El artículo «Fast MTF Measurement of CMOS Imagers Using ISO 12233 Slanted-Edge Methodology» de Magali Estribeau y Pierre Magnan, publicado en 2004, aborda una metodología rápida y eficiente para medir la Función de Transferencia de Modulación (MTF) de sensores de imagen CMOS utilizando la técnica de borde inclinado de la norma ISO 12233. La MTF es una medida crucial de la calidad de imagen en sistemas de detección y los métodos tradicionales para su medición, diseñados originalmente para dispositivos que forman imágenes continuas, no siempre son adecuados para dispositivos digitales debido a la discretización de estos últimos.
El artículo comienza señalando las limitaciones de los métodos convencionales para medir la MTF. El método de objetivo sinusoidal, por ejemplo, implica obtener imágenes de patrones sinusoidales a diferentes frecuencias espaciales y calcular el contraste de imagen para cada frecuencia, lo que requiere múltiples imágenes y un tiempo considerable. El método de borde de cuchilla, que utiliza una transición aguda alineada con las filas o columnas del detector para calcular la función de dispersión de borde (ESF) y, por derivación, la función de dispersión de línea (LSF), también presenta inconvenientes debido a la necesidad de múltiples imágenes y la alineación precisa del instrumento.
Ante estos desafíos, los autores presentan la metodología de borde inclinado de ISO 12233, que facilita la medición de MTF con una sola imagen, reduciendo así el tiempo de medición y las exigencias de estabilidad del conjunto de instrumentos. Esta técnica implica la imagen de un borde ligeramente inclinado con respecto a las filas o columnas del detector, lo que permite calcular la respuesta de frecuencia espacial (SFR). Posteriormente, se deriva la SFR para obtener la LSF y aplicar transformadas de Fourier para deducir la MTF del sistema.
Los aspectos técnicos específicos de los sensores de imagen CMOS, como las distintas áreas contenidas dentro de cada píxel y la menor homogeneidad de transmisión óptica en comparación con los CCD, obligan a un enfoque de medición más delicado. Los autores detallan la adecuación de la metodología de borde inclinado para los sensores CMOS, destacando la baja dependencia del ángulo de inclinación cuando este es menor a 10°. En esta metodología, el número de píxeles requerido es menor comparado con el método de objetivo sinusoidal, lo cual es ventajoso cuando se mide MTF en estructuras de prueba pequeñas.
El estudio incluye una serie de simulaciones y mediciones experimentales, realizadas con píxeles de fotodiodos implementados en un proceso de 0.25µm, y compara estos resultados con los obtenidos mediante el método de objetivo sinusoidal. Los resultados muestran que los valores de MTF obtenidos por ambos métodos son muy cercanos, validando la precisión y eficacia del método de borde inclinado.
En conclusión, aunque la metodología ISO 12233 de borde inclinado fue inicialmente diseñada para la evaluación de cámaras digitales, también se adapta exitosamente a sensores de imagen CMOS. La relajación de las restricciones de alineación y la rapidez en la obtención de datos MTF, hacen de esta técnica una alternativa valiosa para medir y comparar objetivamente la MTF de diversos sensores de imagen CMOS.
