Optikos光学镜片MTF测试

Optikos光学镜片MTF测试

调制传递函数(MTF)

在光学及摄影领域，我们经常听到MTF，即调制传递函数，用来形容和衡量一个光学成像系统当中各部分的分辨率。总调制传递函数的组成可以划分为光学系统的MTF、探测器的MTF、电路的MTF、显示器的MTF、人眼的MTF、晃动引入的MTF等。

图1.1Optikos 在光学成像不同阶段的MTF测试

(1)光学系统传递函数。通过对热成像光学系统的计算发现：几何像差和衍射限对传递函数的影响不能忽略。通常衍射限对应的传递函数在低频下降快，在高频拖尾较长，而几何像差所对应的传递函数在低频下降慢，在高频下降快，拖尾短。

(2)探测器的传递函数。探测器是热像仪的核心部件，它既完成视场内图像的扫描取样，同时也通过光电效应将入射辐射转换成电信号。因此，从线性滤波的角度看，探测器的滤波特性包含空间滤波和时间滤波特性两部分。从信号处理的角度看并联扫描是n元信号分别取样，而串联扫描是将n元信号延迟积分后一起处理，虽然探测器各元之间分隔，但却连续扫描一行视场，并不存在水平方向的离散取样，因此多元探测器水平方向的空间滤波相当于单元探测器。探测器通常为矩形，设探测器的响应是等强度分布的，则其扩散函数为矩形函数，求矩形函数的傅立叶变换即可得到探测器的传递函数。

(3)电子线路的传递函数。常用的电子处理电路包括如下几种：低通滤波器、高通滤波器、全通超前滤波器、RLC脉冲修尖电路和高频提举电路。采用不同的处理电路可以得到不同的滤波效果。

(4)显示器的传递函数。在热成像系统中采用的显示器是阴极射线管(CRT)和发光二极管(LED)阵列。通常认为CRT上的光点亮度分布是高斯分布。

(5)人眼的传递函数。热成像系统探测到的红外辐射图像，通常需要在显示器上输出，zui后由人眼观察并由人脑做出相应判断和决策，因而，“热成像系统—人眼—大脑”是一个有机结合体，在系统的静态性能和视距估算中必须考虑人眼的传递特征。

(6)晃动引入的传递函数。随机晃动的调制传递函数为：

                (1-1)

为随机晃动在探测器空间的角振幅的标准偏差，X、Y方向均有。

热成像系统为线性不变系统，其调制传递函数是各分系统调制传递函数的乘积，即系统总的传递函数H_D。所有频率都应被归一化为同一个空间的频率。

(1-2)

尽管调制传递函数测量看起来直接明了，但是由于数字化、相移、背景消除、颤抖、噪声以及不适当的归一化，使之难以实现。每个影响的幅度都与红外成像系统的设计有关。

Optikos公司提供全套产品线以测试任何工业应用的光学镜头系统，产品包括OpTest光学测试仪、LensCheck™光学测试仪。在光学测试领域一直处于。LensCheckTM光学测试仪是 Optikos 研发推出的一款精简、、易用的产品，以满足您的光学器件产生和产品原型测试检验的需求。LensCheckTM包含了注册的 VideoMTF 图像分析软件，以及实时的调制传递函数（MTF）测试和分析性能。使用 LensCheckTM光学测试仪可以让光学仪器厂家迅速、可靠的测试产品，大大降低产品及组件不合格的风险。

图1.2 可见光及红外光学测试系统

广州固润光电主营包括Optikos等光电测量仪器。Optikos公司的旗舰产品包括OpTest光学测试系统（包含全套的硬件定制选项），以及LensCheck系统——用来测试小口径光学器件的精简版、便携、易用的光学测试系统。OpTest和LensCheck系统都是基于OpTest 7——Optikos全新研发的、拥有所有权的光学测试软件。

 图1.3 Optest7软件界面

图1.4 MTF 测试报告

LensCheck™ MTF 度及重复性

可见光：1% accuracy typical；2% guaranteed;

        0.5%repeatability typical；1% guaranteed;

长波红外：2% accuracy typical（to 30lp/mm）；3% guaranteed;

          1%repeatability typical；2% guaranteed;