判断一个光学镜头成像好不好,需要一些检测标准,比如检测镜头的焦距、视场角、解像力等,这些都是常规的指标,还有一些关键的指标,比如MTF、畸变等。
1.MTF
MTF,即光学调制传递函数,它可以对图像的细节、对比度、清晰度等方面进行量化,是综合评价一个镜头成像好坏的指标之一。
MTF二维坐标曲线中通常Y轴是数值(0~1),X轴是空间频率(lp/mm),也就是多少“线对”。低频是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,边缘视场要大于0.3。
对于一些光学仪器或者工业镜头而言,它们对高频有着更高的要求,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)
如果你使用的传感器像元尺寸为5um,那么MTF的高频应该考察100lp/mm,当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无法体现畸变这个像差,因此单独把畸变列出来。畸变,也就是失真、变形,可分为枕形畸变和桶形畸变。
畸变是和视场相关联的,视场角越大,畸变也就越大。对于常规的摄影镜头、监控镜头来说,畸变在3%以内是可以接受的;对于广角镜头而言,畸变可以在10%~20%之间;对于鱼眼镜头,畸变则可以是50%~100%。
那么,如何确定自己想要的镜头畸变应该控制在多少合适呢?
首先,需要确定你的镜头用途是什么,比如用在摄影或者监控中,那么镜头畸变在3%以内是允许的,但如果你的镜头是用来测量的,那么畸变就应该小于1%,甚至更低,当然这也取决于你的测量系统所允许的系统误差。