Optikos光學(xué)鏡片MTF測(cè)試

調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)

在光學(xué)及攝影領(lǐng)域，我們經(jīng)常聽到MTF，即調(diào)制傳遞函數(shù)，用來形容和衡量一個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)當(dāng)中各部分的分辨率。總調(diào)制傳遞函數(shù)的組成可以劃分為光學(xué)系統(tǒng)的MTF、探測(cè)器的MTF、電路的MTF、顯示器的MTF、人眼的MTF、晃動(dòng)引入的MTF等。

圖1.1Optikos 在光學(xué)成像不同階段的MTF測(cè)試

(1)光學(xué)系統(tǒng)傳遞函數(shù)。通過對(duì)熱成像光學(xué)系統(tǒng)的計(jì)算發(fā)現(xiàn)：幾何像差和衍射限對(duì)傳遞函數(shù)的影響不能忽略。通常衍射限對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)在低頻下降快，在高頻拖尾較長(zhǎng)，而幾何像差所對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)在低頻下降慢，在高頻下降快，拖尾短。

(2)探測(cè)器的傳遞函數(shù)。探測(cè)器是熱像儀的核心部件，它既完成視場(chǎng)內(nèi)圖像的掃描取樣，同時(shí)也通過光電效應(yīng)將入射輻射轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。因此，從線性濾波的角度看，探測(cè)器的濾波特性包含空間濾波和時(shí)間濾波特性兩部分。從信號(hào)處理的角度看并聯(lián)掃描是n元信號(hào)分別取樣，而串聯(lián)掃描是將n元信號(hào)延遲積分后一起處理，雖然探測(cè)器各元之間分隔，但卻連續(xù)掃描一行視場(chǎng)，并不存在水平方向的離散取樣，因此多元探測(cè)器水平方向的空間濾波相當(dāng)于單元探測(cè)器。探測(cè)器通常為矩形，設(shè)探測(cè)器的響應(yīng)是等強(qiáng)度分布的，則其擴(kuò)散函數(shù)為矩形函數(shù)，求矩形函數(shù)的傅立葉變換即可得到探測(cè)器的傳遞函數(shù)。

(3)電子線路的傳遞函數(shù)。常用的電子處理電路包括如下幾種：低通濾波器、高通濾波器、全通超前濾波器、RLC脈沖修尖電路和高頻提舉電路。采用不同的處理電路可以得到不同的濾波效果。

(4)顯示器的傳遞函數(shù)。在熱成像系統(tǒng)中采用的顯示器是陰極射線管(CRT)和發(fā)光二極管(LED)陣列。通常認(rèn)為CRT上的光點(diǎn)亮度分布是高斯分布。

(5)人眼的傳遞函數(shù)。熱成像系統(tǒng)探測(cè)到的紅外輻射圖像，通常需要在顯示器上輸出，zui后由人眼觀察并由人腦做出相應(yīng)判斷和決策，因而，“熱成像系統(tǒng)—人眼—大腦”是一個(gè)有機(jī)結(jié)合體，在系統(tǒng)的靜態(tài)性能和視距估算中必須考慮人眼的傳遞特征。

(6)晃動(dòng)引入的傳遞函數(shù)。隨機(jī)晃動(dòng)的調(diào)制傳遞函數(shù)為：

                (1-1)

為隨機(jī)晃動(dòng)在探測(cè)器空間的角振幅的標(biāo)準(zhǔn)偏差，X、Y方向均有。

熱成像系統(tǒng)為線性不變系統(tǒng)，其調(diào)制傳遞函數(shù)是各分系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù)的乘積，即系統(tǒng)總的傳遞函數(shù)H_D。所有頻率都應(yīng)被歸一化為同一個(gè)空間的頻率。

(1-2)

盡管調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)量看起來直接明了，但是由于數(shù)字化、相移、背景消除、顫抖、噪聲以及不適當(dāng)?shù)臍w一化，使之難以實(shí)現(xiàn)。每個(gè)影響的幅度都與紅外成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有關(guān)。

Optikos公司提供全套產(chǎn)品線以測(cè)試任何工業(yè)應(yīng)用的光學(xué)鏡頭系統(tǒng)，產(chǎn)品包括OpTest光學(xué)測(cè)試儀、LensCheck™光學(xué)測(cè)試儀。在光學(xué)測(cè)試領(lǐng)域一直處于。LensCheckTM光學(xué)測(cè)試儀是 Optikos 研發(fā)推出的一款精簡(jiǎn)、、易用的產(chǎn)品，以滿足您的光學(xué)器件產(chǎn)生和產(chǎn)品原型測(cè)試檢驗(yàn)的需求。LensCheckTM包含了注冊(cè)的 VideoMTF 圖像分析軟件，以及實(shí)時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）測(cè)試和分析性能。使用 LensCheckTM光學(xué)測(cè)試儀可以讓光學(xué)儀器廠家迅速、可靠的測(cè)試產(chǎn)品，大大降低產(chǎn)品及組件不合格的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1.2 可見光及紅外光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)

廣州固潤(rùn)光電主營(yíng)包括Optikos等光電測(cè)量?jī)x器。Optikos公司的旗艦產(chǎn)品包括OpTest光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)（包含全套的硬件定制選項(xiàng)），以及LensCheck系統(tǒng)——用來測(cè)試小口徑光學(xué)器件的精簡(jiǎn)版、便攜、易用的光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)。OpTest和LensCheck系統(tǒng)都是基于OpTest 7——Optikos全新研發(fā)的、擁有所有權(quán)的光學(xué)測(cè)試軟件。

 圖1.3 Optest7軟件界面

圖1.4 MTF 測(cè)試報(bào)告

LensCheck™ MTF 度及重復(fù)性

可見光：1% accuracy typical；2% guaranteed;

        0.5%repeatability typical；1% guaranteed;

長(zhǎng)波紅外：2% accuracy typical（to 30lp/mm）；3% guaranteed;

          1%repeatability typical；2% guaranteed;