用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器的制作方法

本技术涉及光学计量与光电检测领域，具体涉及一种用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器。

背景技术：

1、光学镜头在各种成像系统中是核心部件，其性能优劣直接影响系统成像的质量。目前，评价光学镜头成像性能的重要指标是调制传递函数(mtf)。作为光学传递函数的模量，mtf的高低不仅关系到光学系统研制过程的成本，也直接关系到成像质量的优劣。它能够综合反映影响成像质量的各种因素，如衍射、像差及杂散光等，客观地评定光学系统的像质。因此，在国际公认的实际测试过程中，mtf被视为光学系统成像性能的核心评价指标。

2、然而，目前国内主流光学镜头传递函数测试设备主要由准直系统、目标发生器及像分析器组成，这些组成部分均采用国外设备，成本高昂，周期长，维护困难。特别是目标发生器，作为传递函数测试设备的重要部件，用于产生测量时所需光谱匹配的均匀星孔及狭缝目标，其重要性不言而喻。

3、如中国专利cn 114486197 a公开了光学传递函数目标发生器，可以实现产生可见光和红外光目标的功能，能基本够满足现有需求。但是其不足之处在于:(1)测量不同的可见光/红外波段镜头时需要更换不同的光源模块，需要手动更换，不便于测试人员操作(2)波段切换功能无法做到软件集成，电控切换(3)频繁更换光源会提高光源模块的故障率(4)可见光照明未使用科勒照明结构，光斑均一性较差。中国专利cn 102288391 a公开了一种光学光学传递函数目标发生器，该发生器满足可见光目标发生的需求。但是其不足之处在于：(1)只能用于可见光波段无法发射红外波段(2)包含了积分球和扩束镜，结构复杂，体积相对较大，不利于小型化集成化。

4、有鉴于此，设计一种适用于光学镜头传递函数检测的双波段目标发生器，使其具有覆盖光谱范围广、切换速度快、目标能量强、光斑均一性好、通用性强等优点，摆脱光学镜头传递函数测试设备受制于人的局面，是光学测试领域亟待研究的一件事。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中一般传函仪光源体积大，波段切换麻烦的缺点，提供一种传函仪用双波段目标发生器光学系统。

2、本实用新型所采用的技术方案是：

3、提供一种用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，包括可见光光路、红外光光路、波段切换镜、滤光组件和靶标轮；通过波段切换镜切换选通可见光或者红外光，选通的光束经过滤光组件滤光后再到达靶标轮上，形成需要的光斑。

4、接上述技术方案，可见光光路包括可见光光源，可见光反光碗、弯月透镜、双凸透镜、视场光阑、可见光反射镜组、孔径光阑和聚光镜；可见光反光碗置于可见光光源前方，收集可见光并反射平行光；

5、当通过波段切换镜选通可见光时，可见光反光碗反射的光经弯月透镜、可见光场镜进行汇聚，并通过可见光反射镜组改变光路方向后直接进入滤光组件。

6、接上述技术方案，红外光模块包括红外光光源和红外光路，红外光路依次包括红外反光碗、红外准直抛物镜、视场光阑和红外聚焦抛物镜；其中红外反光碗置于红外光光源前方，收集红外光并反射；

7、当通过波段切换镜选通红外光时，红外反光碗反射的光经过红外准直抛物镜、红外聚焦抛物镜进行准直和聚焦，之后入射波段切换镜，通过波段切换镜反射后进入滤光组件。

8、接上述技术方案，可见光照明光路采用柯勒照明结构形式。

9、接上述技术方案，红外照明光路采用阿贝照明结构形式。

10、接上述技术方案，滤光组件包括多组不同型号的可切换滤光片。

11、接上述技术方案，靶标轮包括靶标轮，其上包括多组靶标安装孔位，每一靶标安装孔位上安装不同尺寸的星孔或狭缝。

12、接上述技术方案，可见光光路中的光源采用卤素灯；红外光模块中的光源采用硅碳棒。

13、接上述技术方案，可见光反光碗的反射面为凹面，曲率半径为18.8mm≤r≤22.7mm；弯月透镜的前表面曲率半径为-388.5 mm≤r≤-382.5 mm，后表面的曲率半径为-27.63mm≤r≤-23.43 mm；双凸透镜的前表面曲率半径为38.88 mm≤r≤42.96 mm，后表面曲率半径为-112.55 mm≤r≤-108.77 mm；聚光镜的前表面曲率半径为286.3 mm≤r≤290.6 mm，后表面曲率半径为-37.8mm≤r≤-33.8mm；其中，光线入射方向为物方，光线出射方向为像方，面向物方的表面为前表面，面向像方的表面为后表面。

14、接上述技术方案，红外反光碗的反射面为凹面，曲率半径为28 mm≤r≤32 mm；红外准直抛物镜的抛物面曲率半径为r=50.8 mm，红外聚焦抛物镜的抛物面曲率半径为r=-101.6 mm。

15、本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过波段切换镜的切换，根据需要灵活选择红外光或者可见光，实现双波段自由切换。

16、进一步地，在本实用新型的双波段目标发生器中，采用卤素灯做可见光照射光源，其光谱范围能够覆盖400~1100nm波段；采用硅碳棒作为红外光源，其光谱范围能够覆盖1.1μm~14μm波段，从而为测量可见光/红外光学系统的光学传递函数提供技术支持。

17、进一步地，本实用新型的滤光组件可以选择多种通用滤光片，通过插入不同波段的滤光片，对不同谱段的红外/可见光辐射进行选通，从而可以使传函仪实现对全光谱光学系统400nm~14μm的像质进行测量和评价。

18、进一步地，在本实用新型中通过反射镜对所述可见光/红外系统光路进行折叠，从而达到缩小体积的目的。学系统的光学尺寸最小可为210mm*141mm *29mm，可以更方便地集成到传函仪光源中。

19、当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，包括可见光光路、红外光光路、波段切换镜、滤光组件和靶标轮；通过波段切换镜切换选通可见光或者红外光，选通的光束经过滤光组件滤光后再到达靶标轮上，形成需要的光斑。

2.根据权利要求1所述的于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，可见光光路包括可见光光源、可见光反光碗、弯月透镜、双凸透镜、视场光阑、可见光反射镜组、孔径光阑和聚光镜；可见光反光碗置于可见光光源前方，收集可见光并反射平行光；

3.根据权利要求1所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，红外光模块包括红外光光源和红外光路，红外光路依次包括红外反光碗、红外准直抛物镜、视场光阑、和红外聚焦抛物镜；其中红外反光碗置于红外光光源前方，收集红外光并反射；

4.根据权利要求2所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，可见光照明光路采用柯勒照明结构形式。

5.根据权利要求3所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，红外照明光路采用阿贝照明结构形式。

6.根据权利要求1所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，滤光组件包括多组不同型号的可切换滤光片。

7.根据权利要求1所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，靶标轮包括靶标轮，其上包括多组靶标安装孔位，每一靶标安装孔位上安装不同尺寸的星孔或狭缝。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，可见光光路中的光源采用卤素灯；红外光模块中的光源采用硅碳棒。

9.根据权利要求2所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，可见光反光碗的反射面为凹面，曲率半径为18.8mm≤r≤22.7 mm；弯月透镜的前表面曲率半径为-388.5 mm≤r≤-382.5 mm，后表面的曲率半径为-27.63 mm≤r≤-23.43 mm；双凸透镜的前表面曲率半径为38.88 mm≤r≤42.96 mm，后表面曲率半径为-112.55 mm≤r≤-108.77 mm；聚光镜的前表面曲率半径为286.3 mm≤r≤290.6 mm，后表面曲率半径为-37.8mm≤r≤-33.8mm；其中，光线入射方向为物方，光线出射方向为像方，面向物方的表面为前表面，面向像方的表面为后表面。

10.根据权利要求3所述的用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，红外反光碗的反射面为凹面，曲率半径为28 mm≤r≤32 mm；红外准直抛物镜的抛物面曲率半径为r=50.8 mm，红外聚焦抛物镜的抛物面曲率半径为r=-101.6 mm。

技术总结本技术公开了一种用于光学传递函数测量仪的双波段目标发生器，其特征在于，包括可见光光路、红外光光路、波段切换镜、滤光组件和靶标轮；通过波段切换镜切换选通可见光或者红外光，选通的光束经过滤光组件滤光后再到达靶标轮上，形成需要的光斑。本技术实现了传函仪测试不同的波段镜头时光源的迅速切换，结构紧凑小巧，同时，还具有谱段可选、光斑照度均匀、操作简单、性能可靠、能够满足不同测试精度需求等的特点。技术研发人员：乐泽锋,朱广亮,李忠,陈利,宋程,黄龙凯受保护的技术使用者：湖北久之洋红外系统股份有限公司技术研发日：20231213技术公布日：2024/7/25