[其他]物镜快速检验仪

说明书

物镜快速检验仪属于物镜成像质量的检验装置。它是由电视监视器、接收器件、条纹视频信号发生器、计算机、采样电路、滤波电路、显示切换控制电路组成。由于条纹视频信号发生器受控于计算机，不仅条纹的频率可根据需要随意变化，且不含机械扫描装置，因而能实现物镜的全视场、多个频率的ＭＴＦ的快速检测。对一个物镜视场ＭＴＦ值的检测速度至少比现有仪器提高５０倍。本仪器不含昂贵器件，仪器本身成本较低，（约为现有仪器的１／５），有推广价值。

本发明属于检测物镜成像质量的检验装置。

该技术领域的检验装置主要由光学测试图象发生器、扫描装置以及信号处理器组成。

目前，最新型MTF快速检验仪是以CCD作扫描元件的。它采用逆向投影检验，用白炽灯作光源照明像平面上的狭缝，狭缝经被检物镜以50^x倍率投影到接收平面上，在接收屏上放置CCD接收器件对狭缝像（线扩散函数）进行数据采集。这种方法虽然可以对物镜的各视场、各方位同时进行检测，但由于线扩散函数的数据量较大，使数据运算处理速度不能很快，延长了检验时间，为此这种检验仪采用了硬件快速付氏变换运算器作为运算设备以缩短检验时间。由于这种检验仪采用了价格较高、数量较多的CCD器件以及昂贵的硬件快速付氏运算器，使检验仪成本很高，难以在生产线上推广使用。

本发明的目的是提供一种能定量客观地检验物镜成象质量的物镜快速检验仪。

本发明的中心内容如附图所示。在物平面上安置若干台电视监视器〔1〕作为物平面光信号发生器。光信号发生器可以是出现扫描条纹（正弦分布或矩形分布）的荧光屏，荧光屏数与视场点数相同，在像平面屏上刻有若干条狭缝〔4〕与各监视器荧光屏一一对应。在计算机〔9〕的控制下，用硬件线路〔10〕产生视频信号，使各台监视器的荧光屏上依次显示出具有扫描运动的条纹图样（矩形分布条纹图样或正弦形分布条纹图样），在荧光屏上的条纹图样的空间频率在计算机的控制下是可变的，这就可满足检验各种频率MTF值的要求。

条纹图样经物镜〔2〕成像在像面上对应的狭缝上时，由于条纹的扫描运动，狭缝后的光电接收器〔6〕将探测出条纹图样在像面上的光强分布。从接收器输出的电信号经一低通滤波器〔7〕取出其中直流分量、基频分量以及三次谐波分量。采用电路（8）在计算机控制下对这个信号进行数据采集，由计算机进行数据运算处理，可得到这个视场上两个空间频率的MTF值。再由计算机控制使各视场上荧光屏依次显示出这一光学测试图样，最后由计算机输出检验结果。

检验可先由中心视场开始，由监测器组〔1〕中的中心视场荧光屏首先显示出具有扫描运动的矩形条纹图样，发生的光信号经被检物镜〔2〕成像在像平面上对应的中心视场狭缝〔4〕上，通过狭缝的光能量经散光板〔5〕被光电接收器〔6〕接收。当矩形条纹的空间频率为r时，通过狭缝的光强可表示成：

I（t）＝I₀+I₁sin2πrvt+I₃sin2π（3rvt）+…， （1）

式中t为时间，v为扫描速度。

当这一信号被光电探测器接收，再经低通滤波器（7）后的输出信号为：

i（t）＝i₀+i₁sin2πrvt+i₃sin2π（3rvt）+…， （2）

由采样电路〔8〕对i（t）进行数据采集，经A/D变换，然后输入计算机〔9〕进行处理。

若在矩形条纹的一个周期中采集N个数据，可根据下列公式由计算机求得两种频率的MTF值。〈＆＆〉

其中V₁₀，V₁₀为荧光屏上基频分量、三次谐波分量与直流分量之比值，这就测得中心视场两个空间频率的MTE值。然后可根据需要改变中心视场上条纹的空间频率继续测试，或可由计算机发出指令由显示切换控制电路〔11〕切换到另一视场、方位进行测试。依次可测得所需现场、方位以及所需空间频率的MTE值。