Методическое обеспечение применения телевизионных устройств для фотометрических и радиометрических измерений

Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Югай Ю.А.

Ссылка для цитирования:

Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Югай Ю.А. Методическое обеспечение применения телевизионных устройств для фотометрических и радиометрических измерений // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 1. С. 68–79. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-01-68-79

Starchenko A.N., Filippov V.G., Yugai Y.A. Methodological support for the use of television devices for photometric and radiometric measurements [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 1. P. 68–79. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-01-68-79

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Свойства, характеристики преобразования и управления цифровых телевизионных камер, способы их калибровки. Цель работы. Разработка и апробация на практике методологии применения цифровых камер для фотометрических и радиометрических измерений. Метод. Анализ и экспериментальные исследования характеристик преобразования, пороговых и метрологических характеристик цифровых камер. Основные результаты. Новые подходы к калибровке и выполнению измерений пространственного распределения облученности, силы излучения и яркости источников излучения с помощью цифровых камер и управляющего компьютера. Практическая значимость. Предложено и успешно опробовано на практике методическое обеспечение, позволяющее реализовать широкий динамический диапазон и высокое пространственное разрешение при измерениях фотометрических (освещенность, сила света, яркость) и радиометрических (облученность, сила излучения, энергетическая яркость) показателей источников излучения и протяженных сцен.

Ключевые слова:

цифровая телевизионная камера, характеристика преобразования, время накопления, коэффициент усиления, пространственное распределение, облученность, освещенность, сила излучения, сила света, яркость, калибровка

Коды OCIS: 110.2960, 110.2970

Список источников:

1. Павлов Н.И., Прилипко А.Я., Старченко А.Н. Метод и аппаратура для получения карт коэффициентов яркости объектов // Оптический журнал. 2001. Т. 68. № 6. С. 68–72.
Pavlov N.I., Prilipko A.Ya., Starchenko A.N. Method and apparatus for obtaining maps of radiance factors // J. Opt. Technol. 2001. V. 68. № 6. P. 432. https://doi. org/10.1364/JOT.68.000432
2. Зотов А.А., Павлов Н.И., Сакян А.С. и др. Исследование характеристик спектрозональной телевизионной фотометрической аппаратуры в пассивном режиме // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 2. С. 50–55.
Zotov A.A., Pavlov N.I., Sakyan A.S., et al. Investigation of the characteristics of spectrozonal television photometric apparatus in the passive regime // J. Opt. Technol. 2006. V. 73. № 2. P. 111–116. https://doi. org/10.1364/JOT.73.000111
3. Изделие 85Я6-МИА. Свидетельство об утверждении типа средств измерений RU.E.37.018.B № 48422. Регистрационный № 51472-12. Product 85Я6-МИА. Certificate on approval of measuring tools type RU.E.37.018.B № 48422. Registration № 51472-12.
4. Аушев А.Ф., Бородин В.Г., Бубнов И.А. и др. Система дистанционной юстировки четырехканальной лазерной установки на Nd-стекле «Луч» // Оптический журнал. 2003. Т. 70. № 4. С. 56–64.
Aushev A.F., Borodin V.G., Bubnov I.A., et al. Remote adjustment system for the Luch four-channel Nd-glass laser apparatus // J. Opt. Technol. 2003. V. 70. № 4. P. 267–273. https://doi.org/10.1364/JOT.70.000267
5. Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Югай Ю.А. Исследование температурной зависимости чувствительности ПЗС матрицы // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 10. С. 65–68.
Starchenko A.N., Filippov V.G., and Yugaĭ Yu.A. Study of the temperature dependence of the sensitivity of a television camera based on a silicon array // J. Opt. Technol. 2013. V. 80. № 10. Р. 632–634. https://doi.org/10.1364/JOT.80.000632

6. Старченко А.Н., Филиппов В.Г., Югай Ю.А. Исследование температурной зависимости чувствительности телевизионных камер на КМОП-матрицах // Науч.-техн. вест. инф. технол., механики и оптики. 2017. Т. 17. № 4. С. 628–634. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2017-17-4-628-634
Starchenko A.N., Filippov V.G., Yugai Yu.A. Sensitivity temperature depend ence research of TV-cameras based on CMOS silicon matrixes [in Russian] // Sci. Tech. J. Inf. Technol. Mech. Opt. 2017. V. 17. № 4. P. 628–634. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2017-17-4-628-634
7. EMVA Standard 1288. Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras, Release 3.1, December 30, 2016. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://www.emva.org/wp-content/uploads/EMVA1288-3.1a.pdf (Дата обращения 04.03.2019).
EMVA Standard 1288. Standard for Characterization of Image Sensors and Cameras, Release 3.1, December 30, 2016. [Electronic resource] Access mode: https://www.emva.org/wp-content/uploads/ EMVA1288-3.1a.pdf (Date of access 04.03.2019).
8. Cheremkhin P., Evtikhiev N., Krasnov V., et al. Fast measurement of temporal noise of digital camera’s photosensors // Proc. SPIE. 2015. V. 9648 96480R-9. http://dx.doi.org/10.1117/12.2194979
9. ГОСТ Р 59606-2021. Оптика и фотоника. Устройства фотоприемные второго и последующего поколений. Методы измерений фотоэлектрических параметров и определения характеристик. Введен c 01.03.2022. М.: изд. Стандартов, 2021. 94 с.
GOST (Russian National Standard) P 59606-2021. Optics and photonics. Photodetector devices of second and next-generations. Methods for photoelectric parameters measuring and determination of characteristics [in Russian]. Introd. 03/01/2022. Moscow: "Standards" Publ., 2021. 94 p.

10. ГОСТ 8.654-2016. Межгосударственный стандарт. Государственная система обеспечения единства измерений. Фотометрия. Термины и определения. Введен с 01.07.2017. М.: изд. Стандартов, 2019. 18 с.
GOST (Russian National Standard) 8.654-2016. State system for ensuring the uniformity of measurements. Photometry. Terms and definitions [in Russian]. Introd. 07/01/2017. Moscow: "Standards" Publ., 2019. 18 p.
11. ГОСТ Р 70973-2023. Оптика и фотоника. Оптика физическая. Термины, определения и буквенные обозначения основных величин. Введен с 05.10.2023. М.: изд. Стандартов, 2023. 30 с.
GOST (Russian National Standard) R 70973-2023. Optics and photonics. Physical optics. Terms, definitions and letter designations of basic quantities [in Russian]. Introd. 05/10/2023. Moscow: "Standards" Publ., 2023. 30 p.
12. Преобразователи измерительные термоэлектрические лазерного излучения 3А, 3А-Р, 3A-FS, 3A-PFS-12, 10А, 10А-Р, 12А, 12А-Р, 30A-ВВ 18, 30A-P17, 30А-N-18, 50(150)A-BB-26, 50A-BF-DIF-18. Свидетельство об утверждении типа средств измерений IL.C.37.003.A № 44661. Регистрационный № 48393-11.
Thermoelectric measuring converters for laser radiation 3А, 3А-Р, 3A-FS, 3A-P-FS-12, 10А, 10А-Р, 12А, 12А-Р, 30A-ВВ 18, 30A-P-17, 30А-N-18, 50(150) A-BB-26, 50A-BF-DIF-18. Certificate on approval of measuring tools type IL.C.37.003.A № 44661. Registration № 48393-11.
13. Вугман С.М., Вдовин Н.С. Тепловые источники излучения для метрологии. М.: Энергоатомиздат, 1988. 77 с. (Б-ка cветотехника; Вып.17)
Vugman S.M., Vdovin N.S. Thermal radiation sources for metrology [in Russian]. Moscow: "Energoatomizdat" Publ., 1988. 77 р.