ISO 9335:1995
(Main)Optics and photonics — Optical transfer function — Principles and procedures of measurement
Optics and photonics — Optical transfer function — Principles and procedures of measurement
Gives general guidance for the construction and use of equipment for measurement of the optical transfer function of imaging systems and general rules for equipment performance requirements. Specifies important factors that can influence the measurements. Does not contain instruments for interferometric tests.
Optique et photonique — Fonction de transfert optique — Principes et procédures de mesure
La présente Norme internationale fournit des lignes directrices concernant la construction et l'utilisation d'équipements pour mesurer la fonction de transfert optique (OTF) de systèmes de formation d'image. La présente Norme internationale spécifie les facteurs importants pouvant influencer la mesure de l'OTF, et donne des règles générales concernant les exigences de performance de l'équipement et les conditions d'environnement. Elle spécifie les précautions majeures à prendre pour assurer l'exactitude des mesures et indique les facteurs de correction à appliquer éventuellement aux données recueillies. Le type d'équipement de mesure de la fonction de transfert optique, décrit dans la présente Norme internationale, est limité à celui effectuant l'analyse de la répartition énergétique dans le plan de l'image du système optique soumis aux essais. Les instruments mettant en oeuvre un interféromètre sont exclus.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD
First edition
1995-12-01
Optics and Optical instruments - Optical
transfer function - Principles and
procedures of measurement
Op tique et ins trumen ts d ‘op tique - Fonction de transfert optique -
Principes et procedures de mesure
Reference number
ISO 9335: 1995(E)
ISO 9335: 1995(E)
Contents
Page
1 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Normative references . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
4 Measuring equipment and environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
5 Measurement procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 Corrections to measured data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
7 Presentation of OTF data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
8 Accuracy Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Annex
A Examples of the presentation of OTF data . . . . . . . . . . . . . . . . . . .*. 15
0 ISO 1995
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, including photocopying and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-121 1 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
0 ISO
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national Standards bodies (ISO member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Esch member body interested in a subject for
which a technical committee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take patt in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 9335 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 172, Optics and @ca/ insfruments, Subcommittee SC 1, Funds-
mental Standards.
Annex A of this International Standard is for information only.
. . .
Ill
0 ISO
Introduction
The Optical transfer function is an important aid to objective evaluation of
the image forming capability of Optical, electrooptical and photographic
Systems.
In Order that Optical transfer function measurements achieved using dif-
ferent measuring principles or obtained from measuring instruments in
different laboratories tan be compared it is necessary to ensure equiv-
alence of measurement Parameters such as focus setting and spatial fre-
quency range. For this reason, an agreed terminology has been defined in
Order that the measurement Parameters called upon in this International
Standard tan be understood by all users. This International Standard gives
guidance for the construction and Operation of equipment for Optical
transfer function measurement.
The specifications in this International Standard form the basic require-
ments of measurement instrumentation and procedures for guaranteeing
a defined accuracy of measurement of the Optical transfer function.
INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO
ISO 9335: 1995(E)
Optics and Optical instruments - Optical transfer
function - Principles and procedures of measurement
ISO 9336-2:1994, Optics and Optical instruments -
1 Scope
Optical transfer function - Applica tion - Part 2:
Lenses for Office copiers.
This International Standard gives general guidance for
the construction and use of equipment for measure-
ISO 9336-3:1994, Optics and Optical instruments -
ment of the Optical transfer function (OTF) of imaging
Optical transfer function - Application - Part 3:
Systems.
Telescopes.
This International Standard specifies important factors
that tan influence the measurement of the OTF, and
3 Definitions
gives general rules for equipment Performance re-
quirements and environmental controls.
For the purposes of this International Standard, the
lt specifies important precautions that should be taken definitions given in ISO 9334 apply.
to ensure accurate measurements and specifies cor-
rection factors to be applied to the collected data.
4 Measuring equipment and
The Optical transfer function measuring equipment
environment
described in this International Standard is restricted to
that which analyses the radiation distribution in the
4.1 General aspects
image plane of the Optical imaging System under test.
lt does not include interferometer-based instruments.
4.1.1 Measuring conditions
2 Normative references
Any measured OTF depends on the imaging state,
1-state, of the imaging System. Thus before making
The following Standards contain provisions which,
measurements, those Parameters which form the
through reference in this text, constitute provisions
1-state of the System shall be identified and the de-
of this International Standard. At the time of publica-
gree to which the 1-state depends on those par-
tion, the editions indicated were valid. All Standards
ameters determined. The complete set of Parameters
are subject to revision, and Parties to agreements
that form the 1-state shall be set to fixed values. The
based on this International Standard are encouraged
fixed values represent a particular 1-state and are
to investigate the possibility of applying the most re-
called the measuring conditions.
cent editions of the Standards indicated below.
Members of IEC and ISO maintain registers of cur-
4.1’.2 Accuracy of measurement
rently valid International Standards.
The measuring equipment, and the environment in
ISO 9334:1995, Optics and Optical instruments -
which it is used, shall allow the prescribed measuring
Optical transfer- function
- Definitions and math-
conditions to be set and maintained to a precision
ema tical rela tionships.
which is consistent with the required accuracy of
ISO 9336-1 :1994, Optics and Optical instruments - measurement. The accuracy of an OTF measurement
Optical transfer function - Applica tion - Part 7: may be considered as the combination of measure-
Interchangeable lenses for 35 mm still cameras. ment uncertainties arising from the many separate
Parameters in the 1-state. When a required accuracy
4.3 Measuring equipment
of OTF measurement is stated, it shall be apportioned
among the known contributing Parameters such that
4.3.1 Optical mounts
a tolerante tan be set for each Parameter of the
1-state. Thus an Overall requirement to an accuracy of
The basis of any measuring equipment shall be a
measurement of + 0,05 of the modulation transfer
sturdy Optical bench or plate to which mountings for
function (MTF) might require, amongst other factors,
the test target unit, test specimen, image analyser
a temperature stability of the measuring equipment
and other auxiliary units tan be attached and brought
of + 1 “C and focal plane setting to 5 + Pm. The
into Position with respect to each other to the re-
discission of instrumental and environmental settings
quired accuracy.
in the following subclauses relates to tolerantes ap-
portioned from the required OTF measurement accu-
Depending on the imaging Systems to be tested, dif-
racy in this manner.
ferent requirements tan arise regarding the linearity
of adjustments and/or the parallelism of equipment
4.2 Environment
slideways. Deviations from ideal linearity and
parallelism requirements shall not Cause a greater
The ambient conditions of the OTF equipment shall
Change of the measured MTF than 1/3 of the permit-
be kept sufficiently free from influences that tan lead
ted or specified measurement accuracy.
to climatic, mechanical or electromagnetic disturb-
ances. The measuring equipment and the atmosphere
4.3.2 Defocusing tolerante
in the measuring room shall be kept free from dust,
moisture and smoke. All Optical surfaces shall be
For photographic lenses, the defocusing effects
protected from the incidence of scratches and finger
caused by bench misalignment result in errors in the
prints.
measured MTF which increase with increasing spatial
frequency or with decreasing f-number and reduced
4.2.1 Temperature and humidity control
wavefront aberration. Table 1 gives the defocusing
tolerantes of a diffraction limited lens with circular
The temperature shall be kept constant within a
pupil and incoherent illumination that leads to a
stated tolerante and at a suitable value. Humidity shall
+ 0,05 MTF Change. The wavelength of the light is
-
also be kept within acceptable Iimits. Both tempera-
assumed to be 500 nm.
ture and humidity shall be recorded. Air turbulente
and stratification may affect the measurement and
shall be minimized by use of shielding.
Table 1 - Defocusing tolerantes
Values in micrometres
4.2.2 Vibration
Defocusing tolerante for spatial
frequency (mm- ‘)
Vibration shall be kept to a minimum and the use of
f -number
basement space is recommended if Vibration caused,
1 1 5 1 IO 1 20 1 50 1 100
for example, by machinery, cannot otherwise be
avoided. The degree of Vibration isolation for a given 45 9
4,5 23 110 0,5
measuring accuracy depends on the characteristics
62 12,5
lt4 6,3 3,2 lt4 W3
of the Vibration, the measuring method, and the spa-
2 89 18 9
4,7 28 IJ
tial frequency range. If the method consists of
180 36,5 18,8 3
4 93 4,6
measuring the line spread function, a suitable toler-
8 360 74 39 21,5 12 12,2
ante might be that the movement of the image on the
analyser caused by vibrations should not exceed, for
18 720 157 86 54 49
example, 1/20 of the width at half maximum intensity
NOTE - For a Change of 0,lO in MTF, defocusing tol-
of the test slit image.
erances are twice those shown in the table.
4.2.3 Electromagnetit disturbances
For some Systems, it tan be necessary to monitor 4.3.3 Provision of measuring scales
power supply vibrations and keep these to a tolerable
minimum. The influence of external electromagnetic The measuring equipment shall provide adequate
fields and the level of ambient light shall be reduced means for determining the positions of test target,
until they do not affect the measured OTF signifi- System or device under test (test specimen), image
analyser and auxiliary Systems. These include scales,
cantly.
spindies and dial gauges. Furthermore, means shall 4.4.1.3 Nominal infinite image conjugate
be provided to monitor, set or determine all other
Parameters that form the I-state of the specimen.
The same arrangement as described in 4.4.1.2
(figure3) shall be used with the image analyser and
4.4 System components
test target unit interchanged.
In the following subclauses, details are given con-
cerning the measuring arrangement and its basic el-
ements including the test target unit, test specimen,
image analyser and auxiliary imaging Systems.
4.4.1.4 Object and image at nominal infinite
conjugates
4.4.1 Optical benches
Several arrangements of the measuring equipment
For Systems which are tested with both the Object
are possible, but those in 4.4.1 .l to 4.4.1.4 are rec-
and image at infinite conjugates, arrangements similar
ommended.
to those shown in figure4 shall be used. When off-
axis measurements are to be made, the Object side
4.4.1.1 Object and image at finite conjugates
collimator with the test target unit should be rotated
by an angle o about an axis passing through the en-
For tests in which Object and image are at finite dis-
trance pupil and perpendicular to the reference axis
tances from the test specimen, the configurations
of the test specimen. The image side decollimator
shown in figure 1 or 2 shall be used. In these ar-
together with the image analyser shall be rotated by
rangements, two of the three basic units (test speci-
an angle O’ about an axis passing through the exit
men, test target limit and image analyser) are moved
pupil and perpendicular to the reference axis and shall
along slideways parallel to one another and perpen-
be refocused according to the test criteria.
dicular to the reference axis. Usually the test speci-
men is fixed and the other two units moved as shown
in the figures.
When electrooptic components such as image inten-
sifiers are to be tested, auxiliary imaging Systems are
4.4.2 Test target unit
used to produce an image of the test Pattern at the
input of the test specimen. The image at the output
of the test specimen is then relayed to the image
The test target unit shall consist of a Source of radi-
analyser. The corresponding arrangement is shown in
ation and a test
target.
figure 2.
4.4.1.2 Nominal infinite Object conjugate
4.4.2.1 Test target
For tests in which the Object conjugate is infinite (i.e.
the test target is at the principal focus of a collimator),
arrangements similar to that shown in figure3 shall
Depending on the characteristics of the test speci-
be used. When off-axis measurements are to be
men, several different types of test target may be
made, the collimator may be rotated by an angle CC)
used. Circular apertures, slits, edges, gratings and
about an axis passing through the entrance pupil of
self-luminous test targets such as incandescent wires
the test specimen and perpendicular to the reference
are commonly used. The spatial frequency spectrum
axis (see figure 3).
of the test target used for the OTF measurement shall
Alternatively, the collimator may be fixed and the test be known with an accu
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
Première édition
1995-l Z-OI
Optique et instruments d’optique -
Fonction de transfert optique - Principes
et procédures de mesure
Optics and optical instruments - Optical transfer function - Princip/es
and procedures of measurement
Numéro de référence
ISO 9335: 1995(F)
Sommaire
Page
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
‘l Domaine d’application
...................................................................
2 Références normatives
.......................................................................................
3 Définitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Équipement de mesure et environnement
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Procédures de mesure
.................... 13
6 Corrections à apporter aux résultats de mesure
...........................
7 Présentation des données relatives à I’OTF
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8 Vérifications concernant l’exactitude
Annexe
. . . . 17
A Exemples de présentation des données relatives à I’OTF
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
0 ISO
ISO 9335: 1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9335 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 172, Optique et instruments d’optique, sous-comité SC 1, Nor-
mes fondamen tales.
L’annexe A de la présen te Norme internationale est donnée uniquement
à titre d’information.
0 ISO
ISO 9335: 1995(F)
Introduction
Pour les systèmes optiques, électro-optiques ou photographiques, la
fonction de transfert optique permet d’évaluer objectivement leur aptitude
à former une image.
Pour que les mesures de fonction de transfert optique réalisées selon
différents principes de mesure, ou obtenues à l’aide d’instruments de
mesure dans différents la.boratoires, puissent être comparées, il est in-
dispensable qu’il y ait une équivalence des paramètres de mesure, tels
que le réglage de focalisation et l’intervalle de fréquence spatiale. De ce
fait, une terminologie convenue a été définie pour que les paramètres de
mesure, pris en compte dans la présente Norme internationale, soient
bien compris de tous les utilisateurs. La présente Norme internationale
donne des recommandations qui concernent la construction et le fonc-
tionnement de l’équipement destiné à la mesure de la fonction de trans-
fert optique.
Les spécifications indiquées dans la présente Norme internationale
constituent des exigences fondamentales relatives à l’instrumentation et
aux procédures de mesure, permettant de garantir une exactitude bien
définie de la mesure de la fonction de transfert optique.
IV
ISO 9335: 1995(F)
NORME INTERNATIONALE 0 KO
Fonction de
Optique et instruments d’optique -
transfert optique - Principes et procédures de mesure
ISO 9334:1995, Optique et instruments d’optique -
1 Domaine d’application
Fonction de transfert optique - Définitions et rela-
tions ma théma tiques.
La présente Norme internationale fournit des lignes
directrices concernant la construction et l’utilisation
ISO 9336-l : 1994, Optique et instruments d’optique
d’équipements pour mesurer la fonction de transfert
- Fonction de transfert optique - Application -
optique (OTF) de systèmes de formation d’image.
Partie 1: Objectifs interchangeables pour appareils
photographiques de 35 mm.
La présente Norme internationale spécifie les facteurs
importants pouvant influencer la mesure de I’OTF, et
ISO 9336-2:1994, Optique et instruments d’optique
donne des règles générales concernant les exigences
- Fonction de transfert optique - Application -
de performance de l’équipement et les conditions
Partie 2: Objectifs pour photocopieurs de bureau.
d’environnement.
Elle spécifie les précautions majeures à prendre pour ISO 9336-3:1994, Optique et instruments d’optique
assurer l’exactitude des mesures et indique les fac- - Fonction de transfert optique - Application -
Partie 3: Télescopes.
teurs de correction à appliquer éventuellement aux
données recueillies.
3 Définitions
Le type d’équipement de mesure de la fonction de
transfert optique, décrit dans la présente Norme
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
internationale, est limité à celui effectuant l’analyse
les définitions suivantes s’appliquent.
de la répartition énergétique dans le plan de l’image
du système optique soumis aux essais. Les instru-
ments mettant en œuvre un interféromètre sont ex-
4 Équipement de mesure et
clus.
environnement
4.1 Aspect général
2 Références normatives
4.1.1 Conditions de mesure
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti- Chaque fonction de transfert optique mesurée dé-
tuent des dispositions valables pour la présente pend de la ((fonction d’imagerie)) du système de for-
Norme internationale. Au moment de la publication, mation d’image. Ainsi, avant de procéder aux
mesures, on doit identifier les paramètres entrant
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
norme est sujette à révision et les parties prenantes dans la ((fonction d’imagerie» du système et déter-
des accords fondés sur la présente Norme internatio- miner dans quelle mesure la qualité de l’image dé-
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli- pend de ces paramètres. L’ensemble complet des
quer les éditions les plus récentes des normes paramètres qui forment la ((fonction d’imagerie)) doit
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO être réglé à des valeurs fixes. Ces valeurs représen-
possèdent le registre des Normes internationales en tent un état particulier de la ((fonction d’imagerie))
vigueur à un moment donné. appelé «conditions de mesure)).
0 KO
ISO 9335: 1995(F)
4.1.2 Exactitude de mesure caractéristiques de la vibration, de la méthode de
mesure, de l’intervalle de fréquence spatiale et de fa-
L’équipement de mesure et l’environnement dans le- çon générale des paramètres de la ((fonction d’ima-
quel il est utilisé doivent permettre de fixer les condi- gerie)) du système optique mesuré. Si la méthode
tions de mesure prescrites et de conserver une consiste à mesurer la répartition des éclairements
exactitude répondant à l’exactitude de mesure re-
dans l’image d’une fente, une tolérance admissible
quise. L’exactitude d’une mesure de fonction de
peut être que le mouvement de l’image sur I’analy-
transfert optique peut être considérée comme une seur, causé par des vibrations, ne dépasse pas, par
combinaison des incertitudes de mesure dues aux exemple, 1/20 de la largeur à mi-hauteur de l’image
nombreux paramètres individuels impliqués dans la de la fente.
((fonction d’imagerie». Lorsqu’une exactitude donnée
de mesure de I’OTF est stipulée, celle-ci doit être ré-
4.2.3 Perturbations électromagnétiques
partie entre les paramètres connus contribuant à la
mesure, de manière qu’une tolérance puisse être
Dans le cas de certains systèmes, il peut être néces-
fixée pour chacun des paramètres de la ((fonction
saire de surveiller les variations de la tension d’ali-
d’imagerie)). C’est pourquoi l’exigence d’une exacti-
mentation et de maintenir celles-ci à un minimum
tude de mesure globale de + - 0,05 de la fonction de
acceptable. L’influence de champs électroma-
transfert de modulation (MTF) peut nécessiter, parmi
gnétiques externes et le niveau de lumière ambiante
d’autres facteurs, une stabilité de température de
doivent être réduits jusqu’à ce que la fonction de
l’équipement de mesure de + 1 “C et un réglage du
transfert optique mesurée ne soit plus affectée de
plan focal de + 5 prn. L’examen des données se rap-
façon significative.
portant à l’instrumentation et à l’environnement, dans
les paragraphes suivants, se réfère aux tolérances ré-
4.3 Équipement de mesure
parties de cette manière concernant l’exactitude re-
quise de mesure de la fonction de transfert optique.
4.3.1 Montage optique
4.2 Environnement
Le support de tout équipement de mesure doit être
constitué par un robuste banc d’optique ou un marbre
Les conditions ambiantes de l’équipement de mesure
sur lesquels peuvent être fixés le bloc source, le sys-
de I’OTF doivent être suffisamment protégées des
tème mesuré, l’analyseur d’image et d’autres acces-
influences pouvant conduire à des perturbations cli-
soires, ces unités pouvant être positionnées les unes
matiques, mécaniques ou électromagnétiques.
par rapport aux autres avec la précision requise.
L’équipement de mesure et l’atmosphère de la salle
de mesure doivent être exempts de poussières, Selon les systèmes essayés, les exigences à satis-
d’humidité et de fumées. Toutes les surfaces opti- faire en matière d’alignement et/ou de parallélisme
des plans correspondants pourront varier. Les écarts
ques doivent être préservées d’empreintes de doigts
ou de manipulations susceptibles de les rayer. par rapport à ces exigences d’alignement et/ou de
parallélisme ne doivent pas provoquer une modifica-
tion de la MTF mesurée supérieure à 1/3 de la préci-
4.2.1 Contrôle de la température et de l’humidité
sion de mesure spécifiée ou admissible.
La température doit être maintenue constante, dans
des tolérances spécifiques, et fixée à une valeur
4.3.2 Tolérance de défocalisation
convenable. L’humidité doit être également mainte-
nue dans des limites acceptables. La température et En ce qui concerne, par exemple, la plupart des ob-
l’humidité doivent toutes deux être notées. Toute
jectifs photographiques, les effets de défocalisation
turbulence ou stratification de l’atmosphère pouvant causés par un défaut d’alignement du banc se tradui-
affecter les mesures doit être réduite au minimum par sent, en général, sur la MTF mesurée, par une erreur
l’interposition d’écrans. qui croît lorsque la fréquence spatiale augmente ou
lorsque le nombre d’ouverture f diminue et que
l’aberration de la surface d’onde est réduite. Le ta-
4.2.2 Vibrations
bleau 1 donne, pour une lentille à pupille circulaire, en
Toute vibration doit être réduite au minimum et il est éclairage incohérent et uniquement limitée par la dif-
recommandé d’implanter l’équipement de mesure fraction, les tolérances de défocalisation qui entraî-
nent une variation de k 0,05 de la MTF. Ces
dans un local en sous-sol si des vibrations, causées
défocalisations sont indiquées en fonction du nombre
par exemple par des machines, ne peuvent être évi-
d’ouverture et de la fréquence spatiale, et la longueur
tées autrement. Le degré d’isolement des vibrations,
d’onde utilisée est supposée égale à 500 nm.
pour une exactitude de mesure donnée, dépend des
0 ISO
mire-objet et analyseur d’image) sont déplacées sur
des glissières parallèles entre elles et perpendiculai-
Tolérances de défocalisation
Tableau 1 -
Valeurs en micromètres
res à l’axe de référence. Habituellement, l’échantillon
pour essai est fixe et les deux autres unités sont dé-
Tolérance de défocalisation pour une
placées comme montré sur les figures 1 et 2.
Nombre f
fréquence spatiale (en mm- ‘)
d’ouver-
Quand des composants électro-optiques, tels que des
ture 1 1 5 1 10 1 20 1 50 1 100
amplificateurs de luminance doivent être essayés, on
a
utilise des systèmes d’imagerie auxiliaires pour for-
1 45 9 2,3 1,0
4,5 Of5
mer une image de la mire-objet à l’entrée de I’échan-
62 12,5 3,2 1,4
1,4 63 0,8
tillon pour essai. L’image à la sortie de l’échantillon
2 89 18 9 4,7 2,0
Ll
pour essai est alors reprise par l’analyseur d’image.
4 180 36,5 18,8 9,8 4,6 3 La disposition correspondante est montrée sur la fi-
gure 2.
39 21,5 12 12,2
8 360 74
86 54 49
18 720 157 468
4.4.1.2 Plan objet à l’infini
NOTE - Pour un changement de 0,lO de MTF, les to-
Dans le cas où le plan objet est à l’infini (c’est-à-dire
lérances de défocalisation sont deux fois celles indiquées
sur le tableau. lorsque la mire-objet est au foyer principal d’un
collimateur), on doit utiliser des dispositions similaires
à celles montrées sur la figure3. Quand on veut faire
4.3.3 Moyens de mesure à prévoir
des mesures hors de l’axe, le collimateur peut subir
L’équipement de mesure doit posséder des moyens une rotation d’un angle o autour d’un axe passant à
travers la pupille d’entrée de l’échantillon pour essai
adéquats de détermination des positions relatives des
différents éléments de l’équipement de mesure: et perpendiculaire à l’axe de référence (voir figure3).
mire-objetlimage, système ou dispositif en essai, dis-
On peut aussi immobiliser le collimateur et faire tour-
positif d’analyse d’image et dispositifs auxiliaires.
ner l’ensemble formé par l’échantillon en essai et
Ceux-ci peuvent être des règles divisées, cercles gra-
l’analyseur d’image autour de la pupille d’entrée. Dans
dués et comparateurs. De plus, tous les autres para-
ce cas, le support de l’échantillon pour essai et les
mètres qui affectent kétat d’imagerie)) du dispositif
glissières de l’analyseur d’image doivent être par-
ou du système en essai doivent être correctement
faitement solidaires et fixés sur un plateau tournant
contrôlés, choisis ou détermin
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
Première édition
1995-l Z-OI
Optique et instruments d’optique -
Fonction de transfert optique - Principes
et procédures de mesure
Optics and optical instruments - Optical transfer function - Princip/es
and procedures of measurement
Numéro de référence
ISO 9335: 1995(F)
Sommaire
Page
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
‘l Domaine d’application
...................................................................
2 Références normatives
.......................................................................................
3 Définitions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Équipement de mesure et environnement
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Procédures de mesure
.................... 13
6 Corrections à apporter aux résultats de mesure
...........................
7 Présentation des données relatives à I’OTF
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
8 Vérifications concernant l’exactitude
Annexe
. . . . 17
A Exemples de présentation des données relatives à I’OTF
0 ISO 1995
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
0 ISO
ISO 9335: 1995(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9335 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 172, Optique et instruments d’optique, sous-comité SC 1, Nor-
mes fondamen tales.
L’annexe A de la présen te Norme internationale est donnée uniquement
à titre d’information.
0 ISO
ISO 9335: 1995(F)
Introduction
Pour les systèmes optiques, électro-optiques ou photographiques, la
fonction de transfert optique permet d’évaluer objectivement leur aptitude
à former une image.
Pour que les mesures de fonction de transfert optique réalisées selon
différents principes de mesure, ou obtenues à l’aide d’instruments de
mesure dans différents la.boratoires, puissent être comparées, il est in-
dispensable qu’il y ait une équivalence des paramètres de mesure, tels
que le réglage de focalisation et l’intervalle de fréquence spatiale. De ce
fait, une terminologie convenue a été définie pour que les paramètres de
mesure, pris en compte dans la présente Norme internationale, soient
bien compris de tous les utilisateurs. La présente Norme internationale
donne des recommandations qui concernent la construction et le fonc-
tionnement de l’équipement destiné à la mesure de la fonction de trans-
fert optique.
Les spécifications indiquées dans la présente Norme internationale
constituent des exigences fondamentales relatives à l’instrumentation et
aux procédures de mesure, permettant de garantir une exactitude bien
définie de la mesure de la fonction de transfert optique.
IV
ISO 9335: 1995(F)
NORME INTERNATIONALE 0 KO
Fonction de
Optique et instruments d’optique -
transfert optique - Principes et procédures de mesure
ISO 9334:1995, Optique et instruments d’optique -
1 Domaine d’application
Fonction de transfert optique - Définitions et rela-
tions ma théma tiques.
La présente Norme internationale fournit des lignes
directrices concernant la construction et l’utilisation
ISO 9336-l : 1994, Optique et instruments d’optique
d’équipements pour mesurer la fonction de transfert
- Fonction de transfert optique - Application -
optique (OTF) de systèmes de formation d’image.
Partie 1: Objectifs interchangeables pour appareils
photographiques de 35 mm.
La présente Norme internationale spécifie les facteurs
importants pouvant influencer la mesure de I’OTF, et
ISO 9336-2:1994, Optique et instruments d’optique
donne des règles générales concernant les exigences
- Fonction de transfert optique - Application -
de performance de l’équipement et les conditions
Partie 2: Objectifs pour photocopieurs de bureau.
d’environnement.
Elle spécifie les précautions majeures à prendre pour ISO 9336-3:1994, Optique et instruments d’optique
assurer l’exactitude des mesures et indique les fac- - Fonction de transfert optique - Application -
Partie 3: Télescopes.
teurs de correction à appliquer éventuellement aux
données recueillies.
3 Définitions
Le type d’équipement de mesure de la fonction de
transfert optique, décrit dans la présente Norme
Pour les besoins de la présente Norme internationale,
internationale, est limité à celui effectuant l’analyse
les définitions suivantes s’appliquent.
de la répartition énergétique dans le plan de l’image
du système optique soumis aux essais. Les instru-
ments mettant en œuvre un interféromètre sont ex-
4 Équipement de mesure et
clus.
environnement
4.1 Aspect général
2 Références normatives
4.1.1 Conditions de mesure
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti- Chaque fonction de transfert optique mesurée dé-
tuent des dispositions valables pour la présente pend de la ((fonction d’imagerie)) du système de for-
Norme internationale. Au moment de la publication, mation d’image. Ainsi, avant de procéder aux
mesures, on doit identifier les paramètres entrant
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute
norme est sujette à révision et les parties prenantes dans la ((fonction d’imagerie» du système et déter-
des accords fondés sur la présente Norme internatio- miner dans quelle mesure la qualité de l’image dé-
nale sont invitées à rechercher la possibilité d’appli- pend de ces paramètres. L’ensemble complet des
quer les éditions les plus récentes des normes paramètres qui forment la ((fonction d’imagerie)) doit
indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de I’ISO être réglé à des valeurs fixes. Ces valeurs représen-
possèdent le registre des Normes internationales en tent un état particulier de la ((fonction d’imagerie))
vigueur à un moment donné. appelé «conditions de mesure)).
0 KO
ISO 9335: 1995(F)
4.1.2 Exactitude de mesure caractéristiques de la vibration, de la méthode de
mesure, de l’intervalle de fréquence spatiale et de fa-
L’équipement de mesure et l’environnement dans le- çon générale des paramètres de la ((fonction d’ima-
quel il est utilisé doivent permettre de fixer les condi- gerie)) du système optique mesuré. Si la méthode
tions de mesure prescrites et de conserver une consiste à mesurer la répartition des éclairements
exactitude répondant à l’exactitude de mesure re-
dans l’image d’une fente, une tolérance admissible
quise. L’exactitude d’une mesure de fonction de
peut être que le mouvement de l’image sur I’analy-
transfert optique peut être considérée comme une seur, causé par des vibrations, ne dépasse pas, par
combinaison des incertitudes de mesure dues aux exemple, 1/20 de la largeur à mi-hauteur de l’image
nombreux paramètres individuels impliqués dans la de la fente.
((fonction d’imagerie». Lorsqu’une exactitude donnée
de mesure de I’OTF est stipulée, celle-ci doit être ré-
4.2.3 Perturbations électromagnétiques
partie entre les paramètres connus contribuant à la
mesure, de manière qu’une tolérance puisse être
Dans le cas de certains systèmes, il peut être néces-
fixée pour chacun des paramètres de la ((fonction
saire de surveiller les variations de la tension d’ali-
d’imagerie)). C’est pourquoi l’exigence d’une exacti-
mentation et de maintenir celles-ci à un minimum
tude de mesure globale de + - 0,05 de la fonction de
acceptable. L’influence de champs électroma-
transfert de modulation (MTF) peut nécessiter, parmi
gnétiques externes et le niveau de lumière ambiante
d’autres facteurs, une stabilité de température de
doivent être réduits jusqu’à ce que la fonction de
l’équipement de mesure de + 1 “C et un réglage du
transfert optique mesurée ne soit plus affectée de
plan focal de + 5 prn. L’examen des données se rap-
façon significative.
portant à l’instrumentation et à l’environnement, dans
les paragraphes suivants, se réfère aux tolérances ré-
4.3 Équipement de mesure
parties de cette manière concernant l’exactitude re-
quise de mesure de la fonction de transfert optique.
4.3.1 Montage optique
4.2 Environnement
Le support de tout équipement de mesure doit être
constitué par un robuste banc d’optique ou un marbre
Les conditions ambiantes de l’équipement de mesure
sur lesquels peuvent être fixés le bloc source, le sys-
de I’OTF doivent être suffisamment protégées des
tème mesuré, l’analyseur d’image et d’autres acces-
influences pouvant conduire à des perturbations cli-
soires, ces unités pouvant être positionnées les unes
matiques, mécaniques ou électromagnétiques.
par rapport aux autres avec la précision requise.
L’équipement de mesure et l’atmosphère de la salle
de mesure doivent être exempts de poussières, Selon les systèmes essayés, les exigences à satis-
d’humidité et de fumées. Toutes les surfaces opti- faire en matière d’alignement et/ou de parallélisme
des plans correspondants pourront varier. Les écarts
ques doivent être préservées d’empreintes de doigts
ou de manipulations susceptibles de les rayer. par rapport à ces exigences d’alignement et/ou de
parallélisme ne doivent pas provoquer une modifica-
tion de la MTF mesurée supérieure à 1/3 de la préci-
4.2.1 Contrôle de la température et de l’humidité
sion de mesure spécifiée ou admissible.
La température doit être maintenue constante, dans
des tolérances spécifiques, et fixée à une valeur
4.3.2 Tolérance de défocalisation
convenable. L’humidité doit être également mainte-
nue dans des limites acceptables. La température et En ce qui concerne, par exemple, la plupart des ob-
l’humidité doivent toutes deux être notées. Toute
jectifs photographiques, les effets de défocalisation
turbulence ou stratification de l’atmosphère pouvant causés par un défaut d’alignement du banc se tradui-
affecter les mesures doit être réduite au minimum par sent, en général, sur la MTF mesurée, par une erreur
l’interposition d’écrans. qui croît lorsque la fréquence spatiale augmente ou
lorsque le nombre d’ouverture f diminue et que
l’aberration de la surface d’onde est réduite. Le ta-
4.2.2 Vibrations
bleau 1 donne, pour une lentille à pupille circulaire, en
Toute vibration doit être réduite au minimum et il est éclairage incohérent et uniquement limitée par la dif-
recommandé d’implanter l’équipement de mesure fraction, les tolérances de défocalisation qui entraî-
nent une variation de k 0,05 de la MTF. Ces
dans un local en sous-sol si des vibrations, causées
défocalisations sont indiquées en fonction du nombre
par exemple par des machines, ne peuvent être évi-
d’ouverture et de la fréquence spatiale, et la longueur
tées autrement. Le degré d’isolement des vibrations,
d’onde utilisée est supposée égale à 500 nm.
pour une exactitude de mesure donnée, dépend des
0 ISO
mire-objet et analyseur d’image) sont déplacées sur
des glissières parallèles entre elles et perpendiculai-
Tolérances de défocalisation
Tableau 1 -
Valeurs en micromètres
res à l’axe de référence. Habituellement, l’échantillon
pour essai est fixe et les deux autres unités sont dé-
Tolérance de défocalisation pour une
placées comme montré sur les figures 1 et 2.
Nombre f
fréquence spatiale (en mm- ‘)
d’ouver-
Quand des composants électro-optiques, tels que des
ture 1 1 5 1 10 1 20 1 50 1 100
amplificateurs de luminance doivent être essayés, on
a
utilise des systèmes d’imagerie auxiliaires pour for-
1 45 9 2,3 1,0
4,5 Of5
mer une image de la mire-objet à l’entrée de I’échan-
62 12,5 3,2 1,4
1,4 63 0,8
tillon pour essai. L’image à la sortie de l’échantillon
2 89 18 9 4,7 2,0
Ll
pour essai est alors reprise par l’analyseur d’image.
4 180 36,5 18,8 9,8 4,6 3 La disposition correspondante est montrée sur la fi-
gure 2.
39 21,5 12 12,2
8 360 74
86 54 49
18 720 157 468
4.4.1.2 Plan objet à l’infini
NOTE - Pour un changement de 0,lO de MTF, les to-
Dans le cas où le plan objet est à l’infini (c’est-à-dire
lérances de défocalisation sont deux fois celles indiquées
sur le tableau. lorsque la mire-objet est au foyer principal d’un
collimateur), on doit utiliser des dispositions similaires
à celles montrées sur la figure3. Quand on veut faire
4.3.3 Moyens de mesure à prévoir
des mesures hors de l’axe, le collimateur peut subir
L’équipement de mesure doit posséder des moyens une rotation d’un angle o autour d’un axe passant à
travers la pupille d’entrée de l’échantillon pour essai
adéquats de détermination des positions relatives des
différents éléments de l’équipement de mesure: et perpendiculaire à l’axe de référence (voir figure3).
mire-objetlimage, système ou dispositif en essai, dis-
On peut aussi immobiliser le collimateur et faire tour-
positif d’analyse d’image et dispositifs auxiliaires.
ner l’ensemble formé par l’échantillon en essai et
Ceux-ci peuvent être des règles divisées, cercles gra-
l’analyseur d’image autour de la pupille d’entrée. Dans
dués et comparateurs. De plus, tous les autres para-
ce cas, le support de l’échantillon pour essai et les
mètres qui affectent kétat d’imagerie)) du dispositif
glissières de l’analyseur d’image doivent être par-
ou du système en essai doivent être correctement
faitement solidaires et fixés sur un plateau tournant
contrôlés, choisis ou détermin
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.