USAF1951分辨率板 1951 USAF resolution test chart 与光学实验实操

USAF1951 分辨率板 显微镜 望远镜 光学成像质量评价 鉴别率板
适合对镜头的分辨率和成像系统的畸变做评估使用

1951 USAF resolution test chart

该产品根据美军标MIL-STD-150A设计制作，它的不同分辨率单元使用对应的组和元素标记，可以通过查表得出它的每个单元对应的分辨率。它的应用广泛，从航空、航天和天文望远的复杂光学系统到日常生活中常用的光学产品的制造生产都能看到它的应用。它不仅适用于各类光学仪器设备(如：体视显微镜、平行光管和望远镜等)的成像质量评价，而且非常适合于各类镜头和光学零部件(如：航空侦察镜头、航空测绘镜头、投影物镜、显微物镜、照相机镜头、摄像机镜头和工业相机镜头等)的成像质量评价。
目前有陶瓷和玻璃两种基底材料的美军标分辨力板产品。买家可根据需要选择选用不同基底材料的正片(Positive，深色图案，浅色背景) 和 负片(Negative，深色背景，浅色图案) 产品。

The 1951 USAF resolution test chart is a resolution test pattern conforming to MIL-STD-150A standard, set by US Air Force in 1951. It is still widely accepted to test the resolution of optical imaging systems such as microscopes, cameras and image scanners, although MIL-STD-150A was cancelled on October 16, 2006.[1] The pattern consists of groups of three bars (small Ronchi rulings) with dimensions from big to small. The largest bar the imager cannot discern（识别，辨别） is the limitation of its resolving power（光学仪器等的分辨能力）.

Pattern format

The common MIL-STD-150A format consists of six “groups” in three layers of patterns.如下图 The largest groups, forming the first layer, are located on the outer sides. The smaller layers repeat the same pattern but are progressively smaller toward the center. Each group consists of six elements, numbered from 1 to 6. Within the same layer, the odd-numbered groups appear contiguously（连续地） from 1 through 6 from the upper right corner. The first element of the even-numbered groups is at the lower right of the layer, with the remaining 2 through 6, at the left. The scales and dimensions of the bars are given by the expression.

负片

正片

分辨率计算和查表

cycles/mm

相应的matlab程序

% USAF1951 resolution test chart 
Group = -2 ;
Element = 2 ;
Resolution_lp_per_mm = 2.^(Group+(Element-1)./6)  % 0.2806
Linewidth_um = 1e-3./(2*Resolution_lp_per_mm)*1e6    % 1.7818e+03

也可以直接查表

分辨率靶有一系列水平和垂直线，可以用于确定成像系统的分辨率。每群组中六个元素为一组（水平和垂直线对）。因为三条线为一组，这些测试靶识别乱真分辨率的能力更强。当一组线足够模糊，导致重叠部分看起来像形成了更多不同的翻转线，这时会出现乱真分辨率。这种现象会导致光学系统分辨率的误读，因为它难以与靶上原本的线进行区分。乱真分辨率也会导致线看起来比一组线中原本的线数少一条。由于三条线和两条线的差异比五条线和四条线的差异更容易被人注意到，因此测试靶上如果仅三条线为一组，就能更容易识别乱真分辨率。
每个元素中的线之间的间距与线自身的宽度相同。当靶被成像之后，可以通过观察水平和垂直线的清晰度来确定该成像系统的分辨率。最大的不可分辨的水平和垂直线确定了成像系统的分辨能力。下表列出了在基于以下方程的情况下，一个群组中的给定要素对应每毫米的线对数。我们的分辨率靶的最大分辨率为每毫米228.0线对，大致等同于每线对4.4微米。

CG-USAF 1951 分辨率片简介

Group为组别，Frequency为每1mm中的线对数。通常用来确定或确认光学系统的性能或摄像镜头分辨率时使用。
不同等级的镜头在中心区域的分辨率基本相同，但周边区域会有很大差异。

针对高精度的测量系统，应该尽量选择整个成像范围内都能成像清晰的镜头。通过USAF1951分辨率片可以定量的评估镜头中心和边角区域的分辨率差异，使用USAF1951分辨率片，用户完全可以自己完成对不同厂家型号的镜头的评估和选型。

although usually the following lookup table will be used. The line pair (lp) means a black and a white line.

与光学实验对应关系

光学系统中的分辨率极限通常使用“瑞丽判据”来表征，表示可分辨两点的最小角度/间距。对应的是Linepair的宽度，即两条线之间的距离。即等于表1中的分辨率的倒数。或表2中线宽的2倍。

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