一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统的制作方法
【专利摘要】一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，属于光学测试设备领域。其第一、第二套LED光源的输入端分别与亮场和暗场数控电源输出端对应连接；分别设置两套照度传感器和两组光源位置驱动装置；第一套照度传感器用于测试亮场光场强，第二套照度传感器用于测试暗场光场强；其第一套光源位置驱动装置与第一套LED光源连接并驱动其移动；其第二套光源位置驱动装置与第二套LED光源连接并驱动其移动；第一套照度传感器信号输出端与照度计信号输入端连接，第二套照度传感器信号输出端经过第一套照度传感器与照度计信号输入端连接。其色度，亮度等光学参数一致性好，功耗小，可靠性高，可保证光源在高、低亮度时，亮度及色温一致性满足设计要求。
【专利说明】一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于光学测试设备领域，尤其涉及摄像机动态范围测试应用。
【背景技术】
[0002]目前，确定摄像机成像器动态范围的方法主要有两种:一种是使用传感器和图像处理器中基本电路的相关信息计算得出；另一种是使用灰阶测试卡和动态光源来收集和观察图像，并测量动态范围级别。尽管采用计算的方法可在理论上算出动态范围的极限值，但通常倾向使用动态光源测量的方法，因它能反映用户对摄像机成像效果的实际体验。
[0003]通常测试摄像机动态范围的基本方法，是在暗室中平台面上安装2套测试卡，其中I套透射测试卡，采用亮度可调的背光光源作为恒定参照，调整背光源亮度，确保光源表面的发散照度为设定值；另外I套为反射测试卡，采用位于其正面的亮度可调的照射光源；被测定摄像位于2套测试卡正前方。
[0004]这种测试方法存在如下的问题:其一，必须要在暗室进行；其二，背投光源和照射光源之间因为没有隔离相互串扰，影响测试精度；如果大幅度提供背投光源和照射光源的亮度输出，这种相互串扰会更加严重；其三，光源参数设置，光源位置设置采用手动，测试精度及一致性不能很好的保证。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其采用两套LED光源分别为亮场和暗场提供照明光源，分别设置两套照度传感器来分别测试亮场和暗场的光线强度，并对应设置两组光源位置驱动装置，以适应亮场和暗场两种测试环境。
[0006]本实用新型的技术方案是:提供一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是:分别设置两套LED光源；所述的第一套LED光源用于为亮场测试提供光源；所述的第二套LED光源用于为暗场测试提供光源；所述第一、第二套LED光源的输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接；对应的，分别设置两套照度传感器和两组光源位置驱动装置；所述的第一套照度传感器用于测试亮场光场强；所述的第二套照度传感器用于测试暗场光场强；其所述的第一套光源位置驱动装置与第一套LED光源连接并驱动其移动；其所述的第二套光源位置驱动装置与第二套LED光源连接并驱动其移动；所述第一套照度传感器的信号输出端与照度计的信号输入端连接；所述第二套照度传感器的信号输出端经过第一套照度传感器，与照度计的信号输入端连接。
[0007]具体的，所述第一、第二套LED光源为面光源，所述第一、第二套LED光源的电源输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接。
[0008]其所述的亮场数控电源和暗场数控电源为常规的5V输出式数控电源。
[0009]具体的，所述第一套光源位置驱动装置和第二套光源位置驱动装置的电源输入端，经过步进电机驱动及控制卡，与36V/10A步进电机驱动及控制电源的输出端分别对应连接。
[0010]其所述的第一、第二套光源位置驱动装置为常规的步进马达驱动螺杆式位置驱动装置；所述的步进马达与驱动螺杆连接；所述的第一、第二套LED光源与两组驱动螺杆上的转动滑块分别对应连接。
[0011]其所述照度计的信号输出端，经过USB接口，与PC机的USB接口连接。
[0012]更进一步的，所述的亮场数控电源和暗场数控电源的控制端，与PC机的RS-23接口分别对应连接。
[0013]其所述的亮场数控电源和暗场数控电源的电源端，与220V交流电源连接。
[0014]其所述的步进电机驱动及控制卡经过运动卡接口与PC机连接。
[0015]与现有技术比较，本实用新型的优点是:
[0016]1.针对亮场和暗场两种不同的测试环境和测试要求，分别对应设置了两套LED光源，通过设置两套照度传感器来分别测试亮场和暗场的光线强度，并对应设置了两组光源位置驱动装置，以适应亮场和暗场两种测试环境。
[0017]2.采用一体化混合伺服电机驱动系统，应用矢量型闭环控制技术，从而彻底克服开环步进电机丢步的问题，同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的振动，从而提升机器的工速度和精度以及降低机器的能耗。使得光源可以方便准确地停在光源箱中预定的位置。
[0018]3.采用平面光源结构，其色度，亮度等光学参数一致性好，功耗小，可靠性高，保证光源在高、低亮度时，亮度及色温一致性满足设计要求，也可保证光源高亮度时功耗及散热满足设计要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的系统构成示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0021]图1中，本实用新型的技术方案提供了一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是分别设置两套LED光源；所述的第一套LED光源用于为亮场测试提供光源；所述的第二套LED光源用于为暗场测试提供光源；所述第一、第二套LED光源的输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接；对应的，分别设置两套照度传感器和两组光源位置驱动装置；所述的第一套照度传感器用于测试亮场光场强；所述的第二套照度传感器用于测试暗场光场强；其所述的第一套光源位置驱动装置与第一套LED光源连接并驱动其移动；其所述的第二套光源位置驱动装置与第二套LED光源连接并驱动其移动；所述第一套照度传感器的信号输出端与照度计的信号输入端连接；所述第二套照度传感器的信号输出端经过第一套照度传感器，与照度计的信号输入端连接。
[0022]具体的，所述第一、第二套LED光源为面光源，所述第一、第二套LED光源的电源输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接。
[0023]其所述的亮场数控电源和暗场数控电源为常规的5V输出式数控电源。
[0024]具体的，所述第一套光源位置驱动装置和第二套光源位置驱动装置的电源输入端，经过步进电机驱动及控制卡，与36V/10A步进电机驱动及控制电源的输出端分别对应连接。
[0025]其所述的第一、第二套光源位置驱动装置为常规的步进马达驱动螺杆式位置驱动装置；所述的步进马达与驱动螺杆连接；所述的第一、第二套LED光源与两组驱动螺杆上的转动滑块分别对应连接。
[0026]其所述照度计的信号输出端，经过USB接口，与PC机的USB接口连接。
[0027]更进一步的，所述的亮场数控电源和暗场数控电源的控制端，与PC机的RS-23接口分别对应连接。
[0028]其所述的亮场数控电源和暗场数控电源的电源端，与220V交流电源连接。
[0029]其所述的步进电机驱动及控制卡经过运动卡接口与PC机连接。
[0030]由于上述技术方案中所涉及的照度计及其光场强度传感器、LED面光源、数控电源、步进电机驱动及控制卡、步进马达驱动螺杆式位置驱动装置以及PC机均为现有技术，本领域的技术人员，只要掌握和了解了本技术方案，无需经过创造性劳动，即可再现本技术方案，实现相同的技术效果，故其具体线路构成和连接线路在此不再详述。
[0031]在本技术方案中，对于LED亮度控制回路采用PID (比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))控制器技术；PID控制器,结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，使得LED光源可以方便、准确地被设定到需要的亮度值。
[0032]对于光源位置控制部分，本技术方案采用一体化混合伺服电机驱动系统，应用矢量型闭环控制技术，从而彻底克服开环步进电机丢步的问题，同时也能明显提升电机的高速性能、降低电机的发热程度和减小电机的振动，从而提升机器的工速度和精度以及降低机器的能耗，使得光源可以方便准确地停在光源箱中预定的位置。
[0033]在LED光源亮度控制部分，本技术方案采用标准光源专用的数控稳流稳压电源，其输出范围宽，稳定度高，电流电压分辨率达1/10000 ;采用智能照度计及传感器，范围大、功耗低、性能稳定，测量精度可达测试精度±1%。
[0034]由于采用了 LED平面光源结构，色度，亮度等光学参数一致性好，光源整体功耗小，可靠性高，保证了光源在高、低亮度时，亮度及色温一致性满足设计要求，也保证了光源高亮度时功耗及散热满足设计要求。
[0035]本实用新型可广泛用于摄像机的动态范围测试领域。
【权利要求】
1.一种用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是: 分别设置两套LED光源；所述的第一套LED光源用于为亮场测试提供光源；所述的第二套LED光源用于为暗场测试提供光源； 所述第一、第二套LED光源的输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接； 对应的，分别设置两套照度传感器和两组光源位置驱动装置；所述的第一套照度传感器用于测试亮场光场强；所述的第二套照度传感器用于测试暗场光场强； 其所述的第一套光源位置驱动装置与第一套LED光源连接并驱动其移动； 其所述的第二套光源位置驱动装置与第二套LED光源连接并驱动其移动； 所述第一套照度传感器的信号输出端与照度计的信号输入端连接； 所述第二套照度传感器的信号输出端经过第一套照度传感器，与照度计的信号输入端连接。
2.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述第一、第二套LED光源为面光源，所述第一、第二套LED光源的电源输入端，分别与亮场数控电源和暗场数控电源的输出端对应连接。
3.按照权利要求2所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述的亮场数控电源和暗场数控电源为常规的5V输出式数控电源。
4.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述第一套光源位置驱动装置和第二套光源位置驱动装置的电源输入端，经过步进电机驱动及控制卡，与36V/10A步进电机驱动及控制电源的输出端分别对应连接。
5.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述的第一、第二套光源位置驱动装置为常规的步进马达驱动螺杆式位置驱动装置；所述的步进马达与驱动螺杆连接；所述的第一、第二套LED光源与两组驱动螺杆上的转动滑块分别对应连接。
6.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述照度计的信号输出端，经过USB接口，与PC机的USB接口连接。
7.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述的亮场数控电源和暗场数控电源的控制端，与PC机的RS-23接口分别对应连接。
8.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述的亮场数控电源和暗场数控电源的电源端，与220V交流电源连接。
9.按照权利要求1所述的用于摄像机动态范围测试灯箱的控制系统，其特征是所述的步进电机驱动及控制卡经过运动卡接口与PC机连接。
【文档编号】H05B37/02GK203801034SQ201420147745
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】张群力, 李抒智, 王峰, 庄美琳, 陈佳, 杨卫桥 申请人:上海半导体照明工程技术研究中心