ในขอบเขตของระบบสร้างภาพด้วยแสง การประเมินกำลังการแยกส่วนของเครื่องมือที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ กองทัพอากาศสหรัฐ (USAF) ได้คิดค้นเครื่องมือบุกเบิกในปี พ.ศ. 2494 ภายใต้มาตรฐาน MIL-STD-150A:แผนภูมิทดสอบความละเอียดของ USAF ปี 1951- อุปกรณ์ทดสอบความละเอียดทางแสงด้วยกล้องจุลทรรศน์นี้ได้กลายเป็นเกณฑ์มาตรฐานที่แพร่หลายในการประเมินความชัดเจนและความสามารถในการจับภาพรายละเอียดของระบบภาพต่างๆ
ต้นกำเนิดและวัตถุประสงค์
แผนภูมิทดสอบความละเอียด USAF ปี 1951 ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้วิธีการมาตรฐานในการวัดกำลังการแยกส่วนของระบบออปติก ด้วยการแสดงอาร์เรย์รูปร่างเป้าหมายขนาดเล็กที่สร้างขึ้นอย่างพิถีพิถัน โดยแต่ละชิ้นแสดงการแบ่งประเภทตัวอย่างความถี่เชิงพื้นที่ที่แม่นยำ แผนภูมิดังกล่าวช่วยให้สามารถระบุปริมาณความสามารถของระบบการถ่ายภาพในการแยกแยะระหว่างจุดที่เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิดหรือรายละเอียดของวัตถุได้อย่างแม่นยำ
คุณสมบัติการออกแบบ
การออกแบบแผนภูมิเกี่ยวข้องกับแนวคิดเรื่องความถี่เชิงพื้นที่ ซึ่งหมายถึงจำนวนคู่เส้นต่อมิลลิเมตร (lp/mm) ที่สามารถแก้ไขได้ด้วยระบบออปติก แผนภูมิประกอบด้วย "กลุ่ม" หลายกลุ่ม โดยแต่ละกลุ่มมี "องค์ประกอบ" หกองค์ประกอบที่จัดเรียงในรูปแบบที่แตกต่างกัน องค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งประกอบด้วยเส้นแนวนอนและแนวตั้ง มีขนาดแตกต่างกัน โดยกลุ่มที่ใหญ่ที่สุดจะอยู่ที่ขอบของแผนภูมิ และกลุ่มเล็กๆ ค่อยๆ เคลื่อนเข้าหาศูนย์กลาง การจัดเรียงแบบขั้นบันไดนี้ทำให้สามารถประเมินความละเอียดของระบบภาพในระดับรายละเอียดต่างๆ ได้
การใช้งาน
ที่แผนภูมิทดสอบความละเอียดของ USAF ปี 1951ได้พบการประยุกต์ใช้อย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม มีการใช้เป็นประจำในการทดสอบและควบคุมคุณภาพของกล้องจุลทรรศน์ กล้อง เลนส์ เครื่องสแกนภาพ และอุปกรณ์เกี่ยวกับแสงอื่นๆ ความอเนกประสงค์ของมันขยายไปสู่สาขาที่หลากหลาย เช่น การบินและอวกาศ ดาราศาสตร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งความสามารถในการเก็บรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ถือเป็นสิ่งสำคัญ
แนวทางการใช้งาน
หากต้องการใช้แผนภูมิทดสอบความละเอียด USAF ปี 1951 แผนภูมิดังกล่าวจะถูกวางไว้ภายในขอบเขตการมองเห็นของระบบภาพที่กำลังทดสอบ ด้วยการปรับการตั้งค่าของระบบเพื่อให้ได้ภาพที่คมชัด ผู้ทดสอบสามารถระบุองค์ประกอบที่เล็กที่สุดในแผนภูมิที่สามารถมองเห็นได้อย่างแน่นอน ค่าเกณฑ์นี้บ่งบอกถึงกำลังการแยกส่วนของระบบ และสามารถวิเคราะห์เพิ่มเติมได้โดยใช้ตารางค้นหาหรือสูตรการคำนวณความละเอียดเชิงพื้นที่
ข้อดีและข้อจำกัด
ข้อได้เปรียบหลักของแผนภูมิอยู่ที่การทำให้เป็นมาตรฐาน ทำให้มั่นใจได้ว่าการวัดความละเอียดที่ดำเนินการกับระบบต่างๆ จะสามารถเปรียบเทียบได้อย่างถูกต้อง นอกจากนี้ การออกแบบที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพยังทำให้ใช้งานและตีความได้ง่ายอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ระบบออพติคัลสมัยใหม่บางระบบอาจต้องการเครื่องมือวิเคราะห์ที่ซับซ้อนมากกว่า ซึ่งนอกเหนือไปจากการจัดเรียงองค์ประกอบแยกกันของแผนภูมิ นอกจากนี้ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น แสงโดยรอบและการบิดเบือนของเลนส์ อาจทำให้เกิดความแปรปรวนในผลการทดสอบได้
ที่แผนภูมิทดสอบความละเอียดของ USAF ปี 1951ยังคงเป็นเครื่องมือสำคัญในการประเมินกำลังการแยกส่วนของระบบสร้างภาพด้วยแสง แม้จะมีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีออพติคัล แต่แนวทางที่เป็นมาตรฐานและการออกแบบที่ตรงไปตรงมายังคงทำให้เป็นมาตรฐานที่เชื่อถือได้และนำไปใช้อย่างกว้างขวาง เนื่องจากความต้องการการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูงขึ้นเติบโตขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ แผนภูมิทดสอบความละเอียด USAF ปี 1951 จะยังคงมีบทบาทสำคัญในการรับรองคุณภาพและประสิทธิภาพของระบบออพติคัลทั่วโลกอย่างไม่ต้องสงสัย
