¿Qué es MTF?

La función de transferencia de modulación (MTF) de una lente es un indicador importante de su rendimiento. Tanto los diseñadores como los usuarios de lentes deben tener un conocimiento profundo de MTF.

1. ¿Qué es el MTF?

La función de la lente es capturar imágenes del objeto en el sensor. Un objeto está compuesto de innumerables puntos. La imagen formada por cada punto del objeto se posicionará en el punto de la imagen correspondiente. Mientras tanto, se ponderará según el brillo del objetivo original en estas posiciones, lo que dará lugar a una función de imagen continua llamada "g". Desafortunadamente, esta larga fórmula es bastante oscura.

¿Qué significa realmente la fórmula? En otras palabras, ¿qué tipo de fenómeno describe? A continuación se muestra una ilustración mediante varios ejemplos intuitivos.

Este fenómeno se puede describir matemáticamente mediante la "distribución de luminancia". El negro es 1 y el blanco es 0. En contraste medio, el brillo disminuye con la escala de grises de la imagen. La distribución del brillo se hace cada vez más pequeña hasta que no se puede distinguir la diferencia entre brillo y oscuridad. La derecha es una curva MTF típica. Todas las curvas MTF tienen una forma similar a esta. Todos tienen una frecuencia de corte (aunque la frecuencia de corte puede ser diferente para cada lente. La frecuencia de corte está relacionada con la apertura de la lente). Luego, MTF le dirá qué tan bien la lente replica la imagen.

2. ¿Cómo interpretar MTF?

Las imágenes de lentes se ven afectadas por la orientación de un objeto en el espacio. Por ejemplo, el patrón de rayas mencionado puede ser horizontal o vertical. Eso es Tangencial y Sagital en terminología óptica. La curva MTF describe la capacidad de obtención de imágenes de la lente tanto en tangencial (T) como en sagital (S). Ayuda a los ingenieros ópticos a evitar diseñar lentes que funcionan bien en una dirección pero mal en otra.

La figura anterior es un gráfico MTF clásico. La abscisa es la frecuencia espacial en ciclos por milímetro y la ordenada es el módulo de la OTF. MTF es una función de la frecuencia, por lo que a medida que aumenta la frecuencia, el valor de MTF se vuelve más pequeño.

En la parte superior izquierda de la figura, "TS0.00 DEG", T significa Tangencial y S significa Sagital. La curva MTF con un FOV de 0° es una línea azul, que es lo que llamamos "sobre el eje". No hay diferencia entre tangencial o sagital.

A continuación, "TS 10.00 DEG" es la curva MTF que representa un FOV de 10° (curva verde). El MTF en este FOV difiere mucho en las direcciones T y S (@60lp, T0.2, S0.68). Significa que el cristalino tiene un astigmatismo relativamente severo. Es decir, en un punto focal, la imagen se comporta obviamente mejor en una dirección que en la otra. Cuando la proporción entre ellos es superior a 2:1, debemos considerar el efecto del astigmatismo en el sistema. Mire el MTF del campo de visión de 14°, la diferencia entre las dos direcciones de T y S no es tan obvia.

Aunque el FOV máximo que se muestra en el gráfico es de sólo 14°, de hecho, el campo de visión máximo de esta lente es de 28°. Generalmente, se reconoce que la lente es rotacionalmente simétrica.

En resumen, la curva MTF clásica nos muestra qué tan bien se desempeña una lente a una frecuencia específica (el número de pares de líneas contenidos por milímetro). Cuanto mayor sea el valor MTF, mejor podrá la lente replicar el objeto; cuanto menor sea el valor MTF, peor será la capacidad de la lente para replicar el objeto.

3. ¿Cómo juzgar la disponibilidad de una lente?

Es esencial que los ingenieros ópticos o los usuarios de lentes juzguen si la lente coincide con el sensor.