XIANTECHNOLOGICALUNIVERSITY現代光電測試技術主講于洵二0一年十月第章光學與光電系統成像性能評測§31光電系統成像性能評測基本理論§32分辨率測量§33光學傳遞函數測量§34嘴變測量現代光電測試技術光學(或光電)成像系統的成像性能,即成像質量問題,是光學測量所關注并要研究和解決的重要問題。在成像用的光學(或光電)系統的設計、制造和使用中,十分關注該系統的成像性能,如何有效地檢測出系統的成像質量,則是評價一個成像光學系統性能優劣的前提。隨著成像系統朝著紅外和紫外波段延伸,多種新型光電成像器件的涌現,對成像系統的評測從純光學系統向復雜光電系統方向發展,也對光學(或光電)系統成像問題提出了新的課題。光學系統成像性能的要求有兩個方畫:第一方面是光學特性,包括焦距、物距、像距放大率、入位置、入魔距離等;第二方畫是成像質量,光學系統所成的像應該足夠清晰,并且物像相似,變形要小。)幣2字現代光電測試技術場景內容:日大氣透過率:霾持征,背景特霧,塵埃,甫征,位移,雜波大氣衰減觀察實驗練,寢勞,工圖像質量混雜:噪聲,作負荷振動系統性能:分辨監控:亮度,對率、靈敏度比度,觀察者距聲,(紅外,可離,背景輻射見(眩光圖31影響圖像質量的因素)幣2字現代光電測試技術從物理光學或波動光學角度出發,人們推導出波像差和傳遞函數等像質評價指標;從幾何光學角度出發,人們推導出幾何像差等像質評價指標。用于成像質量評價的指標有幾何像差、波像差、點列圖、分辨率、星點檢驗和光學傳遞函數。幾何像差、波像差和點列圖主要是在設計階段用于評價系統的設計質量;分辨率和星點檢驗主要用于生產制造過程中檢驗產品的實際成像質量。光學傳遞函數則是對設計、制造和使用都適用的客觀統一的成像質量評價標準。)幣2字現代光電測試技術§31光電系統成像性能評測基本理論§31.1光電成像性能的研究方法概述如圖3-2所示,光學(電)成像系統,可以把成像系統的功能描述為接收其輸入物信息后將其轉換為所需求的和感興趣的輸出像信息。該輸入物信息包括如目標物的輻照度分布及其顏譜色譜,時間響應特性,及其背景和傳輸介質等,還包括其目標物的散射等特性。該輸出像信息既包括輸入物的相似性或一發性的信息,也包括其它附加的或衍生的信息。輸輸出物信息光學成像系統像信息圖3-2光學(電)成像系統的等效框圖)幣2字現代光電測試技術一個光學(電)成像系統也可以描述為一種空間/時間濾波器。對于一個靜態的常規光學成像系統則可以描述為一個等效的空間低通濾波器。Φ幾]A0gngLers①m100%圖3-3光學成像系統等效于一種空間低通濾波器現代光電測試技術對于成像系統,撒撇開時間響應特性后,最主要關心的是下列三個基本問題。★物與像的輻照度分布一致性問題所涉及的像質判據有光學傳遞函數、崎變、分辨率、星點、波像差、灰階和動態范圍等等,統稱為成像的失真度性能。☆光度或輻射度性能的問題所涉及的像質數據有透射比、雜光、像面輻照度均勻性、信噪比等,統稱為光度或輻射度性能。★色度性能的問題系統的顏色還原空間的色調、飽和度和明度等,統稱為色度性能。)幣2字現代光電測試技術隨著科學技術的迅猛發展,對子成像儀器的要求也在某些性能要求和范圍方畫提升。尤其是新型光電成像系統與探測器件的應用,除要考慮包括光學系統的性能參數外,還應研究諸如人眼、膠片、擴放照片、cCD或cMOS、液晶屏顯示、熒光屏等光電轉換的特性,及其與光學系統組合后的總體性能。)幣2字現代光電測試技術§312光學像質的基本成像理論1、光的衍射成像理論及其計算常用的圓孔衍射受限光學系統,反映其三維搞照度分布的等強度線如圖3-4所示,圖中橫坐標采用歸一化光軸單位,縱坐標采用歸一化焦平畫單位。其中,沿軸上的歸一化幅照度分布其公式為:(x)-cm(/2)其焦面上的