靶标选择及照度值标定方法详解

一套分辨率靶板是由图形尺寸相同而对比度不同的4块分辨率靶板组成。编号为No.61～No.64(No.61、No.63为选购件),如表5.1所示。

表5.1　4块分辨率靶板

本分辨率板图案由6组组成,组号为-2、-1、0、1、2、3,每组由6个单元系列组成,单元号是按递增空间频率的顺序,编号是1、2、3、4、5、6,如图5.1和图5.2所示。

图5.1　标准靶标示意

图5.2　标准靶标中心图例放大图

每单元内的图案均由相邻互成90°的水平和垂直等宽的3条平行线条组成,线条间隔等于线条宽度,线条长度等于线条宽度的5倍,如图5.1、5.2所示。

每一单元内的水平线条与垂直线条两相邻图案间的距离等于此单元线对的宽度,单元与单元之间的距离等于单元号数小的线对宽度,如表5.2所示。

表5.2　6组图案的单元号及单元尺寸

续表

相邻组号的单元号相同的图案的线条宽度的公比为2,相邻单元线条宽度的公比为(相当于R20系列)。

0组的1单元空间频率定为0.1 lp/mm,其他单元按公比递推。微光夜视分辨率测试仪的分辨率如表5.3所示。

表5.3　微光夜视分辨率测试仪的分辨率

续表

若准直镜调焦于无穷远时,对表5.3中“每线对对应f′=8.472m物镜的张角α/mrad”数值应该乘以修正系数K,如表5.4所示。

表5.4　不同调焦距离的修正系数

准直镜调焦于有限远时,各单元中每对线所对应的分辨角为

式中:K为修正系数(查表5.4中K值);α0为准直镜调焦于无穷远时,各单元每线对所对应的分辨角值(查表5.3中的α0值)。

例如,准直镜调焦于100m时,-2组1单元中每对线所对应的分辨角为

α=1.085×4.72mrad=5.12mrad

1.对相纸的要求

①采用无光或半光印相纸或放大纸,面积为520 mm×656 mm,厚度大于0.2mm。

②对相纸号数的选择如表5.5所示。

表5.5　对相纸号数的选择

③对相纸表面反射率要求大于0.85。

2.对分辨率靶板的要求

各种分辨率靶板的暗线条宽度公差如表5.6所示,而各种分辨率靶板号的每对线宽度公差都是同一数值,具体靶板号对应的公差如表5.7所示。

表5.6　各种分辨率靶板的暗线条宽度公差

表5.7　各种分辨率靶板号的每对线宽度公差

分辨率靶板暗线条密度均匀性公差如表5.8所示。

表5.8　分辨率靶板暗线条密度均匀性公差

3.分辨率靶板允许疵病

①脏点:0.1～0.2mm的脏点每单元不允许超过2个。(www.xing528.com)

②线条宽度的局部变动:-2、-1组不大于线条宽度的10%,0、1组不大于线条宽度的10%,2、3组不大于线条宽度的20%,长度均不大于线条长度的10%,每单元不多于3处。

③线条密度的局部误差,范围不超过线条长度的10%,每单元不多于1处。

检查方法:

用工具显微镜测量暗线条宽度。

用光度计测量靶板对比度及相纸反射率。

用反射式密度计测量线条反射密度均匀性。

计算方法:

分辨率靶板对比度定义为

式中:C为分辨率靶板对比度;B1为白背景亮度;B2为暗线条亮度。

若分辨率靶板以毫弧表示则为

式中:α为分辨角值,单位毫弧度;a为线条宽度,单位为mm;l为当靶板置于准直镜焦面上时的准直镜焦距;当不用准直镜时,l为分辨率靶板离夜视仪的距离,单位为m。

若分辨率以lp/mrad表示为

式中:δN为分辨率,单位为lp/mrad;a为线条宽度,单位为mm;l为当靶板置于准直镜焦面上时的准直镜焦距;当不用准直镜时,l为分辨率靶板离夜视仪的距离,单位为m。

若分辨率以每毫米的线对数表示,其示意图如图5.3所示,即分辨率靶板置于准直镜焦平面上,其成像于微光物镜焦平面上,则有关系式为

式中:N Z为分辨率靶板某单元的每毫米线对数;N为该单元成像后的每毫米线对数;f Z为准直物镜焦距;f W为被测夜视仪微光物镜焦距。

图5.3　主要光路示意

4.准直物镜

准直物镜如图5.3所示,焦距:f=8.472m。有效通光口径:D0=250mm。相对孔径:A=1/34。视场:2W=5.4°。调焦范围:100m～∞。低照度标准光源:灯源为6 V/15W的白炽灯,色温为2 859 K。

照度等级共分为9级,如表5.9所示。

表5.9　照度等级

以上各级照度值由按一定比例关系的9个限光束孔栏实现,光源离分辨率靶板7.8米,调节灯源至球型光源的入瞳距离,标定靶面上一级照度1×10-1 lx的值,其他等级的照度值均可获得,各级照度值误差为±10%lx,限光束孔栏为选购件。

以分辨率靶板中心照度为基准,靶面照度均匀性公差为±10%。

光源出瞳面法线与准直镜光轴夹角为5°,如图5.4所示。

图5.4　光学系统俯视示意

5.全套性

分辨率靶板:No.62和No.64各1块。低照度标准光源:照度等级1×10-1 lx;1×10-3 lx;1×10-4 lx,长焦距准直镜。

同时,由于一般待检测的设备都有望远特性,即经常是用来观察远距离的目标,对于过近的目标可能不一定看得清楚,因此需要在本设备上模拟实现光线是从无穷远处发射,在这里使用了离轴反射镜,小反射镜是普通的平面反射镜,把光源中的光线反射出来,而进行二次反射的大反射镜就是离轴反射镜,小反射镜反射过来的光线总是位于大反射镜的抛物面的轴面上,这样就使得光线在被大反射镜反射后总可以成为平行于轴线的平行光,就可以近似认为光线是从无穷远处发射过来的,从而就可以对仪器进行检测。

设计的靶板类型如图5.5、图5.6、图5.7、图5.8、图5.9所示。

图5.5　反射式1591靶

图5.6　透射式1591靶

图5.7　国军标靶

图5.8　十字靶

图5.9　靶标实物图