解像力仿真

  • 12 August 2022
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本文为翻译帖,作者是Ryosuke Niitsu。

原文链接:解像力チャートのシミュレーションについて | Zemax Community

 

本节介绍了一个模拟解像力图表的例子。

作为一个例子,我们将使用一个等倍率的光学系统,如下图所示。

首先,检查该光学系统的MTF。

分辨率图是用黑白的二进制图像创建的。

MTF设置如下图所示。

解析图使用的是 "方波"。

显示的是短波的MTF。

在物体高度为-20毫米时检查20个周期/毫米,表明S图像_50% T图像6%。

 

接下来,对解像力图进行图像模拟。

有两种方法可供选择。

 

(1) 局部相干图像分析。

选择分析→扩展光源分析→部分相干图像分析。

作为一个假设,需要注意的是,MTF是在20周期/毫米时评估的。

在光学行业,一个单色对被算作 "1本"。换句话说,在20周期/毫米时,单色对的宽度是1毫米/20对=0.05毫米。

 

在这个模拟中,使用了'LINEPAIR.IMD'文件。

该文件包含10行对,有10个0.05毫米的黑白对,所以0.05毫米×10=0.5毫米。

那么在图像空间中,文件的一侧长度为0.5毫米。

 

真正的MTF是通过设置显示方法为X-section来计算的。

MTF计算结果显示在红色框内的区域, 该值为50%。

 

(2)图像模拟。

这样做的好处是可以在实际图表的图像上进行模拟。

许多分辨率图表有多条垂直和水平排列的线。

您也可以创建自己想仿真的图像。

例如,对于一个纵向和横向都有三条线的图像文件来说

我们将在一个文本文件中创建它,如下所示。

然后,通过将文件扩展名转换为IMA,该文件可以作为图像文件使用。

分析→扩展光源分析→图像模拟。

按照以下参数对仿真进行设置,

使用自定义的图像文件作为输入文件。

输入0.3作为视场的高度。

 你所创建的图像文件是12 x 12。

因此,线的宽度是输入0.3的1/12,也就是0.025毫米。

对于一对线对,0.025 x 2 = 0.05。

 仿真的图像如下所示。

你可以看到两条水平线(切线图像)。

这种现象被称为 "伪像"。

用FFTMTF检查时,切向图像为15线/毫米,MTF为0。

然而,此后会有百分之几的对比度复现。

在这种情况下,对比度可能存在,但黑白图像可能被颠倒。

 

如果在FFTMTF的设置中将类型改为相位,可以发现,在15线/毫米或更多的情况下,相位转为180°。

 


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补充几篇相关的KBA:

How to include detector resolution in MTF calculations – Knowledgebase (zemax.com)

How to simulate high resolution images – Knowledgebase (zemax.com)

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对了,有个学习路径,可以看看:

Image Quality – Knowledgebase (zemax.com)

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