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1、第24卷第2期西安工业学院学报Vol124No122004年6月JOURNALOFXIpANINSTITUTEOFTECHNOLOGYJune2004文章编号:100025714(2004)0220140204X光学传递函数测试及空间频率标定方法1,2111马卫红,马臻,贺丽,李英才(1.中国科学院西安光学精密机械研究所西安710068;2.西安工业学院)摘要:采用星点像分析的方法测试光学系统的光学传递函数,分析了不同系统参数对空间频率转换和测试精度的影响,包括目标小孔的直径,测试系统放大倍数,平行光管焦距等.利用测试系统设置特点,在不影响测试和增加组件的情况下,给出了用
2、栅条板标定系统放大倍数的方法.对50mm焦距平凸标准物镜测试的结果表明,系统参数的标定和输入直接影响测试精度,采用上述的标定方法准确可靠,可以在测试组件参数未知的情况下,获得影响空间频率定位的参数,进而准确获得被测系统的光学传递函数.关键词:光学传递函数;空间频率;图像分析;测试精度中图号:O348.1文献标识码:AInfluenceofspatialfrequencycalibrationonOTFtestprecision1,2111MAWei-hong,MAZhen,HELi,LIYing-cai(1.Xi’anInstituteofOpticsandPrecisi
3、onMechanics,ChineseAcademyofScience,Xi’an710068,China;2.Xi’anInstituteofTechnology)Abstract:IntheprocessofOpticalTransferFunction(OTF)test,correspondingofspatialfrequencywithOTFdataisofgreatimportance.Thispaperanalyzedinfluencesofmeasuringsystemsettingsuchaspinholediameter,collimationlens
4、focusandsystemmagnification,onspatialfrequencytransformandmeasurementprecisionintheory.Usingtestsystemsetting,andnoeffectingontestschematicandaddingtestpart,atestsystemparametercalibrationmethodwithbarpatternboardbythesetting,whichdoesnotthetestschemeandnotaddadditionedtestgroupispresente
5、d.Testresultson50mmfocuslensshowedthatcalibrationandtheinputofsystemsettingparameterdirectlyeffectontestprecision.ThiscalibrationmethodisaccurateandreliableenoughandcanacquireparametertoeffectspatialfrequencycalibrationandOTFoflensaccuratelyundertheconditionofunknownsubsystemparameter.Key
6、Words:OpticalTransferFunction(OTF);spatialfrequency;imageanalysis;measurementprecision目前,光学传递函数(OpticalTransferFunction,OTF)已在像质评价方面占有主导地位,并已广泛地应用于光学设计过程及光学系统的检验,因为它能克服过去的一些评价标准的明显不足,从而使光学系统的设[1]计和检验建立在更加可靠的基础上.基于图像分析的光学传递函数测试技术,由计算机完成对特征目标[2]物成像的预处理及分析,获得被测试系统的光学传递函数,测试采用正光路,不需要扫描机构,结构简单
7、,测试结果可实时显示,整个测试过程不存在原理性误差.光学传递函数测试的结果不仅要求分析计算正确,关键的是必须对应正确的空间频率,否则会直接影响测试精度.由于数据的处理和修正都由计算机[3]完成,因此空间频率的换算及对应都是按输入的测试系统设置自动完成的,因此要求准确标定和输入.本文从理论上分析了系统设置对空间频率转换的作用及误差来源,给出了系统空间放大倍数的标定方法,通过对50mm平凸标准物镜的测试实验,研究了系统标定误差对空间频率转换精度的影响,从而进一步探讨了基于图像分析的光学传递函数测试中的系统设置精度对测试结果的影响.