Qu'est-ce que MTF

La fonction de transfert de modulation (MTF) d'un objectif est un indicateur important de ses performances. Les concepteurs de lentilles et les utilisateurs doivent avoir une compréhension approfondie du MTF.

1. Qu’est-ce que MTF ?

La fonction de l'objectif est d'imager l'objet sur le capteur. Un objet est composé d'innombrables points. L'image formée par chaque point de l'objet sera positionnée sur le point image correspondant. Pendant ce temps, il sera pondéré en fonction de la luminosité de la cible d'origine à ces positions, conduisant à une fonction d'image continue appelée « g ». Malheureusement, cette longue formule est assez obscure.

Que signifie réellement la formule ? En d’autres termes, quel genre de phénomène décrit-il ? Voici une illustration de plusieurs exemples intuitifs.

Ce phénomène peut être décrit mathématiquement par la « distribution de luminance ». Le noir vaut 1 et le blanc vaut 0. À contraste moyen, la luminosité diminue avec l'échelle de gris de l'image. La répartition de la luminosité devient de plus en plus petite jusqu'à ce que vous ne puissiez plus distinguer la différence entre le clair et le foncé. La droite est une courbe MTF typique. Toutes les courbes MTF ont une forme similaire à celle-ci. Ils ont tous une fréquence de coupure (bien que la fréquence de coupure puisse être différente pour chaque objectif. La fréquence de coupure est liée à l'ouverture de l'objectif). Ensuite, MTF vous dira dans quelle mesure l’objectif reproduit l’image.

2. Comment interpréter le MTF ?

L'imagerie par lentille est affectée par l'orientation d'un objet dans l'espace. Par exemple, les rayures à motif évoquées peuvent être horizontales ou verticales. C'est le Tangentiel et le Sagittal dans la terminologie optique. La courbe MTF décrit la capacité d'imagerie de la lentille à la fois tangentielle (T) et sagittale (S). Cela aide les ingénieurs optiques à éviter de concevoir des lentilles qui fonctionnent bien dans une direction mais mal dans une autre.

La figure ci-dessus est un graphique MTF classique. L'abscisse est la fréquence spatiale en cycles par millimètre et l'ordonnée est le module de l'OTF. MTF est fonction de la fréquence, donc à mesure que la fréquence augmente, la valeur MTF diminue.

En haut à gauche de la figure, « TS0.00 DEG », T signifie Tangentiel et S signifie Sagittal. La courbe MTF avec un FOV de 0° est une ligne bleue, que l'on appelle « sur l'axe ». Il n'y a aucune différence entre Tangentiel et Sagittal.

Ensuite, « TS 10.00 DEG » est la courbe MTF représentant un FOV de 10° (courbe verte). La MTF dans ce FOV diffère grandement dans les directions T et S (@60lp, T0.2, S0.68). Cela signifie que le cristallin présente un astigmatisme relativement sévère. Autrement dit, dans un point focal, l’imagerie fonctionne évidemment mieux dans une direction que dans l’autre. Lorsque leur rapport est supérieur à 2 : 1, nous devons considérer l’effet de l’astigmatisme sur le système. Regardez la FTM du champ de vision de 14°, la différence entre les deux directions de T et S n'est pas si évidente.

Bien que le champ de vision maximum indiqué sur le graphique ne soit que de 14°, en fait, le champ de vision maximum de cet objectif est de 28°. Généralement, la lentille est reconnue comme étant à symétrie de rotation.

Pour résumer, la courbe MTF classique nous montre les performances d'un objectif à une fréquence spécifique (le nombre de paires de raies contenues par millimètre). Plus la valeur MTF est élevée, plus l'objectif peut reproduire l'objet ; plus la valeur MTF est faible, plus la capacité de l'objectif à reproduire l'objet est mauvaise.

3. Comment juger de la disponibilité d'une lentille ?

Il est essentiel que les ingénieurs optiques ou les utilisateurs d’objectifs jugent si l’objectif correspond au capteur.