El artículo «Fast MTF measurement of CMOS imagers using ISO 12333 slanted-edge methodology» de Estribeau y Magnan, publicado el 19 de febrero de 2004, aborda una nueva metodología para medir la Función de Transferencia de Modulación (MTF) en sensores de imagen CMOS usando el estándar ISO 12233. La MTF es una métrica crucial para cuantificar la calidad de imagen en sistemas de adquisición digital. Tradicionalmente, las técnicas de medición de la MTF, como los métodos de objetivo sinusoidal y la técnica de filo de cuchillo, implican tiempos largos de adquisición y posibles errores debido al muestreo digital.
La técnica del borde inclinado especificada en el estándar ISO 12233 permite realizar mediciones rápidas de la MTF utilizando solo una imagen. Originalmente diseñada para evaluar cámaras digitales, esta metodología se adapta y se aplica a sensores CMOS, que presentan una topología de píxel más compleja en comparación con los sensores CCD debido a la variabilidad en la forma de los píxeles y la presencia de componentes de lectura opacos.
Los autores destacaron que la MTF de un sensor de imagen CMOS es una combinación de múltiples MTFs individuales, las cuales pueden degradar el rendimiento global del dispositivo. Las principales componentes que afectan la MTF son la geométrica y la de difusión. La primera está relacionada con el tamaño y forma del área fotosensible, mientras que la segunda describe la degradación de imagen debido al acoplamiento óptico entre píxeles adyacentes. Modelar la MTF en sensores CMOS es complicado debido a estos múltiples factores y requiere mediciones a diferentes longitudes de onda para comprender mejor la influencia de la organización de los píxeles .
La metodología de borde inclinado implementa el uso de un borde ligeramente inclinado respecto a las filas o columnas del detector. Esta inclinación permite acumular datos de respuesta espacial en ‘bins’, aumentando la tasa de muestreo y reduciendo la influencia del aliasing en la función de respuesta espacial (SFR) calculada. La SFR se convierte en MTF a través de una Transformada Rápida de Fourier y correcciones por la respuesta del objetivo y por errores de derivación .
Simulaciones en Matlab verificaron que esta técnica arroja resultados de MTF muy cercanos a los teóricos para ángulos de inclinación pequeños, mostrando una fuerte independencia del ángulo de inclinación por debajo de 10° . Esta pequeña dependencia angular simplifica las alineaciones ópticas y proporciona una buena aproximación de la MTF horizontal y vertical del sensor.
El estudio comparó los resultados de MTF obtenidos mediante esta metodología y el método de objetivo sinusoidal usando píxeles de fotodiodo de 0.25 µm implementados en un chip de prueba. Se encontraron resultados muy similares entre ambas técnicas, validando la efectividad de la metodología del borde inclinado para sensores CMOS. Se concluye que esta técnica estandarizada, asociada a software específico, permite la evaluación rápida y eficiente de la MTF de diversos sensores de imagen CMOS, facilitando comparaciones objetivas y sutiles entre ellos .
