米国標準解像度ボードの詳細な紹介

2. 設計と原理

のデザインUSAF解像度ボードは、1951 年に米陸軍によって開発された MIL-STD-150A 規格に基づいており、この規格は 2006 年 10 月 16 日に廃止されましたが、USAF 1951 解像度ボードは今でも広く受け入れられ、使用されています。これは、異なる解像度の一連のユニットで構成され、各ユニットは、水平または垂直の異なる幅の 3 セットの線で構成されます。

解像度ボードの設計原理は、これらのラインを使用して光学システムの解像度をテストすることです。光学システムが結像しているときに、線間の間隔が明確に区別できないほど小さい場合、これらの線は光学システムの解像度の限界を表します。これらの線の鮮明さを確認することで、光学システムの結像品質を評価できます。

第三に、構造とマーキング

米国標準解像度ボードの構造は比較的シンプルですが、細部は非常に充実しています。通常、ガラスまたはセラミックを基材として作られ、USAF 1951 のパターンが印刷されています。このパターンは、異なる解像度の一連のセルで構成され、それぞれに特定のグループと要素マーカーが付いています。

グループと要素は、解決ボードにおける 2 つの重要な概念です。グループは解像度ボード上のさまざまな領域を表し、それぞれに同じ解像度プロパティを持つ一連のラインが含まれます。要素は、各グループ内の線の特定の組み合わせであり、幅と間隔が異なります。

解像度ボードのテーブルを参照すると、各ユニットに対応する解像度の値がわかります。この値は通常、1 ミリメートルあたりのラインペア (lp/mm) で表され、光学システムが 1 ミリメートルあたりに分解できるラインの数を表します。

Iv.応用

米国の標準解像度プレートは光学分野で広く使用されています。顕微鏡、平行光管、望遠鏡などのさまざまな光学機器や装置の結像品質を評価するだけでなく、航空偵察レンズ、工業用レンズ、航空マッピングレンズ、投影対物レンズ、顕微鏡対物レンズ、カメラレンズ、カメラレンズ、工業用カメラレンズなどのさまざまなレンズや光学部品の結像品質を評価するためにも使用できます。

航空宇宙分野では、高精度光学システムの性能を評価するために米国標準解像度ボードが使用されています。これらのシステムは通常、極限環境で動作するために非常に高い解像度と安定性を必要とします。解像度ボードを使用することで、エンジニアはこれらのシステムの解像度限界を正確に測定し、システムを最適化および改善できるようになります。

日常生活では、米国の標準解像度プレートは光学製品の製造および生産にも広く使用されています。たとえば、カメラ レンズを製造する場合、メーカーは解像度ボードを使用してレンズの解像度と歪みをテストします。これにより、製造するレンズが品質基準を満たし、消費者のニーズを満たすことができるようになります。

5. 使用と評価

米国の標準解像度プレートを評価に使用する場合、通常、テストする光学システムの前に解像度プレートを配置し、鮮明な画像が得られるようにシステムの焦点距離と位置を調整する必要があります。次に、光学系の解像限界は、解像板上の線の鮮明さを観察することによって決定されます。

評価プロセス中に、注意すべき重要な要素がいくつかあります。

照明条件: 照明条件は、テスト結果の解像度に大きな影響を与えます。したがって、テストを実行するときは、解像度ボード上のラインが明確に観察できるように、照明条件が安定し、十分に明るいことを確認する必要があります。

焦点距離の調整: 焦点距離の調整もテスト結果にとって非常に重要です。焦点距離が正しくない場合、イメージング システムは解像度プレート上のラインを明確にイメージ化できない可能性があり、結果として不正確なテスト結果が得られます。

歪みの評価: 解像度に加えて、解像度ボードを使用してイメージング システムの歪みを評価することができます。画像化プロセスにおける線の曲がりや変形を観察することで、システムの歪みの程度を判断し、最適化および改善することができます。

6. 解像度の計算とテーブル検索

米国標準解像度ボードの各ユニットには特定の解像度値があり、テーブルを参照することで取得できます。ルックアップ テーブルは通常、グループの番号と要素の番号によって決まります。たとえば、セルのグループ番号が -2、要素番号が 2 の場合、その解像度の値は次の式で計算できます。

Resolution_lp_per_mm = 2^(グループ + (要素-1)/6)

この式は、グループの数と要素の数を解像度の値 (1 ミリメートルあたりのライン ペア) に変換します。この値は、光学システムの解像度限界を評価するために使用できます。

さらに、一部の解像度ボードには線幅測定機能も備わっています。これは通常、イメージング後の線の幅を調べることによって決定されます。線幅と解像度の間には一定の関係があるため、線幅を観察することで間接的に光学系の解像度を評価することができます。

7、偽の解像度と認識

米国標準解像度ボードを評価に使用すると、誤った解像度が発生することがあります。これは、一連の線が十分にぼやけている場合、それらの間の重なりによってさらに反転した線が形成され、解像度の誤った読み取りが発生する可能性があることを意味します。この現象は光学系の真の解像力の判断に支障をきたすため、特に注意が必要です。

スプリアス解像度の影響を回避するには、次のような対策を講じることができます。

高品質の解像度のボードを使用する: 高品質の解像度のボードには、より鮮明な線とより正確な解像度マーカーがあり、偽の解像度の出現を減らすのに役立ちます。

イメージング システムの最適化: イメージング システムのパラメータ (焦点距離、露光時間など) を最適化することで、線の鮮明さが向上し、スプリアス解像度の影響が軽減されます。

注意深い観察と分析：評価を行う際には、線の明瞭さと形状を注意深く観察し、分析して比較する必要があります。スプリアスな解像度があることが判明した場合は、適時に調整して修正する必要があります。

8 種類の米国標準解像度プレート

当社の標準解像度ボードは、さまざまなアプリケーションのニーズを満たすためにさまざまなタイプでご利用いただけます。一般的なタイプをいくつか示します。

ガラスベース分解能プレート：ガラスベース分解能プレートは安定性と耐久性に優れており、高精度測定や長期保存に適しています。

セラミック基板解像度ボード: セラミック基板解像度ボードは軽量で優れた耐食性を備えており、携帯性と耐食性が必要なアプリケーションシナリオに適しています。

ポジティブとネガティブ: ポジティブとネガティブは、解像度ボードの 2 つの異なる形式です。ポジフィルムには暗いパターンと明るい背景があり、ネガフィルムには暗い背景と明るいパターンがあります。これら 2 つの形式は、実際のニーズに応じて選択できます。

メンテナンスとメンテナンス

米国標準解像度ボードの精度と寿命を確保するには、定期的な保守とメンテナンスを行う必要があります。一般的なメンテナンス方法は次のとおりです。

クリーニング: 定期的に解像度ボードの表面を清潔な布またはペーパータオルで拭き、ほこりや汚れを取り除きます。解像度基板の表面を傷つけないように、粗い布や化学物質を含む洗浄剤の使用は避けてください。

保管: 湿気、熱、過度の露出による損傷を避けるため、解像度ボードは乾燥した冷暗所に保管してください。

校正: 解像度ボードは、精度と信頼性を確保するために定期的に校正されます。解像度が既知の標準サンプルと比較することでキャリブレーションを行うことができます。

今後の開発動向

光学技術の継続的な開発と進歩に伴い、米国標準解像度ボードも常に改善され、完成度が高まっています。将来的には、次のような傾向が予想されます。

より高い解像度: 光学システムの解像度が向上し続けるにつれて、米国標準解像度ボードもテストのニーズを満たすためにより高い解像度を持つ必要があります。

インテリジェント：画像認識、データ分析などのインテリジェント技術の導入により、解像度ボードのテスト効率と精度を向上させることができます。

多機能: 解像度テストに加えて、他の光学性能テスト機能を解像度ボードに統合して、より幅広いアプリケーションのニーズを満たすことができます。

結論

重要な光学テストツールとして、米国標準解像度プレートは幅広い用途に使用され、光学分野で重要な位置を占めています。原理、構造、用途、使い方、評価などを詳しく紹介することで、このツールをより深く理解し、使いこなすことができ、光学システムの開発・製造を強力にサポートします。将来的には、技術の継続的な進歩と用途の継続的な拡大に伴い、米国の標準解像度プレートはより大きな役割を果たし、光学分野の発展にさらに貢献し続けるでしょう。