Способ измерения функции передачи модуляции оптических систем

СОЮЗ СОВЕТСНИХС 01.1 ИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ц 1)5 С 01 М 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЪРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Шульман М.Я. Измерение передаточных функций оптических систем. -Л.: Машиностроение, 1980, с.112.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФУНКЦИИ ПЕРЕДАЧИ МОДУЛЯЦИИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найтиприменение при контроле качестваизображения оптических систем, а Изобретение. относится к области оптического приборостроения и может найти применение при контроле качества изображения оптических систем, а именно в устройствах дпяизмерения функции передачи модуляции оптических систем.Цель изобретения - обеспечение возможности проведения градуировки установки на низких пространственных частотах.На фиг.1 приведена блок-схема устройства для релизации способа; на фиг,2 . - временные диаграмчы процессов в электронном тракте устройства,Устройство для измерения функции передачи модуляции оптических систем состоит из источника 1 света, конденсатора 2, щелевого тест-объекта 3 с 2именно в устройствах дпя измерения функции передачи модуляции оптических систем, Способ заключается в формировании изображения периодического объекта, преобразовании изображения в электрический сигнал, градуировке путем понижения частоты электрических импульсов в М раз и экстраполяции полу военных значений к единице коэффициента передачи модуляции для нулевой пространственной частоты. Предлагаемый способ позволяет проводить градуировку для пониженных по сравнению с известным пространственных частот 2 ил,приводом, коллиматора 4, испытуемогообъектива 5, анализирующей щелевойдиаграммы 6, фотоприемника 7, усилителя 8, формирователя 9 импульсов,одновибратора 1 О, аналогового ключа11, делителя частоты 12 и измерительного прибора 13,Назначение основных блоков устройства следующее Источник 1 света освещает щелевой тест-.объект 3 при помощи конденсатора 2, Коллиматор 4 ииспытуемый объектив 5 формируют иэображение тест-объекта в плоскости анализирующей щелевой диафрагмы 6, Фотоприемник 7 преобразует освещенностьв плоскости. изображения в электрический сигнал, который устанавливается усилителем 8 Далее электрический сигнал подается на формирователь9 прямоугольных импульсов и аналоговый ключ 11. Одновбратор-.10 служитдля получения прямоугольных импульсов требуемой дптельности, Делитель12 частоты делит частоты следсвалвходных импульсов на заданное числораз. Лналоговьй ключ 11 гозвсляетподключать входнси сигпап к измерительному прибору 13 посредством воздействия управляющего напряжения,устройство, при помощи которогоможет быть реализован способ, работает следующим образомИзображение тест-объекта 3 перемещаетсл по анализирующей щел 6. Засчет этого происходит преобразованиепространственного распределеил освещеннссти в изображении во временное, т.е, производится сканированиеизображения, (Ротсриемник 7 преобра зует это распределение в электрический сигнал,сходно электрический сигнал Б1в виде импульсов, по Форме идентичных распределению освешенности виэображении тест-объекта, после усилителя 8 поступает на Формирователь9 импульсов. Форяирователь 9 ппульсов преобразует входные импульсы впрямоугольные П , Из.-имнульсов Бодновибратор Формирует импульсь; Пэс длительностью примерно равнойполовине периода следования входныхщпульссв т, ет, л 1 2 час, сть35каждье М иульссв П.вырабатывает одинимпульс П, т.,е. делит частоту вМ раз (на Фиг.2 показано в качествепримера деление в 4 раза). ИмпульсыП по длительности равны периоду40следования импульсов У, но сдвинутыотносительно них на половину периода.Полученный сигнал открывает аналоговый ключ 11, разрешаощий прохождениена измерительный прибор 13 каждого 45М-го импульса входного напряжения Б,.Напряжение на входе нзмериельнсгсприбора 13 предст вляйт собой входноенапряжение П, из каждьх М ичу- совкоторого исклсчеь груп;и из Мимпульсов. Зтс аналогично понижениюпространственной частоты тест-объекта в М раз.а(Образом может быть нрсведена градуирсвка на пониженных пространственньгх частотах. Посла градуировкианалоговый (лсч включгетсл постояннои измерения нроизводлтсл обьчньи порядком с той раэией. что амплитуда первой гармоники, посредством регулировки коэффициента передачи электрон-, ного тракта, устанавливается равной амплитуде гармоники с номером М при градуировке.Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения ФПИ на величину, составляющую 0,03-0,05 единицы коэффициента передачи модуляции для объективов со средним качеством изображения (например, объективы для любительской и профессиональной фото- и киноаппаратуры), Кроме того, расширяется диапазон пространственньх частот, на которых возможно измерение ФПМ эа счет использования более длиннофокусных коллиматоров. Так, например, при обычном способе измерения рекомендуется выбирать Фокусное расстояние коллиматора равным 3-5 Фокусным расстояниям испытуемой оптической системы, При использовании тест-объекта с пространственной частотой 0,5 мм- (обычное значение) частота изображения составит 0,5 мм-х 3 = 1,5 мм , Максимальная частота на которой может быть проконтролирована фПМ, равна 3 мм , Если взять соотношение Фокусных расстоячий коллиматора и объектива равным 10- 20, то первая гармоника изображения будет равна 5 -10 мм-и измерения проводить уже нельзя из-эа возникающей большой погрешности при градуировке,Используя предлагаемый способ измерения, пространственные частоты при градуировке можно снизить до вполне приемлемых величин 0,5-1 мм -, поделв частоту сигнала в 10-20 раз, При этом максимальная пространственная частота, где возмсжнп измерение ФПМ, будет 100-200 мм , в зависимости от соотношения Фокусных расстояний ксллиматсра и испытуемого объектива,Максимально возможное соотношение фокусов ксллиматора и испытуемого объектива зависит ст относительного отверстия последнего,. Для относительного отверстия 1;2 (при среднем качестве сбьектива) оно составляет 45- 50, для 1:5 - 20-25 Длл объективов высокого качества это соотношение может быть еще больше..Из проведенных рассуждений следует, что возможно также сокращение но менклатуры вьсскокачественньх дорогостоящих коллиматсрных объективов за счет испытаний короткофокусных систем5 1597653 при помощи длиннофокусных коллиматоров. формула изобретения5Способ измерения функции передачи модуляции оптических систем, заключающийся в том, что формируют изображение периодического щелевого объекта, преобразуют пространственное распределение освещенности в изображении в электрический сигнал, проводят градуировку путем измерения амплитуд первых двух-трех гармонических составляющих сигнала и графическую экстраполяцию полученных значений к единице коэффициента передачи модуляции для нулевой пространственной частоты, измеряют амплитуды гармонических сос 6тавляющих сигнала, а по измеренным значениям определяют коэффициенты передачи модуляции иа соответствующих пространственных частотах, о тл и ч а,ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения возможности проведения грудуировки на низких гространственных частотах, понижают частоту электрического сигнала в И раз путем исключения из каждых М импульсов исходного электрического сигнала групп из Мимпульсов, проводят градуировку для полученного сигнала и устанавливают амплитуду первой гармонической составляющей исходного сигнала, равной амплитуде М гармонической составляющей сигнала с пониженной частотой, причем М - целое число и М 2.