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  • 【Linkhou灵猴】微课堂|第七篇远心镜头MTF曲线图解读

    发布时间:2019年12月02日

    第七期工业自动化

    远心镜头MTF曲线图解读


    更新的微课堂中

    小编带您学习一下

    工业远心镜头

    MTF曲线图解读!


    01 MTF曲线简介

      MTF是Modulation Transfer Function(调制传递函数)的首字母缩写,是描述镜头性能的方式之一,通过MTF曲线可评判镜头还原对比度的能力。

      MTF曲线可体现一款镜头的综合性能,基本上对于任何一款镜头而言,随着线对的逐渐增加,对比度均呈逐渐下降的趋势,所以我们通常看到的MTF曲线都是一条条下降的线条。


    02 MTF曲线解析

        下图是灵猴的双远心镜头TCA118-0161-138的MTF曲线图,横坐标表示空间频率,单位是lp/mm,纵坐标表示对比度,max值1表示像和物的清晰度完全一致。

      图中不同颜色的线条对应像面上不同的半径位置,从中心至边缘,max半径是28mm,因此该镜头的max支持靶面可达φ56mm。

      通常镜头的中心成像质量要优于边缘,在MTF曲线上体现为中心0mm对应的线条相对其他线条位置要高些,而边缘像场28mm线条位置较低。另一方面,当中心至边缘对应的线条(这里的0mm、19.6mm和28mm对应的)越集中,表明镜头中心至边缘成像一致性越好。

      下面说一下如何从MTF曲线图判断镜头支持的像元大小,取对比度0.3对应的纵坐标值,见图中红色虚线,可以看出该镜头对比度为0.3时对应的线对为190lp/mm,根据耐奎斯特定律,像元为1000/(190*2)=2.63um,因此这款镜头支持的像元为2.63um,进一步,我们可以得到物方分辨率,图中MTF曲线在是0.161倍情况下的,那么物方分辨率=像元/倍率=2.63/0.161=16.3um。

          值得注意的是,上面的MTF图是针对光圈4.7时的情况,很多客户不清楚,其实对于一款镜头来说,不同光圈对应的MTF都不同,如下图所示:

    F/#=4.7


    F/#=8


    F/#=16


          镜头设计是针对max光圈、中心倍率进行优化,因此这个时候的MTF曲线也是较好的,随着镜头的使用倍率偏离中心倍率越大,MTF曲线是逐渐变差的过程,反映到成像上,像质也是逐渐变差的过程。


    03 总结

    综上所述我们可以得出以下结论:

    1)通过MTF曲线可以得知以下信息:

         a、镜头支持的像面大小;

         b、镜头支持的像元大小;

         c、镜头中心和边缘的成像一致性情况。

    2)同一款镜头,不同光圈下,MTF曲线是不同的。


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