MTF 실험 보고서

실험 목적

이 실험에서는 공간 분해능(spatial resolution) 및 변조 전달 함수의 (modulation transfer function) 개념을 이해하고 MTF를 측정한다.

기본이론
MTF (Modulation Transfer Function)는 광학 설계자가 광학 시스템의 성능을 비교하려고 할 때 일반적으로 사용되는 척도이다. MTF는 spherical singlet lens처럼 단순한 구성 요소에서 multi-element telecentric imaging lens assembly처럼 복잡한 구성 요소에 사용된다. 이미징 시스템의 고유한 한계를 이해하고 평가하는 것이 중요하다. 예를 들어, 천문학자는 망원경을 사용하여 확실하게 관찰할 수 있는 가장 작은 천체 크기를 알아야 하고, 진단 방사선 전문의는 감지할 수 있는 가장 작은 종양의 크기를 알아야 하며, 세포 생물학자는 현미경을 사용하여 시각화하고 탐지할 수 있는 가장 작은 세포 소기관의 크기를 알아야 한다.
MTF구성요소
변조 전달 함수를(MTF) 적절하게 정의하려면 먼저 이미지 성능을 진정으로 특성화하는 데 필요한 두 가지 용어인 해상도왿�(resolution) 대비를(contrast) 정의해야 한다.
• 해상도 (resolution)
해상도는 물체의 세부 사항을 구별하는 이미징 시스템의 요소이다. 종종 밀리미터당 라인 쌍으로 (line-pairs) 표현된다(여기서 라인 쌍은 하나의 검은색 라인과 하나의 흰색 라인의 시퀀스임). 밀리미터당 라인 쌍의 (lp/mm) 이 측정값은 주파수라고도 한다. 주파수의 역수는 두 해결된 선 사이의 간격을 밀리미터 단위로 산출한다. 일련의 균등한 간격의 흰색 및 검은색 막대가 있는 막대 표적(예: 1951 USAF 표적 또는 Ronchi 룰링)은 시스템 성능 테스트에 이상적이다. 모든 이미징 광학 장치에서 이러한 패턴을 이미징할 때 완벽한 라인 가장자리가 어느 정도 흐려진다(그림 1). 고해상도 이미지는 최소한의 흐림 효과로 인해 많은 양의 디테일을 나타내는 이미지이다. 반대로 저해상도 이미지는 세부 묘사가 부족하다.