镜头评价成像评价1MTF全称ModulationTransferFunction调制.doc

镜头评价
成像评价
MTF 全称Modulation Transfer Function (调制传递函数),该方法评价镜头对物空间不同频率线对的线条的解析能力。


100lp/mm


镜头对不同方向的线条的解析能力是不同的,径向的线条称为弧矢线条,垂直径向的线条称为子午线条。
弧矢
子午
调制度
视场中心
视场边缘
40LP/mm
20LP/mm
10LP/mm
弧矢分辨率
子午分辨率
MTF vs. Field
镜头MTF的选择
镜头MTF(1000um*系数/(2*Sensor像素尺寸)) ≥ , ~. 比如相机像素尺寸5um,那么需要镜头像方的解析度为MTF(60LP/mm)≥。实测值应该大于设计值的80%,也就是60LP/.
点扩散函数
点扩散函数(point spread function),对光学系统来讲,输入物为一点光源时其输出像的光场分布,称为点扩散函数,也称点扩展函数。
在数学上点光源可用δ函数(点脉冲)代表,输出像的光场分布叫做脉冲响应,所以点扩散函数也就是光学系统的脉冲响应函数。
a b
不同分辨率镜头的点扩散函数:a. 高分辨率;b. 中等分辨率
畸变
畸变是指光学系统对物体所成的像相对于物体本身而言的失真程度,通常来说畸变分为两种:桶形畸变和枕形畸变。
畸变计算公式[1]
yz′——实际像高;y′——理论像高

④. 其他像差[2]
影响镜头质量的除了畸变外还有球差、慧差、倍率色差、位置色差、场曲、像散, 使用者可以查阅相关书籍,这里不再赘述。
相对照度
对于大视场角镜头,像面照度不均匀性是不可避免的[3],缺陷监测最基本的算法是灰度判断,像面的不均匀性直接导致检测错误,既然不可避免怎么解决?
灰度矫正
相机自带功能,这种方法牺牲图像的信噪比,而且能够矫正的范围有限。
照明光源补偿
最根本的方法是通过照明光源补偿,通过增强照明光斑边缘的亮度提高图像的照度均匀性。
焦距
焦距表征镜头对光线的会聚程度,影响物像距的长度,描述物距、像距、焦距之间关系的是的高斯公式[4]
1/L′- 1/L = 1/f′
对于成像镜头,一般来讲,L< 0,L′> 0,f′>0。
相对孔径
表征镜头传递信息的能力,可以用一个不变