ما هو إم تي إف
- حصة
- وقت مسألة
- 2022/10/23
تعد وظيفة نقل التعديل (MTF) للعدسة مؤشرًا مهمًا لأدائها. يحتاج كل من مصممي ومستخدمي العدسات إلى فهم عميق لـ MTF.
1. ما هو MTF؟
وظيفة العدسة هي تصوير الجسم على المستشعر. يتكون الكائن من عدد لا يحصى من النقاط. سيتم وضع الصورة المتكونة من كل نقطة من الكائن على نقطة الصورة المقابلة. وفي الوقت نفسه، سيتم وزنه وفقًا لسطوع الهدف الأصلي في هذه المواضع، مما يؤدي إلى وظيفة صورة مستمرة تسمى "g". لسوء الحظ، هذه الصيغة الطويلة غامضة تمامًا.
ما الذي تمثله الصيغة حقًا؟ وبعبارة أخرى، ما نوع الظاهرة التي تصفها؟ وفيما يلي توضيح من خلال العديد من الأمثلة البديهية.
خطوط النموذج أعلاه (التي تمثل الكائنات) باللونين الأسود والأبيض (عالية التباين). من اليسار إلى اليمين، يزداد التردد المكاني للخطوط تدريجيا (تصبح الخطوط أكثر كثافة).
يمر الجسم عبر العدسة ويتم تصويره على المستشعر. يمكننا أن نجد أن الخطوط الكبيرة ذات الدقة المنخفضة تظل بالأبيض والأسود بعد التصوير. يتم نقلها بسهولة بواسطة العدسة إلى المستشعر. ومع زيادة التردد، تصبح الخطوط أكثر كثافة وتصبح الصورة أكثر رمادية، ويصبح التباين بينها أصغر بشكل متزايد. لم يعد يتميز بالأبيض والأسود المثالي، وحتى الأسود والأبيض لا يمكن التمييز بينهما.
ويمكن وصف هذه الظاهرة رياضيا على "توزيع النصوع". اللون الأسود هو 1 والأبيض هو 0. عند التباين المتوسط، يتناقص السطوع مع التدرج الرمادي للصورة. يصبح توزيع السطوع أصغر فأصغر حتى لا تتمكن من التمييز بين الساطع والداكن. اليمين هو منحنى MTF النموذجي. جميع منحنيات MTF لها شكل مماثل مثل هذا. جميعها لها تردد قطع (على الرغم من أن تردد القطع قد يكون مختلفًا لكل عدسة. ويرتبط تردد القطع بفتحة العدسة). بعد ذلك، سيخبرك MTF بمدى جودة تكرار العدسة للصورة.
2. كيفية تفسير MTF؟
يتأثر تصوير العدسة باتجاه الجسم في الفضاء. على سبيل المثال، يمكن أن تكون خطوط النمط المذكورة أفقية أو رأسية. هذا هو المماس والسهمي في المصطلحات البصرية. يصف منحنى MTF قدرة العدسة على التصوير في كل من العدسة العرضية (T) والسهمية (S). فهو يساعد المهندسين البصريين على تجنب تصميم العدسات التي تؤدي أداءً جيدًا في اتجاه واحد ولكنها سيئة في اتجاه آخر.
الشكل أعلاه هو رسم بياني كلاسيكي لـ MTF. الإحداثي السيني هو التردد المكاني في دورات لكل ملليمتر والإحداثي هو معامل OTF. MTF هي دالة للتردد، لذا مع زيادة التردد، تصبح قيمة MTF أصغر.
في الجزء العلوي الأيسر من الشكل، "TS0.00 DEG"، يشير T إلى Tangential وS إلى Sagittal. منحنى MTF مع مجال رؤية قدره 0 درجة هو خط أزرق، وهو ما نسميه "على المحور". لا يوجد فرق بين عرضي أو سهمي.
بعد ذلك، "TS 10.00 DEG" هو منحنى MTF الذي يمثل مجال رؤية قدره 10 درجات (منحنى أخضر). يختلف MTF في مجال الرؤية هذا بشكل كبير في اتجاهي T وS (@60lp، T0.2، S0.68). وهذا يعني أن العدسة تعاني من الاستجماتيزم الشديد نسبيا. وهذا يعني أنه في إحدى النقاط البؤرية، يكون أداء التصوير أفضل بشكل واضح في اتجاه واحد منه في الاتجاه الآخر. عندما تكون النسبة بينهما أكبر من 2:1، نحتاج إلى النظر في تأثير الاستجماتيزم على النظام. انظر إلى MTF لمجال الرؤية 14 درجة، الفرق بين اتجاهي T وS ليس واضحًا جدًا.
على الرغم من أن الحد الأقصى لمجال الرؤية الموضح في الرسم البياني هو 14 درجة فقط، إلا أن أقصى مجال رؤية لهذه العدسة هو 28 درجة. بشكل عام، من المعروف أن العدسة متناظرة دورانيًا.
لتلخيص ذلك، يوضح لنا منحنى MTF الكلاسيكي مدى جودة أداء العدسة عند تردد معين (عدد أزواج الخطوط الموجودة في كل ملليمتر). كلما ارتفعت قيمة MTF، تمكنت العدسة من تكرار الكائن بشكل أفضل؛ كلما انخفضت قيمة MTF، كلما كانت قدرة العدسة على تكرار الكائن أسوأ.
3. كيف نحكم على مدى توفر العدسة؟
من الضروري للمهندسين البصريين أو مستخدمي العدسات الحكم على ما إذا كانت العدسة تتوافق مع المستشعر.
عادةً، نختار العدسات ذات MTF أكبر من 0.3 عند ترددات Nyquist. إنها تجربة موثوقة أن العدسات لن تصبح قيدًا على النظام بأكمله. وبالتالي، لا تشتت انتباهك عن طريق MTF فوق تردد Nyquist، وهو ليس الهدف من تصميم العدسة أو استخدامها. إذا كنت تتساءل، هل MTF عند Nyquist 0.3 أو أعلى؟ عندما تطرح هذا السؤال، يكون لديك بالفعل عدسة للاختيار من بينها ولن تؤثر على أداء النظام - وبطبيعة الحال، كلما ارتفع MTF، كان الأداء أفضل.
4. يرجى التذكير
عند فتحات ومسافات عمل مختلفة، يكون للعدسة نفسها أداء بصري مختلف (MTF). وبالتالي، فإن أول شيء يجب معرفته هو شروط الاستخدام المتعلقة باحتياجات التصوير قبل تقييم العدسة.