ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ТЕСТ-ОБЪЕКТА КОЛЛИМАТОРА В СХЕМАХ КОНТРОЛЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ С МАТРИЧНЫМИ ФОТОПРИЕМНИКАМИ

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 вышеперечисленных 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.

1. Оптические измерения: учеб. пособие / А А. Андреев [и др.]. – М.: Университетская книга; Логос, 2008. – 416 с.

2. Кириловский, В. К. Оптические измерения / В. К. Кириловский, Ле Зуй Туан. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008. – Ч. 6: Инновационные направления в оптических измерениях и исследованиях оптических систем. - 131 с.

3. Device Performance Specification. Kodak KAI-2020, Kodak KAI-2020M, Kodak KAI-2020CM [Electronic resource] // Datasheet archive. – Mode of access: http://www.datasheetarchive.com/dl/Datasheets-IS20/DSA00392978.pdf. – Date of access: 18.03.2015.

4. Angela Dudley. Unraveling Bessel Beams / Angela Dudley, Martin Lavery, Miles Padgett, Andrew Forbes // Optic Photonics News, 2013. – Vol. 24, No 6. – Р. 22–29.

5. Handbook of optics. Vol. II. Design, Fabrication and Testing; Sources and Detectors. Radiometry and Photometry / editors Michael Bass, Virendra N. Mahajan, Eric Van Stryland. – New York: Mc Graw Hill, 2010. – 1264 p.

6. Методы компьютерной обработки изображений / под ред. В. А. Сойфера. – 2-е изд., испр. – М.: Физмалит, 2003. – 784 с.

7. Федосеев, В. И. Прием пространственно-временных сигналов в оптико-электронных системах (пуассоновская модель) / В. И. Федосеев. – М.: Университетская книга, 2011. – 232 с.

8. Аванесов, Г. А. Исследование смещения энергетического центра изображений звезд относительно геометрического центра на ПЗС матрице и коррекция методической ошибки. Таруса, 22–25 сентября 2008. / Г. А. Аванесов, Т. В. Кондратьева, А. В. Никитин // Всероссийская научно-техническая конференция “Современные проблемы определения ориентации и навигации космических аппаратов”, г. Таруса 22–25 сентября 2008 г. – Москва : Институт космических исследований РАН, 2009. – С. 421-446.

9. Ляшко, О. М. Проектирование оптико-электронных приборов наблюдения: учеб.-метод. пособие / О. М. Ляшко. – Минск: БНТУ, 2009. – 77 с.

10. Белоусов, Ю. И. Особенности алгоритмов цифровой обработки изображений в оптико-электронных системах нового поколения / Ю. И. Белоусов, В. Т. Фисенко // Изв. вузов. Приборостроение. - 2009. – Т. 52, № 8. – С. 7–12.