光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試

袁理

摘 要：為了定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭的像質(zhì)，介紹了光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試。先簡(jiǎn)要敘述了測(cè)試的原理，并給出計(jì)算公式；然后介紹了測(cè)試步驟，其中包括固定、穿軸、測(cè)試中心視場(chǎng)和測(cè)試軸外視場(chǎng)；最后介紹了測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)，包括對(duì)測(cè)試工裝的要求、對(duì)測(cè)試平面的要求和正、負(fù)軸外視場(chǎng)測(cè)試值相差較大時(shí)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：調(diào)制傳遞函數(shù)；光學(xué)鏡頭；中心視場(chǎng)；軸外視場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TB851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0120-02

光學(xué)鏡頭的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法有星點(diǎn)檢驗(yàn)法、分辨率法、波像差法和調(diào)制傳遞函數(shù)法等。星點(diǎn)檢驗(yàn)法是一種定性的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，比較依賴檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，受主觀因素的影響較大。分辨率法反映的僅僅是光學(xué)鏡頭的分辨極限，并沒(méi)有反映出可分辨范圍內(nèi)的整個(gè)像質(zhì)狀況。它反映出的信息是不全面的，并且也受主觀因素的影響。波像差法只能評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭在單色光照明下的像質(zhì)，不能評(píng)價(jià)在復(fù)色光照明下的像質(zhì)。調(diào)制傳遞函數(shù)法克服了上述三種方法的缺點(diǎn)，能定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)像質(zhì)，并且對(duì)單色光照明下的像質(zhì)和復(fù)色光照明下的像質(zhì)都能評(píng)價(jià)。因此，調(diào)制傳遞函數(shù)法被廣泛應(yīng)用，它是像質(zhì)評(píng)價(jià)的“金指標(biāo)”。

1 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試原理

在大多數(shù)情況下，測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)是為了測(cè)試光學(xué)鏡頭對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)成像的調(diào)制傳遞函數(shù)。測(cè)試時(shí)，在平行光管焦點(diǎn)處放1個(gè)圓孔，圓孔發(fā)出的光經(jīng)過(guò)平行光管后進(jìn)入光學(xué)鏡頭，并在鏡頭像面上形成圓孔像，圓孔像經(jīng)顯微鏡放大后再進(jìn)行傅里葉分析，即得到了調(diào)制傳遞函數(shù)。調(diào)制傳遞函數(shù)是二維函數(shù)，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，一般只分別測(cè)試它在fx，fy兩個(gè)方向上的分布，兩者的計(jì)算過(guò)程類似。以測(cè)試在fx方向的分布為例，設(shè)鏡頭像面上圓孔像的強(qiáng)度分布為I（x，y），將I（x，y）在y方向積分后再作傅里葉變換，求出H0（fx）為：

2 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試步驟

目前，在測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的儀器中，已經(jīng)有不少成熟的產(chǎn)品了，其中，較為出色的是美國(guó)Optikos公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀和德國(guó)Trioptics公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀。使用這些儀器測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的基本步驟如下。

2.1 固定

把鏡頭固定好，讓平行光充滿其口徑。

2.2 穿軸

對(duì)定焦鏡頭來(lái)說(shuō)，將1塊平面鏡緊靠在鏡頭的基準(zhǔn)面上（該面的法線代表了鏡頭光軸），然后調(diào)整鏡頭，讓平面鏡反射回的光點(diǎn)與平行光管焦點(diǎn)處的圓孔重合，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行，圓孔位于鏡頭的中心視場(chǎng)。對(duì)于變焦鏡頭，則要不斷調(diào)整鏡頭，讓長(zhǎng)焦時(shí)的像斑中心和短焦時(shí)的像斑中心處于同一位置，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行。

2.3 測(cè)試中心視場(chǎng)

用顯微鏡接收?qǐng)A孔像，并縱向調(diào)焦，使圓孔像清晰呈現(xiàn)，然后操作測(cè)試軟件測(cè)試中心視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

2.4 測(cè)試軸外視場(chǎng)

將鏡頭和顯微鏡一起旋轉(zhuǎn)到想要的角度θ，橫向移動(dòng)顯微鏡，使其接收到圓孔像，然后操作測(cè)試軟件，測(cè)試θ角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)，再用同樣的方法測(cè)試（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。如此反復(fù)，可以測(cè)試多個(gè)軸外視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

3 測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 對(duì)測(cè)試工裝的要求

測(cè)試時(shí)，對(duì)測(cè)試工裝的要求如下：①測(cè)試工裝必須保證鏡頭被緊固、不晃動(dòng)，否則測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；②測(cè)試工裝必須保證鏡頭的高度和位置是合適的，要讓從平行光管射出的平行光充滿鏡頭的口徑；③測(cè)試工裝必須保證鏡頭可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，以便進(jìn)行穿軸。

3.2 對(duì)測(cè)試平面的要求

因?yàn)槌上窠邮掌鳎ū热鏑CD等）的接收面都是平面，所以，在測(cè)試中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)時(shí)，必須在同一個(gè)平面上測(cè)試，這樣，各個(gè)測(cè)試點(diǎn)才能同時(shí)被成像接收器所接收，測(cè)試結(jié)果才有意義。測(cè)試平面可以垂直于鏡頭光軸，也可以略微傾斜，但是，傾斜量不能太大。如果測(cè)試平面垂直于鏡頭光軸，那么，在測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡只能橫向移動(dòng)，不能縱向調(diào)焦；如果測(cè)試平面略微傾斜，那么，測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡可以縱向調(diào)焦，但是，正負(fù)視場(chǎng)的調(diào)焦量必須為相反數(shù)，即如果θ角視場(chǎng)的調(diào)焦量是a，那么（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)焦量就必須是（-a），以保證測(cè)試點(diǎn)在一個(gè)平面上。

確定測(cè)試平面時(shí)，先要保證中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，然后要讓中心視場(chǎng)的測(cè)試值盡量高。因此，在測(cè)試時(shí)，需要在中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)之間多次切換，作一些平衡和折衷，以確定最佳測(cè)試平面，這個(gè)過(guò)程需要靈活處理。如果不能找到一個(gè)測(cè)試平面讓中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，那么，可以判定這個(gè)被測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)不合格。

3.3 鏡頭不同，處理測(cè)試值方法不同

對(duì)于定焦鏡頭，如果正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差較大，可能是因?yàn)殓R頭的基準(zhǔn)面不準(zhǔn)確，穿軸后鏡頭光軸與平行光管的光軸不平行。此時(shí)，可以把原來(lái)的中心視場(chǎng)和正、負(fù)軸外視場(chǎng)整體轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌?，轉(zhuǎn)動(dòng)的方向應(yīng)該朝向測(cè)試值較高的軸外視場(chǎng)，然后再重新測(cè)試，這樣，正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值將會(huì)比較平均。

對(duì)于變焦鏡頭，在穿軸已經(jīng)完成后，不管正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差是大還是小，這都是最終的結(jié)果，不能再整體轉(zhuǎn)動(dòng)視場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]于謙.光學(xué)檢查鏡頭的MTF測(cè)試方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[2]杜冰.基于數(shù)字圖像處理的MTF測(cè)試及算法的研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2010.

〔編輯：白潔〕

摘 要：為了定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭的像質(zhì)，介紹了光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試。先簡(jiǎn)要敘述了測(cè)試的原理，并給出計(jì)算公式；然后介紹了測(cè)試步驟，其中包括固定、穿軸、測(cè)試中心視場(chǎng)和測(cè)試軸外視場(chǎng)；最后介紹了測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)，包括對(duì)測(cè)試工裝的要求、對(duì)測(cè)試平面的要求和正、負(fù)軸外視場(chǎng)測(cè)試值相差較大時(shí)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：調(diào)制傳遞函數(shù)；光學(xué)鏡頭；中心視場(chǎng)；軸外視場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TB851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0120-02

光學(xué)鏡頭的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法有星點(diǎn)檢驗(yàn)法、分辨率法、波像差法和調(diào)制傳遞函數(shù)法等。星點(diǎn)檢驗(yàn)法是一種定性的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，比較依賴檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，受主觀因素的影響較大。分辨率法反映的僅僅是光學(xué)鏡頭的分辨極限，并沒(méi)有反映出可分辨范圍內(nèi)的整個(gè)像質(zhì)狀況。它反映出的信息是不全面的，并且也受主觀因素的影響。波像差法只能評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭在單色光照明下的像質(zhì)，不能評(píng)價(jià)在復(fù)色光照明下的像質(zhì)。調(diào)制傳遞函數(shù)法克服了上述三種方法的缺點(diǎn)，能定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)像質(zhì)，并且對(duì)單色光照明下的像質(zhì)和復(fù)色光照明下的像質(zhì)都能評(píng)價(jià)。因此，調(diào)制傳遞函數(shù)法被廣泛應(yīng)用，它是像質(zhì)評(píng)價(jià)的“金指標(biāo)”。

1 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試原理

在大多數(shù)情況下，測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)是為了測(cè)試光學(xué)鏡頭對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)成像的調(diào)制傳遞函數(shù)。測(cè)試時(shí)，在平行光管焦點(diǎn)處放1個(gè)圓孔，圓孔發(fā)出的光經(jīng)過(guò)平行光管后進(jìn)入光學(xué)鏡頭，并在鏡頭像面上形成圓孔像，圓孔像經(jīng)顯微鏡放大后再進(jìn)行傅里葉分析，即得到了調(diào)制傳遞函數(shù)。調(diào)制傳遞函數(shù)是二維函數(shù)，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，一般只分別測(cè)試它在fx，fy兩個(gè)方向上的分布，兩者的計(jì)算過(guò)程類似。以測(cè)試在fx方向的分布為例，設(shè)鏡頭像面上圓孔像的強(qiáng)度分布為I（x，y），將I（x，y）在y方向積分后再作傅里葉變換，求出H0（fx）為：

2 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試步驟

目前，在測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的儀器中，已經(jīng)有不少成熟的產(chǎn)品了，其中，較為出色的是美國(guó)Optikos公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀和德國(guó)Trioptics公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀。使用這些儀器測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的基本步驟如下。

2.1 固定

把鏡頭固定好，讓平行光充滿其口徑。

2.2 穿軸

對(duì)定焦鏡頭來(lái)說(shuō)，將1塊平面鏡緊靠在鏡頭的基準(zhǔn)面上（該面的法線代表了鏡頭光軸），然后調(diào)整鏡頭，讓平面鏡反射回的光點(diǎn)與平行光管焦點(diǎn)處的圓孔重合，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行，圓孔位于鏡頭的中心視場(chǎng)。對(duì)于變焦鏡頭，則要不斷調(diào)整鏡頭，讓長(zhǎng)焦時(shí)的像斑中心和短焦時(shí)的像斑中心處于同一位置，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行。

2.3 測(cè)試中心視場(chǎng)

用顯微鏡接收?qǐng)A孔像，并縱向調(diào)焦，使圓孔像清晰呈現(xiàn)，然后操作測(cè)試軟件測(cè)試中心視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

2.4 測(cè)試軸外視場(chǎng)

將鏡頭和顯微鏡一起旋轉(zhuǎn)到想要的角度θ，橫向移動(dòng)顯微鏡，使其接收到圓孔像，然后操作測(cè)試軟件，測(cè)試θ角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)，再用同樣的方法測(cè)試（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。如此反復(fù)，可以測(cè)試多個(gè)軸外視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

3 測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 對(duì)測(cè)試工裝的要求

測(cè)試時(shí)，對(duì)測(cè)試工裝的要求如下：①測(cè)試工裝必須保證鏡頭被緊固、不晃動(dòng)，否則測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；②測(cè)試工裝必須保證鏡頭的高度和位置是合適的，要讓從平行光管射出的平行光充滿鏡頭的口徑；③測(cè)試工裝必須保證鏡頭可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，以便進(jìn)行穿軸。

3.2 對(duì)測(cè)試平面的要求

因?yàn)槌上窠邮掌鳎ū热鏑CD等）的接收面都是平面，所以，在測(cè)試中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)時(shí)，必須在同一個(gè)平面上測(cè)試，這樣，各個(gè)測(cè)試點(diǎn)才能同時(shí)被成像接收器所接收，測(cè)試結(jié)果才有意義。測(cè)試平面可以垂直于鏡頭光軸，也可以略微傾斜，但是，傾斜量不能太大。如果測(cè)試平面垂直于鏡頭光軸，那么，在測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡只能橫向移動(dòng)，不能縱向調(diào)焦；如果測(cè)試平面略微傾斜，那么，測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡可以縱向調(diào)焦，但是，正負(fù)視場(chǎng)的調(diào)焦量必須為相反數(shù)，即如果θ角視場(chǎng)的調(diào)焦量是a，那么（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)焦量就必須是（-a），以保證測(cè)試點(diǎn)在一個(gè)平面上。

確定測(cè)試平面時(shí)，先要保證中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，然后要讓中心視場(chǎng)的測(cè)試值盡量高。因此，在測(cè)試時(shí)，需要在中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)之間多次切換，作一些平衡和折衷，以確定最佳測(cè)試平面，這個(gè)過(guò)程需要靈活處理。如果不能找到一個(gè)測(cè)試平面讓中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，那么，可以判定這個(gè)被測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)不合格。

3.3 鏡頭不同，處理測(cè)試值方法不同

對(duì)于定焦鏡頭，如果正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差較大，可能是因?yàn)殓R頭的基準(zhǔn)面不準(zhǔn)確，穿軸后鏡頭光軸與平行光管的光軸不平行。此時(shí)，可以把原來(lái)的中心視場(chǎng)和正、負(fù)軸外視場(chǎng)整體轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌龋D(zhuǎn)動(dòng)的方向應(yīng)該朝向測(cè)試值較高的軸外視場(chǎng)，然后再重新測(cè)試，這樣，正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值將會(huì)比較平均。

對(duì)于變焦鏡頭，在穿軸已經(jīng)完成后，不管正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差是大還是小，這都是最終的結(jié)果，不能再整體轉(zhuǎn)動(dòng)視場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]于謙.光學(xué)檢查鏡頭的MTF測(cè)試方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[2]杜冰.基于數(shù)字圖像處理的MTF測(cè)試及算法的研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2010.

〔編輯：白潔〕

摘 要：為了定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭的像質(zhì)，介紹了光學(xué)鏡頭調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試。先簡(jiǎn)要敘述了測(cè)試的原理，并給出計(jì)算公式；然后介紹了測(cè)試步驟，其中包括固定、穿軸、測(cè)試中心視場(chǎng)和測(cè)試軸外視場(chǎng)；最后介紹了測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)，包括對(duì)測(cè)試工裝的要求、對(duì)測(cè)試平面的要求和正、負(fù)軸外視場(chǎng)測(cè)試值相差較大時(shí)的處理辦法。

關(guān)鍵詞：調(diào)制傳遞函數(shù)；光學(xué)鏡頭；中心視場(chǎng)；軸外視場(chǎng)

中圖分類號(hào)：TB851 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0120-02

光學(xué)鏡頭的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法有星點(diǎn)檢驗(yàn)法、分辨率法、波像差法和調(diào)制傳遞函數(shù)法等。星點(diǎn)檢驗(yàn)法是一種定性的像質(zhì)評(píng)價(jià)方法，比較依賴檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，受主觀因素的影響較大。分辨率法反映的僅僅是光學(xué)鏡頭的分辨極限，并沒(méi)有反映出可分辨范圍內(nèi)的整個(gè)像質(zhì)狀況。它反映出的信息是不全面的，并且也受主觀因素的影響。波像差法只能評(píng)價(jià)光學(xué)鏡頭在單色光照明下的像質(zhì)，不能評(píng)價(jià)在復(fù)色光照明下的像質(zhì)。調(diào)制傳遞函數(shù)法克服了上述三種方法的缺點(diǎn)，能定量、客觀、全面地評(píng)價(jià)像質(zhì)，并且對(duì)單色光照明下的像質(zhì)和復(fù)色光照明下的像質(zhì)都能評(píng)價(jià)。因此，調(diào)制傳遞函數(shù)法被廣泛應(yīng)用，它是像質(zhì)評(píng)價(jià)的“金指標(biāo)”。

1 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試原理

在大多數(shù)情況下，測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)是為了測(cè)試光學(xué)鏡頭對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)目標(biāo)成像的調(diào)制傳遞函數(shù)。測(cè)試時(shí)，在平行光管焦點(diǎn)處放1個(gè)圓孔，圓孔發(fā)出的光經(jīng)過(guò)平行光管后進(jìn)入光學(xué)鏡頭，并在鏡頭像面上形成圓孔像，圓孔像經(jīng)顯微鏡放大后再進(jìn)行傅里葉分析，即得到了調(diào)制傳遞函數(shù)。調(diào)制傳遞函數(shù)是二維函數(shù)，在實(shí)際測(cè)試時(shí)，一般只分別測(cè)試它在fx，fy兩個(gè)方向上的分布，兩者的計(jì)算過(guò)程類似。以測(cè)試在fx方向的分布為例，設(shè)鏡頭像面上圓孔像的強(qiáng)度分布為I（x，y），將I（x，y）在y方向積分后再作傅里葉變換，求出H0（fx）為：

2 調(diào)制傳遞函數(shù)的測(cè)試步驟

目前，在測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的儀器中，已經(jīng)有不少成熟的產(chǎn)品了，其中，較為出色的是美國(guó)Optikos公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀和德國(guó)Trioptics公司的調(diào)制傳遞函數(shù)測(cè)試儀。使用這些儀器測(cè)試調(diào)制傳遞函數(shù)的基本步驟如下。

2.1 固定

把鏡頭固定好，讓平行光充滿其口徑。

2.2 穿軸

對(duì)定焦鏡頭來(lái)說(shuō)，將1塊平面鏡緊靠在鏡頭的基準(zhǔn)面上（該面的法線代表了鏡頭光軸），然后調(diào)整鏡頭，讓平面鏡反射回的光點(diǎn)與平行光管焦點(diǎn)處的圓孔重合，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行，圓孔位于鏡頭的中心視場(chǎng)。對(duì)于變焦鏡頭，則要不斷調(diào)整鏡頭，讓長(zhǎng)焦時(shí)的像斑中心和短焦時(shí)的像斑中心處于同一位置，此時(shí)，鏡頭光軸與平行光管的光軸平行。

2.3 測(cè)試中心視場(chǎng)

用顯微鏡接收?qǐng)A孔像，并縱向調(diào)焦，使圓孔像清晰呈現(xiàn)，然后操作測(cè)試軟件測(cè)試中心視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

2.4 測(cè)試軸外視場(chǎng)

將鏡頭和顯微鏡一起旋轉(zhuǎn)到想要的角度θ，橫向移動(dòng)顯微鏡，使其接收到圓孔像，然后操作測(cè)試軟件，測(cè)試θ角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)，再用同樣的方法測(cè)試（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。如此反復(fù)，可以測(cè)試多個(gè)軸外視場(chǎng)的調(diào)制傳遞函數(shù)。

3 測(cè)試時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 對(duì)測(cè)試工裝的要求

測(cè)試時(shí)，對(duì)測(cè)試工裝的要求如下：①測(cè)試工裝必須保證鏡頭被緊固、不晃動(dòng)，否則測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確；②測(cè)試工裝必須保證鏡頭的高度和位置是合適的，要讓從平行光管射出的平行光充滿鏡頭的口徑；③測(cè)試工裝必須保證鏡頭可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)和俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，以便進(jìn)行穿軸。

3.2 對(duì)測(cè)試平面的要求

因?yàn)槌上窠邮掌鳎ū热鏑CD等）的接收面都是平面，所以，在測(cè)試中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)時(shí)，必須在同一個(gè)平面上測(cè)試，這樣，各個(gè)測(cè)試點(diǎn)才能同時(shí)被成像接收器所接收，測(cè)試結(jié)果才有意義。測(cè)試平面可以垂直于鏡頭光軸，也可以略微傾斜，但是，傾斜量不能太大。如果測(cè)試平面垂直于鏡頭光軸，那么，在測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡只能橫向移動(dòng)，不能縱向調(diào)焦；如果測(cè)試平面略微傾斜，那么，測(cè)試軸外視場(chǎng)時(shí)，顯微鏡可以縱向調(diào)焦，但是，正負(fù)視場(chǎng)的調(diào)焦量必須為相反數(shù)，即如果θ角視場(chǎng)的調(diào)焦量是a，那么（-θ）角視場(chǎng)的調(diào)焦量就必須是（-a），以保證測(cè)試點(diǎn)在一個(gè)平面上。

確定測(cè)試平面時(shí)，先要保證中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，然后要讓中心視場(chǎng)的測(cè)試值盡量高。因此，在測(cè)試時(shí)，需要在中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)之間多次切換，作一些平衡和折衷，以確定最佳測(cè)試平面，這個(gè)過(guò)程需要靈活處理。如果不能找到一個(gè)測(cè)試平面讓中心視場(chǎng)和軸外視場(chǎng)的測(cè)試值都滿足技術(shù)要求，那么，可以判定這個(gè)被測(cè)鏡頭的調(diào)制傳遞函數(shù)不合格。

3.3 鏡頭不同，處理測(cè)試值方法不同

對(duì)于定焦鏡頭，如果正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差較大，可能是因?yàn)殓R頭的基準(zhǔn)面不準(zhǔn)確，穿軸后鏡頭光軸與平行光管的光軸不平行。此時(shí)，可以把原來(lái)的中心視場(chǎng)和正、負(fù)軸外視場(chǎng)整體轉(zhuǎn)動(dòng)至一個(gè)適當(dāng)?shù)慕嵌龋D(zhuǎn)動(dòng)的方向應(yīng)該朝向測(cè)試值較高的軸外視場(chǎng)，然后再重新測(cè)試，這樣，正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值將會(huì)比較平均。

對(duì)于變焦鏡頭，在穿軸已經(jīng)完成后，不管正、負(fù)軸外視場(chǎng)的測(cè)試值相差是大還是小，這都是最終的結(jié)果，不能再整體轉(zhuǎn)動(dòng)視場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]于謙.光學(xué)檢查鏡頭的MTF測(cè)試方法研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[2]杜冰.基于數(shù)字圖像處理的MTF測(cè)試及算法的研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2010.

〔編輯：白潔〕