照相机性能指标的微机检测

    目前,国外的照相机检测仪器已从单独检测快门速度、光圈孔径、曝光量等单项指标,发展到配有微型机,可同时检测上述三个指标的综合测试仪器。

    我国照相机厂和商检部门使用的大部分仍是从国外进口的单项指标检测仪器。国内照相机检测仪器的研制已有多年,虽有某些单项检测仪器部世,但由于无器件质量和工艺限制,不能满足要求。至于照相机指标的综合检测仪器的研制,国内尚未见报导。

    照相机的传统检测方法,是用曝光值测试仪、快门测速仪和光圈孔径测试仪等单项测试仪器对各项参数分别进行检测。该方法存在以下问题:(1)光源要定期校准,检测系统要定期定标。(2)检测过程中的数据处理均由硬件电路完成,检测精度受到限制。(3)不能同时进行上述三个参数的检测。

    本文提出一种以MCS-51单片机为核心的照相机综合指标微机检测系统,它具有下述特点:(1)通过一次采样,既可分别检测vEV、T、F三个参数,也可同时检测上述指标。(2)将传统检测方法中由硬件电路完成的数据处理,全部用计算机软件完成,并用软件补偿光电器件的暗流和抑制放大器的温漂。(3)应用一种新的定标方法,使系统定标一次完成。

    1 系统的工作原理及设计思想

    1.1 系统的原理框图及工作过程

    该检测系统的原理框图如图1所示。照相机快门一旦开启,光电转换电路便将照相机像平面所接收的曝光量转变为电压信号送出,分别至放大电路和比较电路。使比较电路输出翻转,通知计算机启动A/D转换,将经放大电路放大的模似电压信号转变为数字量,并存于相应的内存单元。当快门关闭时,比较电路再次翻转,通知计算机停止A/D转换,并开始进行数据处理。处理完毕后,计算机将得出的曝光时间T、光圈数F和曝光值偏差vEV等,根据需要送至打印机打印或送至CRT显示。

    1.2 检测原理与方法

    照相机一般可分为自动曝光和非自动曝光两大类。对于自动曝光照相机,一般是检测它的像面曝光量H;对于非自动相机,一般是分别检测它的曝光时间T和光圈数F。

    1.2.1 曝光值偏差vEV的检测

    EV称为曝光值,它与曝光量H的关系为:

H= H-Hg= (2vEV-1)Hg(1)  

    式中 H—像面的实际曝光量

    Hg—给定胶片的标准曝光量

    一般都是通过对EV值偏差vEV的检测而计算出曝光量H的偏差vH。(1)式是EV测试仪检测曝光量的理论依据。从(1)式得:

    像面曝光量H=QE(t)dt (E(t)为任意时刻像面的平均照度)。对于光电倍增管存在关系E(t)Wi(t)WV(t)。V(t)为光线通过照相机快门入射在光电倍增管上,倍增管的输出电压。所以像面曝光量可写为H=QKV(t)dt,K为比例系数。将H=QKV(t)dt代入(2)式得: