JB/T 8248.2-1999 照相镜头有效孔径和相对孔径的测量方法

ICs3700.10JB中华人民共和国机械行业标准B/82482-1999照相镜头有效孔径和相对孔径的测量方法Methods of measurement for effective apertureand relative aperture of camera lenses1999-08-10发布2000-01-01实施国家机械工业局发布JBT82482-1999前言本标准是对JB/T82482-1995(GB8347-1987)《照相镜头有效孔径和相对孔径的测量方法》的修订。修订时,对原标准作了编辑性修改,主要技术内容没有变化本标准自实施之日起,代替JBT82482-1995(GB8347-1987)本标准的附录A为标准的附录。本标准由全国照相机械标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位:上海照相机总厂、抗州照相机械研究。中华人民共和国机械行业标准照相镜头有效孔径和相对孔径的BT82482-1999测量方法代替JBT82482-1995Methods of measurement for effective apertureand relative aperture of camera lenses1范围本标准菱定了照相镜头有效孔径和相对孔径的测量方法本际准适用于照相镜头有效孔径和相对孔径的测量。2定义本标准采用下列定义2.1有云孔径从头光轴上无限远物点发出,并能通过与给定光團值相应孔径的镜头的平行光束、垂直于光轴的截面的积圆直径量符号:D;单仁:mm注:形孔径(图1)下用公式(表示D=2V=1135…(1)式中:D有效孔径,mm;平行光束戴面积,mm图1非圆形孔径的等效圆22F数镜头集距∫与有效孔经D之比,见公式(2)。量的符号:F=…(2)23相对孔亞有效孔径与焦距之比,即F数的倒数国家机工业局199908-10批准JBr82482-1999量的符号:A3有效孔径的测量方法测量方法分为焦平面小孔法、远心光路投影法和光电转换法31焦平面小孔法3.1,1测量条件31.1.1被测镜头的距离刻度应调在无限远∞处。3112小孔直径应小于被测镜头焦距的1/150。3.1.13投影在屏幕上的孔径像面积的测量误差不超过±2%3.1.2测量装置按图2所示的原理组成8卡分1-光源:2-小孔;3-被测镜头;4屏幕图2焦平面小孔法装置原理图3.13测量程序3131在被测镜头的焦平面上放置小孔,小孔中心与被测镜头的焦点重合3132在小孔的一边对小孔照明,使通过小孔的光束充满被测镜头的孔径3133在被测镜头的物方放置屏幕使其与被测镜头的光轴垂直并尽量靠近被测镜头,使通过被测镜头的平行光束在屏幕上留下截面投影31.34根据从屏幕上测得的平行光束的截面积S.从公式(1)求得被测镜头的实测有效孔径D3连:镜头的孔径(光形状)是圈形或接近于图形时可以不测平行光束的截面积而直接测量孔径的直径成平均直径求得有孔径D、在这种情况下其测量误差应不超过13135按被测镜头标明的F数系列,从最大孔径档开始依次测量至最小孔径档(正方向)然后再从最小孔径档开始依次测量至最大孔径档(反方向)。每档(指一个方向)测三次平均值为该档某一个方向时的测量值。32远心光路投影法321测量条件3211被镜头的距离刻度应调在无限远∞处。3.212测量装置中所用的投影镜头屏幕一侧的焦平面上应设置远心光栏。3213远心光路投影系统的像差,特别是睛变与球差必须校正3214投影在屏幕上的孔径像面积的测量误差不超过±2%。322测量装置按图3所示的原理组成。323测量程3231将被测镜头置于漫射面光源与投影镜头之问,使被测镜头的像方面向漫射面光源。整被测镜头光轴使之与投影系统(由投影镜头,远心光栏及屏莽组成》的光轴一致3.232沿着投影系统光轴移动被测锐头刊调节远心光栏大小,輿饒头的入躔像在屏幕上处于最清晰的JBrT82482-1999位置。然,测盘这个像的面积,1-针面光源;2-被测镜头:3-投影镜头;斗远心龙栏;5-屏图3远心光路投影法装置原3233一个大小已知(应尽可能与被测镜头的有效孔径相接近)的物体代替被测镜头,按上述32.3.2的方法让这个物体投影在屏上,此时应保持上述3232中的远心光栏的大小和投彩镜头与屏幕的位置然后禹出受影系统的投影倍率M3234上述3.23.2测得的像面积和3233测得的投影系统的投影倍率M,被测镜头的有效孔径由公式5求畏3V5s……式宁:—实测有效孔径,mmS孔径像面积,mm;投影系统助投影倍率。注;的孔强(共形状)是工节放援近于形时可不量孔径像的密积,需直接飞量其直径或平均直径,再按公式÷求出肓礼,在达种清兄下其盘误差应不超过1式中:D—实测有效孔径,mm;直接测得的直径或平均直径,mm;1—影系统的投影倍率。3235安测镜头标明的F数系列,从最大孔径档开始依次测量至是小孔径档(正方向)然后再从最径性如依次测量至最大孔径档(反方向)。每档(指一个方向)测三次,取其平均值为该档在某一方向时的洲录值33光转碘法331孤量件331.1就镜头的罪离刻变应调在无限远处。3312定标用转标准孔直径由公式(5)求得式中:D—标准孔直径,mm;皱测镜头的设计焦距,mm;F—F数331.3准孔经的误差不超过0%即公式(6)Dn1x100%≤01%……式中:D——标准孔直径,mm;JBT82482-1999D—实际标准孔直径,mm。3.314由测量装置引起的误差不能超过±0.1SEV。3.32测量装置按图4所示的原理组成。∈⑩1-点光源:2-准直物镜;3-被测镜头;4乳白色漫射板:5-光电检责器;6-数值显示屏图4光电转换法装置原理图333测量程序3331用预先选定的标准孔或标准镜头校准测量装置:3332按照被测镜头标明的F数系列从最大孔径档开始依次测量至最小孔径档(正方向)。然后再从最小孔径档开始依次测量至最大孔径档(反方向)。每档(指一个方向)测四次取后三次显示值的平均值作为该档一个方向的测量值3333被测镜头的有效孔径由公式(7)求得式中:D,—实测有效孔径,mm;D—标准孔直径,mm;AEV—一由3.33,2得到的测量值4相对孔径的计算方法根据第3章测得的有效孔径D3,以及该镜头所测得的焦距,相对孔径用公式(8)求得式中:A——相对孔径;D实测有效孔径,m;∫实测焦距,mma5测量值的记录被测镜头的测量记录中必须含有以下各项内容a)被测镜头的名称或代号、最大相对孔径、镜头名义焦距以及镜头制造编号;b)测量日期、测量人员以及采用何种测量方法(如果采用光电转换法时可不记)c)各档每次测量值和平均值;d)测量变焦镜头的相对孔径时还需记录测量时的焦距刻度值JBT82482-1999附录A标准的附录)有效F数的测量方法A1镜头的有效F数镜头的物距为有限距离时有效F数可由公式(A1)求出:式中:F有限距离时的有效F数;n—像空同介质的折射率。当此介质为空气时n'=1;a—在摄影倍率为M时的共轭成像条件下镜头光轴上的像点对出直径张角的12,当出废不是圆形时,可以看作对出瞳位置上等效圆直径张角的1/2。A2有效F数的测量方法A21和量方法测量方油分为物面小孔法和像面小孔法物面小孔法A221测量条件A2211将被测镜头的摄影距离刻度值调至与测量时共轭条件相对应的摄影距离。A2212小孔直径为05mm。A2213屏幕移动距离的测量误差不超过±1%屏幕上的光束截面积的测量误差不超过±2%。A222测量装置按A1所示的原理组成1-光源;2-物面小孔;3-被测镜头;4-屏幕;5-小孔像图A1物面小孔法装置A223测量程序A2231在被测镜头的物面上设置小孔,并使其中心与光轴上的物点一致。A2232照明小孔,使通过小孔的光束充满被测镜头的孔径A2233在被测镜头的像方设置一与光轴垂直的屏幕,并使屏幕沿着光轴移动至接近被测镜头位置A,然后测量投影在屏幕上的光束的截面积S4A2234将屏幕沿若光轴按远离镜头的方向移至B,移动距离为l,使位置A与B对于小孔像大致对JBT82482-1999称,测量此时投影在屏幕上的光束的截面积SA223.5与上述光束截面积SA、S2相等效的圆面积的直径由公式(A2)或(A3)求得:D=2V2-13ys式中:D,位置4的等效圆的直径,mm;D位量B的等效圆的直径,mm;S←位量4的光束截面积,mm;S—位置B的光束截面积,mm2A2236被测镜头光轴上的像点与出瞳直径的张角的1/2的正弦sinx’,据上述A22.34中屏幕移动的距离l以及A22.35中所得的等效否直径D4、D4用公式(A4)求得D+D(D,+D1)式中;}—位置A与B之间的距离,mm;D,—位置A助等效的直径,mmD位置B的等效圆的直径,mm。A2237被测镜头的有效F数F由公式(A1)求得注:.这种更量方法若必病考虑孔的直径,由公式A5)、(A6)中的D4和D1代替DD3D,'=D-M.dD=D-1·d式中:D——位臀A的等效的直径,mmD4位置B的等效黑的直径,mm:—一共轭条件的摄影倍率;d—小孔直径,mm423像面小孔法A23.1测量条件A231.1将被测镜头的摄影距离刻度值逐至与测量时共乾条件相对空的摄影距离A2312小孔直径应小于被测镜头焦距的1150A2313孔臼色漫射扳直径应大于被測镜头的最大孔径。A231.4屏冪移动臣离的量溪差不超过±%,屏幕上的光束截面积的测量溪差不超过:A232派量装置孩图A2所示的原理组求1一物点:2-光潭;3-恐射板;4-被买:5-像面小孔;6屏幂图A·像∴孔法装置原理图BT82482-1999A23.3测量程序A233!在满足共轭条件的被测镜头的像面上设置小孔,并使其中心与光轴上的像一致A2332将漫射板设置在被测镜头的物方并尽可能靠近被测镜头照明漫射板使通过漫射板的光束充满被镜头的孔径。A2333在被测镜头的像方设置一垂直于光轴的屏幕A,使小孔处于镜头与屏幕A之间,且使小孔到屏幕A的距寓不小于小孔到被测镜头的距离然后测量投影在屏幕上的光束截面积S4A2334将异幕沿着光轴按远离镜头方向移至B(位置A与位置B之间的距离尽可能大些)测量投影在屏幕土的光束的截面积S3A2335与上述光束截面积S4和S3相等效的圆面积的直径,用公式(A7)或(A8)求得:D=2y≌=y3S=113VS式中:、位置A的等效圆的直径,mm2—位置B的等效圆的直径,mm;一位置A的光束截面积,mm2;位置B的光束截面积,mm2A2335测镜头光轴上的像点与出瞳直径张角的1/2的正弦sina,根据上述第A234中屏幕移动距离:以A2.335中所得的等效图直径D和D3,由公式(A9)求得:sina y…(A9)4+(DD,)位置A与B之间的距离,mm;位置A的等效圆的直径,mm;D:位置B的等效團的直径,mmA23.37测镜头的有效F数与F,由公式(A1)求得A3淀量值的记录记录镜头有效F数的测量值时除了按本标准第4章中所规定的内容以外还必须附记以下内容a测童时的共轭条件(摄影倍率或摄影距离刻度);b測量所使用的小孔直径