基于CCD的视度和视差测试系统研究

　　0 引 言

　　光学望远瞄准系统视度和视差的传统测量方法是利用视度筒和平行光管视差仪。视度筒测量是分别检测出被测系统的分划线与无穷远物像的像方视度值，将二者之差作为视差大小量度。其缺点一方面是视度筒自身精度造成的测量误差，另一方面在判断分划刻线和无穷远物像“清晰”时人的主观影响。应用平行光管视差仪是依据仪器存在视差，当眼瞳在出瞳平面内摆动时，其产生瞄准误差的原理制成。缺点是只能检测出被测系统的视差是否在要求范围内，不能给出视差的量值。针对上述情况，采用 CCD 光电转换器件及自动对焦系统和图像处理技术，利用计算机进行数据处理，实现检测自动化、数字化及定量化。消除人为主观因素影响，提高了检测效率和精度。相信随着科技进步，光学系统各参数的自动化测量是发展趋势。

　　1 视度主观测试与客观测试原理及方法

　　1.1 基本概念

　　视度本质是指光学系统出射光束会聚或发散的程度[1]。如果出射光束为一束平行光，则视度为零;若为一会聚光束，则视度为正;若为一发散光束，则视度为负。以 SD 表示，且 SD=1/L(m-1)，单位为屈光度，其中 L 为被试系统射出的发散或会聚光束的交点(像点)到眼点的距离，如图 1 所示。

　　技术指标要求：测量范围-7～+3m-1，测量精度：0.1 m-1

　　1.2 主观测试原理与方法

　　采用大量程视度筒测量(即在普通视度筒上加已知光焦度的视度透镜组成)，其原理示意图如图 2 所示[2]。

　　测量时，把平行光管、被试品、视度筒三者大致处于同一直线上。由图 2 可知，视度透镜的物方主面H1和被测系统的眼点 O 重合。B 是被测系统出射光锥的顶点(即所谓被试品的像点)，由 B 到眼点的距离为 L(对视度透镜而言 L 是物距);B′是经过视度透镜的像点，像距为 L′;B″是光束经过视度筒物镜后的像点。

　　设视度透镜焦距为f 's ，则由几何光学公式有：

　　可见视度透镜的作用在于改变光束的会聚或发散程度，使之适合于普通视度筒测量。只要适当选择φs值，总可以使 SD′减小到普通视度筒量程(±2.5屈光度)以内。例如令 φs= -SD，则根据公式知道视度筒读 SD′应为零，这时可认为被测系统视度已被视度透镜的光焦度完全抵消。在一般情况下视度透镜只抵消被测系统视度的一部分，其剩余部分 SD′由视度分划尺上读出。知道了 SD′的数值后，被测系统真正的视度值 SD 不难由公式求得。

　　为了使用方便，对每一片视度透镜都给出一个视度标志，它与透镜的光焦度数值相同，符号相反，即：