光学系统MTF快速测量仪的研究

发布时间：2017-03-23 05:18

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【摘要】：光学传递函数已被公认为目前评价光学系统成像质量客观、有效的方法。随着光学仪器制造水平的提高和应用范围的扩大,对光学系统的传递函数测量的准确性、速度和测量的范围等方面也提出了更高的要求。因此在MTF测量理论基础上,需结合日益发展的计算机技术、图像采集器件和图像处理手段,使其测量速度更快,图像数据处理更精确完整,装置更精巧,测量范围更大。 本文对光学系统成像质量的评价方法、光学传递函数测量原理和常用方法进行了系统地讨论。在分析现有的MTF测量仪器优缺点的基础之上,提出一种快速测量光学系统MTF的新方法。该测量方法以LCD屏上各种空间频率的等间距黑白条纹为目标物,以CCD为图像采集器件,通过计算机控制条纹空间频率的变换和图像的采集,经处理后得到像面上各空间频率的对比度从而获取被测系统的MTF曲线。搭建了测量实验装置,编写了应用软件,通过一系列测量结果,对测量系统的性能、精度和需改进处进行了探讨。
【关键词】：光学传递函数 MTF测量 空间频率 对比度 傅立叶变换 CCD 图像采集 MTF曲线
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH741
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-7
• 第一章 概述7-15
• §1.1 光学传递函数的历史发展7-8
• §1.2 传递函数的重要性和优点8
• §1.3 国内外OTF／MTF测量技术的发展现状8-12
• §1.3.1 国外的发展现状9-10
• §1.3.2 国内的发展现状10-12
• §1.3.3 测量仪器的优缺点12
• §1.3.4 发展趋势12
• §1.4 本文的工作12-13
• §1.5 本章参考文献13-15
• 第二章 像质评价和光学传递函数15-35
• §2.1 像质评价的常用方法15
• §2.2 光学传递函数与其它像质判据间的联系15-18
• §2.2.1 与中心点亮度的关系15-16
• §2.2.2 与能量分布的关系16
• §2.2.3 与波像差的关系16-17
• §2.2.4 与鉴别率的关系17-18
• §2.3 基于光学转递函数的像质评价方法18-21
• §2.4 光学传递函数的推导21-23
• §2.4.1 点扩展函数与光学传递函数21-22
• §2.4.2 线扩展函数与一维光学传递函数22-23
• §2.5 MTF/OTF的测量方法的分类23-24
• §2.6 扫描法24-31
• §2.6.1 光学傅立叶分析法24-26
• §2.6.2 光电傅立叶分析法26-28
• §2.6.3 电学傅立叶分析法28-30
• §2.6.4 数学傅立叶分析法30-31
• §2.7 干涉法31-34
• §2.7.1 传递函数与光瞳函数的关系31-34
• §2.8 本章参考文献34-35
• 第三章 对比法测量的理论架构35-48
• §3.1 正弦波35-36
• §3.2 矩形波36-39
• §3.3 相对测量法和比较测量法39-41
• §3.3.1 标准镜头定标40
• §3.3.2 相对测量法40
• §3.3.3 比较测量法40-41
• §3.4 在Matlab中的模拟41-46
• §3.4.1 在Matlab中模拟及其结果41-44
• §3.4.2 实例44-46
• §3.5 采用矩形波对比法测量的优点46-47
• §3.6 本章参考文献47-48
• 第四章 测量系统的硬件组成及其具体实现48-57
• §4.1 系统功能图48
• §4.2 测试步骤48-49
• §4.3 实验装置的组成49
• §4.4 CCD成像器件49-53
• §4.4.1 CCD的出现和应用49-50
• §4.4.2 CCD的工作原理50-51
• §4.4.3 本实验装置所使用的CCD51-53
• §4.5 LCD显示屏53
• §4.6 图像采集卡53-55
• §4.7 步进电机55-56
• §4.8 本章参考文献56-57
• 第五章 软件部分57-71
• §5.1 测量系统总体框架57-70
• §5.1.1 MTF算法流程58-60
• §5.1.2 LCD屏图像产生60-62
• §5.1.3 CCD图像采集62-63
• §5.1.4 主程序与LCD显示屏控制程序间的通信63-65
• §5.1.5 步进电机控制65-66
• §5.1.6 测量前的系统调整66-70
• §5.2 本章参考文献70-71
• 第六章 测量结果及其分析71-83
• §6.1 测量结果71-78
• §6.1.1 轴上视场71-74
• §6.1.2 轴外视场74-78
• §6.2 测量系统主要误差分析及其校正方法78-81
• §6.2.1 CCD对测量结果的影响78-81
• §6.2.2 LCD的调制传递函数对测量的影响81
• §6.2.3 其他因素81
• §6.3 本章参考文献81-83
• 第七章 总结和展望83-85
• 硕士在读期间发表的论文85-86
• 致谢86

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本文编号：263016