MTF（変調伝達関数）曲線グラフは、レンズの光学性能を評価するための重要な分析ツールです。レンズのコントラスト維持能力を空間周波数特性に応じて定量化することで、解像度、コントラスト忠実度、エッジツーエッジの一貫性といった重要な画像特性を視覚的に示します。以下に詳細な説明を示します。
I. 座標軸と曲線の解釈
水平軸（中心からの距離）
この軸は、画像の中心（左端0mm）から端（右端）までの距離をミリメートル（mm）単位で表します。フルサイズレンズの場合、特に0～21mmの範囲に注意する必要があります。これはセンサーの対角線の半分（43mm）に相当します。APS-Cフォーマットのレンズの場合、関連する範囲は通常0～13mmに制限され、イメージサークルの中央部分を表します。
縦軸（MTF値）
縦軸はレンズのコントラスト維持度合いを示し、0（コントラスト全く維持されない）から1（コントラストが完全に維持される）までの範囲で示されます。1は理論上は理想的なシナリオですが、実際には実現不可能です。1に近いほど、優れた性能を示します。
主要な曲線の種類
空間周波数（単位：線対/ミリメートル、lp/mm）：
- 10 lp/mmの曲線（太線で表示）は、レンズの全体的なコントラスト再現能力を反映しています。MTF値が0.8を超える場合、一般的に優れているとみなされます。
– 30 lp/mmの曲線（細い線で表示）は、レンズの解像力とシャープネスを示しています。MTF値が0.6を超えると良好とみなされます。
線の方向:
- 実線 (S / 矢状または放射状): 中心から外側に向かって放射状に伸びるテスト ラインを表します (例: ホイールのスポークに似ています)。
– 点線（M / 子午線または接線）：同心円状に配置されたテスト ライン（リング状のパターンなど）を表します。
II. パフォーマンス評価基準
曲線の高さ
中央領域（横軸の左側）：10 lp/mmと30 lp/mmのどちらの曲線でもMTF値が高いほど、中央部の像がシャープであることを示します。ハイエンドレンズでは、中央部のMTF値が0.9を超えることがよくあります。
エッジ領域（横軸の右側）：エッジに向かってMTF値が減衰する割合が低いほど、エッジ性能が優れていることを意味します。例えば、エッジMTF値が30 lp/mmの場合、0.4以上であれば許容範囲、0.6を超えると優れていると判断されます。
曲線の滑らかさ
中央と周辺部の間の遷移がスムーズであれば、フレーム全体にわたって安定した描写性能が期待できます。一方、急激な低下は、周辺部に向かうにつれて画質が著しく低下することを意味します。
SカーブとMカーブの近さ
サジタルカーブ（実線）とメリジオナルカーブ（破線）の近さは、レンズの非点収差制御を反映しています。より近い位置関係は、より自然なボケと収差の低減をもたらします。離れすぎると、フォーカスブリージングや二重線アーティファクトなどの問題が発生する可能性があります。
III. 追加的な影響要因
絞りサイズ
最大絞り (例: f/1.4): 中央の MTF は高くなりますが、光学収差によりエッジの劣化が生じる可能性があります。
最適絞り (例: f/8): 通常、フレーム全体でよりバランスの取れた MTF パフォーマンスを提供し、多くの場合、MTF グラフで青色で強調表示されます。
ズームレンズの可変性
ズームレンズの場合、焦点距離によって性能が変わることがあるため、MTF 曲線は広角端と望遠端で個別に評価する必要があります。
IV. 重要な考慮事項
MTF分析の限界
MTFは解像度とコントラストに関する貴重な情報を提供しますが、歪曲収差、色収差、フレアといった光学的な欠陥は考慮されていません。これらの側面については、補完的な指標を用いた追加的な評価が必要です。
ブランド間の比較
メーカー間でテスト方法や基準が異なるため、異なるブランド間での MTF 曲線の直接比較は避ける必要があります。
曲線の安定性と対称性
MTF 曲線の不規則な変動や非対称性は、製造上の不一致や品質管理の問題を示している可能性があります。
簡単な要約:
高性能レンズの特徴：
– 10 lp/mmの曲線全体が0.8を上回っている
– 中心30 lp/mmが0.6を超える
– エッジ30 lp/mmが0.4を超える
– 矢状曲線と子午線曲線が密接に一致している
– 中心から端まで滑らかで緩やかなMTF減衰
主な評価の焦点:
– 中央30 lp/mmの値
– エッジMTF減衰の度合い
– SカーブとMカーブの近接性
これら 3 つの領域すべてで優れた性能を維持していることは、光学設計と製造品質が優れていることを強く示しています。
投稿日時: 2025年7月9日