[發明專利]采用勻速動點目標的光學系統橫向放大率測量方法與裝置

有效

• 申請號: 201210085052.4
• 申請日: 2012-03-17
• 公開（公告）號: CN102620913A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 譚久彬;趙煙橋;劉儉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

采用勻速動點目標的光學系統橫向放大率測量方法與裝置屬于以采用光學方法為特征的計量設備領域，尤其涉及一種以勻速直線運動的點光源為目標，在頻域利用勻速動像MTF來測量光學系統橫向放大率的方法與裝置。

背景技術

光學系統橫向放大率是醫學以及精密測量領域中非常重要的參數，它不僅標明光學系統的技術指標，同樣可以利用這項技術指標開展其它參數的精密測量。然而，如何獲得一個光學系統的橫向放大率，是開展這項工作的首要問題。

一、光學系統橫向放大率測量方法問題

1987年07月，《醫學物理》發表文章《論顯微鏡中物鏡的放大率》，發現了顯微鏡中物鏡的橫向放大率經驗公式與實際測量過程中產生的矛盾，該文章雖然沒有給出物鏡橫向放大率的測量方法，但是該矛盾卻引出了光學系統橫向放大率的測量問題。

而后續的一些文章，均顯現出光學系統橫向放大率測量的必要性。

1999年03月，《黃山高等?？茖W校學報》第1卷第2期發表文章《關于幾何光學中橫向放大率的討論》，該文章討論了光學系統橫向放大率的數學表達式，該方法的適用條件是近軸條件下的理想光學系統成像，而當這些條件不滿足時，本文所總結的公式與實際光學系統橫向放大率之間的誤差卻沒有說明，更缺少對于這種誤差，如何測量光學系統橫向放大率方法的說明。

2000年05月，《華南師范大學學報(自然科學版)》第2期發表文章《關于理想光具組橫向放大率曲線的分析與運用》，本文根據光學系統橫向放大率的定義總結出理想光具組橫向放大率的計算公式，并繪制出橫向放大率-物距像距曲線，該方法適用的條件仍然是理想光學系統近軸光線，而對于非理想條件下，經驗公式中指出的橫向放大率與實際橫向放大率之間的誤差卻沒有說明，更說明了測量光學系統橫向放大率方法的必要性。

2002年06月，《江西教育學院學報(自然科學)》第23卷第3期發表文章《用位相變換函數導出傍軸條件下透鏡的物像距公式和橫向放大率公式》，該文章以傅里葉光學為基礎，利用透鏡的相位變換作用推導出了傍軸條件下的物像距離公式以及光學系統橫向放大率公式，然而，這篇文章的適用條件仍然是傍軸近似條件下的理想光學系統成像，同樣具有同之前兩篇文章相同的問題。

因為存在光學系統橫向放大率測量的迫切需求，所以在醫學領域和精密測量等領域，均有學者提出自己的測量方法。

2010年09月，《醫學影像技術》第26卷增刊1發表文章《數字X線機固有放大率的測定》提供了一種放大率的測定方法，這種測定方法首先將小鋼球固定在X線探測器上，攝片后用機器自帶的標尺測出小球投影的直徑；打印出照片，在閱片燈下用分規量好照片上投影的鋼球直徑，并用游標卡尺精確測出其數據，對比兩組數據有誤差異。同樣用游標卡尺測出相應鋼球的實際直徑，可得出兩直徑之比，即X線影線放大率。由于該文章并非由精密測量領域人員所寫，所以文章所采用的測量方法比較古老，沿用的是標尺測量物高，這種標尺測量具有一定的主觀性，對測量結果影響較大。

2003年09月，《河北職業技術師范學院學報》第17卷第3期發表文章《比較板法測望遠鏡放大率》，該文章介紹了一種光學系統橫向放大率的新方法，這種方法與現行的普通物理實驗所用方法相比，不僅原理簡單、數據準確，而且更具操作性。然而這種方法任然沒有擺脫傳統方法的束縛，對像高的判斷仍然沿用刻度尺讀取目標長度的方法，因此同樣具有主觀性的問題。

然而，這個問題隨著CCD的迅速發展并廣泛應用到精密測量領域而解決，同時，光學系統橫向放大率的測量精度也相應得到了提高。

1998年06月，《光電工程》第25卷第3期發表文章《CCD測望遠系統放大率》，該文章介紹的方法原理簡單，直接利用像高物高比來測定望遠系統的放大率，該文章所介紹的方法與傳統方法相比，像高不再采用標尺進行測量，而是通過刻線所占CCD像素個數與像素間距的乘積來判斷，這種方法減少了測量過程中的主觀因素，使測量結果更加準確。