鏡頭解像力檢測(cè)

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1、鏡頭解像力檢測(cè)第一章：鏡頭品質(zhì)檢測(cè)在這一課程當(dāng)中，我們要針對(duì)“鏡頭的投影解像力量測(cè)”來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)介。任何產(chǎn)品的產(chǎn)出都需要經(jīng)過檢驗(yàn)，對(duì)於鏡頭，我們也有一套檢測(cè)其品質(zhì)的方法。所謂鏡頭的品質(zhì)管理，首先要對(duì)鏡頭進(jìn)行檢測(cè)，然後將這些鏡頭做品質(zhì)上的分級(jí)，比方說(shuō)最高級(jí)、次等級(jí)、最劣級(jí)，最後根據(jù)這些等級(jí)，下單到不同的國(guó)家。那麼，如何才稱得上好鏡頭呢？一個(gè)好鏡頭的影像品質(zhì)，它所呈現(xiàn)出的影像是沒有變形，色彩準(zhǔn)確，沒有場(chǎng)曲、沒有色差等像差，而且影像清晰細(xì)緻。一般在鏡頭品質(zhì)檢測(cè)時(shí)，所考慮到的光學(xué)性質(zhì)包括：畸變、光斑、亮度的均勻性、對(duì)比度、解像力…等。什麼是光斑呢？如果鏡頭內(nèi)部處理不佳，比

2、方說(shuō)鍍膜不良、鏡頭設(shè)計(jì)不當(dāng)、鏡頭沒有塗黑，或是表面粗糙度不夠精細(xì)，這些情形都可能使鏡面產(chǎn)生多次反射或散射的現(xiàn)象，產(chǎn)生不必要的光線，而使影像斑斑點(diǎn)點(diǎn)，我們就稱這種現(xiàn)象為光斑。有關(guān)畸變的定義可參考“鏡頭檢測(cè)之光學(xué)基礎(chǔ)”課程。畸變的量測(cè)在“鏡頭的MTF量測(cè)”課程中有介紹，而亮度的均勻性、對(duì)比度通常伴隨光學(xué)系統(tǒng)整體架構(gòu)一起進(jìn)行量測(cè)，可參考“投影機(jī)的亮度、對(duì)比度檢測(cè)”課程。在此，我們僅介紹鏡頭的投影解像力檢測(cè)。7第二章：投影解像力儀2-1投影解像力儀投影解像力儀是一種利用光學(xué)投影的方式進(jìn)行鏡頭解像力測(cè)試的儀器，是用來(lái)評(píng)定鏡頭解像力的簡(jiǎn)易檢測(cè)方法。我們以日本PearlOpt

3、icalIndustry出廠的RPT型投影解像力儀做例子，不同的型號(hào)代表不同的款式，而它們之間最主要的分別就在於測(cè)試標(biāo)靶的大小，可分別應(yīng)用在不同的產(chǎn)品上，例如投影機(jī)、數(shù)位相機(jī)等。2-2投影解像力儀的外觀這是兩種不同型號(hào)的投影解像力儀：RPT-15C和RPT-107?；旧?，兩者的內(nèi)部構(gòu)造大同小異，只有測(cè)試標(biāo)靶和夾持鏡頭可移動(dòng)的範(fàn)圍不同。從外觀上來(lái)看，我們可以看到投影解像力儀的測(cè)試標(biāo)靶、待測(cè)鏡頭的挾持環(huán)和水平調(diào)整儀，而燈源位置則在儀器的內(nèi)部。72-3投影解像力儀的內(nèi)部構(gòu)造看過了外觀，現(xiàn)在我們來(lái)瞭解一下投影解像力儀的內(nèi)部。首先，我們先得認(rèn)識(shí)測(cè)試標(biāo)靶，測(cè)試標(biāo)靶的樣式如

4、上圖所示，不同半徑的圓圈代表不同視場(chǎng)的圓。在各個(gè)視場(chǎng)所形成的圓圈中：於上、下、左、右、左上、左下、右上、右下方均有不同空間頻率分佈之黑白線對(duì)?！　《旅娴膱D則為投影解像力儀的基本構(gòu)造：黃色的光源經(jīng)過過集光鏡組將光源投射在測(cè)試標(biāo)靶上，也就是粉紅色顯示的部分；測(cè)試標(biāo)靶上有許多橫直的黑白線對(duì)條紋，因此，投影出來(lái)的影像即標(biāo)靶的影像。測(cè)試人員即根據(jù)黑白線對(duì)的成像清晰度來(lái)作為可否鑑別黑白條紋的解像力判斷。7第三章：解像力3-1解像力的定義在進(jìn)行解像力測(cè)試之前，我們必須了解何謂解像力?何謂空間頻率？解像力與空間頻率的單位都是：lp/mm。lp指的就是linepair。以解像力

5、測(cè)試標(biāo)靶上的圖樣舉例說(shuō)明，測(cè)試標(biāo)靶的圖案是由一系列不同寬度間隔的黑白線對(duì)組合而成。標(biāo)靶上的數(shù)值，如32、50..等等數(shù)值，所代表的就是空間頻率值，表示在每一個(gè)mm的範(fàn)圍內(nèi)，有幾組黑白條紋線對(duì)。比方說(shuō)，在一個(gè)mm的範(fàn)圍內(nèi)有50組黑白條紋，那麼，它的空間頻率就是50lp/mm。而所謂的解像力指的是可鑑別非?？拷膬蓚€(gè)物點(diǎn)之能力，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是可鑑別多少組黑白線對(duì)的能力，也就是可鑑別多少空間頻率值的能力。對(duì)於空間頻率為N(lp/mm)之黑白線對(duì)而言，代表每一個(gè)mm就有N組黑白條紋，這也就是說(shuō)每組黑白條紋的寬度為1/N(mm)。7我們想像：如圖(A)所示，有一個(gè)光柵(或

6、數(shù)個(gè)光狹縫)，光可通過的線條區(qū)域，其光強(qiáng)度為1，光不可通過的線條區(qū)域，其光強(qiáng)度為0，也就是光強(qiáng)度分佈近似於0、1、0、1的矩形方波之光強(qiáng)度分佈，如圖(B)所示。但是對(duì)於通過光柵或光狹縫之光線，在每條光柵狹縫邊緣處均會(huì)產(chǎn)生繞射，如圖(C)所示。使得繞射光線並不會(huì)落在光通過之白光區(qū)，而是落在黑暗線區(qū)的邊緣，造成白光區(qū)不夠亮，黑光區(qū)不夠暗，降低了通過光柵後的黑白對(duì)比度。當(dāng)光柵的條紋數(shù)目愈密，條紋之黑白對(duì)比度愈差，那麼鑑別條紋的程度愈差，如圖(D)所示。同樣的，由於光學(xué)系統(tǒng)本身含有像差，使得每對(duì)黑白條紋經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像後，會(huì)變得較為模糊，不再是清晰的黑白條紋。黑白條紋的

7、光強(qiáng)度分佈不再是黑白分明近似矩行方波的分佈，而是呈現(xiàn)如圖(D)的餘弦光強(qiáng)度分佈。所以條紋愈細(xì)，對(duì)比度相對(duì)地愈低，也就愈難被鑑別。在測(cè)試標(biāo)靶中，我們所看到的黑白條紋，有的是在成像面上沿著直徑方向排列之黑白條紋線對(duì)，另一部份則為沿著緣圓周之切線方向排列的黑白條紋線對(duì)。分別代表用來(lái)測(cè)試徑向方向與測(cè)試切線方向的成像品質(zhì)的解像力。在圖中我們可以看到S和T兩個(gè)英文字母。S是SagittalImage，或稱為RadialImage，指的是弧矢向、徑向的成像，為沿著直徑方向，也就是由圓心輻射狀射出之箭頭方向的影像。T則是TangentialImage，也稱為MeridinalI

8、mage，表示子午方向的