1、光学系统成像性能评测第三节：分辨率测量第四节：畸变测量第五节：光学传递函数测量第三 节：分辨率测量分辨率 测量能以确定的数值作为评价被测系统像质的综合性指标。分辨率测量始终是生产检验一般成像光学系统质量的主要手段之一。现在，由于采用了高性能 CCD等光电成像阵列器件及数字图像处理技术，这种因人而异的主观和人工操作的目视测量分辨率方法的局限性也已经被突破。特别是对数字摄像机、数码相机和热像仪等光电成像系统的分辨率指标，可以通过对视频接口输出的分辨率图像处理而获得其分辨率的客观评测。 衍射受限系统分辨率在衍射受限光学系统（即不考虑像差的无像差理想光学系统）中 ，一个发光点通过光学系统成像后得到一个
2、衍射光斑，两个独立的发光点通过光学系统成像得到两个衍射光斑， 即艾里(Airy)斑 。考察不同间距下两个衍射光斑是否被分辨，就能定量反映理想光学系统的成像质量。 当两个物点逐渐靠近时，两衍射光斑也逐渐发生 重叠。当 两物点靠近到距离小于某一限度时，两衍射光斑重叠部分的合光强将大于或等于每个衍射斑的中心亮斑光强，此时人眼已无法判断区分这两个衍射光斑，两者 “ 合二为一 ” 。显然，光学系统的衍射程度和几何像差越小，即点像光斑越小，成像质量越好， 因此可以 用判别两个点像光斑的方式来确定光学系统的像质。图 6-12 两 衍射斑中心距不同时辐照度分布曲线和光斑合成 图(a) 中心距等于中央亮斑直径
3、d； (b) 中心距等于 0.5d； (c) 中心距等于 0.39d。 历史上存在三个著名的判断准则：瑞利 (Rayleigh)判据：（当 两衍射中心距正好等于第一暗环的半径时，人眼刚能分辨开这两个像 点）道斯 (Dawss)判据 :斯派罗 (Sparrow)判据 :图图 6-13 三种判据的部分合三种判据的部分合 光强分布曲线光强分布曲线斯派罗 (SPARROW)图图 6-14 瑞利、道斯和斯派罗判据的三维合成辐照度分布图瑞利、道斯和斯派罗判据的三维合成辐照度分布图u 望远物镜：u 照相物镜： u 显微物镜：表 6-3三 类光学系统的理论分辨率以上 讨论的各类光学系统的分辨率公式只适用于视场
4、中心的情况。对望远系统和显微系统而言，由于视场很小，因此只需考虑视场中心的分辨率。但对照相系统而言，由于视场通常较大，除考察视场中心的分辨率外还应考察中心视场以外的分辨率。图 6-15 轴外点理论分辨率与轴上点理论分辨率的关系 在 斜光束成像情况下，理论分辨率的计算公式将与轴上分辨率公式有所不同。如 图所 示 ， 1为 斜光束成像时物镜出瞳处的子午波面，它在 OC方向 上成一理想像点 C。 M为 过 C点 垂直于主光线 OC的 线段上的一点，而且 C M就 等于斜光束成像情况下中央亮斑的半径，即：照相 物镜轴外点子午和弧矢方向的理论分辨率为：可 看出，理论分辨率随视场增大而下降，而且子午方向的分辨率比弧矢方向的分辨率下降得更快。
