ГОСТ Р 70039-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Оптика и фотоника. Характеристики оптических систем. Термины и определения
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии · № ГОСТ Р 70039-2022Действующий акт
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.05.2022 № 368-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.03.2023.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2022 г. № 368-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Optics and photonics. Characteristics of optical systems. Terms and definitions
Дата введения 1 марта 2023 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систем Всероссийского научного центра „Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова“ (ФГУП „НИИФООЛИОС ВНЦ „ГОИ им. С.И. Вавилова“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 296 «Оптика и фотоника»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2022 г. № 368-ст
4 Настоящий стандарт разработан с учетом основных нормативных положений международного стандарта ИСО 9334:2012 «Оптика и фотоника. Оптическая передаточная функция. Определения и математические соотношения» (ISO 9334:2012 «Optics and photonics — Optical transfer function-Definitions and mathematical relationships», NEQ)
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
Введение
Установленные в настоящем стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области оптических систем, относящихся к характеристикам оптических систем.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Не рекомендуемые к применению термины-синонимы приведены в круглых скобках после стандартизованного термина и обозначены пометой «Нрк.».
Термины-синонимы без пометы «Нрк.» приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
Наличие квадратных скобок в терминологической статье означает, что в нее включены два термина, имеющих общие терминоэлементы.
В алфавитном указателе данные термины приведены отдельно с указанием номера статьи.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них произвольные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, относящиеся к определенному понятию. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
В стандарте приведены эквиваленты стандартизованных терминов на английском языке.
В стандарте приведен алфавитный указатель терминов на русском языке, а также алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке.
Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткие формы, представленные аббревиатурой, — светлым, синонимы — курсивом.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области оптических систем, относящихся к характеристикам данных систем.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы в области оптических систем, входящих в сферу действия работ по стандартизации и использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
| 1 оптическая система: Совокупность оптических элементов (преломляющих, отражающих, дифракционных и т.п.), созданная для преобразования световых пучков (в геометрической оптике), радиоволн (в радиооптике), заряженных частиц (в электронной и ионной оптике). | optical system |
| Примечание — Оптическая система предназначена для формирования изображения путем перераспределения в пространстве электромагнитного поля, исходящего из предмета (преобразования световых пучков). | |
| 2 предмет: Совокупность точек объекта, изображаемых оптической системой. | object pattern |
| 3 размер предмета y: Расстояние от оптической оси до крайней точки предмета. | object height |
| 4 изображение: Совокупность изображений точек предмета, построенных оптической системой. | image pattern |
| 5 размер изображения y': Расстояние от оптической оси до крайней точки изображения. | image height |
| 6 пространство предметов: Совокупность точек пространства, в котором располагаются предметы, изображаемые оптической системой. | object space |
| 7 изображающая оптическая система: Оптическая система, предназначенная для формирования изображения с требуемым качеством. | imaging optical system |
| Примечание — Различают также неизображающие оптические системы, формирующие требуемое распределение светового потока источника излучения на заданной плоскости или в пространстве с максимальной эффективностью, при отсутствии требований к качеству изображения. | |
| 8 | |
| пространство изображений: Совокупность изображений точек пространства предметов, определенных по законам параксиальной оптики; пространство изображений заполняет все пространство. ГОСТ 7427-76, [статья 2] | image space |
| 9 | |
| апертурная диафрагма: Диафрагма, ограничивающая пучок лучей, выходящих из осевой точки предмета. ГОСТ 7427-76, [статья 53] | aperture stop |
| 10 | |
| входной зрачок: Параксиальное изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов или апертурная диафрагма, расположенная в пространстве предметов. ГОСТ 7427-76, [статья 54] | entrance pupil |
| 11 | |
| выходной зрачок: Изображение апертурной диафрагмы в пространстве изображений или апертурная диафрагма в пространстве изображений. ГОСТ 7427-76, [статья 55] | exit pupil |
| 12 | |
| оптическая ось: Общая ось вращения поверхностей, составляющих центрированную оптическую систему. ГОСТ 7427-76, [статья 3] | optical axis |
| 13 базовая ось: Механический аналог оптической оси, являющийся осью вращения одного из компонентов оптической системы, проходящей перпендикулярно к одной из плоских поверхностей, выбранной за базовую плоскость. | reference axis |
| 14 базовая плоскость: Поверхность, перпендикулярная к базовой оси, принимаемая за базовую исходя из конструкторско-технологических требований. | reference surface |
| Примечание — Базовой плоскостью может быть фланец оптической системы или конструктивный элемент, установленный специально. | |
| 15 ориентировка Ф: Угол между исходным и текущим положениями метки на испытуемой оптической системе. | orientation |
| Примечание — Исходной ориентировкой является Ф = 0°. | |
| 16 | |
| угловое поле оптической системы в пространстве предметов 2\omega : Абсолютное значение удвоенного угла между оптической осью и лучом в пространстве предметов, проходящим через центр апертурной диафрагмы и край полевой диафрагмы. ГОСТ 7427-76, [статья 63] | angular field in the object space |
| 17 | |
| угловое поле оптической системы в пространстве изображений 2\omega\prime : Абсолютное значение удвоенного угла между оптической осью и лучом в пространстве изображений, проходящим через центр апертурной диафрагмы и край полевой диафрагмы. ГОСТ 7427-76, [статья 64] | angular field in the image space |
| 18 меридиональное сечение: Сечение, содержащее оптическую ось и внеосевую точку предмета. | tangential section |
| 19 сагиттальное сечение: Сечение, перпендикулярное к меридиональному сечению и проходящее через ось симметрии пучка. | sagittal section |
| 20 | |
| линейное увеличение \beta : Увеличение в сопряженных плоскостях, перпендикулярных к оптической оси, определяемое отношением размера параксиального изображения к размеру предмета. ГОСТ 7427-76, [статья 47] | linear magnification |
| 21 | |
| угловое увеличение \gamma : Увеличение в сопряженных точках на оптической оси, определяемое отношением углов параксиальных лучей с оптической осью в пространстве изображений и пространстве предметов. ГОСТ 7427-76, [статья 48] | angular magnification |
| 22 линейность: Свойство изображающей оптической системы, при котором значение освещенности изображения, получаемое от суммарного действия нескольких значений яркости предмета, равно сумме освещенностей, получаемых от каждого из этих значений яркости в отдельности. | linearity |
| Примечание — Если предметам L1 и L2 соответствуют изображения E1 и E2, то предмету L = aL1 + bL2 должно соответствовать изображение E = aE1 + bE2 при любых значениях множителей a и b. | |
| 23 диапазон линейности: Диапазон значений входного сигнала, в котором изображающая оптическая система является линейной. | linear range |
| Примечания 1 Изображающая оптическая система работает в диапазоне линейности, если ее реакция на входной сигнал в заданном интервале уровней линейна с заданной степенью точности. 2 Диапазон значений входного сигнала должен быть задан минимальным и максимальным уровнями. | |
| 24 | |
| когерентное излучение: Монохроматическое излучение, у которого при распространении сохраняется разность фаз электромагнитных колебаний между разными точками. ГОСТ 8.654-2016, [статья 2.1.14] | coherent radiation |
| 25 некогерентное излучение: Монохроматическое или полихроматическое излучение, у которого при распространении не сохраняется разность фаз электромагнитных колебаний между разными точками. | incoherent radiation |
| Примечание — Излучение считают некогерентным, если значение длины когерентности менее 1 мм. | |
| 26 функция рассеяния точки A(x, y); ФРТ: Нормированное пространственное распределение освещенности в изображении малоразмерного точечного предмета, построенного оптической изображающей системой. | point spread function |
| Примечания 1 ФРТ является зависимостью относительной освещенности, отн. ед., от линейных координат, мм, в изображении малоразмерного точечного предмета. 2 Значение ФРТ вычисляют по формуле A(x,y) = \frac{I(x,y)}{\int_{- \infty - \infty}^{+ \infty + \infty} \int_{- \infty}^{+ \infty} I(x,y)dxdy} , (1) где I(x, y) — распределение относительной облученности (освещенности) в изображении малоразмерного точечного предмета. | |
| 27 условие изопланатичности: Постоянство аберраций и, соответственно, формы функции рассеяния точки в пределах изучаемого участка предмета и сопряженного с ним участка изображения. | isoplanatism |
| 28 изопланатическая система: Изображающая оптическая система, в которой выполняется условие изопланатичности. | isoplanatic system |
| 29 изопланатическая зона: Область пространства изображений изображающей оптической системы, в которой выполняется условие изопланатичности. | isoplanatic region |
| Примечания — Оценка постоянства формы функции рассеяния точки будет зависеть от требуемой точности измерений оптической передаточной функции. | |
| 30 оптическая передаточная функция D(Nx, Ny); ОПФ (Нрк. комплексная частотно-контрастная характеристика): Функция, характеризующая передачу оптической системой каждой частотной составляющей предмета с учетом дифракции, аберраций и ошибок изготовления. | optical transfer function |
| Примечания 1 ОПФ является результатом преобразования Фурье функции рассеяния точки. 2 Значение ОПФ вычисляют по формуле D(N_{x},N_{y}) = \int_{- \infty - \infty}^{+ \infty + \infty} \int_{- \infty}^{+ \infty} A(x,y) \cdot e^{- i2\pi(N_{x}x + N_{y}y)}dxdy , (2) где Nx и Ny — пространственные частоты, соответствующие координатам изображения x и y. 3 Для того, чтобы ОПФ имела физический смысл, необходимо, чтобы изображающая оптическая система обладала линейностью и изопланатичностью. 4 ОПФ является комплексной функцией, модуль которой является функцией передачи модуляции, имеющей значение единицы при нулевой пространственной частоте, а аргумент — функцией передачи фазы, имеющей нулевое значение при нулевой пространственной частоте. | |
| 31 анализируемая область: Участок поля изображения, на котором определяют ОПФ, ФПМ или ФПФ. | analysed area |
| 32 функция передачи модуляции T(N); ФПМ (Нрк. частотно-контрастная характеристика, модуляционная передаточная функция): Модуль оптической передаточной функции, представляющий собой зависимость коэффициентов передачи модуляции от пространственной частоты. | modulation transfer function |
| Примечание — Контраст, в отличие от модуляции, в оптике для различных случаев и задач определяют по разным формулам, поэтому при использовании нерекомендуемого термина «частотно-контрастная характеристика» каждый раз следует указывать, какое именно выражение для контраста имеется в виду. | |
| 33 модуляция M: Характеристика периодического синусоидального распределения освещенности, определяемая амплитудой ее изменения, отнесенной к среднему значению. | modulation |
| Примечание — Значение модуляции вычисляют по формуле M = \frac{I_{max} - I_{min}}{I_{max} + I_{min}} , (3) где Imax и Imin - соответственно максимальное и минимальное значения освещенности (облученности). | |
| 34 функция передачи фазы \phi(N) ; ФПФ (Нрк. частотно-фазовая характеристика): Аргумент оптической передаточной функции, представляющий собой зависимость сдвига фазы от пространственной частоты. | phase transfer function |
| 35 одномерная оптическая передаточная функция D(N); одномерная ОПФ: Представление ОПФ для одного сечения при заданной ориентировке оптической системы. | one-dimensional optical |
| Примечания 1 В большинстве случаев ОПФ, ФПМ и ФПФ применяют в одномерной форме. В этих случаях пространственные частоты Nx и Ny сводятся к единственной пространственной частоте № в ориентировке Ф, для которой измерение проводят в одном или двух сечениях (меридиональном и сагиттальном) и записывают соответственно как D(N), T(N) и \phi(N) . 2 Схема к термину приведена в приложении А, рисунок А.1. | |
| 36 мира; решетка: Периодический предмет с прозрачными и непрозрачными штрихами. | grating |
| 37 синусоидальная мира; синусоидальная решетка: Мира с синусоидальным распределением освещенности между штрихами. | sinusoidal grating |
| 38 пространственная частота N: Величина, обратная расстоянию между последовательными максимумами в периодическом распределении освещенности синусоидальной миры. | spatial frequency |
| Примечание — Пространственная частота является переменной величиной в пространстве Фурье, которая соответствует переменной положения x или y в действительном пространстве. Пространственная частота может быть представлена либо в линейной, либо в угловой мере (в зависимости от типа оптической системы), а единицей измерения пространственной частоты будет соответственно мм-1 или мрад-1 (градус-1). | |
| 39 коэффициент передачи модуляции T: Отношение модуляции в изображении миры заданной пространственной частоты № с синусоидальным распределением освещенности, построенным испытуемым объективом, к модуляции в предмете. | modulation transfer factor |
| Примечание — Коэффициент передачи модуляции вычисляют по формуле T(N) = M'/M, (4) где M' — модуляция в изображении; M — модуляция в предмете. | |
| 40 коэффициент передачи фазы \theta ; фазовый сдвиг: Значение ФПФ при заданной пространственной частоте. | phase transfer value |
| Примечание — Для линейной и изопланатической оптической системы изображение синусоидальной миры отличается от предмета сдвигом синусоиды на \phi(N) в угловой мере и \Delta x = \phi(N)2\pi N — в линейной. | |
| 41 функция рассеяния линии Aл(x); ФРЛ: Пространственное распределение освещенности в изображении малоразмерного щелевого предмета, построенного изображающей оптической системой. | line spread function |
| Примечания 1 ФРЛ является зависимостью относительной освещенности от линейных координат в изображении малоразмерного щелевого предмета. | |
| 2 Значение ФРЛ вычисляют как интеграл ФРТ по некоторому направлению по формуле A_{\text{л}}(x) = \int_{- \infty}^{+ \infty} A(x,y)dy . (5) 3 ФРЛ существует только в изопланатической области. 4 Одномерная ФПМ T(N) представляет собой модуль преобразования Фурье функции рассеяния линии Aл(x). Значение одномерной ФПМ T(N) вычисляют по формуле T(N) = | \int_{- \infty}^{\infty} A_{\text{л}}(x) \cdot e^{- i2\pi Nx}dx| . (6) 3 ФРЛ представляет собой свертку ФРТ и малоразмерного щелевого предмета. Значение ФРЛ вычисляют по формуле A_{\text{л}}(x) = \int_{- \infty - \infty}^{+ \infty + \infty} \int_{- \infty}^{+ \infty} A(x',y) \cdot \delta(x - x')dx'dy , (7) где \delta(x) — дельта-функция Дирака. 42 аппаратная функция рассеяния линии Aал(x); аппаратная ФРЛ: Результат свертки ФРТ или ФРЛ диафрагмами конечных размеров. apparatus line spread function | |
| Примечания | 1 ФПМ T(N), определяемая преобразованием Фурье аппаратной ФРЛ Aл(x), представляет собой модуль ОПФ с учетом поправок на конечные размеры диафрагмы и ее изображения, приведенные к плоскости изображения. |
| Значение ФПМ вычисляют по формуле T(N) = \text{П}_{bn}(N) \cdot \text{П}_{bu}(N)| \int_{- \infty}^{\infty} A_{\text{ал}}(x) \cdot e^{- i2\pi Nx}dx| , (8) где Пbn(N) и Пbu(N) — поправочные коэффициенты, учитывающие конечный размер изображения предметной bn и размер измерительной bu диафрагм. 2 Поправочные коэффициенты для щелевых диафрагм вычисляют по формуле \text{П }(N) = \frac{\pi Nb}{sin(\pi Nb)} , (9) где b — ширина измерительной диафрагмы или ширина геометрического изображения предметной диафрагмы, мм. 3 Поправочные коэффициенты для точечных диафрагм вычисляют по формуле \text{П }(N) = \frac{\pi Nd}{2J_{1}(\pi Nd)} , (10) где d — диаметр измерительной диафрагмы или диаметр геометрического изображения предметной диафрагмы, мм; J1 — функция Бесселя первого рода. 43 функция рассеяния края En(x); ФРК; пограничная кривая: Распределение освещенности в изображении края полуплоскости, построенного изображающей оптической системой. edge spread function | |
| Примечания | 1 ФРК является зависимостью относительной освещенности от линейных координат в изображении края полуплоскости. |
| 2 Значение ФРК для края полуплоскости, параллельного оси y, вычисляют по формуле E_{n}(x) = \int_{- \infty}^{0} A_{\text{л}}(x)dx . (11) 3 Значение ФРЛ вычисляют как производную от ФРК по формуле A_{\text{л}}(x) = \frac{dI_{n}(x)}{dx} . (12) 44 монохроматическая оптическая передаточная функция \text{ОПФ}_{\lambda} ; монохроматическая ОПФ: ОПФ изображающей оптической системы, определенная на длине волны \lambda . monochromatic optical transfer function | |
| 45 полихроматическая оптическая передаточная функция ОПФp; полихроматическая ОПФ: ОПФ изображающей оптической системы, определенная в заданной области спектра. | polychromatic optical transfer function |
| Примечания | 1 Различают также полихроматические ФПМ и ФПФ. |
| 2 Для того, чтобы полихроматические ОПФ, ФПМ и ФПФ имели смысл, должна быть установлена спектральная весовая функция актиничного потока P(\lambda) . 46 актиничный поток P(\lambda) : Спектральная весовая функция, представляющая собой нормированное произведение спектральных характеристик всех оптических элементов, участвующих в измерении ОПФ. actinic flow | |
| Примечания | 1 Актиничный поток измерительной установки является нормированным произведением спектральных характеристик источника излучения, оптической системы, приемника излучения, светофильтра, предмета, подложки измерительной диафрагмы. |
| 2 Актиничный поток выбирают с целью соответствия назначению спектральной характеристики изображающей оптической системы. 47 аберрация: Искажение изображения, вызванное отклонением хода реального луча в оптической системе от идеального. aberration | |
| 48 волновая аберрация W(u, v): Отступление реального волнового фронта от сферы сравнения по нормали к последней. | wavefront aberration |
| 49 продольная аберрация: Отклонения координат точек пересечения реальных лучей с главным лучом от координаты пересечения главного луча с плоскостью изображения, измеренные вдоль оптической оси. | longitudinal aberration |
| 50 поперечная аберрация: Отклонения координат точки пересечения реального луча с плоскостью изображения от координат точки идеального изображения. | lateral aberration |
| 51 сферическая аберрация: Аберрация, возникающая вследствие различной оптической силы для лучей, вступающих в плоскость входного зрачка на различных расстояниях от оптической оси. | spherical aberration |
| Примечание — Сферическая аберрация приводит к тому, что все лучи, выходящие из осевой точки предмета, не пересекаются в одной точке, но пучок остается радиально симметричным. | 52 кома: Аберрация, возникающая в изображении, создаваемом наклонным пучком лучей, и характеризующаяся несимметричностью пятна рассеяния относительно сагиттальной плоскости. |
| coma | |
| 53 астигматизм: Аберрация, характеризующаяся тем, что лучи, идущие близко к главному лучу в меридиональной плоскости, собираются в одну точку, а лучи, идущие в сагиттальной плоскости, — в другую. | astigmatism |
| 54 кривизна поля: Аберрация, характеризующаяся тем, что изображение плоского предмета располагается на искривленной поверхности, а не на плоскости. | curvature of field |
| 55 дисторсия: Аберрация, характеризующаяся переменной зависимостью линейного увеличения от расстояния изображаемой точки до оптической оси. | distortion |
| 56 хроматическая аберрация: Аберрация, обусловленная зависимостью коэффициентов преломления сред оптической системы от длины волны излучения, вызывающая зависимость характеристик оптической системы от длины волны излучения. | chromatic aberration |
| Примечание — Различают следующие виды хроматических аберраций: | а) хроматическая аберрация положения (хроматизм положения) — аберрация, при которой положение плоскости наилучшего изображения зависит от длины волны; |
| б) хроматическая аберрация увеличения (хроматизм увеличения) — аберрация, при которой увеличение оптической системы зависит от длины волны; в) сферохроматическая аберрация (сферохроматизм) — аберрация, вызванная различием сферической аберрации для различных длин волн; г) вторичный спектр (вторичный хроматизм положения) — аберрация, при которой положение плоскости изображения для дополнительных длин волн одинаковое, но не совпадает с положением плоскости изображения для основной длины волны; д) вторичный хроматизм увеличения — аберрация, при которой увеличение для дополнительных длин волн одинаковое, но не совпадает с увеличением для основной длины волны. 57 зрачковая функция P(u, v): Функция амплитудно-фазового пропускания, приведенная к выходному зрачку оптической системы. pupil function | |
| Примечания | 1 Значение зрачковой функции вычисляют по формуле |
| P(u,v) = \sqrt{\tau(u,v)} \cdot e^{i \cdot (2\pi\lambda) \cdot W(u,v)} , (13) где u и v — координаты точки сферы сравнения; \tau(u,v) — коэффициент пропускания в точке (u, v). 2 Вне входного зрачка зрачковая функция принимает нулевое значение, т.е. P(u, v) = 0. 3 Схема к термину приведена в приложении А, рисунок А.2. 58 амплитудная функция рассеяния точки F(x, y); амплитудная ФРТ; амплитудный импульсный отклик: Относительное распределение комплексной амплитуды в изображении точечного источника. amplitude point spread function; amplitude impulse response | |
| Примечания | 1 Амплитудная ФРТ является преобразованием Фурье зрачковой функции, P(u, v). |
| 2 Значение амплитудной ФРТ вычисляют по формуле F(x,y) = \int_{- \infty - \infty}^{+ \infty + \infty} \int_{- \infty}^{+ \infty} P(u,v) \cdot e^{i \cdot 2\pi(u_{x} + v_{y})}dudv . (14) 3 Функция рассеяния точки связана с амплитудной ФРТ соотношением A(x, y) = F(x, y)·F*(x, y), (15) где F* — комплексное сопряженное. 59 автокорреляционный интеграл зрачковой функции: Интеграл от произведения зрачковой функции на комплексно-сопряженную и смещенную по аргументу зрачковой функции. autocorrelation integral | |
| Примечания | 1 Автокорреляционный интеграл вычисляют по формуле |
| D_{0}(N) = \int_{- \infty}^{+ \infty} \int_{- \infty}^{+ \infty} P^{*}(u) \cdot P(u + u_{0})du , (16) где u_{0} = \lambda \cdot f\prime \cdot N — значение смещения, мм; f' — фокусное расстояние сферы сравнения, мм. 2 Значение двумерной ОПФ вычисляют по автокорреляционному интегралу зрачковой функции (за исключением случаев, когда изображающая оптическая система обладает большим относительным отверстием или большим угловым полем) по формуле D(N_{x},N_{y}) = \frac{\int_{\Delta S} \int_{\Delta S} P*(u,v) \cdot P(u + \lambda f\prime N_{x},v + \lambda f\prime N_{y})dudv}{\int_{S} \int_{S} |P(u,v)|^{2}dudv} , (17) где S — площадь выходного зрачка; \Delta S — площадь интегрирования (см. приложение А, рисунок А.3). 3 Схема к термину приведена в приложении А, рисунок А.3. 60 коэффициент концентрации энергии \delta_{Ei} : Отношение максимального количества энергии, выделяемой диафрагмой заданного размера из пятна рассеяния, создаваемого оптической системой в изображении малоразмерного точечного предмета, к полной энергии пятна рассеяния. energy concentration factor | |
| 61 функция концентрации энергии \delta_{E}(R) : Зависимость коэффициента концентрации энергии от координаты в изображении малоразмерного точечного предмета. | energy concentration function |
| 62 расфокусировочные кривые: Зависимость коэффициента передачи модуляции или коэффициента концентрации энергии от смещения относительно задней фокальной плоскости объектива. | defocus curves |
| Примечание — При измерении расфокусировочных кривых на измерительной установке регистрируют зависимость коэффициента передачи модуляции, коэффициента концентрации энергии или амплитуды сигнала на выходе приемника излучения от положения плоскости анализирующего узла. | 63 |
| задний фокальный отрезок S'F': Расстояние от вершины задней оптической поверхности до заднего фокуса. | |
| ГОСТ 7427-76, [статья 19] | |
| back focal length 64 задний рабочий отрезок S': Расстояние от базовой поверхности оптической системы до заднего фокуса. | flange focal length |
| 65 разрешающая способность: Величина, характеризующая способность оптической системы раздельно изображать две точки пространства предметов, равная величине, обратной пределу разрешения. | resolving power |
| 66 предел разрешения: Наименьшее расстояние между точками предмета, раздельно изображаемыми оптической системой, выраженное в угловой или линейной мере. | resolving limit |
| 67 геометрическое относительное отверстие 1:K: Отношение диаметра входного зрачка оптической системы к фокусному расстоянию. | focal ratio |
| Примечание — Геометрическое относительное отверстие вычисляют по формулам: | для круглого входного зрачка |
| 1:K = \frac{D_{\text{вх}.\text{зр}}}{f'} , (18) где K — диафрагменное число геометрического относительного отверстия; Dвх.зр — диаметр входного зрачка оптической системы, мм; f' — фокусное расстояние оптической системы, мм; для некруглого входного зрачка 1:K = \frac{2}{f'} \sqrt{\frac{S_{\text{вх}.\text{зр}}}{\pi}} , (19) где Sвх.зр — площадь некруглого входного зрачка, мм2. 68 эффективное относительное отверстие 1:Kэ: Геометрическое относительное отверстие с учетом интегрального коэффициента пропускания оптической системы. effective focal ratio | |
| Примечание — Эффективное относительное отверстие вычисляют по формуле | |
| 1:K_{\text{э}} = (1:K) \sqrt{\tau_{\text{инт}}} , (20) где K — диафрагменное число эффективного относительного отверстия оптической системы; \tau_{\text{инт}} — интегральный коэффициент пропускания оптической системы. 69 глубина резкости: Расстояние, измеренное вдоль оптической оси между точками пространства изображений, определяющими границы резкого изображения оптической системы плоскости, заданной в пространстве предметов. focal depth in the image space | |
| 70 глубина резко изображаемого пространства: Наибольшее расстояние, измеренное вдоль оптической оси между точками в пространстве предметов, достаточно резко изображаемыми оптической системой в данной плоскости. | focal depth in the object space |
| 71 спектральный коэффициент пропускания \tau_{\lambda} : Отношение потока монохроматического излучения, прошедшего через оптическую систему, к потоку монохроматического излучения, упавшего на нее. | spectral transmittance |
| 72 интегральный коэффициент пропускания \tau_{\text{инт}} : Отношение потока немонохроматического излучения заданного спектрального состава, прошедшего через оптическую систему, к потоку излучения того же спектрального состава, упавшего на нее. | integral transmittance |
| Примечание — Интегральный коэффициент пропускания вычисляют по формуле | |
| \tau_{\text{инт}} = \frac{\int_{\lambda_{1}}^{\lambda_{2}} I_{\lambda} \cdot S_{\lambda} \cdot \tau_{\lambda}d\lambda}{\int_{\lambda_{1}}^{\lambda_{2}} I_{\lambda} \cdot S_{\lambda}d\lambda} = \frac{\int_{\lambda_{1}}^{\lambda_{2}} P(\lambda) \cdot \tau_{\lambda}d\lambda}{\int_{\lambda_{1}}^{\lambda_{2}} P(\lambda)d\lambda} , (21) где I_{\lambda} — относительное спектральное распределение интенсивности источника излучения; S_{\lambda} — относительная спектральная характеристика приемника излучения; \lambda_{1} и \lambda_{2} — границы заданного спектрального диапазона. 73 коэффициент рассеяния; коэффициент светорассеяния: Отношение освещенности (облученности) создаваемого оптической системой изображения черного предмета, расположенного на широком равномерно ярком фоне, к освещенности изображения фона. veiling glare index | |
| 74 распределение освещенности [облученности] по полю изображения E(x, y): Зависимость относительной освещенности [облученности] от координат точки поля в пространстве изображений (или пространстве предметов) оптической системы. | relative irradiance in the image field |
| 75 падение освещенности [облученности] \Delta E : Снижение относительной освещенности [облученности] на краях поля изображения (поля предмета) оптической системы из-за влияния закона косинусов, аберраций, виньетирования, неравномерности пропускания и дисторсии. | decrease of brightness |
| Примечание — Падение освещенности \Delta E в точке поля (x, y) характеризуется разностью [1 — E(x, y)]. | 76 виньетирование \Delta K_{\omega} : Изменение площади действующей части входного зрачка оптической системы вследствие экранирования действующих пучков лучей, образующих изображение внеосевой точки поля зрения, диафрагмой оптической системы, не являющейся апертурой. |
| vignetting | |
| 77 коэффициент виньетирования K_{\omega} : Отношение площади действующей части входного зрачка оптической системы для заданного угла поля \omega к площади входного зрачка оптической системы для центра углового поля. | vignetting factor |
Алфавитный указатель терминов на русском языке
| аберрация | 47 |
|---|---|
| аберрация волновая | 48 |
| аберрация поперечная | 50 |
| аберрация продольная | 49 |
| аберрация сферическая | 51 |
| аберрация хроматическая | 56 |
| астигматизм | 53 |
| виньетирование | 76 |
| глубина резко изображаемого пространства | 70 |
| глубина резкости | 69 |
| диапазон линейности | 23 |
| диафрагма апертурная | 9 |
| дисторсия | 55 |
| зона изопланатическая | 29 |
| зрачок входной | 10 |
| зрачок выходной | 11 |
| излучение когерентное | 24 |
| излучение некогерентное | 25 |
| изображение | 4 |
| интеграл зрачковой функции автокорреляционный | 59 |
| кома | 52 |
| коэффициент виньетирования | 77 |
| коэффициент концентрации энергии | 60 |
| коэффициент передачи модуляции | 39 |
| коэффициент передачи фазы | 40 |
| коэффициент пропускания интегральный | 72 |
| коэффициент пропускания спектральный | 71 |
| коэффициент рассеяния | 73 |
| коэффициент светорассеяния | 73 |
| кривая пограничная | 43 |
| кривизна поля | 54 |
| кривые расфокусировочные | 62 |
| линейность | 22 |
| мира | 36 |
| мира синусоидальная | 37 |
| модуляция | 33 |
| область анализируемая | 31 |
| ОПФ | 30 |
| ОПФ монохроматическая | 44 |
| ОПФ одномерная | 35 |
| ОПФ полихроматическая | 45 |
| ориентировка | 15 |
| ось базовая | 13 |
| ось оптическая | 12 |
| отверстие относительное геометрическое | 67 |
| отверстие относительное эффективное | 68 |
| отклик импульсный амплитудный | 58 |
| отрезок рабочий задний | 64 |
| отрезок фокальный задний | 63 |
| падение облученности | 75 |
| падение освещенности | 75 |
| плоскость базовая | 14 |
| поле оптической системы в пространстве изображений угловое | 17 |
| поле оптической системы в пространстве предметов угловое | 16 |
| поток актиничный | 46 |
| предел разрешения | 66 |
| предмет | 2 |
| пространство изображений | 8 |
| пространство предметов | 6 |
| размер изображения | 5 |
| размер предмета | 3 |
| распределение облученности по полю изображения | 74 |
| распределение освещенности по полю изображения | 74 |
| решетка | 36 |
| решетка синусоидальная | 37 |
| сдвиг фазовый | 40 |
| сечение меридиональное | 18 |
| сечение сагиттальное | 19 |
| система изопланатическая | 28 |
| система оптическая | 1 |
| система оптическая изображающая | 7 |
| способность разрешающая | 65 |
| увеличение линейное | 20 |
| увеличение угловое | 21 |
| условие изопланатичности | 27 |
| функция зрачковая | 57 |
| функция концентрации энергии | 61 |
| функция передаточная модуляционная | 32 |
| функция передаточная оптическая | 30 |
| функция передаточная оптическая монохроматическая | 44 |
| функция передаточная оптическая одномерная | 35 |
| функция передаточная оптическая полихроматическая | 45 |
| функция передачи модуляции | 32 |
| функция передачи фазы | 34 |
| функция рассеяния края | 43 |
| функция рассеяния линии | 41 |
| функция рассеяния линии аппаратная | 42 |
| функция рассеяния точки | 26 |
| функция рассеяния точки амплитудная | 58 |
| ФПМ | 32 |
| ФПФ | 34 |
| ФРК | 43 |
| ФРЛ | 41 |
| ФРЛ аппаратная | 42 |
| ФРТ | 26 |
| ФРТ амплитудная | 58 |
| характеристика частотно-контрастная | 32 |
| характеристика частотно-контрастная комплексная | 30 |
| характеристика частотно-фазовая | 34 |
| частота пространственная | 38 |
Алфавитный указатель буквенных обозначений
| ОПФp | - полихроматическая оптическая передаточная функция | 45 |
|---|---|---|
| \text{ОПФ}_{\lambda} | - монохроматическая оптическая передаточная функция | 44 |
| A(x, y) | - функция рассеяния точки | 26 |
| Aл(x) | - функция рассеяния линии | 41 |
| Aал(x) | - аппаратная функция рассеяния линии | 42 |
| D(N) | - одномерная оптическая передаточная функция | 35 |
| D(Nx, Ny) | - оптическая передаточная функция | 30 |
| E(x, y) | - распределение освещенности [облученности] по полю изображения | 74 |
| En(x) | - функция рассеяния края | 43 |
| \Delta E | - падение освещенности [облученности] | 75 |
| F(x, y) | - амплитудная функция рассеяния точки | 58 |
| K_{\omega} | - коэффициент виньетирования | 77 |
| \Delta K_{\omega} | - виньетирование | 76 |
| 1:K | - геометрическое относительное отверстие | 67 |
| 1:Kэ | - эффективное относительное отверстие | 68 |
| M | - модуляция | 33 |
| N | - пространственная частота | 38 |
| P(\lambda) | - актиничный поток | 46 |
| P(u, v) | - зрачковая функция | 57 |
| S' | - задний рабочий отрезок | 64 |
| S'F' | - задний фокальный отрезок | 63 |
| T | - коэффициент передачи модуляции | 39 |
| T(N) | - функция передачи модуляции | 32 |
| W(u, v) | - волновая аберрация | 48 |
| y | - размер предмета | 3 |
| y' | - размер изображения | 5 |
| \beta | - линейное увеличение | 20 |
| \gamma | - угловое увеличение | 21 |
| \delta_{Ei} | - коэффициент концентрации энергии | 60 |
| \delta_{E}(R) | - функция концентрации энергии | 61 |
| \theta | - коэффициент передачи фазы | 40 |
| \tau_{\text{инт}} | - интегральный коэффициент пропускания | 72 |
| \tau_{\lambda} | - спектральный коэффициент пропускания | 71 |
| \phi(N) | - функция передачи фазы | 34 |
| Ф | - ориентировка | 15 |
| 2\omega | - угловое поле оптической системы в пространстве предметов | 16 |
| 2\omega\prime | - угловое поле оптической системы в пространстве изображений | 17 |
Алфавитный указатель эквивалентов терминов на английском языке
| aberration | 47 |
|---|---|
| actinic flow | 46 |
| amplitude point spread function; amplitude impulse response | 58 |
| analysed area | 31 |
| angular field in the image space | 17 |
| angular field in the object space | 16 |
| angular magnification | 21 |
| aperture stop | 9 |
| apparatus line spread function | 42 |
| astigmatism | 53 |
| autocorrelation integral | 59 |
| back focal length | 63 |
| chromatic aberration | 56 |
| coherent radiation | 24 |
| coma | 52 |
| curvature of field | 54 |
| decrease of brightness | 75 |
| defocus curves | 62 |
| distortion | 55 |
| edge spread function | 43 |
| effective focal ratio | 68 |
| energy concentration factor | 60 |
| energy concentration function | 61 |
| entrance pupil | 10 |
| exit pupil | 11 |
| flange focal length | 64 |
| focal depth in the image space | 69 |
| focal depth in the object space | 70 |
| focal ratio | 67 |
| grating | 36 |
| image height | 5 |
| image pattern | 4 |
| image space | 8 |
| imaging optical system | 7 |
| incoherent radiation | 25 |
| integral transmittance | 72 |
| isoplanatic region | 29 |
| isoplanatic system | 28 |
| isoplanatism | 27 |
| lateral aberration | 50 |
| line spread function | 41 |
| linear magnification | 20 |
| linear range | 23 |
| linearity | 22 |
| longitudinal aberration | 49 |
| modulation | 33 |
| modulation transfer factor | 39 |
| modulation transfer function | 32 |
| monochromatic optical transfer function | 44 |
| object height | 3 |
| object pattern | 2 |
| object space | 6 |
| one-dimensional optical | 35 |
| optical axis | 12 |
| optical system | 1 |
| optical transfer function | 30 |
| orientation | 15 |
| phase transfer function | 34 |
| phase transfer value | 40 |
| point spread function | 26 |
| polychromatic optical transfer function | 45 |
| pupil function | 57 |
| reference axis | 13 |
| reference surface | 14 |
| relative irradiance in the image field | 74 |
| resolving limit | 66 |
| resolving power | 65 |
| sagittal section | 19 |
| sinusoidal grating | 37 |
| spatial frequency | 38 |
| spectral transmittance | 71 |
| spherical aberration | 51 |
| tangential section | 18 |
| veiling glare index | 73 |
| vignetting | 76 |
| vignetting factor | 77 |
| wavefront aberration | 48 |
СХЕМЫ ДЛЯ ИЛЛЮСТРАЦИИ ТЕРМИНОВ
Схема к термину «одномерная оптическая передаточная функция» (см. статью 35) приведена на рисунке А.1.
1 — центр поля предмета; 2 — входной зрачок; 3 — выходной зрачок; 4 — меридиональное сечение; 5 — размер изображения, y'; 6 — линейное поле в пространстве изображений, 2y'; 7 — центр поля изображения; 8 — исходная ориентировка; 9 — текущая ориентировка; 10 — предмет; 11 — размер предмета, y; 12 — оптическая или базовая ось; 13 — главный луч; 14 — изображение; 15 — сагиттальное сечение в плоскости изображений; 16 — меридиональное сечение в плоскости изображений; Ф — ориентировка; (u, v) — система координат выходного зрачка; (x, y) — местная система координат поля изображения
Рисунок А.1 — Схема к термину «одномерная оптическая передаточная функция»
Система координат выходного зрачка (см. рисунок А.1) имеет начало в центре выходного зрачка. Ось u перпендикулярна к меридиональной плоскости, ось v лежит в меридиональной плоскости, а оси u, v, z образуют правую систему координат.
Местная система координат поля изображения (x, y) [или соответственно (Nx, Ny) для Фурье-области] имеет начало в конечной точке изображения y'. Ось x (или Nx) перпендикулярна к меридиональной плоскости, ось y (или Ny) лежит в меридиональной плоскости, то есть в направлении вектора изображения y'. Оси (x, y) или (Nx, Ny) вместе с направлением оптической или базовой оси образуют правую систему координат.
При сканировании изображения диафрагмой или полуплоскостью предмет (мира, решетка, диафрагма, край полуплоскости) должен быть ориентирован перпендикулярно к направлению сканирования (см. рисунок А.1, позиции 15, 16).
Схема к термину «зрачковая функция» (см. статью 57) приведена на рисунке А.2.
1 — точка изображения в фокусе сферы; 2 — размер изображения y'; 3 — оптическая или базовая ось z; 4 — пересечение сферы с плоскостью u — z; 5 — пересечение сферы с плоскостью v — z; P(u, v) — точка зрачковой функции с координатами (u, v) сферы сравнения
Рисунок А.2 — Схема к термину «зрачковая функция»
Схема к термину «автокорреляционный интеграл зрачковой функции» (см. статью 59) приведена на рисунке А.3.
1 — зрачок площадью S; 2 — смещенный зрачок; 3 — площадь интегрирования \Delta S
Рисунок А.3 — Схема к термину «автокорреляционный интеграл зрачковой функции»
| УДК 001.4:535.31:006.354 | ОКС 17.180.01 |
| Ключевые слова: оптика и фотоника, характеристики оптических систем, оптическая передаточная функция, термины и определения | |