焦点距離もF値も同じ2枚のデータシートが、まったく性能の異なるレンズを記述していることは珍しくありません。その差は、多くの購入者が読み飛ばす3つの項目 —— MTF、ディストーション、周辺光量比 —— に表れます。本稿ではそれぞれの数値の意味、良好と判断できる値の目安、そして2つのレンズを正しく比較する方法を解説します。
MTF — 変調伝達関数
MTFは、ある空間周波数においてレンズがコントラストをどれだけ保つかを示す指標です。白黒の縞パターンを撮像すると、周波数が低い（縞が太い）うちは妥当なレンズであればコントラストはほぼ保たれますが、縞が細かくなるにつれて低下します。この低下をプロットしたものがMTF曲線です。
データシートには通常、1mmあたりの線対数（lp/mm）で1〜2つの周波数におけるMTFが記載されます：
| 区分 | 代表的な周波数 | 「良好」の目安 |
|---|---|---|
| FA一般検査 | 30–60 lp/mm | 視野全域で30 lp/mmにおいて0.4以上 |
| 高解像FA / 2000万画素 | 60–100 lp/mm | 60 lp/mmにおいて0.3以上 |
| ラインスキャン（4K〜8K） | 60–110 lp/mm | 規定周波数において中心および周辺とも0.3以上 |
| 16K大判 | 80–120 lp/mm | 周辺MTFが中心の差20%以内に収まること |
中心値ではなく周辺値を読んでください。ほとんどすべてのレンズは軸上では優秀に見えます。問題は像高の80〜100%で何が起きるかであり、低価格設計がコントラストの40%を失う一方で、補正された設計はそれを維持します。
MTFとセンサー画素ピッチ — ナイキストの関係
カメラがサンプリングできない解像力を買っても意味がありません。センサーのナイキスト周波数は次の式で求められます：
3.1µm画素のナイキスト限界は約161 lp/mm、7µmのラインスキャン画素は約71 lp/mmです。ナイキスト周波数付近でMTFが十分に保たれるレンズを選定してください。ただし7µmセンサーに対して200 lp/mmの性能にお金を払う必要はありません。
ディストーション — TVディストーションと光学的ディストーション
TVディストーションは、視野端の直線がどれだけ湾曲するかを像高に対する百分率で表したものです。これが重要な理由は2つあります。寸法測定（湾曲した線は誤った測定値になる）と、複数カメラのつなぎ合わせ（隣接する視野が整合しなくなる）です。
- 0.1%未満 — 計測グレード。ゲージ測定や寸法計測に必要です。
- 0.1〜0.5% — 有無判定、コード読み取り、ほとんどの欠陥検出には十分です。
- 1%超 — ソフトウェアで補正可能ですが、キャリブレーション工時を見込み、わずかな精度低下を許容する必要があります。
弊社のラインスキャンおよびマクロファミリーは、測定精度が問われる範囲で0.1%を大きく下回るよう補正されており、全データシートに試験条件が明記されています。
周辺光量比（RI）
RIは中心輝度に対する周辺輝度の百分率です。約60%を下回ると、ソフトウェアで平坦化しなければならないシェーディングが目視できるようになります。そして平坦化は四隅のノイズを増幅します。大判設計や広角設計で問題になりやすく、十分に補正された産業用レンズは70〜90%を維持します。
弊社が実際に測定している項目
CLARIOPTICSの全レンズファミリーは、自社のCMA / CNAS認定光学検査センターで特性評価を行っています。波面測定用の干渉計（632.8nmにおいて RMS ≤ 1/200λ）、周波数応答用のMTF測定装置、芯出し用のオートコリメータ、熱特性用の環境試験槽を備えています。ご要望があれば試験データをレンズに同梱できるため、データシートの数値はシミュレーションではなく実測値です。
60秒でできる比較チェックリスト
- イメージサークルはセンサー対角以上か？（けられがないこと）
- MTFはナイキスト限界に近い周波数で記載されているか？（実際に使える解像力）
- 周辺のMTFは中心のおおむね20%以内か？（均一性）
- ディストーションは測定公差に対して十分に小さいか？
- 周辺光量比は70%以上か？（大がかりなシェーディング補正が不要）
- データシートにWD範囲とO/I共役距離の両方が記載されているか？（装置に収まるか）
試験データが必要な方へ
各機種のデータシートは製品ページからダウンロードできます。また、サンプル出荷時に完全な試験成績書をご希望の場合は弊社エンジニアまでお問い合わせください。1営業日以内にご返信します。