雖然像差曲線圖(tu)可以很好地給光學(xue)設計者提供一個鏡頭(tou)的性能(neng),但是通常(chang),特別是對鏡頭(tou)的使用者或評定(ding)者,非常(chang)需要(yao)一個客觀(guan)的標準(zhun)。
調制傳遞函數(shu)(MTF)就(jiu)是(shi)這樣(yang)一(yi)個廣(guang)泛使用(yong)的標準,其用(yong)于(yu)非相干光成像的評(ping)價,其關注的是(shi)像的對比度或銳度。
實際(ji)上,現代(dai)許多鏡(jing)頭(tou)直(zhi)接以 MTF 性能來衡量好(hao)壞(huai)。
如圖1所示,考慮一個光學系統對強度正弦(xian)分(fen)布(bu)的(de)光柵成像(xiang)(xiang)。對于非相(xiang)干光成像(xiang)(xiang),可(ke)以(yi)看出(chu),像(xiang)(xiang)的(de)強度也是正弦(xian)分(fen)布(bu),但是對比度下降。
圖1 一個光學系統的(de)物像對比(bi)
MTF 是(shi)像的對比(bi)(bi)度除以(yi)物的對比(bi)(bi)度;很顯然(ran),它是(shi)空間(jian)頻(pin)率(lv)的函數,在(zai)光學設計(ji)中經常使用 MTF 關于空間(jian)頻(pin)率(lv)(通常單(dan)位是(shi)“線對/mm”)的函數圖。
光學傳遞函數的(de)定義(yi)為:
嚴格來說,我(wo)們(men)應該區(qu)分光學(xue)傳遞(di)函數(OTF)和調制傳遞(di)函數(MTF)。
OTF 是一個(ge)矢量(liang),其(qi)(qi)包(bao)括像的(de)相位和振(zhen)幅,其(qi)(qi)中振(zhen)幅就是 MTF。
實(shi)際(ji)上,光學設(she)計主要考(kao)慮的(de)就是(shi) MTF。而相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)項,有(you)時候也(ye)稱(cheng)為相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)傳遞函(han)(han)數(PTF),表(biao)示實(shi)際(ji)正弦(xian)像相(xiang)(xiang)對理(li)想正弦(xian)像的(de)偏移,這(zhe)個偏移用相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)角隨空(kong)間(jian)頻(pin)率的(de)變化函(han)(han)數表(biao)示。若相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)超過(guo) 180°,那么 MTF 就可能(neng)是(shi)負的(de)。這(zhe)表(biao)示相(xiang)(xiang)位(wei)(wei)逆轉,這(zhe)種(zhong)逆轉會(hui)導致像的(de)對比(bi)度也(ye)逆轉。現實(shi)中,許多(duo)鏡頭的(de)高頻(pin)可能(neng)會(hui)出現這(zhe)種(zhong)情(qing)況。
1
理論
2
幾何近似
3
實際求解
4
衍射極限
5
ZEMAX里的MTF
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