光学系统MTF测量中的自动背景校正方法

为避免光学系统传递函数(MTF)测量中手动背景校正方法的诸多弊端,提出了自动背景校正方法,这种方法能够准确去除线扩散函数中的背景,并且不受周围环境光照不稳定的影响。将这种方法应用在数字傅里叶法MTF测试中,完成了对镜头MTF的测试。试验结果表明,测试平均误差小于5％。     

胶片摄影空间相机动态成像质量评价

对以胶片为图像载体的可见光高分辨率空间相机来说,除光学系统本身的像质和胶片分辨力对相机的最终成像质量产生影响外,相机的像移补偿机构、像移速度控制系统、最佳成像焦面位置的确定等都对相机的最终成像质量产生影响,通过对胶片式可见光高分辨力空间相机整机系统的成像理论进行分析探讨,采用光学传递函数的方法进行相机整机系统的像质评价及像面位置的准确标定。详细给出了空间相机的实验室检测和在轨摄影的动态摄影传递函数及数据分析结果,通过理论值与此方法分析出的传递函数值作对比,证明了胶片摄影刀口阴影经付立叶变换等方法处理所得MTF的方法可以用来评价空间相机的动态成像质量,对用实验室实测的相机动态MTF结果来预估相机在轨动态MTF及在轨摄影分辨力方面做出了有益的尝试。     

用CCD测量光学系统OTF的研究

线性光学系统的传递函数(OTF)可由线扩散函数的傅立叶变换求出。电荷耦合器件(CCD)具有自动采样和自动扫描的特点,用它作为光电转换器件,可方便精确地测量OTF。我们研制成一套系统,它由CCD 及其驱动器、视频放大、采样一保持、A/D 转换和微机等组成。文中给出了系统组成和实测结果。测量调制传递函数(MTF)的精度为3%,重复性为1%。该系统能在2分钟内测出物镜的10种空间频率的MTF 值。它还适用于不同对象的测量。     

数字型航空相机的光学系统设计和像质评估

当前研制的数字型航空相机的成像原理与传统的胶片型相机不同,它是采用大面阵CCD作为摄像敏感器件,在曝光时间内完成对图像的拍摄。分析了数字型航空相机光学系统设计的注意点,即光学系统选型的问题。并对像质评估的问题进行了探讨,介绍了评价数码相机成像质量好坏的方法——采用调制传递函数（MTF）进行严格的量化评估。同时,对影响光学系统MTF的各个因素进行了详细的分析,并给出了相应的计算公式和计算结果。     

关于超透镜斜入射时调制传递函数曲线的研究

为了实现光学系统的集成和小型化,提高光学系统的成像质量,设计了一种基于广义斯涅尔定律和几何相位的平面超透镜。通过在超透镜界面处设计双曲面相位分布,将入射圆偏振平面波阵面转换为球形波阵面,将光聚焦在期望焦距处,并且在垂直入射时能够实现衍射极限聚焦。分析了入射光以不同角度入射时,光斑的调制传递函数(MTF)曲线,阐述了不同角度入射光入射时导致MTF曲线下降的原因。该分析对平面超透镜的进一步优化设计具有一定的指导意义,有助于实现小型化、集成化的光学系统。     

含三次位相元件照相物镜的设计

设计了一个光学/数字成像系统,该成像系统利用三次位相元件辅以数字图像处理技术,在保持系统光通量及分辨率不变的前提下,提高了光学系统焦深。进行了仿真实验,实验以传统的双高斯型照相物镜为光学系统模型,选取焦点及离焦-1.6λ(λ=550 nm)近似-6.4倍焦深两个成像位置。对比分析了传统光学系统及光学/数字系统的焦点位置调制传递函数(MTF)、离焦1.6λ处调制传递函数(MTF)及在瑞利判据±100倍焦深范围内的离焦传递函数。通过光学设计软件CODEV9.7新增图像模拟功能,得到了光学系统的模拟成像结果。利用自编图像处理程序,得到最终的成像结果。结果表明,该光学/数字成像系统确实能够有效扩大光学系统焦深6倍以上。     

环形稀疏孔径结构的研究

介绍环形稀疏孔径的结构,分析环形光瞳的填充因子,并推导出环形稀疏孔径调制传递函数(MTF)的解析式。用MATLAB软件对其进行模拟,并利用Zemax光学设计软件设计环形稀疏孔径光学系统,得到调制传递函数图像,与理论推导的结果相吻合。采用标准分辨率板,在不同填充因子的环形稀疏孔径光学系统下进行模拟成像;利用分数阶微分算子对模拟所得的图像进行图像加强,改善环形稀疏孔径光学系统成像质量。     

用自相关函数法计算光学传递函数

光学传递函数ＯＴＦ能客观、定量地衡量光学系统的成像质量；是评价光学系统的重要指标。本文给出的一种方法，从系统的光瞳函数出发，胜自相关函数法计算光学传递函数。并列举了一个计算实例，对计算方法加以验证。由于光瞳函数（即波差）可方便地由剪切干涉法得到，本方法对计算和测量光学传递函数有特别的意义。     

一种新型的OTF测试仪

本文描述一种以计算机技术为基础,以数字付里埃分析为原理的新型光学传递函数(OTF)测试仪。该仪器以星孔为目标物,经由计算机控制一“刀口”切割由被测物镜所形成的星点像而获得刃边扩散函数(ESF),通过计算机对ESF 进行数值微分得到一维空间分布的线扩散函数(LSF),对LSF 进行离散付里埃变换而获得表征被测物镜成像质量的调制传递函数(MTF)和位相传递函数(PTF)。实测表明,该仪器在0～300线对/mm 范围内具有<±0.02MTF单位的测试精度和<±0.01MTF 单位的重复性。     

亚微米投影光刻物镜MTF的简便测定方法

线性光学系统的光学传递函数可由线扩散函数的傅里叶变换求出。研究了用电荷耦合器件测量亚微米投影光刻物镜的 MTF值的系统 ,用 CCD作为光电转换器件 ,对 CCD接收到的 LSF的光强信号进行视频放大、采样 ,用数字存储示波器可方便地测得系统的 MTF值。作为测量实例 ,最后给出了测量得到的 g线、i线光刻物镜的 MTF曲线     

柱面系统无畸变指纹采集仪的光学设计

针对以往无畸变指纹采集仪多采用棱镜补偿方案,系统存在棱镜的固有像散,光学系统难以补偿这种像差获得较高成像质量这一问题,提出了一种采用柱面系统结合双远心物镜校正投影畸变的新方案。该方案利用双柱面系统,在棱镜没有压缩图像的方向上压缩图像;利用双远心光路,消除物面和像面存在倾斜时的梯形畸变。采用该方案进行的计算机建模,经过合理调整优化函数,平衡各种像差,获得了比棱镜补偿校正畸变方案更高的成像质量。指纹采集仪得到了指纹采集方(物方)大部分视场的传递函数值在特征频率5 lp/mm(对应像方40 lp/mm)时＞0.377, 在特征频率10 lp/mm(对应像方80 lp/mm)时＞0.139的结果,大部分视场传递函数提高到棱镜补偿方案的1.6倍,同时各视场成像质量都比较均衡。     

基于波像差理论的光学系统评价函数

将Lu的平面对称光学系统的波像差理论与Koike定义的极紫外(XUV)光栅仪器的评价函数相结合,从而可以得到该评价函数关于光学系统参量的解析表达式。应用该评价函数优化一XUV单色仪光学系统,并运用光线追迹程序Shadow对该光学系统的优化结果进行数值成像计算和比较,证明现发展的评价函数是一种优化XUV光栅仪器十分有用的手段。     

Objective evaluation of the relative modulation transfer function of densitometers for digitisation of electron micrographs

Digitisation of images recorded on film is a crucial part of data acquisition in electron microscopy, particularly for electron cryo-microscopy of biological specimens where the contrast and signal-to-noise ratio are low. A quantitative method to evaluate and compare the quality of densitometers, as measured by the modulation transfer function (MTF), is described here. The densitometer is modelled as a linear system, the output being the convolution of the input image and a point spread function. The MTF is the magnitude of the Fourier transform of the point spread function. The relative MTF describes the quality of signal transfer with spatial frequency. It is important that fine structural details in the micrograph are digitised with a high value for the MTF which does not vary with direction. A test pattern has been generated by projecting an electron image of a grid pattern onto film. The film is scanned and a computer program measures the intensities of the diffraction orders of the repeating pattern. Three different scanners are compared, one is a point scanner and the other two are line scanners. The test can be used to check if a scanner is set up optimally, and how it compares with another scanner.     

一种分析视频眼镜图像清晰度的新方法

依据光学传递函数与级联光学传递函数理论,通过CCD相机拍摄视频眼镜显示的ISO12233分辨率测试图像卡,运用Imatest软件分析视频眼镜中光学成像系统的质量和图像分辨率(SFR)参数。对Google Glass,Epson BT-200,Optinvent ORA-1,奥图科技Cool Glass One以及Raypai的几种视频眼镜进行了测试与分析,获得每一种视频眼镜的图像分辨率调制传递函数(MTF)结果并进行比较。MTF结果与实际视觉观测结果基本相符,表明这种测试方法与Imatest软件分析计算的正确性。     

基于月球目标的FY-2G在轨调制传递函数评估

调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)是客观评价遥感器光学系统在轨特性的主要指标之一。为了避免使用地面目标评估气象卫星在轨MTF时,大气传输对计算结果的影响,研究了使用月球目标来计算其在轨MTF的方法。选择由风云二号G星扫描辐射计(VISSR)获取的不受大气传输影响的月球目标遥感图像,作为刃边法的输入图像来计算VISSR的在轨MTF,并且根据探测器的不同探元,划分不同的子图像,分别计算其MTF特性。实验结果表明,使用月球目标得到的MTF结果为0.320 1,而地球目标由于有大气影响MTF结果仅为0.216 4,月球目标结果明显优于地球目标。且遥感器各探元结果一致性较好,在连续时间内由同一子图像计算的不同探元的MTF结果的标准差仅为0.013 31,表明使用该方法评估的MTF具有稳定性。     

一种利用CCD测量像增强器MTF的方法研究

线性光学系统的光学调制传递函数(MTF)可由线扩散函数(LSF)的傅立叶变换求出。根据这一基本原理,提出了一种利用CCD测量像增强器MTF的新方法。与其它传统的测试方法相比,该方法具有结构简单、使用方便,并可用微机进行数据处理等优点。所建立的测试系统用CCD作为光电转换元件,对接收到的LSF光强信号进行视颇放大、同步分离、采样保持、A/D变换,最后通过接口电路将数据送入微机,通过软硬件的结合,可以方便地、实时地测得像增强器的MTF.测试结果与事实相符合,还对影响测试精度的若干因素进行了分析与讨论。     

近视防控离焦镜片像质评价方法的探讨

近视防控离焦镜片的光学性能评价的过程中,通常以镜片的屈光度地形图作为分析依据,对成像质量的影响目前研究较少.从像质评价入手,搭建了一套镜片?相机测试系统用于测量离焦镜片的光学传递函数(MTF).整个系统是由光源、成像模块、镜片夹持工具、棋盘标定板和MTF分析软件系统组成的.实验过程中对相机镜头、国内明月离焦镜片、国外Z...