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如何评价镜头的好坏?光学镜头的一种评价标准

2018年09月04日 行业资讯 512 views

上一篇提到在提到定制镜头、镜头外包的时候如何提需求,都是基础的设计输入,这一篇我们探讨一下如何制定检测标准,也就是如何评价一个镜头的好坏。

除了基础需求焦距、视场角等常规指标要检测外,还有两个关键指标要测试:

1、光学传递函数MTF

MTF是什么?

光学传递函数(optical transfer function)是指以空间频率为变量,表征成像过程中调制度和横向相移的相对变化的函数。光学传递函数是光学系统对空间频谱的滤波变换。一个非相干照明的光学成像系统,像的强度也是线性的,满足叠加原理。在我们评价镜头好坏是,不但要考虑低频、中频和高频的调制传递函数(MTF)的大小,还要全面评价对应于不同视场的一系列传递函数曲线。轴外视场对于水平方向(子午方向)放置的余弦光栅和垂直方向(弧矢方向)放置光栅的调制传递函数并不相同,所以要同时考察子午MTF和弧矢MTF。一般说来,调制传递函数曲线整体越高,系统的成像质量越好。

MTF.jpg

以上是百度,我还是说点干货吧,MTF就是综合评价一个镜头成像好坏的标准,MTF二维坐标曲线通常Y轴是数值(0~1),X轴是空间频率(lp/mm),也就是多少“线对”。低频评价成像后图像的对比度(反差),高频是考察镜头的清晰度和分辨力,也就是细节分辨的能力。比如摄影镜头,通常用10lp/mm来考察反差效果,一般MTF值要高于0.7才算好,高频考察30lp/mm,通常半视场范围内要大于0.5,边缘视场大于0.3。(奥艺科技

而对于一些光学仪器或者工业镜头,对高频有这更高的要求,那么如何计算我们要考察的高频是多少呢?其实很简单:

频率=1000/(2×传感器像元尺寸)

如果,您使用的传感器像元尺寸为5um,那么MTF高频应该考察100lp/mm,MTF的实测值高于0.3,那就是一个比较好的镜头了。

2、畸变

MTF是无法体现畸变这个像差的,所以单独把畸变提出来。

畸变,就是变形,分为枕形畸变和桶形畸变。

畸变是和视场有关的,视场角越大,畸变越大。对于常规的摄影镜头、监控镜头畸变在3%以内是可以接受的,对于广角镜头,畸变可以在10%~20%,而鱼眼镜头,畸变可以是50%~100%。

那么如果确定自己想要的镜头应该畸变控制在多少呢?

首先明确你的镜头用途,比如上面上的就是摄影或者监控,那么畸变3%以内是允许的,如果你的镜头用来测量,畸变应该小于1%,甚至更低,取决于你的测量系统所允许的系统误差。

另外,镜头评价方法还有很多,比如我们下篇要介绍如何用艾里斑来评价镜头


OK,本次介绍了MTF和畸变,如果有想了解更多光学镜头方便知识的,可以加QQ或者邮件:174716999,欢迎做技术交流。

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