随着光学技术和图像处理技术的快速发展,光学系统被广泛应用于各个领域,如何评价光学系统的成像质量,以衡量光学系统的性能优劣是一个重要的课题。随着像质评价方法的发展,现如今被广泛接受且公认为最优效的光学系统像质评价方法是调制传递函数（MTF）法。常用的MTF测试方法有对比度法、星点法、狭缝法和刃边法,其中狭缝法以能够提供足够的光源能量,且不用引入微分步骤,受噪声的影响低等优点,成为了最常用于测量MTF的方法。传统狭缝像法通过对狭缝像取多行平均来获取线性扩散函数LSF,再进行傅里叶变换得到MTF。但是在使用狭缝法测量MTF的过程中,由于狭缝和CCD扫描的方向很难严格对准,所成狭缝像会存在倾斜。当狭缝像存在倾斜角度时,采用传统狭缝法获得的LSF数据相当于和一个矩形函数进行了卷积,获得的LSF数据不准确,导致计算得的MTF不准确。而要消除狭缝像倾斜的影响,需要使狭缝与CCD扫描方向严格对准,对设备精度要求很高。针对此情况,提出了倾斜狭缝像超采样法,对传统狭缝法进行优化。通过计算狭缝像倾斜角度,然后沿着狭缝像倾斜方向取多行平均和超采样,来获取LSF,所计算得的MTF更加准确,能够适用于狭缝像存在倾斜的情况。本论文主要完成了以下工作:1)介绍了调制传递函数MTF的相关理论,分析比较了几种常用的MTF测量方法的优缺点。2)由于传统狭缝法无法适用于狭缝像存在倾斜的情况。针对这个问题,本文提出了倾斜狭缝像超采样法来获取LSF。通过质心法定位狭缝像的边缘位置,并利用狭缝像的倾斜角度,取多行平均并进行亚像素采样获得了更平滑、更准确、采样频率更高的LSF曲线,然后对获得的LSF加汉明窗,以防止频谱泄露,再进行一维傅里叶变换得到MTF,最后再对得到的MTF进行狭缝宽度修正,得到实际的MTF。实验表明,依据新算法测得MTF值与标准值的最大绝对值误差为0.9,而传统狭缝法所测得的MTF值与标准值最大绝对值误差为6.18。优化后的算法精度大幅提升。3)基于改进的算法,开发出了光学镜头的MTF测试系统。通过MTF测试系统的自动调焦算法,使设备能够自动找到待测光学镜头的焦点位置,让整个测试流程自动化、高效化。并通过Through Focus离焦扫描来获得离焦过程的每一个位置的MTF曲线和指定频率下的Through Focus MTF值曲线。根据影响光学镜头质量因素与MTF值之间的关系,制定了多个光学镜头质量判定标准,如MTF值判定、MTF峰值判定、DOF判定、像散判定等,能够更准确、多角度地衡量光学镜头的质量。通过试生产,判定光学镜头的质量,判定准确率为98.9%。再对MTF测试系统进行多次重复测量,测得MTF测试系统的最大重复性误差为1.2%,低于设计要求的2%,测试系统的测量稳定性好。完全满足生产需求。4)针对同款设备的两台机器之间存在的机差,以及同一台机器长时间使用后导致老化的问题,导致同款设备的两台机器,和同一台机器老化前后,对同一个光学镜头的测量结果出现差异的问题,提出了补偿方法。以一台机器的TF曲线为标准,对两台机器获得的TF曲线进行对标,计算获取其补偿参数,再对另一台机器的TF曲线进行补偿。实验证明,补偿后两台机器所测的TF曲线能够较好的重合在一块,能够消除机差带来的测量结果误差。机器老化导致的误差也可以用同样的方式进行补偿消除。