JJG 754-2005 光学传递函数测量装置

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG754—2005

光学传递函数测量装置

MeasuringEquipmentforOpticalTransferFunction

2005-09-05发布2006-03-05实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJG754—2005

目录

范围

1……………………(1)

引用文献

2………………(1)

术语

3……………………(1)

最佳像面

3.1……………(1)

基准像面

3.2……………(1)

概述

4……………………(1)

物方和像方均处于有限远

4.1…………(1)

物方处于无限远

4.2……………………(2)

物方和像方均处于无限远

4.3…………(2)

计量性能要求

5…………(3)

示值

5.1MTF…………(3)

示值

5.2PTF…………(3)

通用技术要求

6…………(4)

计量器具控制

7…………(5)

检定条件

7.1……………(5)

检定项目

7.2……………(8)

检定方法

7.3……………(8)

红外波段光学传递函数测量装置示值的校准

7.4MTF……………(9)

检定结果的处理

7.5……………………(10)

检定周期

7.6……………(10)

附录光学传递函数测量装置检定证书检定结果通知书内页格式

A、……………(11)

附录光学传递函数测量装置检定记录格式

B………(12)

附录红外光学传递函数测量装置的校准

C…………(13)

附录光学传递函数测量结果不确定度的评定

D……(15)

Ⅰ

JJG754—2005

光学传递函数测量装置检定规程

1范围

本规程适用于各种原理的基于可见光波段的光学传递函数测量装置以下简称传

、(

函测量装置的首次检定后续检定和使用中检验

)、。

注:基于红外波段的光学传递函数测量装置的校准可参照本规程附录进行。

C

2引用文献

测量不确定度评定与表示

JJF1059—1999《》

光学传递函数术语符号

GB4315.1—1984《、》

红外光学传递函数测量装置检定规程

GJB/J5227—2003《》

光学和光学仪器光学传递函数原理和测量过程

ISO9335—1995《——》

使用本规程时应注意使用上述引用文献的现行有效版本

,。

3术语

最佳像面

3.1OptimumFocalPlane

在轴上某一特定孔径和空间频率下取得调制传递函数最大峰值的像面

。

基准像面

3.2DatumFocalPlane

对最佳像面进行离焦向靠近样品一方后得到峰值的像面

()50%。

4概述

传函测量装置用于对在等晕区内满足线性条件的照相物镜望远系统复印机用镜

、、

头电视和电影摄像镜头航测镜头红外成像镜头人工晶体视觉矫正镜片等各类

、、、、、

光学系统的成像质量进行评价和测量光学传递函数以下简称是一个复函数

。(OTF),

它由调制传递函数以下简称和相位传递函数以下简称两部分组成

(MTF)(PTF)。

光学传递函数表示为

:

rsrsirs

OTF(,)=MTF(,)exp[-PTF(,)](1)

传函测量装置按工作原理又分为光电傅立叶分析法和数字法等

。

传函测量装置一般由光学工作台或导轨测试目标被测样品夹持器像分析

()、、、

器辅助成像系统等几部分组成

、。

根据被测样品的不同特性要求传函测量装置的测试目标一般有圆孔狭缝刀

,、、

口光栅或自发光系统等几种不同的方式

、。

像分析器一般采用狭缝刀口或光栅作为分析元件

、。

传函测量装置的光学布局和物像关系一般分为以下三种

。

物方和像方均处于有限远

4.1

如图所示当被测样品被固定后通常是将测试目标和像分析器沿着两个相互平

1:,

1

JJG754—2005

行并与参考轴垂直的导轨反向移动进行轴外测量

、,。

轴上

(a)

轴外

(b)

图物像有限远测量布局示意图

1

测试目标物方视场导轨参考轴被测样品夹持器

1—;2—;3—;4—;

被测样品像方视场导轨像分析器

5—;6—;7—

物方处于无限远

4.2

如图所示当进行轴外测量时将准直物镜连同测试目标一起围绕被测样品的入

2:,

瞳中心且垂直于子午面的轴线旋转ω角反之也可将准直物镜固定使被测样品与

;,,

像分析器一起围绕入瞳中心旋转为此要求被测样品的夹持器和像分析器导轨必须被

。,

刚性固定在同一个转动基座上

。

如果光路中不放置准直物镜而是将测试目标放在有限远距离来代替无限远目标

,

时则应视被测样品的相对孔径来决定物方距离建议该距离至少应在被测样品焦距的

,。

倍以上

30。

物方和像方均处于无限远

4.3

如图所示当进行轴外测量时物方准直物镜必须同测试目标一起围绕一个既通

3:,

过被测样品的入瞳中心又垂直于子午面的轴线旋转ω角像方准直物镜连同像分析

、。

器需围绕一个既通过出瞳中心又垂直于子午面的轴线旋转ω角

,。

2

JJG754—2005

轴上

(a)

轴外

(b)

图物方无限远测量布局示意图

2

测试目标参考轴准直物镜被测样品夹持器

1—;2—;3—;4—;

被测样品像方视场导轨像分析器

5—;6—;7—

5计量性能要求

用标准镜头对传函测量装置进行检定时其测量值与标准值之间的偏

OTF,MTF

差应包含对轴外左右视场对称性的比较

。

示值

5.1MTF

一级传函测量装置对平凸标准镜头的测量值与标准值之间的偏差

5.1.150mmMTF

不得超过二级传函测量装置对该镜头的测量值与标准值之间的偏差不得超

0.05;MTF

过

0.10。

一级传函测量装置对双胶合标准镜头的测量值与标准值之间的

5.1.2200mmMTF

偏差不得超过二级传函测量装置对该镜头的测量值与标准值之间的偏差不

0.08。MTF

得超过

0.12。

示值

5.2PTF

一级和二级传函测量装置对平凸标准镜头的测量值与标准值之间的偏

50mmPTF

差均不得超过

12°。

3

JJG754—2005

轴上

(a)

轴外

(b)

图物像无限远测量布局示意图

3

测试目标参考轴准直物镜被测样品夹持器

1—;2—;3—;4—;

被测样品像方准直物镜像方视场导轨像分析器

5—;6—;7—;8—

6通用技术要求

应有厂名商标型号编号和制造日期等标识

6.1、、、。

光学工作台或导轨的表面应平整均匀不应有划痕斑迹等缺陷

6.2()、,、。

光学零件的表面不应有霉蚀脱膜麻点和划痕等缺陷

6.3、、。

各活动单元在规定的范围内均应能平稳地移动或转动不应有卡滞和跳动现象

6.4,。

锁紧单元应止动可靠无松动

、。

测量中对空间频率的显示一般为连续显示或抽样显示两种如采用抽样显示时

6.5。,

其频率间隔至少应等于或小于-1

10mm。

样品夹持器

6.6

如图所示使用夹持器装夹样品时应确保被测样品能在垂直于参考轴的平面上

4:,

相对测试目标发生旋转并具有较高的平行度和同心度使用接口连接时应防止被测

,。,

样品与夹持器的安装面之间出现对测量结果产生较大影响的θ角

MTF。

辅助成像系统

6.7

辅助成像系统通常包括准直物镜显微物镜以及其他辅助元件其在线到线

、,Fg

的波像差一般应不大于被测样品波像差的准直物镜的口径应不限制被测样品的入

1/5。

4

JJG754—2005

图接口安装误差示意图

4

瞳和出瞳其焦距至少应在被测样品焦距的倍以上采用显微物镜放大目标像时应

,5。,

避免产生轴上和轴外测量时的渐晕

。

像质评价系统的分析区域

6.8

分析区域的大小取决于被测样品的成像质量以及对测量精度的要求分析区

MTF。

域过小时会产生截断误差或使被测样品的测量值虚假增高导致像质评价的

,,MTF,

误判断分析区域过大时则可能引入其他误差

。,。

分析区域的大小应在初始检定时事先设定检定过程中不应任意改变

,。

传函测量装置的制造厂商应提供设定分析区域的方法和参考值

。

当采用刀口扩散函数时可根据是否是以直线通常是水平线起

(ESF),ESF()

始和终止来检查分析区域的大小是否合适

。

7计量器具控制

计量器具控制包括首次检定后续检定和使用中检验

、。

检定条件

7.1

检定设备

7.1.1

平凸标准镜头

7.1.1.150mm

平凸标准镜头以下简称平凸镜头是对传函测量装置进行计量检定的基

50mm()

础计量标准器具带有的理论计算值和标准值标准值由个平凸镜头的

,MTF。MTF3

实测均值组成标准值与理论计算值的偏差不得超过

,0.05。

技术条件

1)

平