[发明专利]基于匀速动点目标的光学系统横向放大率测量方法与装置

说明书

技术领域

基于匀速动点目标的光学系统横向放大率测量方法与装置属于以采用光学方法为特征的计量设备领域，尤其涉及一种以匀速直线运动的点光源为目标，在频域利用匀速动像MTF来测量光学系统横向放大率的方法与装置。

背景技术

光学系统横向放大率是医学以及精密测量领域中非常重要的参数，它不仅标明光学系统的技术指标，同样可以利用这项技术指标开展其它参数的精密测量。然而，如何获得一个光学系统的横向放大率，是开展这项工作的首要问题。

一、光学系统横向放大率测量方法问题

1987年07月，《医学物理》发表文章《论显微镜中物镜的放大率》，发现了显微镜中物镜的横向放大率经验公式与实际测量过程中产生的矛盾，该文章虽然没有给出物镜横向放大率的测量方法，但是该矛盾却引出了光学系统横向放大率的测量问题。

而后续的一些文章，均显现出光学系统横向放大率测量的必要性。

1999年03月，《黄山高等专科学校学报》第1卷第2期发表文章《关于几何光学中横向放大率的讨论》，该文章讨论了光学系统横向放大率的数学表达式，该方法的适用条件是近轴条件下的理想光学系统成像，而当这些条件不满足时，本文所总结的公式与实际光学系统横向放大率之间的误差却没有说明，更缺少对于这种误差，如何测量光学系统横向放大率方法的说明。

2000年05月，《华南师范大学学报(自然科学版)》第2期发表文章《关于理想光具组横向放大率曲线的分析与运用》，本文根据光学系统横向放大率的定义总结出理想光具组横向放大率的计算公式，并绘制出横向放大率-物距像距曲线，该方法适用的条件仍然是理想光学系统近轴光线，而对于非理想条件下，经验公式中指出的横向放大率与实际横向放大率之间的误差却没有说明，更说明了测量光学系统横向放大率方法的必要性。

2002年06月，《江西教育学院学报(自然科学)》第23卷第3期发表文章《用位相变换函数导出傍轴条件下透镜的物像距公式和横向放大率公式》，该文章以傅里叶光学为基础，利用透镜的相位变换作用推导出了傍轴条件下的物像距离公式以及光学系统横向放大率公式，然而，这篇文章的适用条件仍然是傍轴近似条件下的理想光学系统成像，同样具有同之前两篇文章相同的问题。

因为存在光学系统横向放大率测量的迫切需求，所以在医学领域和精密测量等领域，均有学者提出自己的测量方法。

2010年09月，《医学影像技术》第26卷增刊1发表文章《数字X线机固有放大率的测定》提供了一种放大率的测定方法，这种测定方法首先将小钢球固定在X线探测器上，摄片后用机器自带的标尺测出小球投影的直径；打印出照片，在阅片灯下用分规量好照片上投影的钢球直径，并用游标卡尺精确测出其数据，对比两组数据有误差异。同样用游标卡尺测出相应钢球的实际直径，可得出两直径之比，即X线影线放大率。由于该文章并非由精密测量领域人员所写，所以文章所采用的测量方法比较古老，沿用的是标尺测量物高，这种标尺测量具有一定的主观性，对测量结果影响较大。

2003年09月，《河北职业技术师范学院学报》第17卷第3期发表文章《比较板法测望远镜放大率》，该文章介绍了一种光学系统横向放大率的新方法，这种方法与现行的普通物理实验所用方法相比，不仅原理简单、数据准确，而且更具操作性。然而这种方法任然没有摆脱传统方法的束缚，对像高的判断仍然沿用刻度尺读取目标长度的方法，因此同样具有主观性的问题。

然而，这个问题随着CCD的迅速发展并广泛应用到精密测量领域而解决，同时，光学系统横向放大率的测量精度也相应得到了提高。

1998年06月，《光电工程》第25卷第3期发表文章《CCD测望远系统放大率》，该文章介绍的方法原理简单，直接利用像高物高比来测定望远系统的放大率，该文章所介绍的方法与传统方法相比，像高不再采用标尺进行测量，而是通过刻线所占CCD像素个数与像素间距的乘积来判断，这种方法减少了测量过程中的主观因素，使测量结果更加准确。