Optikos光學鏡片MTF測試

調制傳遞函數(MTF)

在光學及攝影領域，我們經常聽到MTF，即調制傳遞函數，用來形容和衡量一個光學成像系統當中各部分的分辨率。總調制傳遞函數的組成可以劃分為光學系統的MTF、探測器的MTF、電路的MTF、顯示器的MTF、人眼的MTF、晃動引入的MTF等。

圖1.1Optikos 在光學成像不同階段的MTF測試

(1)光學系統傳遞函數。通過對熱成像光學系統的計算發現：幾何像差和衍射限對傳遞函數的影響不能忽略。通常衍射限對應的傳遞函數在低頻下降快，在高頻拖尾較長，而幾何像差所對應的傳遞函數在低頻下降慢，在高頻下降快，拖尾短。

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

(3)電子線路的傳遞函數。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。在熱成像系統中采用的顯示器是陰極射線管(CRT)和發光二極管(LED)陣列。通常認為CRT上的光點亮度分布是高斯分布。

(5)人眼的傳遞函數。熱成像系統探測到的紅外輻射圖像，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判斷和決策，因而，“熱成像系統—人眼—大腦”是一個有機結合體，在系統的靜態性能和視距估算中必須考慮人眼的傳遞特征。

(6)晃動引入的傳遞函數。隨機晃動的調制傳遞函數為：

                (1-1)

為隨機晃動在探測器空間的角振幅的標準偏差，X、Y方向均有。

熱成像系統為線性不變系統，其調制傳遞函數是各分系統調制傳遞函數的乘積，即系統總的傳遞函數H_D。所有頻率都應被歸一化為同一個空間的頻率。

(1-2)

盡管調制傳遞函數測量看起來直接明了，但是由于數字化、相移、背景消除、顫抖、噪聲以及不適當的歸一化，使之難以實現。每個影響的幅度都與紅外成像系統的設計有關。

Optikos公司提供全套產品線以測試任何工業應用的光學鏡頭系統，產品包括OpTest光學測試儀、LensCheck™光學測試儀。在光學測試領域一直處于。LensCheckTM光學測試儀是 Optikos 研發推出的一款精簡、、易用的產品，以滿足您的光學器件產生和產品原型測試檢驗的需求。LensCheckTM包含了注冊的 VideoMTF 圖像分析軟件，以及實時的調制傳遞函數（MTF）測試和分析性能。使用 LensCheckTM光學測試儀可以讓光學儀器廠家迅速、可靠的測試產品，大大降低產品及組件不合格的風險。

圖1.2 可見光及紅外光學測試系統

廣州固潤光電主營包括Optikos等光電測量儀器。Optikos公司的旗艦產品包括OpTest光學測試系統（包含全套的硬件定制選項），以及LensCheck系統——用來測試小口徑光學器件的精簡版、便攜、易用的光學測試系統。OpTest和LensCheck系統都是基于OpTest 7——Optikos全新研發的、擁有所有權的光學測試軟件。

 圖1.3 Optest7軟件界面

圖1.4 MTF 測試報告

LensCheck™ MTF 度及重復性

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

        0.5%repeatability typical；1% guaranteed;

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

          1%repeatability typical；2% guaranteed;