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分辨率測試卡測試透鏡的MTF曲線

瀏覽:59 發布日期:2017-05-19

我們使用分辨率測試卡以及其他測試圖卡進行鏡頭檢測,主要是由於鏡頭的成像質量通常從中心向邊緣改變,精確地分析這些差異是我們最關心的問題,因此自然需要比較兩個或更多用於切向和矢狀取向的曲線。為了能以足夠的精度描述成像特性的空間變化,需要在中心和角部之間進行半個左右的測量點。這樣一來總共12個曲線,讀取起來就比較麻煩。

通過之前文章我們已經確定的MTF曲線中,繪製了分辨率測試卡垂直軸上的調製傳遞和水平軸上的空間頻率,這種方式隻適用於沒有空間變化的傳感器。這種表現不太適合鏡頭。

由於測試分辨率測試卡作為空間頻率的函數的MTF曲線總是向右傾斜,都會出現或多或少的快速下降,所以從每個曲線隻讀出三個數值就足夠了,即從三個足夠表示不同的空間頻率,通常為10,20 和40lp/mm。在三個頻率的圖像區域中顯示這些MTF值如何變化,則可以獲得更適合於鏡頭的圖形表示。

這就是為什麽在圖表數據中看到MTF曲線,其中調製轉移在y軸上繪製,圖像高度與x軸上的光軸分離。該圖包含六條曲線,分別是三種空間頻率每種情況下的切線(虛線)和矢狀值(實線)關係。六號曲線的頂點總是與最低的空間頻率有關,當然也是最低的。

MTF曲線

平麵1.4/50ZF透鏡的MTF曲線為10,20和40lp/mm,白光和無限遠對象的距離

MTF曲線2

 MTF曲線3

這個透鏡即使在全光圈下,中心也可以達到10lp/mm,80%以上的MTF,並且在40lp/mm下降到40%以下。這就意味想要得到對比度渲染中等的清晰度,隻有在圖片大大擴大之後才具有輕微的有效。

遠離中心位置,MTF以10lp/mm降低至70%,在邊緣豐富產生火炬的傾向增加。在圖像的角落,矢狀曲線特別是在低水平處非常接近,所以在角落處應該設置明亮的光源。

MTF曲線4

如果鏡頭停止,所有分辨率測試卡MTF值都會大大增加,曲線彼此非常接近,價值很高。MTF值隨著空間頻率的增加而相對緩慢下降,這意味著這種方式是優異的邊緣清晰度和非常好的微觀對比度,是傳感器或膠片再現的最佳結構。

在分辨率測試卡測試結果分析圖像的角落,所有的曲線都稍微偏離一些,這裏可以看出10lp/mm點為更高的頻率。視野的非常好平坦度延伸至約18mm的圖像高度突然出現了場曲率,就說明圖像的角落中存在散焦。

不應該將曲線的小變化用於40lp/mm,它們隻能在圖像的極大放大下才能看到,並且在拍攝平麵物體的照片時,大多數照片中它們是不可見的。 它們是由場彎曲和焦點偏移引起的。 下一篇文章將解釋為什麽會導致MTF三維特征部分的這種變化。

 MTF曲線5

比較35mm格式的短焦距,停止到f/5.6。左邊有一個高品質的主鏡頭(Planar1.4 / 85ZF),右邊是一個便宜的5倍變焦鏡頭。實際上圖像質量與素數在整個幀中受到傳感器的限製,並使用允許最高的放大倍率。變焦鏡頭在中心相當不錯,但之後連續下降到邊緣。 除了角落之外,預期可以獲得良好的整體對比度,但由於MTF值在較高的空間頻率下迅速下降,鏡頭缺乏尖銳的銳度。該鏡頭隻能用於適度放大。

兩個MTF曲線

兩個超寬鏡頭比較困難,比較難以達到f / 5.6。在使用Distagon 2.8/21 ZF測量的左側數據,右側的透鏡校正橫向色差較少的透鏡。其矢狀的MTF顯示一些焦點偏移,不會太糟糕。但切向MTF對框架的邊緣非常低,這可以在以下兩個縮略圖中看到(從12MP圖像中的200x200像素,圖像高度約為12 mm)。

 鏡頭拍攝照片

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