Оценка точности определения координат энергетического центра тяжести тест-объекта коллиматора в схемах контроля оптико-электронных приборов с матричными фотоприемниками

Abstract

В статье рассматривается схема контроля при помощи коллиматора таких оптико-электронных приборов с матричными фотоприемниками, как автоколлиматоры, микроскопы, звездные датчики, различная съемочная аппаратура. На точность контроля оказывает влияние ряд факторов (дискретность структуры, шумы фотоприемника, согласованность размера тест-объекта коллиматора, размера пикселя фотоприемника и функции рассеяния точки оптических компонентов). Применительно к задачам контроля и юстировки оптико-электронных приборов рассмотрена схема, включающая два компонента: контролирующий (коллиматор) и контролируемый (телецентрическая система). Для определения влияния перечисленных факторов предложена математическая модель схемы контроля и описан вариант ее численной реализации. В результате моделирования подобрано оптимальное соотношение между параметрами компонентов оптической схемы контроля: функции рассеяния точки объектива коллиматора и телецентрической системы, размером тест-объекта коллиматора, размером пикселя фотоприемника. Определен размер тест-объекта коллиматора, который в рассматриваемой схеме будет давать меньшую погрешность измерений, вызванную дискретностью фотоприемника контролируемого прибора, а также среднеквадратическое отклонение определения энергетического центра тяжести тест-объекта, вызванное шумами фотоприемника. Для уменьшения влияния шумов предложено принять за нулевые значения сигнала, меньшие, чем удвоенный шаг дискретизации аналого-цифрового преобразователя.