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分辨率测试卡测试空间频率

日期:2019-05-21 08:21 人气:

当我们使用的分辨率测试卡时,测试分辨率卡中的任何一个单个条纹图案都是不足以反应出镜头质量的。当然,在这些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镜头获得良好地成像。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,那么来自亮区的大量光会被照射到图案的较暗区域,并且在这个过程中图像的对比度明显降低(明亮的部分会降低,较暗的区域会被加强)。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,我们需要研究镜头如何成像各种细度程度的条纹图案,即需要为这些图案中的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,那么这些数字综合表示的曲线,即是调制传递函数。

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。

MTF曲线

上图还示出了在f/2和f/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/5.6和f/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:

以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。

极限频率测试图