MTF量測(cè)儀第一章:MTF概論
t8i"f L vlyq2>TfR 1-1 MTF的定義
UgJlXB|a%2 mI9h| n Modulation的定義
]~?k%Mpw L!S-f4^5 在這一個(gè)課程中,我們要進(jìn)行的是有關(guān)
鏡頭的MTF量測(cè)介紹。
Pdf_{8r MTF 的`Modulation Transfer Function,翻譯成中文就是
光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù),它有另外一個(gè)名稱叫做 Contrast Transfer Function,也就是:對(duì)比度轉(zhuǎn)換函數(shù)。從名稱來(lái)看,我們可以知道MTF有光學(xué)對(duì)比的概念在里面,F(xiàn)在就先來(lái)看Modulation (M)的定義:Modulation是 I的maximum減去I的minimum除以I的maximum加上I的minimum;也就是(光的最亮度減去光的最暗度)與(光的最亮度加上光的最暗度)的比值,所得出來(lái)的結(jié)果M,就是光的對(duì)比度。
W:(:hT6`j9 我們舉例來(lái)看,假設(shè)有一個(gè)標(biāo)靶,它的黑白條紋中最亮的光強(qiáng)度值 (Imax )為1000,最暗的光強(qiáng)度值 (Imin)為2,我們可以得到Imax - Imin =1000-2=998, Imax + Imin =1000+2=1002,這兩個(gè)值相比等于998除以1002,也就等于0.996。所以這個(gè)測(cè)試標(biāo)靶中,黑白條紋的modulation (M)的值為0.996,我們可以把它看成是測(cè)試標(biāo)靶中黑白條紋的對(duì)比值。
pal))e!B Modulation基本上可以看成是經(jīng)過(guò)歸一化的對(duì)比值。何謂歸一化?歸一化指的是normalize,意思是它的最大值為1。怎么說(shuō)呢?就一般
投影機(jī) 測(cè)試而言,對(duì)比度的定義是Imax除以Imin ,如果以這個(gè)例子來(lái)看, Imax=1000 , Imin =2,那么它的對(duì)比度就是(Imax/Imin )=1000/2=500。由此例,我們可以看出歸一化的對(duì)比度(Modulation)與一般的對(duì)比度(Contrast)的定義上的不同。然而,相同的是--它們都是對(duì)比度的表示方式。
rO]C`bg yp@mxI@1 MTF的定義
!Q.c8GRUQ rA`zuYo 在物空間,有物的Modulation。在像空間,有成像的Modulation,我們知道Modulation其實(shí)代表的就是對(duì)比度(contrast)。為什么兩者的Modulation會(huì)有所差異呢?這是因?yàn)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=透鏡',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_5">透鏡有像差,成像品質(zhì)不見(jiàn)得非常好的關(guān)系。在測(cè)試標(biāo)靶上,黑白分明的條紋經(jīng)過(guò)透鏡投射出來(lái)的成像會(huì)比較模糊。在這里,物的Modulation指的就是測(cè)試標(biāo)靶的黑白條紋對(duì)比度,而像的Modulation指的就是測(cè)試標(biāo)靶經(jīng)過(guò)透鏡成像后之黑白條紋對(duì)比度。我們稱物的Modulation為Mo,像的Modulation為Mi,而MTF就是Mi比上Mo的值。
15yIPv+5 舉例而言,測(cè)試標(biāo)靶的Modulation為0.8(我們以Mo表示),經(jīng)過(guò)鏡頭成像后所得的modulation為0.4(我們以Mi來(lái)表示)。 那么,根據(jù)定義,MTF值就是(Mi/Mo)=(0.4/0.8)=0.5。所以,我們可以將MTF看成是鏡頭品質(zhì)好壞的評(píng)估條件。如果說(shuō),測(cè)試標(biāo)靶經(jīng)過(guò)某個(gè)鏡頭A成像后,它的成像品質(zhì)與原先的測(cè)試標(biāo)靶一樣清晰,那么以此例而言,原先測(cè)試標(biāo)靶的 Modulation值(Mo)=0.8, 成像最好的情況下,Modulation值(Mi)也只能達(dá)到0.8,此時(shí),MTF將可達(dá)到1.0。然而,一般的情況下,鏡頭因?yàn)楸旧頁(yè)碛邢癫畹南忍觳涣紬l件,使得成像品質(zhì)受限,因此成像后的Modulation值(Mi)低于原先測(cè)試標(biāo)靶的Modulation值(Mo),如果測(cè)試標(biāo)靶經(jīng)過(guò)另一個(gè)鏡頭B成像后,Mi=0.5,那么MTF=(Mi/Mo)=(0.5/0.8)=0.625。如果有個(gè)儀器,事先就設(shè)定好測(cè)試標(biāo)靶的Modulation值(Mo),并且可以偵測(cè)出經(jīng)由鏡頭成像后的影像,并計(jì)算求得標(biāo)靶成像的Modulation值(Mi) ,那么,鏡頭的MTF值就可以被計(jì)算出來(lái)了。對(duì)于鏡頭而言,像差愈大,鏡頭的光學(xué)品質(zhì)愈差,MTF值愈低。所以,對(duì)于成像用之鏡頭設(shè)計(jì),均以MTF值為設(shè)計(jì)分析指針。
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)[p8 1-2 MTF的重要相關(guān)概念
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