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광경로차가 있는 광학기기의 변조전달함수에 관한 연구
A Study on the MTF of optical system with optical path difference 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.16 no.3 = no.54, 2012년, pp.518 - 525  

최규식 (건양대학교 의공학부) ,  장원석 (건양대학교 의공학부) ,  오재익 (건양대학교 의공학부)

초록
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광학기기가 대상물체를 영상으로 완벽하게 재현할 수는 없으므로 이러한 광학기기의 특성을 평가하는 방법으로서 변조전달함수(MTF)가 보편적으로 사용된다. 그런데 한편으로 렌즈의 수차가 적어지면 광학시스템 구경의 회절과 수차 사이의 반응이 매우 복잡해지므로 기존의 MTF의 방법으로는 광학기기를 평가하기가 어렵다. 이 경우에는 렌즈의 수치구경, 탈초점, 광경로차 및 위상차를 고려한 MTF를 구해야 한다. 본 논문에서는 이러한 방법으로서 가장 보편적으로 알려진 베셀함수를 이용하여 이의 타당성을 검증하고 실례를 통하여 이를 보여주고자 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The modulation transfer function is generally used as a method to estimate the characteristics of this kind of optical system because it cannot reappear or implement image of the object perfect. By the way, it is difficult to assess the optical system with existing MTF method since the reaction betw...

주제어

#변조전달함수   #회절한계   #광경로차   #수치구경   #수차  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 여러 가지 MTF 중에서 광경로차와 탈초점에 의한 MTF를 구하여 그래프로 그리는 것을 목표로 하였다. 2장에서는 OTF와 MTF에 괸련된 용어들에 대해서 살펴보고 3장에서는 특히 정현파형에 대한 MTF를 연구한다.
  • 본 논문에서는 이러한 방법으로서 가장 보편적으로 알려진 베셀함수를 이용하여 이의 타당성을 검증하고 실례를 통하여 이를 보여주고자 하였다.
  • 여기서는 동일한 양에 의해서 탈초점되는 완벽한 시스템의 기하구조적인 계산으로 얻어질 수 있는 MTF에 대해서 검토하기로 한다. 여기서 검토하고자 하는 OPD는 광경로차(optical path difference)로서 두 광선의 경로길이 차이[4]를 의미한다.
  • 회절한계 광학시스템에서 표본의 공간주파수가 증가할 때 영상의 콘트라스트가 어떻게 감소되는가를 관찰해보자. 회절한계 광학현미경의 영상콘트라스트에서 공간주파수를 증가시킬 때에 어떠한 영향이 있을 것인가를 보여주는 그림을 그림 1에서 예시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방사선계에서의 MTF의 특징은? 정현파가 아닌 임의의 파형인 경우에도 정현파와 조합하여 그 출력파형을 추정할 수 있으며, 입력과 출력의 진폭비만으로 시스템의 해상특성을 표현하는 것이 가능하다. 특히 방사선계에서의 MTF는 입력으로서 X선 강도를 정현파의 패턴으로 사용할 수 있고 공간주파수에서 정현파의 조밀성 표시가 높아서 농도반복시간이 좁다는 특징이 있다.MTF를 이용하면 이 방사선 영상들의 해상특성을 평가할 수 있다.
사람들이 MTF 차트를 해석하는데 특히 어려움을 느끼는 이유는? 그러나 MTF 차트는 렌즈의 성능을 쉽게 알아볼 수 있는 자료임에도 불구하고 복잡한 그래프와 용어 등으로 인해 많은 사람들이 해석에 어려움을 느끼고 있다. 특히, 변조전달함수를 계산하여 그래프로 구현한다는 것이 매우 어려워서 도출된 식에 필요한 데이터를 일일이 대입하여 그 값을 구한 후 이들을 이용하여 그래프를 구하는 것이 일반적이다. 이런 과정에서 많은 노력이 필요할 뿐만 아니라 일반화된 그래프의 작성법이 없어서 영상기기의 특성을 해석하는 데에 어려움이 많다[2],[3].
MTF(Mmodulation Transfer Function) 측정법이란 무엇인가? 광학기기에서 렌즈의 특성을 평가하는 방법으로 가장 많이 사용되는 것이 MTF(Mmodulation Transfer Function) 측정법이다. MTF는 순수과학에서 공학에 이르기까지 광범위하게 사용하는 개념으로, 입력신호가 어떤 장치-시스템을 통과하고 난 후 그 물리적 특성이 어떻게 변하는지를 나타내는 함수이다. 이는 한편 정현파형을 촬영해 출력정현파(영상)과의 진폭 비를 구해 공간주파수에 대한 진폭을 작성한 것이라할 수도 있다. 정현파가 아닌 임의의 파형인 경우에도 정현파와 조합하여 그 출력파형을 추정할 수 있으며, 입력과 출력의 진폭비만으로 시스템의 해상특성을 표현하는 것이 가능하다.
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참고문헌 (15)

  1. http://user.chol.com/-sloth/misc/mtf.html, "Modulation Transfer Function Engineering", http://user.chol.com/-sloth/misc/mtf.html, 2011.09 

  2. http://blog.naver.com/ekfwns 

  3. http://blog.naver.com/zelkobaray 

  4. http://blog.naver.com/combird 

  5. Eugene Hecht, "Optics", 4/ed, Addison Wesley Longman Inc., 2002 

  6. 원바리, "의료영상의 평가방법", http://blog.naver.com/ysdom. 

  7. G. Lubberts, " The line spread-function and the modulation transfer function of x-ray fluorescent screen-film systems", Research Laboratories Eastman Kodak Company, vol.105, no.4, pp909-917 

  8. Optikos Corporation, "How to Measure MTF anf other Properties of Lenses", Optikos Corporation, 1999.7 

  9. choalex@nate.com 

  10. Wikipedia, "Modulation transfer function(infrared imaging)", Wikipedia, the free encyclopedia. 

  11. http://blog.naver.com/hamjangs 

  12. Kenneth R. Spring, Michael W. Davidson, "Modulation Transfer Function", Nikon Microscopy, the source for microscopy education. 

  13. Warren J. Smith, "modern optical engineering- the design of optical systems', Mcgraw-Hill, pp345-pp361, 1990 

  14. Wikipedia, "Diffraction-limited system", Wikipedia, the free encyclopedia. 

  15. Wikipedia, "Numerical Aperture", Wikipedia 

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