光电成像系统的绝对光谱响应效率测量及分析
2021-01-09陈均溢商思航江财俊曾延安
激光技术 2021年1期
陈均溢,商思航,苗 丹,江财俊,曾延安
(华中科技大学 光学与电子信息学院 光电工程系,武汉 430074)
引 言
光电成像系统目前广泛应用于工业检测、航空航天、天文观测、医学、安防等领域,随着应用的不断深入,建立完善的光电成像系统的性能测量系统以及评价标准意义重大。光谱响应效率是光电成像系统的一项重要指标,直接影响被测目标的光度学和色度学特性[1]。
目前,国内外光电成像系统光谱响应的测量大多采取分步进行的方式,即独立测量成像传感器的量子效率以及光学镜头的光谱透过率,再通过理论分析的方式给出系统的光谱响应效率[2-6]。而对光电成像系统光谱响应效率的直接测量研究较少,在国内尤为如此。因此,本文中基于对现有的光学成像系统中光能量传递模型和图像传感器物理模型的分析,得到了光电成像系统光能量-灰度值传递模型公式,并从中分析出了光电成像系统绝对光谱响应效率的计算公式。根据此公式设计了基于积分球、多光谱发光二极管(light-emitting diode,LED)、标准探测器和同轴透射式平行光管的光电成像系统的绝对光谱响应效率测量装置。通过对绝对光谱响应效率已知的可见光数字相机进行测量,结果证明了测量方法的正确性。
1 系统光谱响应效率测量原理
对于光电成像系统绝对光谱响应效率的测量,就是给出系统不同光谱能量转换效率的曲线[7],因此需要建立外界光能量至光电成像系统输出灰度值的物理模型。……
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