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ISBN/EAN-Barcode 3-95606-609-X/9783956066092
Buchcover ISBN 9783956066092

Entwicklung und modellbasierte Fehleranalyse einer Referenzanlage zur Messung der Modulationstransferfunktionen von Objektiven

von Melissa Schenker

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Anlage zur Messung der Modulationstransferfunktion (MTF) von Kameraobjektiven mit dem Ziel, eine erweiterte Messunsicherheit von 0,01 (Uberdeckungswahrscheinlichkeit von 95 %) für unterschiedliche
Messkonfigurationen zu erreichen. Die Entwicklung erfolgt unter Berucksichtigung des
Prüflingsspektrums sowie des internationalen Standards ISO 11421. Testmessungen an
zwei Objektiven zeigen, dass die erzielten MTF-Ergebnisse mit den erwarteten Werten
im Bereich der jeweils angegebenen Messunsicherheit von 0,02 ubereinstimmen und die
Stabilität der Anlage das Erreichen einer Messunsicherheit von 0,01 zulässt.
Die Untersuchung der systematischen Fehler in der MTF-Anlage erfolgt in dieser Arbeit mit speziell fur diesen Zweck entwickelten Simulationswerkzeugen. Die Einflüsse
von Positionierfehlern auf die MTF werden mithilfe von virtuellen Experimenten untersucht, die auf einer objektorientierten Simulation der Mechaniken und Optiken in Kombination mit optischem Raytracing basieren. Die Ergebnisse von Monte-Carlo-Studien
und Sensitivitätsanalysen in der Simulation sowie Vergleiche mit Messergebnissen lassen
darauf schließen, dass die Eigenschaften der Mechaniken der Anlage es erlauben, die angestrebte Messunsicherheit zu erreichen. Basierend auf Fourier-optischen Simulationen
wird außerdem der Einfluss der Größe des ausgewerteten Bildbereichs in der Fokusebene des Pruflings untersucht. Die Ergebnisse liefern eine Formel, die eine Berechnung
des maximalen MTF-Fehlers in Abhängigkeit vom Auswertebereich, der Wellenlänge
des Lichts und der Blendenzahl des Pruflings zulässt. Zusätzlich wird ein vereinfachtes
Kameramodell vorgestellt, das die Bittiefe und das Rauschverhalten des verwendeten
Detektors berucksichtigt. Mithilfe dieses Modells werden die Auswertealgorithmen und
verschiedene Arten der Untergrundkorrektur untersucht und deren Einfluss auf die MTF
quantifiziert. Die Verifikation der Simulationsergebnisse erfolgt durch den Vergleich mit
Messungen an der MTF-Anlage. Fur einen bestimmten Kameratyp kann hiermit ge-
zeigt werden, dass der erwartete Unsicherheitsbeitrag der MTF klein genug ist, um das
Erreichen einer Messunsicherheit von 0,01 zu erm¨oglichen.
Durch die Entwicklung einer hochgenauen Referenzanlage und die Verwendung neuer
Methoden fur die Einschätzung der Messunsicherheit bildet diese Arbeit die Grundlage
einer zukunftigen rückgef ührten MTF-Kalibrierung von Kameraobjektiven. Langfristiges
Ziel des zugrundeliegenden Projeks ist, dass ein DAkkS-Labor fur MTF-Kalibrierungen
etabliert wird, dessen Ruckführbarkeit durch die Referenzanlage unterstützt werden soll

ISBN-Daten

Taschenbuch
 
Verlag
Fachverlag NW in Carl Ed. Schünemann KG
Auflage
1
Abmessungen
29,7 x 21,0
Reihe
PTB-Berichte. Optik (Opt) 91
Preis
21,00 €

Verfügbarkeit

Verfügbarkeit auf
www.ISBN.de
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