如何評價鏡頭的好壞？光學(xué)鏡頭的一種評價標(biāo)準(zhǔn)
來源：www.yc-xl.com 發(fā)布時間：2023年06月28日
如何制定檢測標(biāo)準(zhǔn)，也就是如何評價一個鏡頭的好壞。除了基礎(chǔ)需求焦距、視場角等常規(guī)指標(biāo)要檢測外，還有兩個關(guān)鍵指標(biāo)要測試：
1、MTF是什么？光學(xué)傳遞函數(shù)（optical transfer function）是指以空間頻率為變量，表征成像過程中調(diào)制度和橫向相移的相對變化的函數(shù)。光學(xué)傳遞函數(shù)是光學(xué)系統(tǒng)對空間頻譜的濾波變換。一個非相干照明的光學(xué)成像系統(tǒng)，像的強(qiáng)度也是線性的，滿足疊加原理。在我們評價鏡頭好壞是，不但要考慮低頻、中頻和高頻的調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的大小，還要全面評價對應(yīng)于不同視場的一系列傳遞函數(shù)曲線。軸外視場對于水平方向（子午方向）放置的余弦光柵和垂直方向（弧矢方向）放置光柵的調(diào)制傳遞函數(shù)并不相同，所以要同時考察子午MTF和弧矢MTF。一般說來，調(diào)制傳遞函數(shù)曲線整體越高，系統(tǒng)的成像質(zhì)量越好。
以上是百度，我還是說點干貨吧，MTF就是綜合評價一個鏡頭成像好壞的標(biāo)準(zhǔn)，MTF二維坐標(biāo)曲線通常Y軸是數(shù)值（0~1），X軸是空間頻率（lp/mm），也就是多少“線對”。低頻評價成像后圖像的對比度（反差），高頻是考察鏡頭的清晰度和分辨力，也就是細(xì)節(jié)分辨的能力。比如攝影鏡頭，通常用10lp/mm來考察反差效果，一般MTF值要高于0.7才算好，高頻考察30lp/mm，通常半視場范圍內(nèi)要大于0.5，邊緣視場大于0.3。（奧藝科技）
而對于一些光學(xué)儀器或者工業(yè)鏡頭，對高頻有這更高的要求，那么如何計算我們要考察的高頻是多少呢？其實很簡單：頻率=1000/(2×傳感器像元尺寸)，如果，您使用的傳感器像元尺寸為5um，那么MTF高頻應(yīng)該考察100lp/mm，MTF的實測值高于0.3，那就是一個比較好的鏡頭了。
2、MTF是無法體現(xiàn)畸變這個像差的，所以單獨把畸變提出來。畸變，就是變形，分為枕形畸變和桶形畸變。畸變是和視場有關(guān)的，視場角越大，畸變越大。對于常規(guī)的攝影鏡頭、監(jiān)控鏡頭畸變在3%以內(nèi)是可以接受的，對于廣角鏡頭，畸變可以在10%~20%，而魚眼鏡頭，畸變可以是50%~100%。那么如果確定自己想要的鏡頭應(yīng)該畸變控制在多少呢？
首先明確你的鏡頭用途，比如上面上的就是攝影或者監(jiān)控，那么畸變3%以內(nèi)是允許的，如果你的鏡頭用來測量，畸變應(yīng)該小于1%，甚至更低，取決于你的測量系統(tǒng)所允許的系統(tǒng)誤差。另外，鏡頭評價方法還有很多，比如我們下篇要介紹如何用艾里斑來評價鏡頭。
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1、MTF是什么？光學(xué)傳遞函數(shù)（optical transfer function）是指以空間頻率為變量，表征成像過程中調(diào)制度和橫向相移的相對變化的函數(shù)。光學(xué)傳遞函數(shù)是光學(xué)系統(tǒng)對空間頻譜的濾波變換。一個非相干照明的光學(xué)成像系統(tǒng)，像的強(qiáng)度也是線性的，滿足疊加原理。在我們評價鏡頭好壞是，不但要考慮低頻、中頻和高頻的調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的大小，還要全面評價對應(yīng)于不同視場的一系列傳遞函數(shù)曲線。軸外視場對于水平方向（子午方向）放置的余弦光柵和垂直方向（弧矢方向）放置光柵的調(diào)制傳遞函數(shù)并不相同，所以要同時考察子午MTF和弧矢MTF。一般說來，調(diào)制傳遞函數(shù)曲線整體越高，系統(tǒng)的成像質(zhì)量越好。
以上是百度，我還是說點干貨吧，MTF就是綜合評價一個鏡頭成像好壞的標(biāo)準(zhǔn)，MTF二維坐標(biāo)曲線通常Y軸是數(shù)值（0~1），X軸是空間頻率（lp/mm），也就是多少“線對”。低頻評價成像后圖像的對比度（反差），高頻是考察鏡頭的清晰度和分辨力，也就是細(xì)節(jié)分辨的能力。比如攝影鏡頭，通常用10lp/mm來考察反差效果，一般MTF值要高于0.7才算好，高頻考察30lp/mm，通常半視場范圍內(nèi)要大于0.5，邊緣視場大于0.3。（奧藝科技）
而對于一些光學(xué)儀器或者工業(yè)鏡頭，對高頻有這更高的要求，那么如何計算我們要考察的高頻是多少呢？其實很簡單：頻率=1000/(2×傳感器像元尺寸)，如果，您使用的傳感器像元尺寸為5um，那么MTF高頻應(yīng)該考察100lp/mm，MTF的實測值高于0.3，那就是一個比較好的鏡頭了。
2、MTF是無法體現(xiàn)畸變這個像差的，所以單獨把畸變提出來。畸變，就是變形，分為枕形畸變和桶形畸變。畸變是和視場有關(guān)的，視場角越大，畸變越大。對于常規(guī)的攝影鏡頭、監(jiān)控鏡頭畸變在3%以內(nèi)是可以接受的，對于廣角鏡頭，畸變可以在10%~20%，而魚眼鏡頭，畸變可以是50%~100%。那么如果確定自己想要的鏡頭應(yīng)該畸變控制在多少呢？
首先明確你的鏡頭用途，比如上面上的就是攝影或者監(jiān)控，那么畸變3%以內(nèi)是允許的，如果你的鏡頭用來測量，畸變應(yīng)該小于1%，甚至更低，取決于你的測量系統(tǒng)所允許的系統(tǒng)誤差。另外，鏡頭評價方法還有很多，比如我們下篇要介紹如何用艾里斑來評價鏡頭。
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