MTF测量任务的解决方案

调制传递函数(MTF)是一个重要的援助,以客观评价光学系统的成像能力。不仅如此,MTF还提供了一种手段表达光学系统的成像质量的客观和定量,但它可以从透镜的设计计算数据。以这种方式它允许光和系统设计师预测可靠的光学系统的性能。制造商可以比较的图像质量制造眼镜的设计期望。

调制传递函数(MTF),描述一个光学系统的分辨率和性能,是相对图像对比度的比率除以相对对象的对比。

MTF =相对图像对比度/相对对象的对比。

当一个对象(照亮目标或十字线)观察到的光学系统,由此产生的图像将会有些退化由于不可避免的畸变和衍射现象。此外,一个真正的镜头不会完全符合设计数据。制造误差、装配和校准光学中的错误会恶化整个成像系统的性能。

结果图像中,明亮的强调不会出现像他们那样明亮的物体,和黑暗或阴影区域不会像黑色中原来的模式。一般来说,可以定义一个照亮目标的空间频率(每毫米的明亮和黑暗区域)和对比(明显的光明与黑暗之间的亮度差异的区域图像)。

按照惯例,调制传递函数是归一化统一在零空间频率。低空间频率、调制传递函数接近1(或100%),一般情况下,随着空间频率的增加,直到达到零。对比度值低对高空间频率如上所示。随着空间频率增加,MTF曲线下降,直到达到零。这是为给定的光学系统分辨率的极限或所谓的切断频率(见下图)。对比达到零值时,图像成为一个统一的灰色阴影。

图1:图中所示的网格是不再使用为了测量MTF。

现代MTF测试人员像ImageMaster®使用单个照亮缝在一个不透明的背景对象。从数学的角度来看一个狭缝可以被视为所有空间频率(傅里叶合成)。所有频率振幅相同的贡献(= 1)这个缝隙,不考虑到有限的狭缝宽度对这个描述。这单缝将成像的图像平面样本。由于衍射和畸变,不会有完美的狭缝在这个平面形象,相反,狭缝图像扩大了。它代表了线扩散函数(LSF)。

每个空间频率的LSF的贡献的基础上可以计算傅里叶分析。实际上,每个空间频率的振幅等于在这个频率的对比。线扩散函数的傅里叶分析对应于样品的MTF。采取单一的形象LSF揭示完整的MTF。

或者,也可以使用一个交叉(即两个垂直缝)的目标。这使得ImageMaster®测量MTF同时在两个图像的方向提供了一个CCD相机用于图像分析仪。最后,可以使用一个针孔的目标对象,。一个针孔的形象目标称为点扩散函数。这个函数包含完整的MTF在所有图像的方向信息。基本术语和数学关系用于MTF进行了ISO 9334标准。

调制传递函数的变化与空间频率和位置领域的观点。MTF测量沿对称轴的光学系统称为轴上测量。

完全描述成像光学系统的性能,必须测量MTF的视野内的不同位置。MTF测量视场内被称为离轴测量。为了实现一个离轴测量,目标在视场移动所需的对象位置和图像分析仪到对应的图像的位置。

MTF测量可以实现在一个波长或波长的光谱覆盖范围有限的乐队。由此产生的测量数据被称为单色或多色的MTF值,分别。

通常,使用MTF的一维形式,计算一个方位截面图像平面。物体的方位(剖面)模式称为矢状方位的延长狭缝或对象通过参考轴。当狭缝的延伸模式是垂直于参考轴,方位叫做切线方位角。

在这个所谓的finite-finite成像条件照亮狭缝或十字目标直接搬物体平面的样品。更常见的infinite-finite成像条件,照亮狭缝或十字是一个准直器的一部分突出目标到正无穷。然后面向准直器在不同offaxis角度描述本级MTF图像领域。