Játékos Balázs Ötödéves mérnök-fizikus Témavezető: dr. Erdei Gábor,

Az előadások a következő témára: "Játékos Balázs Ötödéves mérnök-fizikus Témavezető: dr. Erdei Gábor,"— Előadás másolata:

1 Mérőrendszer tervezése okulárral rendelkező rendszerek képminőségének vizsgálatára
Játékos Balázs Ötödéves mérnök-fizikus Témavezető: dr. Erdei Gábor, BME, Atomfizika Tanszék Külső konzulens: Kautny Szabolcs, Optimal Optik kft.

2 Mérési probléma Feladat Probléma
Nagy látómezejű, okulárral rendelkező műszerek képminőség ellenőrzése Probléma Belépő pupilla elfordulása Szem saját hibái

3 Az emberi szem Felbontás Látószög Dinamikai tartomány Pupilla átmérő
a=0,5’-2’ (Rayleigh kritérium szerint) Dinamikai tartomány 4 nagyságrend min. 3*10-2 cd/m2 Pupilla átmérő 2-8 mm Látószög

4 A mérőrendszer blokkvázlata

5 A mérőrendszer specifikációja
Objektív Leképezés: szemhez hasonló MTF, vagy jobb Látószög: +/- 2 fok Tárgytávolság: mm Kamera Mintavételezés: szemmel egyenértékű (kb. 2-3 pixel/’ ), vagy jobb Érzékenysége: min. 3*10-2 cd/m2 Interfész: Gyors (USB, FireWire), könnyen integrálható Mechanika Mozgástartomány: min. szemüveg terminál képmérete (34 fok átlósan) Mozgás felbontása: min. 0,1 fok nagyságrendű

6 Detektor kiválasztása
Sony ICX204AL 5,80x4,92 mm-es chip méret 1034x779 effektív pixelszám 4,65x4,65 mm-es cella méret Vezérlés 1/6000s–tól 60 s-ig állítható záridő. 27dB 0,035 dB felbontásban állítható erősítés FireWire csatlakozás

7 Szem modell, a specifikáció bővítése
Eredmények Szem 3mm pupillánál a legjobb felbontás 3,2-4 receptor/folt Objektív 48mm fókusztávolság MTF Liou és Brennan Kiegészítés Retina alakja Abbe-számok 5 fokos tárgyszög

8 Objektív tervezés Akromát NT 32-317 Akromát és meniszkusz
2db NT akromát

9 Petzvál-objektív jellemzői
Fókusz tartomány Képalkotás 500 mm végtelen Mélységélesség 0,02 mm Fókusz tartomány 5,7 mm

10 Foglalat terv

11 Képsík dőlés adjusztálása
Egyszerűen integrálható Rugalmas kontaktus a támasztó kerettel Nagy szögre hézagolás

12 Tűrésanalízis Eredmények Felület száma 1 2 3 4 5 6 egység
Törő felület sugara mm Középvastagság 0,2 Légköz Dőlés - 0,08 fok Törésmutató 0,001 Alakhiba gyűrű Abbe-szám 0,5 % Komponens dőlés 0,035 0,29 Tárgytávolság 500mm végtelen Névleges RMS OPD 0,04562 0,03926 Becsült változás 0,01329 0,01428 Becsült RMS OPD 0,05891 0,05354

13 Mechanikai koncepció Mozgás két tengely mentén
Alkatrész nem lehet a pupilla előtt Holtjáték mentes pozícionálás Forgáspont az objektív belsejében Két független mozgási probléma megoldása

14 X-kar Szempontok Kamera elhelyezése Lineáris mozgás elhelyezése
Objektív rögzítése Pozícionálhatóság

15 Fókuszálás Optikai asztal Lineáris léptetőmotor Állítható feszesség
+/-6,5 mm mozgástartomány 50x50 mm lap Lineáris léptetőmotor Lineáris mozgás egy egységben Finommenetes orsó (kb. 0,005 mm felbontás)

16 Finom állítás Objektív tengelye Képsík dőlés Önzárás
+/-3,4 fok max dőlés Képsík dőlés Erőátvitel az asztalra Korábbi elképzelés integrálása

17 Pozícionálás Holtjáték mentes hajtás Nagy áttétel
Gravitációs nyomaték csökkentése

18 X-kar

19 Y-kar Szempontok Hely a belső karnak Szabad mozgás biztosítása
Áttétel azonossága

20 Dinamikai modell Közelítések
Tömeg és tehetetlenségi nyomaték meghatározása a CAD modell alapján Kis intervallumú mozgások Három mozgás független Sebességfüggő lineáris motor nyomaték

21 Dinamikai egyenletek Alapegyenlet: Kezdeti feltétel:
Karakterisztikus idő: Tartóerő 23,21 N Szükséges induló erő 23,25 Szükséges induló meredekség 3,69*10-5 Ns/lépés Tartó nyomaték 2,42*10-2 Nm Szükséges induló nyomaték 2,69*10-2 Szükséges induló meredekség 1,67*10-3 Nms/lépés

22 Köszönöm a figyelmet!