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医用内窥镜硬性内窥镜第1部分:光学性能及测试方法

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医用内窥镜硬性内窥镜第1部分:光学性能及测试方法

  • 分类:图像质量知识
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  • 发布时间:2021-01-22 18:06
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医用内窥镜硬性内窥镜第1部分:光学性能及测试方法

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医用内窥镜硬性内窥镜
第1部分:光学性能及测试方法

Medical Endoscopes—Rigid Endoscope—

Part 1 .Optical properties and test methods

YY 0068(医用内窟镜 硬性内镜>分为4个部分,

——第1部分:光学性能及测试方法,

——第2部分:机械性能及测试方法;

—第3部分:标签和86附安料,

        第4部分:基本要求.

本部分为YY 0068的第1部分.

本部分非等效采用国际标准此8600~1:2005《光学和光电技术 医用内瓶镜和内治疗设备 第1部 分:通用要求>(英文版)JSO 8600-3,1997<光学和光学仪器 医用内疯镜和内窟镜附件 第3部分, 光学内瓶镜视场和视向的测定〉(英文版)、ISO 8600-5:2005<光学和光电技术医用内宴镜和内治疗设 各 第5部分:硬性光学内岌镜光学分辨力的测定〉(英文版)及ISO8600-6:2005<光学和光电技术 医 用内JK镜和内洽疗设备 第6部分:术语〉(英文版).

本部分与上述ISO 8600国际标准中各部分的差异如下:

——按本标准所述硬性内赢镜特点进行标准部分的划分,

——补充了人at视场角、出at视场角、显色性、硬性光学镜和硬性光学现察镜、视轴、边缘光效、形状 参数、朗伯体光效、照明镜体光效、成像健体光效、综合光效、单位相对■(变、星色指数的定义,

——拆分了视场的定义;

―改了最大视场高度的定义,

—修正了角分辨力的定叉,

—补充了有效景深、视场质量、色差分辨能力和色还原性、照明、综合光效、光能传递效率和单位 相对崎变的要求及试验方法;

—修改了角分辨力的试验方法。

本部分代善YY 0068-1992(医用硬管内巍镜通用技术条件,中4.4,4.5要求及相应的试验方法, 自本部分实施之日起,丫丫 0068-1992中被替代的条款同时废止.

本部分与GB 11244-2005配套使用,有关要求是对GB 112U-2OO5中相关要求的补充.

本部分第5章中的条款为推荐性条款,能达到同样目的的其他方携也可旅行.

本部分的附录A、附录B、附录C、附录D和附录E是规范性时彖.附录F是责料性附录.

本部分由全国医用光学仪卷标准化分技术委员会(SAC/TC 103/SC 1)提出并归口.

本部分起草单位,国家食品药品监督管理局杭州医疗器镜质量监督检疆中心・

本部分主要起草人:贾晓航、何涛、赧青来、文燕、毛欣欣、齐伟明、陆晓春、马莉.

YY 0068.1—2008

本部分是设立在“医用内疆挽 硬性内癌愉”通用标JK下的一个专用标准,第1次出版.在本部分 中首次将硬性内疆镜光学性能要求及测试方法集中于一体,方便使用和以后的修订.

制定本部分出于两个目的:建立保障内哀镜产品临床安全、有效应用的基本要求,使之与当前对诙 产品的安全性有效性认识同步;以本部分为起点,逐步完善在医用内巍镜标题构架下的标准体系.

1«着内痛镜下微创手术的日益普及,对内痛镜产品临床应用的安全性和有效性的认识也在逐步发 展和深化.基于安全考虑,产品的性能指标尤其是光学性能直接或间接地涉及患者的安全,没有理由不 予重祝.现有的国家标准、行业标准,以及】so标准进展过慢,相关标准还未成体系.因此,建立适用 于产品安全、有效性评估的标准,健全适合于产品发展所需要的标准体系很有必要.

本部分在两盖了 ISO860M光学和光电技术医用内窟镜和内治疗设备>系列标准的所有光学要 求的基础上,补充了色羞分排能力、边缘光效、景深、畤变等多项内容.所做的补充主要基于如下考虑:

硬性内床应用于无创或徽创诊查、辅助治疗或非开放性腔内手术.这种医疗的环境远比开 放医疗条件复杂,危险程度高,治疔或手术不慎后果严重.ISO 8600系列国际标准仅涉及内点镜视场、 祝向和分辨力的基本光学特征,仅这些指标要求是不够的.比如:人体胶内组织顿色接近、变化细微,如 果内瘟镜的色差分辨能力不足够好,误诊或手术错误的风险就极大.内岌僚的色差分辨能力和色还原 水平显得很重要;人体舵内周边组织环境复杂,对于大视场的内MK镜系统而言,多次余弦效应会使像方 视场边缘光亮降低,再考虑到视场中心的光反射,易发生脱内边缘组织信息无法获悉,或者视场中心光 亮馆和失去医疗中心区域视觉的情况,内窥镜自体边缘光效的控制不能忽视;人体脱内组织结构特异、 临床有些部位梯度变化大,景深的指标也是有意义的.关于崎变方面:内窟镜下的操作无体视感觉,依 赖经验.人体脱内形状类同、方位识别困难,边缘过大变形易导致方位混消、视觉错误,丢失经验,途察 成手术可能失去把握.过大变形也可能产生心理影响,引起烦煤成失去耐心.提出变的要求也是需 要的.

本部分的编制也充分考虑了 YY 0068-1992(医用硬管内窟僮通用技术条件)标准中适用的内容, 对YY 0068-1992中的光学要求根据适用性原则作了保留或对其修改、修正后廷用,% YY 0068- 1992中4.4表2中序号5的黑度要求改用光能传递效率表示.

本部分的一个显著特点是对内来镜的光学性能指标提出了明示要求,以体现安全、有效性的明示跟 则,这也是本标准最基本的目的.考虑到硬性内级镜型式功能各异,国内产业水平现状,在本部分中规 定所有要求的置值限并不合适.然而,制造商有义务和责任在随附资矜中向用户明示这些指标的实际 值或控制量及意义.

当然,从内窟镜喉疗安全和有效的目的出发,更全面的要求是需要的.在超温的控制方面,这部分 要求巳由GB 9706.19标准所规定,其他方面例如像质MTF的要求尚在考虑中.

本部分的宗旨是为了医疗耕械的安全性有效性,但不仅仅如此,希望本部分的实藤能对促进本行业 的水平提吉有所皆助.

YY 0068.1—2008

医用内窥镜硬性内塞镜
第1部分:光学性能及测试方法

1

YY 0068的本部分规定了硬性内宾镜的光学性能要求、试II方法.

本部分适用于医疗目的的硬性内巍镜.

2       MStt引用文件

下列文件中的条款通过YY 0068的本部分的引用而成为本部分的条款.凡是注日期的引用文件, 其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议 的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分.

GB/T 5702光源显色性评价方法

GB 10810 Rtttt 片

GB 11244-2005阪用内窟镜及附件通用要求

JB/T 7403—1994 光照度计

JB/T 9328-1999 分辨力板

ISO 10526,1999 CIE S 005用于色度测量的CIE标推黑明体

CIE 13.3-1995光源显色性的测定方法

CIE 02004色度学

3术语和定义

下列术语和定义适用于YY 0068的本部分.

3.1

内 Ft endoMope

通过自然孔道或者为医疗目的而创建的外科切口进入人体腕内,拥有戏腐手段的医疗4IM.

3.2

暧性内■僚 rifid endoecope

内窟镜进入人体部分无法IK着自然孔道或者创建的外科切口或者其他器械通道弯曲的内MK镣.

3.3

■性光学内rifM optical endoscope

光学僚

一个含有传40(明光路和光学成像系统的硬性内疆僚,外部履明光可由JH明光踣带入人体体腔,人 体佐度可通过咸像系统在外部成像或直接目视观察.

3.4

暧性光学旋容内 Mitt rigid optical observation endownpe

光学g僮

成似系统含有目镜的光学馆,可通过目傥直接目视观察・

见图1中的1.

YY 0068.1—2008

img1

 

1—       充学・

2—       ■体主■,

3        末・,

4—

P—的,考平面Pl

s—a d为半程的参考球bs,

z—介于球面s和平面p间的球hi z        »

O—WZ的球心.

s 1 内 attxf^asafl

3.5

末.distal

内点僚上相对于使用者的距K比其他参考点远的位置. 见图1中的3.

3.6

工作长度working kagtk

L

光学fit插入人体部分的最大长度.

3.7

完学工作麾 working distance

d

被体和光学镣末靖之同的座*.

如图1所示.

3.8

ttS field of view

通过光学镜说家到的物体禅场尺度.

3.9

.大4Ui 宙度 aaximam image height

在平面裸幼上以裸场中心为■心能在视场周边最远处坷I■的半径.对于I■裸场是■的半程.

YY 0068.1—2008

3.10

顶点ttSU vertex field angle

w

物体为光学伎末靖中心的连线与视辅的夹角的绝对值(如图1所示),用9(度成度表示. 注,当光学,笈定为源•体接供时,裸场角不适用.

3.11

■大ASA ・ax vertex field angle

W

IK点携场角的最大值.光学fit末靖中心对,方最大携场高度的张角.

3.12

入■初9 角 oMcct papil fidd angle

•>

物体别光学僚成似系统人■中心的主光就与视轴的夹角的绝对值,用]K度或度表示.

3.13

■大入■槌场角 bmui oMect papil Rdd angle

W,

入■槐场角的♦大值.光学僚成像系毓入・中心对物方最大携场高度的张角.

3.14

出■槌埼务 image papH fleM angle

%

光学僮成像系统出■中心的主光线与光物的夹角的绝对值,用强度或度表示・

3.15

■大出■thill max image pnpH field angle

W;

出,携场角的最大值.

3.16

axb «f view

光学ttAtt中心与物方视场中心的连线.

见图1中的4.

3.17

槌向角 directitni ot view

e

光学镜的祀物对光学伎僮体主勒所构成的夹角,单位为度《•).

MS1.

3.18

角分 1* 力 angalar remlation

r.W)

光学僮的入■中心对绘定的光学工作距处的最小可辨等距条纹竟的槌限分舞角的倒数,以周/度 [C/(•刀表示.计算公式见式(1).

匚 U) = 1/arctan 奸土心)        < 1 >

式中:

r(rf)—每毒米极限可辨践对散,单位为线对敷每盛米,

YY 0068.1—2008

a—内宾镜末墙到入Rft的距再(如图2所示),单位为毫米(mm).

d—光学工作距,单位为毫米(mm).

img2

 

1—人・,

2                出

3—无■变光组,物方节点与被测僚出H重合,且孔径大于出■・

图2内窟镜物,位置关票图

3.19

星色性 color rendering properties 与参考标准光源相比较,光源显现物体龈色的特征.

3.20

星色指教 color rendering index

K

光源显色性的度置.

以被测光源下物体的麒色和掺熙光源下物体的哉色的相符程度来表示.以百分比标定.

3.21

边缘光效 relative effiect of edge light luminosity

光学镜光能传递的轴外光度量与轴上光度量比较的效果,以"I外光度量和辑上光度量之比表示.

3.22

彩状■. shape parameter

表征视轴对称的某球面Z槐场的形状(如图1所示),公式见式(2).

* = 于        ...         .................( 2 )

3.23

18伯体光效 rdathre effect of lambert edge H^it lunin—ity

4•或 LL二

平面元与内球面相向播射时,朗伯辐射体对受熙体的边缘光效,如图3所示.公式冕式(3)和式<4)・ 光学镜末端向球面Z擎射时,

rr /sinw — sineX*

J"(林f )8g・~*

«                                3)

sine =]】.sinw

YY 0068.1—2008

球面Z向光学健入・幅射时:

八=(矗浮 siM = % I 夕 siiiw,

注1.式中MT« m为球画Z的时m.

注2,耋宣《Uk的平面是球HZ的一个待例.当家=8时衰示*kz与塞直棋♦的平n含伯体光效衰达式

为:LLt— 或—cos4u»>.

img3

 

1               内球面;

2               平面元,

3—内球・的球心.

H3明伯体光效示童BB

3.24

HI 明镇体光致 rdative sdf-etfect of illumination light hmiaosity

il.k

在余弦辐射体贴面照明条件下,光学僮照明光路对边缘光效的贡*,以亮度作为光度■・表达式见 式(5).

5 = g                (5 )

式中'

U——视场角w方向的平均亮度>

L.—禅场中心方向的亮度.

3.25

咸像At体光效 relative selt^effiect of Imaging light eaergy

OL.«

光学僮成似系统对边缘光效的,航.以光通量透过率之比表示.表达式见式(6).

OL.t = J                < 6 )

rF-t

式中*

J,—人■我场角3,方向的漪人■平均光透过率,

二—裸场中心方向的滴入■光透过率.

X26

等合H体光效 qmOietical relative sdftffiect of ligjtt energy

SL.«

光学fftJR,光踣和成像系统对边缘光效的贡献慕合.计算公式见式(7).

YY 0068.1—2008

SLt» —        • Ct・R        7)

3.27

综合谊.充款 ijnithetical rdative effect of edge light eaergy

SZ»e—,

在余弦漫射体球面z同视场带位置,光学镜照明光踣和成像系统综合的平均边缘光效,公式见式(8).

SL.r = SL* • LL— • LLf„                 ( 8 )

注,式中的下作m为W2

3.28

箪位相对.壹 anit rdatire distortion

Vjr-,

物方球面z视场单位元尺度(也)的像元径向尺度与理论像元径向尺度印・&;)之差的相对 值,其中瓯与祀场中心像元尺度相等.如果像在无限远处,单位相对■!变是像方等效的结果.公式表

达见式(9〉成式(10).

• ,        赤;—9 * 队;        / n \

•        Y . dh9

 

y— = 5HL3T!!!                ( io )

Wo

其中:

R = 2/(1 +阿成¥>

V

[―(诺 sf)         (11)

dA;

W dA

'疵                <12>

注1« Vu-,的下林Z为球丽Z的形状套敷值.

注2>垂直携■的平■是球M的一个持例.当z=8时表示球]IZ与平首P *合,尊位49对・变表达式为%— (M—«*•)/■!•.

注3,实■逸用的单位元尺度庞不大于a«*大尺度的8%.

4夏事

4.1 用于医疗目的的光学铢,应符合以下妥求,其他拿性内废僚可按适用性选择采用.

4.2祀场醐视向

4.2.1榄场角,2W

创造商应以任何可能的形式明示内赢镜视场角的设计值,槐场角设计值允差,±15%.

4.2.2携向角,,

制造商在光学,LL应标注视向角的名义值,标称视肉角允差:±10・・

4.3 ■质

4.3.1角分携力,r.(rf)

4.3.1.1制造商在料中应给出视场中心角分辨力的标称值及对应的设计充学工作座4.

4.3.1.2视场中心角分辨力标称值允差一 10%(上限不计),

YY 0068.1—2008

4.3.1.3以相同光学工作胞处的垂直视轴的平面作视场,在最大视场高度的70%位置上任透IS个正 交方位测童,平均角分辨力应不低于实测的视场中心角分辨力的90%.

注L如果槐场形状非H形,测置的4个位置在对角线上.

注2,若脸附责料中未指定光学工作距d,则测■可在有效景深*M.但不超过150        行.

注3,本条不适用于光笄健成似成光电子成像内此类内JK■的相关妥求见相度专业鼻*.

4.3.2有效景深范BB

如果制造商声称光学镜具有景深效果,那么在随附责料中应给出光学fit的有效景深范国,否则,在 随酎责料中应声明无景深效果.

具景深效果的光学僚在该景深蔻围内,视场中心的角分辨力应不低于设计光学工作定处角分辨力 测R值的80%,试验应至少包括有效景深蔻围的最远端.

注:对于声弥有效景深的是通靖会惫过150 mm的光学曾,其景探就国-远■仅耆光学工作蟹150 nunft^tt. 4.3.3 «««*

祀场应无重影或鬼彩、闪嫖等效应,无可见杂质、气海等缺略・

4.4顼色分娜箧力和色还原性

光学观察镜应有良好的者I色分辨能力和色还原性.当采用ISO 10526,1999 CIE S 005规定的A 和D65标准照明体的光着,经照明光路和成像系统传输后输出,其输出光誉应仍能保持良好的显色性. 制造商应在随附资料中给出该输出光谱的显色指数R.的名义值并说明其食叉.光学现察僚在标准照 明体下的显色指数实测值应不小于名义值.

注:本条不适用于非目视旎察类充学俄,此类内窟僦的相关蔓求见相应专/标准・

4.5 JH明

4.5.1 RK明变化率

光李镜经灭菌或消毒试验后,其熙明光路的光能积分透过率应保持雀定,用输出光通■街量,光通 ■变化率应不大于20%.

注,本条不适用于一次性使用的光学

4.5.2曜明有效性

4.5.2.1边缘均匀性:在有效景深范围内检查,照明光HE应充满携场的有效尺度,且在W,的90%祝场 处的照度应均匀,在该视场带上选择四个正交方位测试,其均匀度应滴足表1的规定.

对于标称视向角>。•的内巍僮,测试点应包含视轴与镜体主轴构成的平面上的两点.

注:•«««»状半■滂•测置的4个位置在对角线上.

a 1边皎均勾度要求

«««向角瓶,

均匀度,6

0<30*

<25%

30*<dC50*

<35%

50,<«

<45%

4.5.2.2照明僚体光效:制造商应在蔺附资料中给出在W,的90%我场处的!K明僚体光效亿*的名 叉值.

4.6综合光效

制造商在随附资料中应绘出在W,的90%视场处的综合僮体光效的名义值并说明其童又.诙光效 的测定值应不小于名义值.

剑造商在设计光学工作距」。处的内瓶镜工作视场形状应表述为霞袖对称的球面,定叉为球面Z视 场(见图1).如果可能,在随附资料中应同时给出该球面Z视场的形状参数•,及W,的90%视场处的 综合边缘光效.否Ml,制造商应给出在评价视场面形状下W,的90%携场处的综合边缘光效(SL・_%〉 的值.

YY 0068.1—2008

综合边缘光效推荐不小于一%)]-,,其中»为接收容的茂RMK容度,E为临床应用部位的 人体组织细节分辨灰阶:IA为黑明均匀度限(见表1).

注1,如果设计的工作禅场形状为季球面,可采用等效球面表述.

注2:财录F给出了评价机争面的形状套败础的计算方法和部分具型M.

注3,考金后接撮像系统的原因.推荐n・8. M根招实际应用•定.

4.7光能传建效率一有效光度率

光学镜的光能传逮效率以有效光度率表示.对于光学观察镣,该有效光度率用符号Dm表示,定义 为以物面平均光出射度与眼底像面平均照度之比,对于非目视魂察类光学伎,该有效光度率定史为像面 星示灰阶临界可辨的最低物面亮度(L-).

制造商应在随附资料中绘出衰征光能传递效率的有效光度率名义值.诙有效光度率的测定值应不 大于名义值.

光学现察镜的有效光度率公式见式(13).

Dw =。・ °。3 X y 5町                          ( 13 )

9

式中'

L——余弦辐射体的物面亮度,单位为坎每平方米(cd/m,) |

♦'—光学观察俄出■的光通童,单位为流(hn).

4.8单位相对■变

光学使校正■!变的设计工作教场形状应与4. 6所述的工作视场形状一致,描述为球面Z视场,该 球面Z携场的形状#ft«与4.6要求相同,光学工作JE应与4.3.1所述的光学工作距一致.光学镜的 K变表述,应以垂直视轴的参考平面P视场上最大视场高度的70%位置所对应的球面Z视场上的单位 相对■变(Vu-.).

注:若中未指定光学工作JE,甥光学工作距可根据临床应用逸择.

如果设计工作携场形状为4.6所述的评价视场面,那么单位相对W变用符号Vu-■表述.

如果可能,制造商在随附资料中应给出设计工作视场形状下单位相对■!变的控,■,否用应给出评 价视场面形状下单位相对崎变的控制量.控制的残留量应符合下列的要求:

«)表述的单位相对畦变控制景为在规定的视场位置上任选四个正交方位SI试的算术均值的第 对值;

b)四个正交方位测试的单位相对畸变一致性差应滴足表2的规定.

注:状季■■,!!试的4个位置在对角绶上.

衰2 ■变一数性褰求

尊位相

T性差

|Vu・|V25%

<4%(倦对差)

25%<|VO_.|

<16%(相对差)

注>«M£衰示单位相对■交♦大值与最小值相减的结果,相对差表示单位粗对it斐的绝对差与尊位相对■变 均值之比的雄果.

 

5试■方法

5.1携场测建向的渊定 见附录A(规蔻性附录〉.

5.2 «jRMX定

5.2.1务分第力的测定 见附录B(规范性附录).

YY 0068.1—2008

5.2.2有敷金琛的测定

在有效景深范国内选择最不利的光学工作距处试险,按酎录B(规蔻性附量〉的方法测试诙光李工 作胞处携场中心的角分辨力.

5.2.3        的■童

5.2.3.1       设备

采用的设鲁如下,

•) AC 220 V,25 W 白炽灯.

b)        符合GB 10810的灯箱.

5.2.3.2

采用的步WinTi

a)内值镜距白炽灯适合距点处宣接观察灯丝,使灯丝像处于祝坊中心.移动内窟僮使灯丝像级 慢地偏离中心,同时观察灯丝像的变化:

1)        对于光学观察镜,通过目视观察是否有灯丝像的重影,

2)        对于非目视魂察镜,观察成像面是否有灯丝像的重影或鬼彩;

to移动内岌镜使灯丝像缓慢地偏向视场边缘,并使灯丝像在视场边缘族转,同时魂察灯丝像在 我场边缘是否有闪嫁现象;

c)        内窟镜对着灯箱观察,检查全视场是否有杂质等映略.

5.3顼色分旃能力和色逐息性的测定

见附录C(规范性酎录〉.

5.4       AR明性能的测定

5.4.1设备

采用的设备如下:

a)        配有内瓶镜专用导光野雄的、并能调节光强的测试光源1台,

b)        光通量计、熙度计或其他线性光探测器,测■重复性差不大于1%;

c)        积分球,开孔总面积不超过球内整球面积的10%.

5.4.2环境条件

邢境条件如下:

a)        测试环境应控制在暗照度不大于1 lx内,

b)        光源供电源的电压应在标称电压值上保持卷定,电压稳定度应控制在±2%以内■

c)        光源预热时间不少于30 min.

5.4.3曜明变化率试・

调节测试光源的光强至中间值,并用光通■计或其他等效装置衡量测试光源轻专用导光野维・出 的光通量程定值记为A.

测试光源与光学镜通过专用导光纤维联接后,测量光学镜辂出的光通童记为% (lm).

光学镜按随附资料规定的灭菌或消毒方法连续重复20次灭菌或消毒试验,并清洁干燥.

用光通景计或其他等效装置测量测试光源经专用导光舒鲤辂出的光通量,询节试光源的光强使 ■值回复为为并稳定.

再测量测试光源经光学镜输出的光通量记为船(lm).

计算光通量变化率按式(14):

诘7 = 1常妇         (14)

5.4.4

用测试光源黑明一个积分球,光学健的照明光路人光口用余弦透射材料贴住,再进入积分球的小

YY 0068.1—2008

孔,诙小孔直径应不大于积分球宜径的10%.

用黑度计测■,照度计事口直径应不大于90%视场带宜径的1/10.

测量时照度计窗口平面应与测量位置点的所逸视场切面重合.

5.4.4.1边雄均匀性

在有效景深范国内选择一个光学工作距,但不小于50 mm,在诙工作距的垂辑平面上■定W,的 90%对应的视场带,用照度计测量该禅场带上任选的四个正交方位的版度值.

赚度测值分别记录为&旧,E»、耳,边缘均匀度计算按(15)式,

Ul = A华 _ 印 X 100%                ( 15 )

2*."

•-1

式中可逸范围为1.2,3,4.

注:W,可用W善代.

5.4.4.2殖明■体光败

黑明镜体光效IL衣的测试,可以通过在垂直视轴的平面上测量光强,也可以在以内窟僚末靖中心 为球心所构成的球面上测■光强.

在平面上测量的光学工作距应不小于50 mm,在球面上测■的光学工作距应不小于77 mm.

必须测置W,的90%所的4个均布方位的光强.如果视场形状非■形,测■的4个位置在 对务线上.

在垂输平面上测试时,可结合边缘均匀性测试同时进行.用黑度计测置视场中心照度记录为码. 计算E,、E,、E3、E,的算术平均值,及该算术平均值与视场中心照度测值之比.

计算的比值应除以朗伯体光效值[见式(3)],其中w为0.9 W,交测量携场位置对应的棵场角. 注,W,可用W代等.

5.5综合光效的测定

见附录D(规范性附录).

5.6光能传逢效率(用有效光度率衰示〉的SI定

5.6.1设番

采用的设备如下:

a)        支架和平台,用于支撑内

b)        余弦辐射屏,屏面应有一条黑色标记细线.屏后皆封闭有可•光强的JH明光深,其光着特性 应与被测光学镜的5(期应用相适应.屏面亮度一敦,不均匀性应不大于5%.诙18射屏除屏 面外,无其他漏光处,

c>黑度计,符合JB/T 7403-1994规定的二级照度计,

d)        光通量计或等效装宣,推确度水平应与照度计相当,

e)        分甥尺,最小格值不大于0.5 mm;

0测微望远镜,视场角大于被测内就镜的出■视场角.

5.6.2环境条件

环境条件如下:

a)        测试环境应控制在暗鳏度不大于1 lx内;

b)        光源供电源的电压应在标称电压值上保持稳定,电压稳定度应控制在±2%以内.

5.6.3步・

5.6.3.1余弦辐射屏垂直于内SUK视轴放置,轴向移动询节内瘾,使屏面积大于现察视场.

5.6.3.2对于非目视观察类光学

a)询节光强同时观底屏像面上的黑色标记线,宜至临界不可辨,

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b)

5.6.3.3

收下内窟僮,换用亮度计测童并记录亮度值. 对于光学观察镜:

b)

将分知尺紧贴余弦辐射屏放置» 通过测微望远镜测量,并按式(16)计算,

在内癫镜出魔处测量光通量并记录I 取下内熨镜,换用亮度计测量芥记录.

 

式中:

V——测微望远的像携场最大有效尺度的长度,单位为毫米(mm), /——测微望远僚物镜的焦距,单位为毫米Gnm)・

5.6.4计算

计算按式(13).

5.7单位相对号变的测定

见附录E(规范性附录).

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附录A
(规范性的录〉
裸场和视向的H定

A.1 ■■*・虞

禅场试验方法的准疏度应保证测量不确定度Uost=5%3 裸向试验方法的准疏度应保证不确定度U” =3・・

A.2建ii笫渊槌向角的31定

人2.1 tt*

A. 2.1.1光具座,或者等效的设备,用来支撑光学内癫僮的检测,并可凋要使内宦像槐输对准测标的 中心并垂直测标*面,测量视场时光学工作距(」)定为50 mm.

如果《!造商规定的内废镜光学工作距小于50 mm,那么测株应该放置在制造商规定的光学工作距 盲处.

A.2.1.2测标夹持暴和分勤单位为“(•)”的量角器.

A.2.1.3视场角和槐向角试验的测标,圆形,具有标示视场角,的一鲍同心■分坷珞g以“C"表示. 对应光学工作距」处测量,分划环直径计算见式(A. 1).

A. 1 )

D = 2d • tan (身)

测标固定在设备上.

每间隔10•应标有分划主郅,主环应标注相应度致标记.每两主环间应HI分有表示2•角的分划次 环4H.

A.2.1.4熙明白光源,黑度应不低于500 lx,其光谱特性应与被测光学线的9(期应用相适应.

A.2.2 ”

A. 2.2 1把测标(A. 2.1.3)安装在A. 2.1中所述设备中.

A.2.2.2把蕾检测的内寇镜安装在内瓶镜夹具(A.2.D中,并使内赛僮末墙中心胃涮标中心的距X为 」士0.2 nun.

A.2.2.3通过内标的分划亦,调节内雍镣的夹具或测标,使测标分划郅与视场同心并垂直 视输.

A.2.24 ■定最大的可见分划郅并作为视场记录,单位是度.对于矩形视场,应同时确定矩形两中心 对边俺的分划环并作记录,分别计算测童的对角线距和两中心对边距按勾股定理计算的对角线距,按 3.7定义凳定街方最大有效尺度后,再换算至视场角・

A2.2.5读取和记录量角器测量的视轴相对于镜体主釉的角度作为祝向角.

A.2.2.6按步BA.2.2.3到A2.2. 5进行独立并求取算术平均值.测盘次致按测量不确 定度的评估结果来■定,其准确度应满足A. 1的要求.

A.3入・视、角的测定

A.3.1

A.3.1.1装置和测标,测标上刻宽有两个同心D9JF.M同心I■环直径分别是25 mm和50 mm. A.3.1.2长度信量工具,最小将值0.5 mm.

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A. 3.2

A. 3.2.1将测标装入夹持器上垂直光学平台・

A 3.2.2内窟镜安装在内瓶镜夹具中并视轴对向测标.

A.3.2.3通过魂度测标的分划圜环,调节内窟镜的夹具,使测标小■环与视场重合并垂直槐勒.

A.3.2.4内窟镜末端狼点与测标EB环中心垂经位置分别作标记,用长度测量工具测童并记柔两者距 * 为 di(mm).

A. 3.2.5裸釉方向移动内短镜或测标,使测标大圜芥与视场重合并耋直视

A.3.2.6用长度测置工具再测置并记录内窟镣末端II点与测标国拜中心垂线位SEM为

A.3.3计算

A.3.3.1入■裸场角W,计算可按式(A. 2)得到.

W, = arctan(.吃七)        A. 2 )

A.3.3.2入■与B[点何距a计算可按式(A.3)得到.

a — </> —2d\        A. 3 )

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W » B

性附量)

第分螺力的测定

B.1 AS

测量内廉趣在有效景深蔻国内对高对比等距线对的最小可分排线条间鹿来得场量小分排角・

B.2设舍

B.2.1分排力标准板,符合JB/T 9328-1999分辨力板中A型的分舞力试险线对图案,每组经对至少 有两个方向,例如水平方向和垂直方向,范围为1 lp/mm至100 lp/mm.

B.2.2光学平台/光具座,带有安放内瘟镜和分辨率目标的装置的,并可角度和位移调节.

B.2.3视频摄像系统,带有变倍物镜适配器的摄像头及监视器,变倍物僚应色菱校正良好,并且系统 组合分辨率应不低于被测内窟镜的分辨率要求.

B.2.4光源,其光谱特性应与被测光学镜的9(期应用相适应・

B.3步・

B.3.1将内值僚安放在光具座上.

B. 3.2将分辨力标准板放在内窟镜设计的光学工作距离处,并奎宣视轴固定.

B.3.3在分辨力标准板后安放浸透射屏,并用光源照明.

B.3.4通过内窟镜观察或监示器上观察,横向和/或纵向位移调节内JK僚或分辨力标准板,使极限可 辨的试验图案询整到测试对应的视场位置.

B.3.5对于光学观察镜,将摄像头与内级镜连接,变借物镜放大倍率调整到试验图案画面最大不溢出 后仔细对焦.并结合监视卷亮度调节.轴上的和轴外的测量应该在相同的焦距下进行.应确定摄像头 的分辨力不会限制内蒙镜的分辩力.对于非目视观察类光学镜,同样调焦(如果可能).

B.3.6通过监示器观察并疏定内宦镜的视场中心分辨力(单位:lp/mm),和勒外给定视场四个均布位 置的分辨力(单位:lp/mm),如果视场形状非圜形,分辨力标准板的4个位置在对角线上.

注1>若可岬线对处于本级不能确定而下缀明显可排状态,可取下纹线对与本级供对的中值.

注2,在内痛僚的«««■内,角分舞力和距胃无关.

B.4计算

♦上的角分旃力计算按式勘外的角分辨力按2次余弦修正计算.

财录C

(规苑性附录)

■色分11能力和色述JK性的烈定

ci m

采用8个标准检验色样的比较方法,来衡量参考光源与CIE标准熙明体A和D65光透过内欢镜的 息明光路和成像系统后的辐射的色差,得到显色指数R・

C2 ift<

如图C.1所示的组合装量,它有以下特性:

a)        测试用光源,应配有内熨镜导光专用光笄.光源在光谱380 nm-780 nmMS应连续、稳定并 富含光谱,

b)        等光潜浸反射屏,其光谱反射率差在光谱380 nm〜780 nm范围应不大于1 %»

注,若Ml过分光光度计成其他方旅测童得别反射屏的光誉反敷率[RGD]以计算补健或修正.那么橙反射屏的光谐 反射率差可不作要求.

c)        租分球;

<0 光谱辐射系统,光谐测量蔻国不小于380 nm〜780 nm,波长分辨力不大于1.5 nm,相对光谱 辐射度差不大于1%・

img4

1—       —■充*反射%

2—       —■试用光

3        专■用光纤,

4—       —待测内Ml

5—       光*W射系铢,

6        获分球.

nci测试用组合装置筒图

C 3.1控制测试环境,暗照度不大于1 lx内.

C3.2控制光源供电源在标称电压值上保持稳定,嫉电压应被监控,电压稳定度应控制在±2%以内.

C3.3光M应充分B(热,时间不少于30 min.

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C3.4选择光谱辐射系统的被长步距5nm.

C3.5光源的专用光肝输出靖全部进入积分球内,测量测试用光蒙条专用光野■出的光谱辗射度,记 为少。).

C3.6测■按图C.1连接后的光谱福射度,记为机QK

C.4计算

C.4.1计算相对光谱透过率并归一化记为“GO计算公式见式(C. 1).

(Cl )

tM

饱 GD/新。)
[的(人)/忡(")]■•>

C4.2计算CIE标准发光体A和D65作模拟光源输入,经相对光•透过率为,Q)系统后■出光曾

的CIE 1931=色品座标廿、邳和工f5、邳,计算公式见式(C. 2)、式(C. 3)、式(<^ 4)和式(C. 5).

1K

£sw)・hgd・、gd •心

■人 _         A・S,O        

79Q

2 Dr(Q 4-yQ) +iQ)]・ S*Q)・ xQ) • a

710

SsA(A)«y(A)-««a> • AA

„ A _         A-MO        

>*        no        二 ~

£ [x(A) +§Q) + 三Q)]. S*(A) • rcQ) • AA AUO

?10

y D65(A) • IQ) •々Q) • AA

DK _                 

N. m~Z Z

y] fx(A) +>(A) +z(A)]- D 65Q) •上(A) • AA A-3M

        (G2)

        (C.3)

        (c.4 )

DK

7to

£D65GO・EQ)・ t*(A)・ AA

A・”0

no

s [x(A) +>a)+ HA)]-D65(A)・ fjtQ) - ZU A3S0

        (Q5)

 

式中S*Q)和D65Q)是标准凰明体A和D 65的相对光音事射度;是标准色度观

察者光谱三刺政值.

注 1. S*Q)» D65Q)的败盘可查俯 ISO 10526,1999 CE S 005“用于色度M的 CIE林准JR明体(CIE Standard

Illuminants for Colorimetry) "• 注 2; RoSGD.IGD的ftfi«NMCIE 15,2004 色度学(Colorimetry) *.

C4.3色品坐标为V、蛆和的待测光源,分别按GB/T57O2方法计算GB/T5702—2003中 规定的〜8的8个检验色样的特殊显色指数R】〜R,・

注:$>€□、&Q〉和SQ)的致据可寮佩CIE 15,200,8个施・色样的光谱■射系数可查・CIE 13.3,1995. C.4.4里色指数火.按式(C.6)计算.

R» = J=8~                <Q6)

式中R为对应i=l~8检验色样的特殊显色指致.

如果需要,可以进一步计算7个饱和色样的特殊里色揩致RG=9~15),以做进一步评价.

C5

重复性是星色指败R•的精度特征,预计为1%.

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附录D

(规范性附录)
峰含光效的测定

D.1 B9

综合僚体光效(SL』)的测定,可以通过测试照明镜体光效和测试成像镣体光效来得到.综合边飨 光效(SLl,〉可通过综合镜体光效和朗伯体光效的计算来得到.

D.2 »*

D.2.1内JK僮支架和光具座.

D.2.2余弦1B射屏,屏在所要求视场位置和费场中心的亮度均匀度应不大于5%.

注,若能,对屏在所罢求槐场位置和槐幼中心的亮度进行魔测并计算补健或修正,别屏的亮度均匀度可不作夏定. D.2.3腰明光募,其光谱待性应与被斓光学镜的预期应用相适应.

D.2.4 一个开有一小孔的挡板,小孔直径应不大于视场最大尺度2 h的5%,挡板的有效尺度应保证 无论小孔位于屏的任何位置都能覆盖屏.

D.2.5光通童计或其他线性光探测器,测量重复性差不大于1%.

D.3步・

D.3.1测统麻件

测试条件如下3

a)        测试应保证暗环境熙度不大于测量值的5%.

注:若能与对郅境限度进行监测并计算补偿或修正•!« ♦环缰JK度的要求可故宣.

b)        光源供电嫁的电压应在标称电压值上保持稳定,电压稳定度应控制在±2%以内.

D.3.2 M8

D.3.2.1 IL*的测定方法见5.4.4.2.

D.3.2.2成像镜体光效的测试,可以通过在室宜视输的平面上测■,也可以在以内度僚末■中心为球 心所构成的球面上测■,但视场上的测量位量必须与也.一致.平面上测定步蒙如下,

a)        内窟镜固定于光具座的支架上;

b)        在与测定IL*相同的测量工作距处放宣余弦播射屏,屏面垂直霞*,

c)        在屏的反方向用光源照明;

d)        在屏的正面安放挡板,挡板应紧贴于屏前;

e)        分别设置小孔于视场中心以及对应的视场带的4个均布位置.如果状非■形,小孔的 4个位置在对角线上.

对于光学观察镜,用光通置计或线性光探测器通过积分球在内癫镜出•处测量,视场中心光通量记 为,,对应4个视场位置的光通,测值进行算术平均值计算后记为幻

对于非目禅观察的光学镜,撤除挡板后用光通量计或线性光探测会直接测■星示屏上视场中心的 光强,以及对应4个视场位置的光强,计算算术平均值.

算术平均值除以视场中心测值后再除以朗伯体光效值[见式(4)],其中触,为0.9 W,.

注1:测试菌应对JL示屏绘定«M*位置进行暗光以修正里示屏■光强的不一致.

注2: W,可用"代符.

YY 0068.1—2008

D.4计算

综合僮体光效按式(7)计算.

综合边缘光效按式(8)计算,其中式(3)中的s为0.9 W,交4.6所述携场位置对成的视场角.

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附录E
(规范性Nt录)
单位相对■斐的H定

 

 

 

 

 

 

 

 

E.1 *9

内痛镜视场边缘放大率与视场中心放大率不一敷产生营变.测量内宦镜在塞直视轴的平面裸场上 的单位相对■!变(%-■〉,通过公式转换可计算出设计工作视场形状下祝轴对称的球面z禅场的单位相 对■!变皿-・),或评价携场面上的单位相对畤变(Vv-J.换算公式见式(E. 1).

•( E. 1 )

y . ¥»■«» + ] . sina>* — siM . cosB _〔
J ij sin(«> — ff) cos%

■*

sin9 —。3lna>»

1 + x

式中股的计算见式(1D.

E.2.1内童趣支架、测标夹持器和光具座.

E.Z2试验的测标,刻划有直径50 mm的分寿IB,在距■心17.5 mm为半径的BI同上,均布有4个黑 色不透明圆斑,回废直径不大于4 mm.

E.2.3配导光束的冷光源,或外部照明器,其光谱特性应与被测光学俺的泪期应用相适应.

E.2.4视频摄像系统,带有物镜适配器的摄像头及敷视器,,镜应无■!变.

E.2.5测量显微镜,游标卡尺.

注:若•僚的边缘■交均匀,可以正.

E.3步・

E.3.1

E.3.2

E.3.3

E.3.4

将内空僚安放在光具座上.

将测标装入测标夹持器,并使测标面垂直视轴固定于内痛镜末靖菌.

在分测标后安放浸透射屏,并用光源照明,或用冷光源通过内瓶镜照明. 通过内痛镜观察或监示器上魂察,横向和/或纵向位移调节内厌镜或测标,使测标的分划圜与 视场重合.对于非圆视场,测标的分划圆应与最大视场边相切.

E.3.5对于光学观察僚,将援像头与内镜连接,物值仔细对炭:对于非目祝观察类光学僚,同样" (如果可能).

黑3.6用测量显徽僚测量监示器上视场中心的19按像尺寸,以及周边4个■斑像的径向尺寸并记录. 注:MKL示•上的尺寸星触大,可以用藩标卡尺测童.

E.3.7重复E3.1〜E3.6步■[三次.

R4计算

E.4.1单位相对K变Vu-■的单次测量值用Vu__.衰示G=l~4),计算式见式(9),其中广1.

E.4.2球面Z视场单次测量的单位相对畴变计算,按式(E1〉,其中s=arctan(0.7tanW,);入 ■面与光学僚末墙面间距«的计算按式(A. 3) .

E.4.3球画Z1K场的单位相对胃变计算公式见式(E.2).

YY 0068.1—2008

Vu-, = f 4         E.2 )

重夏三次测量过程,测置结果取算术均值,用祐-.衰示.

E. 4.4单位相对K变一致性差计算公式见式(E. 3)或式(E. 4):

相对值时:        (Aw = max        | X 100%                ( E. 3 )

第对值时:        Uv — maxIV^u—Vp-«.i|/2        .( e.4 )

•终结果以三次测量的一致性差的算术均值表示.

YY 0068.1—2008

 

 

 

 

 

W ft F
性附录)
评价祝场面形状

F.1评价祝场面的形状参数计算

评价祓场面的形状参致归可解式(F. 1〉的方程得到.

cos e

(F.l)

‘8s'(0.9 W) _「sin(0.9 W)— sineT
L sin(0.9W —e) J
sint = — sin(0.9 W)
We + 1

F. 2评价祖场面形状掺致典型值数据见表F. 1.

«f.i评价a«wM状,敷玷典型值

槌场角,2WC

形状•数

30

1.418 54

35

1.430 11

40

1.443 69

45

1.459 40

50

1.477 35

55

1.497 70

60

1.520 62

«5

1.546 34

70

1.575 09

75

1.607 16

80

1.642 89

85

1.682 70

90

1.727 06

95

1.776 S3

100

1.831 82

105

1.893 75

110

1.963 35

其他值用内插法计算.

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