Сборник технических статей

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Оптика Измерение пограничной кривой

Измерение пограничной кривой

Печать

Пограничную кривую измеряют фотоэлектрическим и фотографическим способами. При первом способе получают зависимость распределения освещенности в изображении границы черного и светлого полей от координаты в направлении фотометрирования; при втором — зависимость плотности почернения пленки при фотографировании пограничного теста от координаты в направлении, перпендикулярном к границе черного и светлого полей.

Фотоэлектрический способ получения пограничной кривой может быть реализован двумя схемами. По первой схеме (рис. 1, а) измерение координат пограничной кривой выполняется сканированием изображения пограничного теста точечной диафрагмой, по второй схеме (рис. 1, б) — сканированием изображения бесконечно удаленной светящейся точки (пятна рассеяния) пограничным тестом.

Схема устройства для получения пограничной кривой
Рис. 1 Схема устройства для получения пограничной кривой:
а - при прямом ходе лучей, б - при обратном ходе лучей, в - график зависимости освещённости от расстояния E(x).

Первая схема (рис. 1, а) включает коллиматорный объектив 4, в фокальной плоскости которого расположен пограничный тест 3, освещаемый источником 1 с помощью конденсора 2. Контролируемый объектив 5, установленный перед объективом коллиматора, проецирует изображение теста 3 в плоскость наилучшего изображения, которая определяется визуально по наибольшей резкости изображения теста с помощью микроскопа 7. Затем вместо микроскопа в плоскость изображения устанавливают сканирующую точечную диафрагму или щель 6, перемещаемую перпендикулярно к границе темного и светлого полей. За сканирующей диафрагмой устанавливают фотоприемник 8, преобразующий световой поток в электрические сигналы, регистрируемые гальванометром. Показания гальванометра пропорциональны значениям освещенности Е(х) изображения. По ним строят график зависимости Е(х) (рис. 1, в), где х — значение перемещения сканирующей диафрагмы относительно изображения пограничного теста.

По второй схеме (рис. 1, б) в фокальной плоскости коллиматорного объектива 4 в качестве тест-объекта установлена точечная диафрагма 3, освещаемая источником света 1 через конденсор 2. Размер ее выбирают таким, чтобы обеспечить получение Дифракционного пятна рассеяния контролируемого объектива 5. Дифракционное пятно в плоскости изображения сканируют пограничным тестом 8, в качестве которого используют нож (лезвие бритвы). Для получения пограничной кривой нож перемещают перпендикулярно к оптической оси.

Фототок, вырабатываемый фотоприемником 6, поступает на гальванометр. Плоскость изображения, в которой выполняют измерения, определяют либо визуально (с помощью дополнительного микроскопа, в предметной плоскости которого устанавливают нож), либо фотоэлектрически с помощью ножа. Для этого подводят нож 8, перемещая его перпендикулярно к оптической оси, до соприкосновения (или небольшого перекрытия) со световым пучком (положение А на рис. 1, б), что соответствует уменьшению показания гальванометра. Затем перемещают нож вдоль оптической оси до положения С, при котором показание гальванометра то же, что при положении А. Расстояние между положениями А и С ножа, измеренное по шкале продольного перемещения ножа, делят пополам, определяя тем самым приближенно положение плоскости изображения. В этой плоскости перемещают нож перпендикулярно к оптической оси и снимают показания гальванометра, пропорциональные освещенности в точках, отмеченных по шкале поперечного перемещения. По результатам строят график Е(x), где х — перемещение ножа.

Для более точного определения плоскости изображения снимают пограничные кривые в рядом расположенных плоскостях. В плоскости наилучшего изображения пограничная кривая имеет максимальный пограничный градиент, характеризуемый максимальным наклоном касательной к средней части пограничной кривой. При измерении в разных плоскостях наблюдается изменение наклона пограничной кривой (рис. 1, в), соответствующее изменению резкости изображения. Чем положе кривая, тем менее резкое изображение края. Размеры d2, d3 соответствуют диаметру пятна рассеяния контролируемого объектива при расфокусировке.

Фотографический способ позволяет получить фотографическую пограничную кривую системы объектив — фотослой.

Измерения выполняют на установке, предназначенной для определения фотографической разрешающей способности и состоящей из точной фотокамеры и щита.

Контролируемый объектив устанавливают в точной фотокамере. На щите в центре и по полю устанавливают пограничные тест-объекты. При фотографировании тест-объектов с расстояния практической бесконечности (~50f') для контролируемого объектива смещают плоскость изображения с определенным шагом (для нахождения наилучшей плоскости изображения). Для длиннофокусных объективов границы черного и белого полей можно фотографировать с помощью коллиматора, в фокальной плоскости которого помещен пограничный тест. Для получения пограничной кривой можно также использовать оптическую скамью с микрофотонасадкой. Полученную пленку фотометрируют на регистрирующем микрофотометре, после чего строят график. По оси ординат откладывают плотности почернения D, а по оси абсцисс — расстояния на пленке х в направлении, перпендикулярном к границе черного и белого полей. Пограничную кривую определяют как для центра поля, так и для различных его точек.