上一篇提到在提到定制鏡頭、鏡頭外包的時候如何提需求,都是基礎的設計輸入,這一篇我們探討一下如何制定檢測標準,也就是如何評價一個鏡頭的好壞。
除了基礎需求焦距、視場角等常規指標要檢測外,還有兩個關鍵指標要測試:
1、光學傳遞函數MTF
MTF是什么?
光學傳遞函數(optical transfer function)是指以空間頻率為變量,表征成像過程中調制度和橫向相移的相對變化的函數。光學傳遞函數是光學系統對空間頻譜的濾波變換。一個非相干照明的光學成像系統,像的強度也是線性的,滿足疊加原理。在我們評價鏡頭好壞是,不但要考慮低頻、中頻和高頻的調制傳遞函數(MTF)的大小,還要全面評價對應于不同視場的一系列傳遞函數曲線。軸外視場對于水平方向(子午方向)放置的余弦光柵和垂直方向(弧矢方向)放置光柵的調制傳遞函數并不相同,所以要同時考察子午MTF和弧矢MTF。一般說來,調制傳遞函數曲線整體越高,系統的成像質量越好。
以上是百度,我還是說點干貨吧,MTF就是綜合評價一個鏡頭成像好壞的標準,MTF二維坐標曲線通常Y軸是數值(0~1),X軸是空間頻率(lp/mm),也就是多少“線對”。低頻評價成像后圖像的對比度(反差),高頻是考察鏡頭的清晰度和分辨力,也就是細節分辨的能力。比如攝影鏡頭,通常用10lp/mm來考察反差效果,一般MTF值要高于0.7才算好,高頻考察30lp/mm,通常半視場范圍內要大于0.5,邊緣視場大于0.3。(奧藝科技)
而對于一些光學儀器或者工業鏡頭,對高頻有這更高的要求,那么如何計算我們要考察的高頻是多少呢?其實很簡單:
頻率=1000/(2×傳感器像元尺寸)
如果,您使用的傳感器像元尺寸為5um,那么MTF高頻應該考察100lp/mm,MTF的實測值高于0.3,那就是一個比較好的鏡頭了。
2、畸變
MTF是無法體現畸變這個像差的,所以單獨把畸變提出來。
畸變,就是變形,分為枕形畸變和桶形畸變。
畸變是和視場有關的,視場角越大,畸變越大。對于常規的攝影鏡頭、監控鏡頭畸變在3%以內是可以接受的,對于廣角鏡頭,畸變可以在10%~20%,而魚眼鏡頭,畸變可以是50%~100%。
那么如果確定自己想要的鏡頭應該畸變控制在多少呢?
首先明確你的鏡頭用途,比如上面上的就是攝影或者監控,那么畸變3%以內是允許的,如果你的鏡頭用來測量,畸變應該小于1%,甚至更低,取決于你的測量系統所允許的系統誤差。
另外,鏡頭評價方法還有很多,比如我們下篇要介紹如何用艾里斑來評價鏡頭。
OK,本次介紹了MTF和畸變,如果有想了解更多光學鏡頭方便知識的,可以加QQ或者郵件:174716999,歡迎做技術交流。