像質(zhì)評價方法

1、像質(zhì)評價方法一、 幾何像差曲線1、球差曲線： 球差曲線縱坐標是孔徑，橫坐標是球差（色球差），使用這個曲線圖，一要注意球差的大小，二要注意曲線的形狀特別是代表幾種色光的幾條曲線之間的分開程度，如果單根曲線還可以，但是曲線間距離很大，說明系統(tǒng)的位置色差很嚴重。2、軸外細光束像差曲線 這一般是由兩個曲線圖構(gòu)成。圖中左邊的是像散場曲曲線，右邊的是畸變，不同顏色表示不同色光，T和S分別表示子午和弧矢量，同色的T和S間的距離表示像散的大小，縱坐標為視場，左圖橫坐標是場曲，右圖是畸變的百分比值，左圖中幾種不同色曲線間距是放大色差值。橫向特性曲線（子午垂軸像差曲線）：不同視場的子午垂軸像差曲線，縱坐標EY代表

2、像差大小，橫坐標PY代表入瞳大小，每一條曲線代表一個視場的子午光束在像面上的聚交情況。理想的成像效果應當是曲線和橫軸重合，所有孔徑的光線對都在一點成像?？v坐標上對應的區(qū)間就是子午光束在理想像面上的最大彌散斑范圍。這個數(shù)值和點列圖中的GEO尺寸一致，GEO尺寸就是橫向特性曲線中該視場三個光波中彌散最大的那個半徑。其中主光線用于描述單色像差情況；三個波長曲線用于描述垂軸色差情況。橫向像差特性曲線圖表示了視場角由小到大時垂軸像差曲線的變化，從中可以看出子午垂軸像差隨視場變化規(guī)律。子午垂軸像差曲線的形狀當然是子午像差：細光束子午場曲、子午球差和子午彗差決定的，因此曲線形狀和像差數(shù)量的對應關系經(jīng)常在像差

3、校正中用到。根據(jù)像差曲線可以判斷出要改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量，就必須改變曲線的形狀和位置，即改變?nèi)N子午像差的數(shù)量。將子午光線對a、b作連線，該連線的斜率m = (Ya-Yb)/2h 與寬光束子午場曲XT成正比?？趶礁淖儠r，連線斜率變化表示寬光束子午場曲也隨著變化。當口徑減小趨于0時，連線成了坐標原點(對應主光線)的切線，切線的斜率和細光束子午場曲xt相對應。子午光線對連線的斜率與原點切線斜率之間的差和子午球差(XT xt)成正比，兩個斜率夾角越大，子午球差越大。即：寬光束子午場曲與細光束子午場曲的差和子午球差成正比。當寬光束子午場曲與細光束子午場曲的符號由同號變成異號時表明子午球差加大。子午光線對

4、連線和縱坐標交點的高度等于(Ya +Yb)/2，是子午彗差KT。不同波長子午光線對連線和縱坐標交點之差表示兩種不同波長光之間的“色彗差”。 彗差是與孔徑和視場都有關的一個像差，主要反映了經(jīng)過光學系統(tǒng)后與主光線原對稱的光線對不再與主光線對稱的情形，能量上反映了對于中心點的不對稱，也就是“彗尾現(xiàn)象”。至于色差情況，三個波長的橫向特性曲線差值就反映了軸外點垂軸色差的情況。橫向特性曲線充分反映了軸外像點的成像質(zhì)量和隨入瞳孔徑、視場大小的變化規(guī)律。在光學設計過程中，我們需要仔細的分析這些像差中那一個占據(jù)主要地位以及采取相應的措施，達到像差校正和像差平衡的目的?；∈赶癫畹姆治龇椒ㄅc子午像差分析方法相同。對

5、應軸上點，只有兩種像差需要分析，即：軸向球差和軸向色差。“軸上點像差特性曲線（longitudinal aberration）”，通過對于軸上點球差、軸向色差的描述，綜合的反映了軸上點成像質(zhì)量；“場曲和畸變特性曲線”，描述了系統(tǒng)的子午場曲、弧矢場曲、色散、畸變等像差參數(shù)；“橫向色差特性曲線”，描述了系統(tǒng)垂軸色差隨著視場變化的規(guī)律。二、 點列圖  由一點發(fā)出的許多光線經(jīng)光學系統(tǒng)后，因像差使其與像面的交點不再集中于同一點，而形成了一個散布在一定范圍的彌散圖形，稱為點列圖。，點列圖是在現(xiàn)代光學設計中最常用的評價方法之一。圖中的幾個圖分別表示給定的幾個視場上不同光線與像面交點的分布

6、情況。使用點列圖，一要注意下方表格中的數(shù)值，值越小成像質(zhì)量越好。二根據(jù)分布圖形的形狀也可了解系統(tǒng)的幾何像差的影響，如，是否有明顯像散特征，或彗差特征，幾種色斑的分開程度如何，有經(jīng)驗的設計者可以根據(jù)不同的情況采取相應的措施。 RMS RADIUS：均方根半徑值；GEO RADIUS：幾何半徑（最大半徑）三、 傳遞函數(shù)調(diào)制傳遞函數(shù)MTF：一定空間頻率下像的對比度與物的對比度之比。能反映不同空間頻率、不同對比度的傳遞能力。一般而言，高頻傳遞函數(shù)反映了物體細節(jié)傳遞能力，低頻傳遞函數(shù)反映物體輪廓傳遞能力，中頻傳遞函數(shù)反映對物體層次的傳遞能力。 1、MTF曲線圖 圖中不同色的曲線表示不同視場的復

7、色光（白光）MTF曲線，T和S分別表示子午和弧矢方向，最上方黑色的曲線是衍射極限。橫坐標是空間頻率lp/mm（每毫米線對），縱坐標是對比度，最大是1。曲線越高，表明成像質(zhì)量越好。2、傳函與離焦關系曲線圖 此圖表明對設定空間頻率不同視場的子午、弧矢MTF與離焦量的關系，圖中橫坐標是離焦量，縱坐標是對比度，通過此圖可以看出各視場的最佳焦面是否比較一致，MTF是否對離焦比較敏感。此圖在光學設計后期，精細校正時很有用。四、波像差  1、光程差曲線 圖中幾個曲線圖分別是不同視場子午和弧矢方向上的光程差，不同顏色表示不同色光。下方表格的數(shù)據(jù)為縱坐標（光程差）的最大值，單位一般用波長。 2、波面三維圖 此圖是設定視場和