ISO 9336-3:2020 光学およびフォトニクス—光学伝達関数—アプリケーション—パート3:望遠鏡 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

この文書の作成に使用された手順と、今後の維持を意図した手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)

このドキュメントの一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)

このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。

規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および技術的貿易障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) の原則への ISO の準拠に関する情報については、 www を参照してください。 .iso.org/iso/foreword.html .

このドキュメントは、技術委員会 ISO/TC 172, 光学およびフォトニクス、小委員会 SC 4, 望遠鏡システムによって作成されました。

この第 2 版は、技術的に改訂された第 1 版 (ISO 9336-3:1994) を取り消して置き換えるものです。

前作からの主な変更点は以下の通り。

  • 最新の技術開発に基づく文書の更新;
  • 方位角走査システムを使用したコンポーネントおよびサブアセンブリのテストに関する附属書 A は、実際的な関連性がないため削除されました。
  • 検出器アレイを使用し、MTF から客観的な画質基準を導き出す試験方法に関して、2 つの新しい付属書が追加されました。

ISO 9336 シリーズのすべての部品のリストは、ISO Web サイトで見つけることができます。

序章

望遠鏡システムの画像品質を評価する方法は、ISO 14490-7 に記載されています。このドキュメントで説明されている方法は基本的に主観的であり、観察者の判断と視覚の質に依存しています。 「解像度の限界」を測定する手法は、比較的簡単かつ迅速に実行でき、テスト パターンの各方向について単一の性能指数を提供します。ただし、主観的な測定であるため、結果に大きなばらつきが生じる可能性があります。光学伝達関数 (OTF)、またはより一般的にはモジュラスである変調伝達関数 (MTF) を測定することで、光学システム設計者が行った理論的評価と直接比較できる、完全に客観的なイメージング品質評価手段が得られます。

空間周波数の特定の領域でシステム MTF を統合し、回折限界 MTF に正規化すると、主観的な評価に頼ることなくシステム性能を合理的に表す単一の性能指数が得られます。検出器システムの特性に従って空間周波数ドメインが選択されると、この方法は、任意の検出器タイプで動作する望遠鏡システムに適用できるため、この方法は視覚的観察に限定されません。これは、最先端の望遠鏡では、同じ光路を目視観察と視覚範囲外の波長 (適切な検出器システムを使用) に使用できるため、重要です。

特殊なケースとして、単一の性能指数を提供する「解像度の客観的限界」は、後者を目の「コントラスト感度」曲線と組み合わせて使用​​することにより、MTF の測定から導き出すことができ、MTF の測定は、他のいくつかの画質基準の基礎としても使用されます (付録 B を参照)

1 スコープ

このドキュメントは、有効な光学伝達関数 (OTF) 測定を行うことを目的とした、イメージング状態に関して望遠鏡をテストする方法を指定します。

このドキュメントには、光学伝達関数を測定する最新の技術と、そのような測定値から画質基準を導き出す方法に関する情報を提供する 2 つの付属書 (付属書 A および B) が含まれています。

2 参考文献

以下のドキュメントは、その内容の一部またはすべてがこのドキュメントの要件を構成するように、テキスト内で参照されています。日付のある参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。

  • ISO 9334, 光学およびフォトニクス — 光伝達関数 — 定義と数学的関係
  • ISO 9335, 光学およびフォトニクス - 光伝達関数 - 測定の原理と手順
  • ISO 14132-1, 光学とフォトニクス — 望遠鏡システムの語彙 — 1: ISO 14132 の一般用語と用語のアルファベット順索引

3 用語と定義

このドキュメントの目的のために、ISO 9334 および ISO 14132-1 に記載されている用語と定義が適用されます。

ISO および IEC は、次のアドレスで標準化に使用する用語データベースを維持しています。

参考文献

[1]Instrumentation V. (第 9 章)、 Mouroulis , P. 編、Mc Graw-Hill 発行、1999 年
[2]The Optical Transfer Function of Imaging Systems, ウィリアムズ、TL, 物理学研究所 (IOP) 発行、1999 年
[3]ウィリアムズ。 TL, Nunn, ML および Barton, Nアフォーカル系のOTF試験規格。 Opt. Acta (ロンドン) 1978, 25(12) pp. 1097–1111
[4]バートン。 NP 光学部品およびシステムの評価のためのアジマススキャン MTF 技術の使用。ゲーム。 1976, 98 pp.82–88
[5]バートン。 NP ルーフおよびその他のプリズムの測定。ゲーム。 1979, 163 pp. 121–127
[6]ISO 15529:2007, 光学およびフォトニクス — 光伝達関数 — サンプリングされた画像システムの変調伝達関数 (MTF) の測定原理
[7]ISO 12233, 写真 — 電子静止画イメージング — 解像度と空間周波数応答
[8]Instrumentation V. (第 1 章)、 Mouroulis , P. 編、Mc Graw-Hill 発行、1999 年
[9]Instrumentation V. (第 2 章)、 Mouroulis , P. 編、Mc Graw-Hill 発行、1999 年
[10]ISO 14490-7, 光学およびフォトニクス — 望遠鏡システムの試験方法 — 7: 解像限界の試験方法
[11]ISO 14490-9, 光学およびフォトニクス — 望遠鏡システムの試験方法 — 9: 像面湾曲の試験方法
[12]o発行番号18.2 (1983)物理測光の基礎

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and photonics, Subcommittee SC 4, Telescopic systems.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 9336-3:1994), which has been technically revised.

The main changes compared to the previous edition are as follows:

  • update of the document based on the latest technical developments;
  • Annex A regarding tests on components and sub-assemblies using azimuth scanning systems removed, due to lack of practical relevance;
  • two new Annexes added regarding test methods using detector arrays and deriving an objective image quality criterion from the MTF.

A list of all parts in the ISO 9336 series can be found on the ISO website.

Introduction

Methods of assessing the imaging quality of telescopic systems can be found in ISO 14490-7. The methods described in this document are basically subjective, relying as they do on the judgement of the observer and the quality of his vision. The technique of measuring the “limit of resolution” is relatively easy and quick to perform and provides a single figure of merit for each orientation of the test pattern. However, being a subjective measurement, it can be open to significant variations in its results. Measuring the optical transfer function (OTF), or more usually just its modulus, the modulation transfer function (MTF), provides a completely objective means of evaluating imaging quality that can be compared directly with the theoretical assessment done by the optical system designer.

Integration of the system MTF over a certain domain of spatial frequencies and normalised to the diffraction limited MTF will provide a single figure of merit that is a reasonable representation of the system performance without relying on any subjective assessment. When the spatial frequency domain is selected in accordance with the properties of the detector system the method can be applied to telescopic systems operating with any detector type, thus not limiting the method to visual observation. This is of importance as in state-of-the-art telescopes the same optical path can be used for visual observation as well as for wavelengths outside the visual range (using appropriate detector systems).

As a special case, an “objective limit of resolution”, providing a single figure of merit, can be derived from a measurement of MTF by using the latter in combination with a “contrast sensitivity” curve for the eye and a measurement of MTF may also be used as the basis for several other image quality criteria (see Annex B).

1 Scope

This document specifies a method of testing telescopes in terms of imaging states aimed at making valid optical transfer function (OTF) measurements.

This document includes two annexes (Annex A and B) that provide information on the more recent techniques for measuring optical transfer function and methods of deriving image quality criteria from such measurements.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

  • ISO 9334, Optics and photonics — Optical transfer function — Definitions and mathematical relationships
  • ISO 9335, Optics and photonics — Optical transfer function — Principles and procedures of measurement
  • ISO 14132-1, Optics and photonics — Vocabulary for telescopic systems — 1: General terms and alphabetical indexes of terms in ISO 14132

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 9334 and ISO 14132-1 apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

Bibliography

[1]Instrumentation V., (chapter 9), edited by Mouroulis, P., published by Mc Graw-Hill, 1999
[2]The Optical Transfer Function of Imaging Systems, by Williams, T. L., published by the Institute of Physics (IOP) publishing, 1999
[3]Williams. T.L., Nunn, M.L. and Barton, N.P. An afocal system OTF test standard. Opt. Acta (Lond.). 1978, 25 (12) pp. 1097–1111
[4]Barton. N.P. The use of azimuth scan MTF techniques for the evaluation of optical components and systems. SPIE. 1976, 98 pp. 82–88
[5]Barton. N.P. Measurement of roof and other prisms. SPIE. 1979, 163 pp. 121–127
[6]ISO 15529:2007, Optics and photonics — Optical transfer function — Principles of measurement of modulation transfer function (MTF) of sampled imaging systems
[7]ISO 12233, Photography — Electronic still picture imaging — Resolution and spatial frequency responses
[8]Instrumentation V., (chapter 1), edited by Mouroulis, P., published by Mc Graw-Hill, 1999
[9]Instrumentation V., (chapter 2), edited by Mouroulis, P., published by Mc Graw-Hill, 1999
[10]ISO 14490-7, Optics and photonics — Test methods for telescopic systems — 7: Test methods for limit of resolution
[11]ISO 14490-9, Optics and photonics — Test methods for telescopic systems — 9: Test methods for field curvature
[12]CIE Publication No. 18.2 (1983), The basis of physical photometry