MTF Mess­systeme für industrieelle Anwendungen zur vollautomatischen Charakterisierung der Abbildungsqualität von Optike

Die MTF (Modulations­übertragungs­funktion) ist ein anerkanntes Güte­kriterium für die Abbildungs­qualität von Optiken. MTF-Variant und MTF-Master sind vollautomatische MTF Messgeräte. Sie dienen zur objektiven, computergesteuerten MTF Messung, welche ein anerkanntes Gütekriterium für die Abbildungsqualität bzw. die Auflösung optischer Baugruppen und Systeme darstellt. Neben der MTF (Modulationsübertragungsfunktion) können zahlreiche andere Parameter wie z.B. Farbfehler, Verzeichnung, Bildfeldwölbung oder Anlagemaß gemessen werden. Das Einsatzgebiet umfasst nahezu alle Standard-Optiken bis zu einer freien Aprtur von 250mm und den Spektralbereich 400nm bis 1100nm. Die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) ist ein anerkanntes Gütekriterium für die optische Abbildungsqualität. Die MTF charakterisiert die Auflösung optischer Systeme auf der Achse und im Bildfeld. Die MTF gibt den Quotienten von Bild- und Objektkontrast in Abhängigkeit der Ortsfrequenz bei Abbildung eines Liniengitters mit cosinusförmiger Transmission an. Die Ortsfrequenz wird in Linienpaaren pro mm (lp/mm) ausgedrückt. Die MTF vereinigt Auflösung und Kontrast in einer gemeinsamen Darstellung. Echtzeit-MTF-Messung mit CCD-Videokameras: Das klassische MTF-Messprinzip, bei dem das vom Prüfling erzeugte Bild einer Kante oder eines Spaltes durch eine mechanische Scanbewegung fotometrisch abgetastet wird, kann mittlerweile einfacher durch den Einsatz von CCD-Kameras realisiert werden. Die daraus resultierende Echtzeit-Erfassung des auszuwertenden Kanten- oder Spaltbildes ermöglicht die Echtzeit-Darstellung der MTF als Live-Bild auf dem PC-Monitor sowie dessen rechnerische Auswertung im PC. Die Echzeitauswertung bezieht sich sowohl auf die MTF-Messung als auch auf Linien- und Kantenbildfunktionen. Wird ein entsprechender Objektgenerator verwendet, können gleichzeitig meridionale und sagittale Daten aufgenommen werden. Spezielle Anforderungen erfordern angepasste Lösungen: Erfahrungsgemäß sind MTF-Messgeräte häufig individuell auf den Kunden zugeschnitten. Das MTF-Messgerät wird in Abstimmung mit dem Anwender an spezielle Aufgabenstellungen angepasst. Die Anpassungen beziehen sich z.B. auf die Prüflingsbrennweiten und dessen Blendenzahl, die Messwellenlängen oder die Objekt- und Bildebenenlagen. Ein MTF-Messgerät für eine Optik für den Strahlengang endlich/endlich unterscheidet sich vom Aufbau her von einem MTF-Messgerät für den Strahlengang unendlich/endlich. Für Prüflinge mit langen Brennweiten und großer freier Öffnung ist die Brennweite des Messkollimators anders zu bemessen (wie im Bild MTF Variant 150 ersichtlich) als für Prüflinge mit sehr kurzer Brennweite. MTF-Messgeräte besitzen zusätzliche Messfunktionen wie Farbfehler, Verzeichnung oder Bildfeldwölbung, die aber nicht für jeden Anwender interessant sind. Beratung und enger Kundenkontakt sind daher von großer Bedeutung. Für die Konzeption und Ausstattung des jeweils notwendigen MTF-Messgerätes steht die OEG GmbH als kompetenter Partner mit jahrelangem Know How zur Verfügung. Gründe für die MTF-Messung: Trotz fortschrittlicher Fertigungstechnologien und hoch entwickelter Optik-Designsoftware können Fertigungsfehler auftreten, die zu Einbußen bei der Abbildungsqualität von Objektiven führen. Auf Grund der wachsenden Anforderungen an die Abbildungsleistung von Optiken hat sich deren Charakterisierung mit Hilfe der so genannten Modulationsübertragungsfunktion (MTF) zunehmend durchgesetzt. Ein weiteres Merkmal der MTF-Messung ist, dass sie die Prüfung optischer Systeme entsprechend der angestrebten Anwendung erlaubt, einschließlich außeraxialer Messungen sowie poly- oder monochromatischer Beleuchtung. Feldpositionen, Spektralbereiche, Abbildungslängen und Objekt- sowie Bildschnittweiten können mittels einer entsprechenden MTF-Messeinrichtung simuliert werden. MTF-Messgeräte zeichnen sich durch eine große Vielseitigkeit aus, da neben der MTF zahlreiche weitere Parameter abgeleitet werden können wie z.B. Bildfeldwölbung, Verzeichnung, Linienbild- und Kantenbildfunktion, Brennweite, Schnittweite usw. Die MTF-Messung ermöglicht objektive, direkte Aussagen zur Abbildungsqualität und lässt dadurch Rückschlüsse auf Fehlerursachen im Fertigungsprozess zu. MTF-Messergebnisse können mit der zugehörigen Optikrechnung verglichen werden. Messvorgang: Zur MTF Messung stehen der interaktive Echtzeit-Mode und der vollautomatische Messmodus zur Verfügung. Im interaktiven Echtzeit-Mode können alle Achsen des MTF-Messgerätes manuell mittels Joystick gesteuert werden. Dies ermöglicht die Echtzeit MTF-Messung an beliebigen Bildpunkten. Diese Messmethode ist allerdings nicht sehr komfortabel. Daher können für wiederkehrende Messungen Vorlagen erstellt werden, die einen vollautomatischen Messablauf ermöglichen. Im vollautomatischen Messmodus werden Messvorlagen automatisch abgearbeitet. Diese werden im Allgemeinen einmal vom Anwender programmiert und gespeichert. Eine Messvorlage enthält Informationen über die zu messenden Bildpunkte und Azimute und ist einem bestimmten Objektivtyp zugeordnet.