منحنی MTF لنزها چیست؟

MTF چیست؟

قبل از اینکه بدانیم منحنی MTF لنزها چیست؟ تعریفی از MTF بدست دهیم .

لنز ایده آل لنزی است که صد درصد نور وارد شده به آن را انتقال دهد ، ولی هیچ لنزی ایده آل نیست و افت نور وجود دارد . اگر میزان افت نور را بر اساس کنتراست اندازه گیری کنیم ، آن را مدولاسیون کنتراست ( Modulation of Contrast) می نامند .به معنای دیگر افت کنتراست اندازه گیری می شود.

. این افت کنتراست را در فرکانس های مختلف اندازه می گیرند . به زبان ساده ، تعداد خطوط کنتراست در صفحه آزمایش از صفر تا ۱۰۰ زوج خطوط در میلیمتر اندازه گیری می شود .

در منحنی MTF بالا ، محور عمودی دارای اعداد ۰ تا ۱ می باشد که در کل شده اعداد ۰ تا ۱۰۰ هستند . در نتیجه عدد ۰٫۱ یعنی ۱۰ درصد کنتراست ، عدد ۰٫۵ نشانگر ۵۰ درصد کنتراست و عدد ۱ نشانگر ۱۰۰ درصد کنتراست می باشد .

محور افقی منحنیMTF بر حسب میلیمتر بوده و بیانگر فاصله از مرکز تصویر به سمت لبه های آن می باشد . به عبارت دیگر عدد صفر درمحور افقی نشاندهنده مرکز لنز و عدد ۲۰ نشاندهنده ۲۰ میلیمتر فاصله جانبی از مرکز لنز است .

بنابراین هرچه نقطه ای بر روی منحنی به سمت بالاتر باشد انتقال کنتراست بالاتر است و هر چه نقطه منحنی از مرکز فاصله بگیرد انتقال کنتراست در لبه های عکس نیز انجام می شود .

در منحنی MTF ، خطوط آبی و مشکی رنگ نازک و ضخیم و همینطور خطوط ممتد و منقطع دیده می شوند . در مجموع ۸ نوع خط در یک منحنی MTF وجود دارد که توضیح آن ها بشرح زیر است :

– خطوط ضخیم اندازه گیری در رزولوشن پایین یا ۱۰LP/mm و خطوط نازک اندازه گیری در رزولوشن بالا یا ۳۰LP/mm می باشند .

– خطوط مشکی بیانگر اندازه گیری در بازترین دیافراگم و خطوط آبی رنگ بیانگر اندازه گیری در F/8 می باشند .

– خطوط ممتد بیانگر اندازه گیری Meridional ( نصف النهاری ) و خطوط منقطع بیانگر اندازه گیری Sagittal ( سهموی ) می باشند .

رزولوشن و کنتراست در منحنی MTF

رزولوشن و کنتراست از هم قابل تفکیک نمی باشند . به خطوط متناوب فکر کنید : خط سیاه ، خط سفید ، خط سیاه و الی آخر . آنچه این خطوط متناوب را از هم متمایز می کند ، کنتراست است . و حالا اگر رنگ خطوط سیاه را روشن تر و رنگ خطوط سفید را تیره تر کنیم ، ان موقعه نمی توانیم آنها را از هم تشخیص دهیم . به گونه ای دیگر اگر بخواهیم بگوییم اگر خطی سفید بر روی کاغذی سفید رسم کنیم کنتراستی وجود نداشته در نتیجه رزولوشن ( تفکیک پذیری ) هم نخواهیم داشت. در واقع بحث از رزولوشن بدون درنظر گرفتن کنتراست بی معنی است .

رزولوشن را اغلب به گونه ی ( خطوط در میلیمتر L/mm ” یا ” زوج خطوط در میلیمتر LP/mm ” ) اندازه می گیرند . این دو روش با هم تفاوت دارند . اغلب مهندسین از روش ” خطوط در میلیمتر” استفاده می کنند زیرا به درستی فرض می کنند برای داشتن یک خط سیاه بایستی یک خط سفید هم داشته باشیم . ولی عکاسان تا این حد سخت گیر نیستند و روش ” زوج خطوط در میلیمتر ” را به کار می برند .به این نیز دقت کنید که هنگام محاسبه L/mm دو برابر LP/mm می باشد .

نکته ای که ان را باید در نظر بگیرید  این است که رزولوشن کمیت علمی قابل شمارش نمی باشد . مفهوم رزولوشن در افراد مختلف و حتی در زمان های مختلف ، متفاوت است . یک مشاهده گر ممکن است در یک آزمایش ۵۰L/mm را تشخیص دهد ولی حالا ممکن است در همین آزمایش ۴۵L/mm یا حتی ۵۵L/mm را تشخیص دهد . درصد خطایی برابر با ۱۰ درصد برای یک مشاهده گر یکسان و در زمان یکسان کاملاً طبیعی است . اگر پارامترهای دیگر مانند خطای فوکوس راهم در نظر بگیریم ، آن گاه احتمال بروز خطای ۳۰ درصد قابل پیش بینی است .

و همینطور می توان براحتی ثابت نمود که کیفیت واقعی تصویر ایجاد شده توسط یک لنز فقط به میزان رزولوشن اندازه گیری شده بستگی ندارد . به همین دلیل است که در صنعت اپتیک ، عملکرد لنزها را با منحنی MTF بررسی می کنند .