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调制传递功能和分辨能力(一)

发布时间:2017-03-22 11:37:00 点击:

当我们使用的分辨率测试卡时,单个条纹图案是不足以表征透镜的质量。当然,在明暗条纹之间具有大分离的非常粗糙的图案,也可以通过具有相对大的点扩散函数的透镜良好地成像。如果我们减小条纹之间的间隔,使得亮和暗之间的分离接近点扩散的大小,则来自亮区的大量光被照射到图案的较暗区域,并且图像对比度明显降低。

如果再次使用与绘画比较法:就是粗糙的结构可以用很厚的画笔刷好,但精细的细节需要精细的画笔。

因此,我们需要研究透镜如何成像各种细度程度的条纹图案,即需要为这些图案中每一个细节确定调制传递。因此,可以获得一个完整的数字序列,如果我们将它们描述为条纹图案细度参数的函数,则这些数字表示曲线,即调制传递函数。

分辨率测试卡上的条纹图案的细度可以通过计算在图像中在1mm的距离中包含图案的多少周期来测量。周期是两个明亮或两个暗条纹之间的间隔,或由一个暗条纹和一个亮条纹组成的线对的宽度。图像平面中每毫米的周期数是空间频率,以每毫米的单位线对给出,缩写为lp/mm

 

上图还示出了在f/2f/5.6处测量的在图像中心中的35mm格式的50mm透镜的调制传递函数,为了实现比较的目的,还示出了f/5.6f/16的衍射受限传递函数(圆点)。衍射极限图像是最好的。在水平轴上,有每毫米线对的空间频率。

衍射极限图像具有几乎完美的直线MTF曲线,其与空间频率成比例地减小。在所谓的极限频率处达到零MTF值,该极限频率由光的f数和波长确定。

对可见光的中等波长的粗略估计是:

μm为单位的点的宽度对应于f数,限制频率约为1500除以f数。

 

 

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