像素(Pixel)和分辨率(Resolution)这两个词对我们大家来说已经是经常见面的了。但是这里面还是有一些值得深思的问题。因此,我想发一帖来说说分辨率
镜头的分辨率
镜头的分辨率
最后,还得要说一说镜头的分辨率。分辨率是判断镜头好坏的一个重要指标,一般用单位距离里能分辨的线对数(如每毫米线对数lp/mm)来表示。镜头的分辨率一定程度上决定了被摄物通过镜头成像后的清晰程度。
要说分辨率,首先要搞清楚什么才算是能分辨的,什么是不能分辨的。在光学上有一个标准,称为瑞利判据。我们知道,任何镜头都存在像差,物体上的一点,通过镜头成像后并不是一点,而是一个分布,也称为弥散园。在物体上的很接近的两点如果本来是能分辨的,成像之后就有可能变成不能分辨了。这就引起了像的模糊。
根据瑞利判据,如果两点之间的光强不超过最大光强的81.1%,我们就能感觉到这两点中间有一个暗区,这两点就是可以分辨的。否则,这两点就会连成一片,我们无法分别这是两点还是一点。这就是不能分辨。因此,我们说瑞利判据是决定分辨率的依据。尽管这个判据实际上的根据经验而不是根据理论得到的,但这是在光学中受到普遍承认的。
显然,镜头的像差大小决定了弥散园的大校好的镜头像差较小,分辩率就高,反之反分辨率就低。另外,必须指出,即使在没有像差的理想情况下,由于光的衍射现象的存在,物上一点所成的像也是一个弥散光斑,此时称为爱里斑。爱里斑的大小与光的波长和通光口径有关。可以从理论上推出,爱里斑的直径是
1.22λ/d,其中λ是光的波上,d是通光口径的直径。在某些特定的场合下,对分辨率要求非常高的情况下,爱里斑影响分辨率就不可忽视。如在亚微米大规模集成电路制版光刻工艺中,采用的曝光波长越来越短就是出于这个考虑。
关于镜头的像差、分辩率以及MTF等话题,日后有机会本人将发专帖进行讨论。
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