調制轉換函數(MTF)和MTF曲線

瞭解和計算鏡頭性能可能是一項困難的工作。許多變數會影響鏡頭的效能，包括物理定律、設計標準和原理以及製造公差。為了獲得最佳系統效能，光學設計者和終端用戶需要找出幾個指標性的參數來評量鏡頭的性能。量測的鏡頭性能由調製傳遞函數（MTF）曲線表現。

調製轉換函數 (MTF)

調製轉換函數(MTF)曲線包含多種訊息的指標，它反映鏡頭在空間頻率（分辨率）發生變化時如何再現對比度。這些曲線提供於應用需求所決定之特定基礎參數組下光學像差如何影響效能之綜合表現圖。務必理解的是，變更視覺系統上的幾乎任何設定（包括基礎參數）都會改變曲線的效能特性。參閱成像基礎參數定義。

圖 1 顯示了普通類型的MTF曲線類型，描述了光學轉換函數（對比度）和頻率（解析度）的係數。頻率介紹請參閱分辨率章節。該曲線全面概覽了鏡頭於特定工作距離、f/#、傳感器尺寸和波長範圍時的效能。因為MTF曲線可以同時顯示分辨率和對比度資訊，根據應用需求可以對多種鏡頭進行相互評估比較。如果正確地使用MTF曲線，MTF曲線可用於判定鏡頭是否合乎應用。

An MTF performance curve illustrates contrast vs. frequency.

圖 1: MTF效能曲線描述了對比度與頻率。

通常有幾種MTF表示的方法（例如MTF vs 頻率，MTF vs 視場），通常使用多色曲線（黑色，藍色，綠色和紅色）來表示MTF vs 頻率。曲線上其他低於繞射極限的彩色線條表示鏡頭的MTF效能。它們對應於要使用的不同場高（傳感器內的位置）。本案例中顯示了三種不同的場高：軸上（藍色），表示成像中心；成像圈直徑的70%（綠色），表示大約成像區域的一半；和完整成像圈（紅色），為正在使用的圖像傳感器的對角線邊角處。請注意，某些曲線提供更多視場供分析。

曲線內另一個值得注意的特徵是實線和虛線（在曲線上以字母T和S表示）之間的差異，實線和虛線分別表示子午(T: yz)和弧矢或「徑向」(S : xz)焦點平面。有些像差，例如不對稱現象產生的散光，會產生子午線和弧矢線分開變化, 但是軸上的曲線沒有這種分開現象。這種變化會使視場上的聚焦光班在某一個方向上更快地聚焦收斂在一起在相同的頻率下同樣視場另一個方向產生不同的對比度。重要的是要考慮在評估挑選應用的鏡頭時，需要挑選T曲線或是S曲線兩曲線中的較低者。得到最高對比度通常是有利於讓的整個傳感器上獲得最清晰的圖像. 在生產鏡頭過程中 ,如果存在鏡片傾斜或偏心的情況，不對稱會導致T和S曲線分開甚至軸上的曲線也是如此，這在設計MTF曲線中說明。

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