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采用MTF定量评估CCD错位成像的成像质量

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量， 推导 了Ｃ Ｃ Ｄ 错位 成像 两种 模 式的 ＭＴ Ｆ， 取人 眼能 分辨 的最低 对 比度 ０ ． ０ ５为阈值 ， 分析 表 明 ， 交错
采 样和 四点采样 模 式的理 论极 限分辨 率分 别提 高到 １ ． ４倍 和 １ ． ８ ６倍 ， 奈 奎斯 特频 率 处 ＭＴ Ｆ值 分 别提
高了０ ． １ １ ０ ６ （ ２ ７ ％） 和０ ． １ ６ ７ ９ （ ４ １ ％） 。用 空间频 率 范 围（ ０ ， ０ ． ５ ） 内 ＭＴ Ｆ Ａ评 估 Ｃ Ｃ Ｄ成像 质 量 ， 结果表 明 ， 交错采 样模 式 和四 点采样 模 式成像 质 量均优 于 Ｃ Ｃ Ｄ 普通模 式 ， 且 四 点采样模 式 比 交错采 样模 式成像
ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎｇ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｍ ＴＦ
Ｌｉ Ｙａ ｐ ｅ ｎ ｇ 。 。 ，Ｈｅ Ｂｉ ｎ
（ １ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｆ ｉ ｎ ｅ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｎｄ ａ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ３ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
２ ． Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ９ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｐ ｉ ｘ ｅ ｌ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ，ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｑｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ｐ ｉ ｘｅ ｌ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｍ ＴＦ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏｓ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ Ｍ ＴＦ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｍａ ｉ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆ ＣＣＤ ｓ ｕ ｂ ｐ ｉ ｘ ｅ ｌ ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｉｖ ｒ ｅ ｄ． Ｔａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｍ ｉ ｎ ｉ ｍｕ ｍ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ｈ ｕ ｍａ ｎ ｅ ｙ ｅ ０． ０ ５ ａ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ｓ ｈｏ ｌ ｄ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ
中图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ７ ５ 文献标 志 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ７ — ２ ２ ７ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ４ ４ ３ — ０ ６
Ｑｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ＣＣ Ｄ ｓ ｕ ｂ ｐ ｉ ｘ ｅ ｌ
第４ ２卷 第 ２期
ＶＯ１ ． ４２ Ｎ Ｏ． ２
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｌａ ｓ ｅ ｒ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Байду номын сангаас
２ ０ １ ３年 ２月
Ｆｅ ｂ． ２ ０１ ３
采 用 ＭＴＦ定 量 评 估 Ｃ ＣＤ 错 位 成 像 的成 像 质 量
李 亚鹏 １ ， ２ ， 何 斌 （ １ ．中国科 学院长春 光 学精 密机械 与 物理研 究所 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ３ ３ ；
２ ． 中 国科 学 院大 学 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ９ ）
摘 要 ：为提 高 Ｃ Ｃ Ｄ 错 位成 像 系统成 像质 量 ，提 出用 ＭＴ Ｆ方 法定 量评 估 Ｃ Ｃ Ｄ 错 位 成像 的成像 质
ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ０ ． １ １ ０ ６ （ ２ ７ ％ ）ａ ｎ ｄ ０ ． １ ６ ７ ９ （ ４ １ ％） ，ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｅｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＴ Ｆ Ａ ｉ ｎ （ ０ ，０ ． ５ ）
ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｏ １ ． ４ ｉｍｅ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ １． ８ ６ ｉ ｔ ｍｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ｔ ｖ ｅ ｌ ｙ．ａ ｎ ｄ Ｍ ＴＦ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｓ ａ ｔ Ｎｙ ｑ ｕ ｉ ｓ ｔ ｒｅ ｆ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｍｏ ｄ ｅ ｓ
ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｃ ｅ ｄ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｕ ｒ — ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｍ ｏ ｄ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ
质 量进 一 步提 高 。 建 立 了 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真 Ｃ Ｃ Ｄ 错位 成像 的数 学模 型 ， 鉴 别 率板 仿 真结 果验证 了应 用 ＭＴ Ｆ
定量评 估 Ｃ Ｃ Ｄ错 位成像 系统成像 质 量 的正确 性 。
关 键词 ：Ｃ Ｃ Ｄ错 位 成像 的成像 质 量 ； ＭＴ Ｆ； 极 限分辨 率 ； ＭＴ Ｆ Ａ； 鉴 别 率板

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光学设计指引贴4(对成像镜头设计质量的评估)

光学设计指引贴4(对成像镜头设计质量的评估)

弥散张角＝ArcTan 【1/(2*F#)】， 轴向色差<最小象元直径/ 【1/(2*F#)】＝最小象元直径 *(2*F#)。
例如：最小象元直径＝0.008mm， F#＝1.8，轴向色差<0.008*2*1.8 ＝0.03mm。
五 工艺性要求
1 外形尺寸要求
(1)压边量要求
(2)中心厚与边厚要求
2 同心性要求
手机投影镜头的对正精度（焦 深要求）将更难保证，这成为手机 投影镜头批量生产的难点之一，为 了使手机焦深要求不致过严，F#>2； 但这会制约手机亮度，因此手机设 计的另一难点，是需对各虑色镜进 行频谱透过率的定量分析，给出合
理的频谱透过率，角度ห้องสมุดไป่ตู้过率的综 合技术指标要求。
（4）全视场传函一致性要求
（6）色光传函要求
在常用工作条件下，主波长传函 MTF>0.45、其它传函MTF>0.35。
2 弥散要求
MTF只是象质要求之一，对于 MTF合乎要求的系统，象质只能说较 好，还不能说很好。这是因为在能 分辨的鉴别率图案周围，有可能产 生拉出的弱光带，影响对比度。客 户对此还是比较挑剔的。这个问题 主要是由弥散斑的RMS（弥散散布半 径的方均根植）、GEO（弥散散布半 径的最大值）共同决定的。 好的镜头要求RMS<最小象元直径、 GEO<3*RMS。
• 由透镜对正要求确定的焦深
焦深由光轴对成像面的垂值偏差所 决定，允许±10’。在焦深范围内 MTF>20%.
例如0.46英寸的DMD，如果最大 视场角＝±25°，那么F’＝ (0.46*25.4/2) /Tan25°＝12.53，因此光轴对成像 面的垂值偏差＝±10’时，引起DMD 角顶对中心点沿轴向移位＝ ±12.53*(10*0.00029)＝0.036mm， 即焦深＝±0.035mm，在焦深范围内， 中心与角顶成像将同时清楚。
mtf 热像广角镜头 检测标准

mtf 热像广角镜头 检测标准

MTF（Modulation Transfer Function，调制传递函数）热像广角镜头的检测标准主要涉及到光学性能、成像质量、温度分辨率等方面的评价。

以下是一些建议的检测标准：
1. 光学性能：
（1）清晰度：镜头应具有高清晰度，无明显的光学误差，如光学畸变、色散等；
（2）视场角：广角镜头的视场角应符合设计要求，以便检测较大范围的物体；
（3）光轴稳定性：镜头在温度变化、机械振动等条件下，光轴稳定性应良好。

2. 成像质量：
（1）分辨率：镜头应具备较高的分辨率，能清晰分辨目标物体的细节；
（2）色彩还原：色彩还原应真实、自然，无明显失真；
（3）成像对比度：成像对比度较高，有助于突显目标物体的温度差异。

3. 温度分辨率：
（1）温度测量精度：镜头应具备较高的温度测量精度，能准确捕捉目标物体的温度变化；
（2）温度梯度表现：镜头应能较好地表现出目标物体内部的温度梯度；
（3）温度漂移：在长时间使用过程中，镜头的温度漂移应控制在一定范围内。

4. 功能性能：
（1）自动对焦：镜头应具备自动对焦功能，能快速锁定目标物体；
（2）自动调焦：镜头应具备自动调焦功能，以适应不同距离的检测需求；
（3）通信接口：镜头应具备可靠的通信接口，便于与检测设备连接。

MTF值与镜头成像质量-推荐下载

MTF值与镜头成像质量-推荐下载

MTF 值与镜头成像质量
分辨率和反差是摄影镜头的两大重要指标 分辨率(Resolution)又称分辨力、鉴别率、鉴别力、分析力、解像力和分辨本领， 是指摄影镜头清晰地再现被摄景物纤微细节的能力。显然分辨率越高的镜头，所拍摄的影 像越清晰细腻。它的单位是“线对/毫米”。它的优点是可以量化，用数据表示，使结果更 直观、更科学、更严密。 反差(Acutance)又称鲜锐度、明锐度，是摄影镜头鲜明地再现摄景物中间层次、 暗部层次、低反差影纹细节、微弱亮度对比和微妙色彩变化的能力。反差高的镜头，所成 影像轮廓鲜明、边缘锐利、反差正常、层次丰富、纹理细腻、影调明朗、质感强烈、色彩 过渡柔合、彩色还原真实、自然。显然以上这些特性是优质摄影镜头不可缺少的素质，然 而摄影镜头的反差，很难简单地用数据表示，也很难用普通的仪器测试出来，人们通常是 只凭主观感觉，定性地进行评述。
最严格、最完善的方法。同时也只有通过光学传递函数，才以把摄影镜头的分辨率和反差两大
光学指标有机地联系起来，并最终反映出二者对所成影像的综合作用与影响。 在国外，专业和业余的摄影工作者都十分重视摄影镜头的光学传递函数指标。现在很
多著名的专业镜头都在出厂时标出它们各自产品的光学传递函数曲线。从去年开始日本的佳能 公司已能 EOS 相机镜头的模量传递函数(MTF) 曲线公布在对中国大陆的产品广告和说明书 上。
MTF 测试是目前最精确和科学的镜头测试方法。瑞典权威的《摄影》杂志对它的解 释是：
“MTF 测试使用的是黑白逐渐过渡的线条标板,通过镜头进行投影。被测量的结果是反 差的还原情况。如果所得影像的反差和测试标板完全一样,其 MTF 值为100%。这是理想中的 最佳镜头，实际上是不存在的；如果反差为一半,则 MTF 值为50%。数值0值代表反差完全丧
mtf光学系统成像质量评估方法

mtf光学系统成像质量评估方法

MTF（Modulation Transfer Function）是光学系统成像质量评估的重要指标之一，它描述了光学系统对高对比度物体细节信息的成像能力。

在光学系统设计和优化过程中，对其成像质量的评估是至关重要的，而MTF的测量和分析是评估光学系统成像质量的重要方法之一。

本文将介绍MTF光学系统成像质量评估方法。

1. MTF的基本概念MTF是指光学系统在特定空间频率下的成像对比度传递函数，描述了光学系统对不同空间频率下物体细节信息的成像能力。

在实际应用中，MTF通常被表示为对比度相对于空间频率的函数图。

通过分析MTF曲线，可以直观地了解光学系统在不同空间频率下的成像能力，判断其成像质量优劣。

2. MTF的测量方法（1）光栅法光栅法是最常用的MTF测量方法之一，通过将空间周期状物体（如光栅）成像，利用光栅的传递函数与系统MTF进行卷积，得到系统的MTF曲线。

这种方法简单直观，适用于对于大部分光学系统的MTF评估。

（2）差动法差动法是一种通过对比不同空间频率下的目标物体图像和参考图像，得到系统的MTF曲线。

这种方法适用于对成像设备不便携的场合，但需要精确的图像处理技术和系统校准。

（3）干涉法干涉法是通过干涉条纹的形成来测量MTF的一种方法，它能够直接测量相位信息和幅度信息，对系统MTF的测量有很好的灵敏度和分辨率。

但是，干涉法对环境要求较高，且实验操作相对复杂。

3. MTF的分析与评估（1）MTF曲线的解读MTF曲线通常会显示出在低空间频率时，成像对比度随空间频率的增加而逐渐降低，而在高空间频率时，成像对比度急剧下降。

通过分析MTF曲线的特征，可以评估光学系统的成像能力。

（2）MTF的指标评价在评估光学系统的MTF时，需要使用一些指标来描述其成像质量，如MTF50、MTF20等，它们分别表示MTF曲线上50、20的空间频率对应的成像对比度。

这些指标能够量化地描述光学系统的成像能力，为光学系统的设计和优化提供依据。