研制成功的便携式调制传递函数测试仪

"便携式调制传递函数测试仪的研制" 调制传递函数（Modulation Transfer Function, MTF）是衡量光学系统成像质量的重要指标，尤其在可见光镜头的设计和评估中起着关键作用。本文针对这一需求，介绍了一种小巧便携的调制传递函数测试仪的研发过程，旨在提供方便快捷的MTF测试解决方案，同时打破国外在此领域的技术垄断。 测试仪的核心是利用圆孔作为目标物，其发出的光通过平行光管进行准直，然后通过待测镜头。经过镜头后的光线在像平面上形成圆孔像，这个像是通过显微物镜放大后由电荷耦合器件（Charge-Coupled Device, CCD）捕获并传输至计算机。计算机对CCD接收到的图像进行处理和计算，从而得到调制传递函数的值。 在图像处理阶段，首先需要进行图像的预处理，包括去噪、校正光学畸变等步骤，确保数据的准确性。接着，采用适当的算法计算MTF，常见的方法有频域法和空域法，如傅里叶变换或刀口法。这些算法能从图像的高频成分中提取调制信息，进而计算出MTF值。 测试仪的设计还考虑了各组件的影响，包括光源的稳定性、平行光管的准直性能、显微物镜的分辨率以及CCD的灵敏度等。通过校正和优化这些组件，可以减少系统误差，提高测试的精确度。此外，文章还探讨了误差和噪声的抑制策略，例如采用高信噪比的CCD、优化照明条件以及应用数字信号处理技术来增强图像质量。 将该便携式测试仪的测试结果与光学设计的理论值进行对比，结果显示测试仪的绝对精度达到了0.018，满足了0.03的精度要求，证明了该测试仪的有效性和可靠性。这表明，这款小型化、便携式的MTF测试仪成功实现了预期的研制目标，能够为光学镜头的开发和检测提供便捷的工具，同时也降低了对外部技术支持的依赖。 关键词：成像系统；调制传递函数测试仪；图像处理；可见光镜头 中图分类号：O439 文献标识码：A doi:10.3788/AOS201535.1111001 便携式调制传递函数测试仪的研制对于光学领域尤其是可见光镜头的质量控制具有重要意义。通过精确的MTF测量，可以有效评估镜头的成像性能，为光学设计和改进提供依据。此外，这种测试仪的便携性使其在实验室和现场都能灵活应用，极大地提升了测试效率。