинаковой интенсивности в заданных границах спектрального диапазона.

Принцип работы изобретения

В плоскости тестового объекта 1 размещают несколько излучающих диодов с диффузно-рассеивающими оптическими системами (например, 2, 3, …8) (фиг. 1) и различными спектральными характеристиками (длиной волны, на которую приходится максимум излучения: λ₂, λ₃, … λ₈, причем λ_it<λ_i+1).

Нормируют силу излучения I излучающих диодов 2, 3, … 8 относительно меньшего значения (фиг. 2) путем подбора уровней подводимой к излучающим диодам электрической мощности (силы тока) или путем подбора ослабляющих оптических фильтров.

Переводят цифровую фотокамеру в режим «монохромный».

Устанавливают цифровую фотокамеру напротив тестового объекта и добиваются (путем зуммирования или перемещения фотокамеры относительно тестового объекта) полного вписания его изображения в кадр (контролируя с помощью видоискателя, встроенного монитора или внешнего устройства отображения информации).

При отсутствии функции автофокусирования у цифровой фотокамеры осуществляют фокусировку в ручном режиме.

Включают питание тестового объекта (подают питание на излучающие диоды).

В ручном режиме осуществляют изменение экспозиции цифровой фотокамеры, добиваясь максимальной яркости изображения только одного излучающего диода (контролируя с помощью видоискателя, встроенного монитора или внешнего устройства отображения информации). Делают цифровой фотокамерой снимок тестового объекта. По отпечатанному снимку (фиг. 3) определяют коэффициенты использования цифровой фотокамерой излучения каждого излучающего диода, сравнивая их изображения с контрольным ступенчатым изображением ряда оптических плотностей нейтрально-серых полей, например (фиг. 4а, 4б), и строят зависимость вида S_отн(λ_i), вариант которой показан на (фиг. 5), предварительно осуществив нормировку относительно максимального значения, если выбрано контрольное ступенчатое изображение с шагом не кратным 0,1 (фиг. 4б).

Таким образом, предложенный способ позволяет оценивать спектральные характеристик чувствительности цифровых фотокамер, являющихся конструктивно оформленными изделиями, готовыми к непосредственному применению по назначению, при этом достигаются поставленные задачи:

- реализуется возможность оперативной оценки спектральных характеристик цифровых фотокамер за счет сокращения временных затрат;

- отсутствует необходимость проведения вычислений при оценке спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер или вычисления сводятся только к операции нормировки.

Способ оперативной оценки спектральных характеристик чувствительности цифровых фотокамер, являющихся конструктивно оформленными изделиями, готовыми к непосредственному применению по назначению, основанный на использовании излучающих диодов, создающих пространственное распределение дискретных спектральных светимостей (плотностей излучения) одинаковой интенсивности в заданных границах спектрального диапазона, отличающийся тем, что размещают несколько излучающих диодов с различными спектральными характеристиками в плоскости тестового объекта, переводят цифровую камеру в монохромный режим, в ручном режиме осуществляют изменение экспозиции цифровой камеры, добиваясь максимальной яркости изображения только одного излучающего диода, делают цифровой фотокамерой снимок тестового объекта и по отпечатанному снимку определяют коэффициент использования цифровой камерой излучения каждого излучающего диода, сравнивая их изображение с контрольным ступенчатым изображением ряда оптических плотностей нейтрально-серых полей.