投影机镜头的MTF实时检测系统的研究

摘要

MTF(调制传递函数)是被认为目前评价光学系统成像质量客观、有效的方法，并广泛地应用于光学系统设计的过程控制和光学成像系统的像质评价与检测中。但是长期以来，投影显示设备的生产中缺少能够定量的检测投影镜头性能的标准化方法。结合投影机投影物镜生产、检测的实际需要，本文研究和分析了一种基于图像分析方法的投影机镜头MTF实时检测系统。本系统使用CCD作为成像接收器，通过分析单个像素成像同时获得投影镜头子午和弧矢两个方向上的调制传递函数。 本文的第一部分比较全面的分析了光学传递函数的测试技术。介绍了目前光学传函数测试技术研究的现状及发展，并分析了本系统所采用的测试技术。 本文的第二部分以DLP投影机镜头为实验对象提出了一套投影机镜头MTF实时测试系统。阐述了整个测试系统的构造及理论框架。总结了在实际的研究过程遇到的问题和困难，并给出了相应的解决方法。分析了离散信号的处理方法；解决了在频率域的系统标定以及在频谱分析时常见的一些问题：进行了数据简化处理，根据傅立叶的变换性质，把二维数据处理转为了一维数据处理。 本文的第三部分阐述了整个测试系统平台，包括硬件部分和软件部分。阐述了各硬件的工作原理以及各软件模块的工作流程。 本文最后以DLP投影镜头为实验对象，给出了实验的流程，全面分析了测试系统的噪声，并根据实际情况提出了相应的解决方案。给出了采用本测试系统的实验结果，并对实验结果进行了分析。还对本研究课题进行了工作的总结，并指出了新的工作方向。 整个测试系统结构简单，方便快捷，很好的解决了投影机镜头MTF检测的实际需要，可以应用到实际的生产实践当中。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1光学传递函数的基本概念

§1.2国内外的研究情况

§1.3投影机光学系统成像特性简介

§1.4本课题的提出

§1.5本论文的安排

参考文献

第二章MTF测量技术综述

§2.1 MTF测量技术的理论基础

§2.1.1成像系统的普遍模型

§2.1.2点扩展函数和线扩展函数

§2.1.3光学传递函数的计算

§2.1.4光学传递函数与光瞳函数的关系

§2.2常用MTF测量方法

§2.3本文使用的测量方法

参考文献

第三章系统测试原理和数据处理方法

§3.1系统测试原理

§3.2离散化处理

§3.2.1采样定理

§3.2.2 CCD数据采样分析

§3.2.3二维图像离散化表示

§3.3系统频谱分析

§3.3.1二维离散傅立叶变换

§3.3.2系统频谱标定

§3.3.3栅栏效应及其处理

§3.4简化数据处理

参考文献

第四章测试系统硬件和软件的研究

§4.1系统的硬件组成

§4.1.1二维测试框架及测试台

§4.1.2 CCD和图像采集卡

§4.1.3单片机

§4.1.4步进电机

§4.2系统的软件部分

§4.2.1测试系统软件模块结构

§4.2.2图像采集模块

§4.2.3图像处理模块

§4.2.4傅立叶变换模块

§4.2.5电机定位模块

参考文献

第五章实验结果及分析

§5.1实验流程

§5.2系统噪声分析及处理

§5.2.1背景光噪声

§5.2.2 CCD采集噪声

§5.2.3投影物方的影响

§5.3实验结果

§5.4对比实验

第六章总结和展望

§6.1工作总结

§6.2工作展望

硕士期间完成的论文

致谢