Ανάλυση είναι η ικανότητα ενός συστήματος απεικόνισης να αναπαράγει τις λεπτομέρειες ενός αντικειμένου και εξαρτάται από παράγοντες όπως ο τύπος φωτισμού που χρησιμοποιείται, το μέγεθος pixel του αισθητήρα και οι δυνατότητες των οπτικών. Όσο μικρότερη είναι η λεπτομέρεια του θέματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη ανάλυση του φακού.
Εισαγωγή στη διαδικασία επίλυσης
Η ποιότητα εικόνας της κάμερας εξαρτάται από τον αισθητήρα. Με απλά λόγια, ένας ψηφιακός αισθητήρας εικόνας είναι ένα τσιπ μέσα σε ένα σώμα κάμερας που περιέχει εκατομμύρια φωτοευαίσθητα σημεία. Το μέγεθος του αισθητήρα μιας κάμερας καθορίζει πόσο φως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία μιας εικόνας. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αισθητήρας, τόσο καλύτερη είναι η ποιότητα της εικόνας καθώς συλλέγονται περισσότερες πληροφορίες. Συνήθως οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές διαφημίζονται στην αγορά για μεγέθη αισθητήρων 16 mm, Super 35 mm και μερικές φορές έως 65 mm.
Καθώς το μέγεθος του αισθητήρα αυξάνεται, το βάθος πεδίου θα μειώνεται σε ένα δεδομένο διάφραγμα, καθώς ένα μεγαλύτερο αντίστοιχο απαιτεί να πλησιάσετεαντικείμενο ή χρησιμοποιήστε μεγαλύτερη εστιακή απόσταση για να γεμίσετε το πλαίσιο. Για να διατηρήσει το ίδιο βάθος πεδίου, ο φωτογράφος πρέπει να χρησιμοποιεί μικρότερα διαφράγματα.
Αυτό το ρηχό βάθος πεδίου μπορεί να είναι επιθυμητό, ειδικά για την επίτευξη θαμπώματος φόντου για πορτρέτα, αλλά η φωτογραφία τοπίων απαιτεί μεγαλύτερο βάθος, το οποίο είναι πιο εύκολο να αποτυπωθεί με το ευέλικτο μέγεθος διαφράγματος των συμπαγών καμερών.
Η διαίρεση του αριθμού των οριζόντιων ή κατακόρυφων εικονοστοιχείων σε έναν αισθητήρα θα υποδείξει πόσο χώρο καταλαμβάνει το καθένα σε ένα αντικείμενο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση της ισχύος ανάλυσης του φακού και την επίλυση των ανησυχιών των πελατών σχετικά με το μέγεθος εικονοστοιχείων ψηφιακής εικόνας της συσκευής. Ως σημείο εκκίνησης, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τι μπορεί πραγματικά να περιορίσει την ανάλυση του συστήματος.
Αυτή η δήλωση μπορεί να αποδειχθεί με το παράδειγμα ενός ζεύγους τετραγώνων σε λευκό φόντο. Εάν τα τετράγωνα στον αισθητήρα της κάμερας αντιστοιχίζονται σε γειτονικά εικονοστοιχεία, τότε θα εμφανίζονται ως ένα μεγάλο ορθογώνιο στην εικόνα (1a) και όχι ως δύο ξεχωριστά τετράγωνα (1b). Για να ξεχωρίσετε τα τετράγωνα, απαιτείται ένα συγκεκριμένο διάστημα μεταξύ τους, τουλάχιστον ένα pixel. Αυτή η ελάχιστη απόσταση είναι η μέγιστη ανάλυση του συστήματος. Το απόλυτο όριο καθορίζεται από το μέγεθος των pixel στον αισθητήρα, καθώς και από τον αριθμό τους.
Χαρακτηριστικά φακού μέτρησης
Η σχέση μεταξύ εναλλασσόμενων μαύρων και λευκών τετραγώνων περιγράφεται ως γραμμικό ζεύγος. Συνήθως, η ανάλυση καθορίζεται από τη συχνότητα,μετρημένο σε ζεύγη γραμμής ανά χιλιοστό - lp/mm. Δυστυχώς, η ανάλυση φακού σε cm δεν είναι απόλυτος αριθμός. Σε μια δεδομένη ανάλυση, η δυνατότητα να βλέπετε τα δύο τετράγωνα ως ξεχωριστά αντικείμενα θα εξαρτηθεί από το επίπεδο της κλίμακας του γκρι. Όσο μεγαλύτερος είναι ο διαχωρισμός της κλίμακας του γκρι μεταξύ τους και του χώρου, τόσο πιο σταθερή είναι η ικανότητα επίλυσης αυτών των τετραγώνων. Αυτή η διαίρεση της κλίμακας του γκρι είναι γνωστή ως αντίθεση συχνότητας.
Η χωρική συχνότητα δίνεται σε lp/mm. Για αυτόν τον λόγο, ο υπολογισμός της ανάλυσης σε lp/mm είναι εξαιρετικά χρήσιμος κατά τη σύγκριση φακών και τον προσδιορισμό της καλύτερης επιλογής για δεδομένους αισθητήρες και εφαρμογές. Το πρώτο είναι όπου ξεκινά ο υπολογισμός της ανάλυσης του συστήματος. Ξεκινώντας με τον αισθητήρα, είναι ευκολότερο να προσδιορίσετε ποιες προδιαγραφές φακού απαιτούνται για την κάλυψη των απαιτήσεων της συσκευής ή άλλων εφαρμογών. Η υψηλότερη συχνότητα που επιτρέπεται από τον αισθητήρα, το Nyquist, είναι ουσιαστικά δύο pixel ή ένα ζεύγος γραμμών.
Η ευκρίνεια του φακού, που ονομάζεται επίσης ανάλυση χώρου εικόνας συστήματος, μπορεί να προσδιοριστεί πολλαπλασιάζοντας το μέγεθος σε Μm επί 2 για να δημιουργηθεί ένα ζεύγος και διαιρώντας με το 1000 για μετατροπή σε mm:
lp/mm=1000/ (2 X pixel)
Οι αισθητήρες με μεγαλύτερα pixel θα έχουν χαμηλότερα όρια ανάλυσης. Οι αισθητήρες με μικρότερα pixel θα έχουν καλύτερη απόδοση σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο ανάλυσης φακού.
Ενεργή περιοχή αισθητήρα
Μπορείτε να υπολογίσετε τη μέγιστη ανάλυση για το αντικείμενοπροβολή. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ ενδείξεων, όπως η αναλογία μεταξύ του μεγέθους του αισθητήρα, του οπτικού πεδίου και του αριθμού των pixel στον αισθητήρα. Το μέγεθος του τελευταίου αναφέρεται στις παραμέτρους της ενεργής περιοχής του αισθητήρα της κάμερας, που συνήθως καθορίζονται από το μέγεθος της μορφής του.
Ωστόσο, οι ακριβείς αναλογίες θα διαφέρουν ανάλογα με την αναλογία διαστάσεων και τα ονομαστικά μεγέθη αισθητήρων θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο ως κατευθυντήρια γραμμή, ειδικά για τηλεκεντρικούς φακούς και υψηλές μεγεθύνσεις. Το μέγεθος του αισθητήρα μπορεί να υπολογιστεί απευθείας από το μέγεθος εικονοστοιχείων και τον ενεργό αριθμό εικονοστοιχείων για την εκτέλεση δοκιμής ανάλυσης φακού.
Ο πίνακας δείχνει το όριο Nyquist που σχετίζεται με μεγέθη pixel που βρίσκονται σε ορισμένους πολύ συχνά χρησιμοποιούμενους αισθητήρες.
| Μέγεθος pixel (μm) | Όριο Coupled Nyquist (lp / mm) |
| 1, 67 | 299, 4 |
| 2, 2 | 227, 3 |
| 3, 45 | 144, 9 |
| 4, 54 | 110, 1 |
| 5, 5 | 90, 9 |
Καθώς μειώνονται τα μεγέθη εικονοστοιχείων, το σχετικό όριο Nyquist σε lp/mm αυξάνεται αναλογικά. Για να προσδιοριστεί η απόλυτη ελάχιστη αναλύσιμη κηλίδα που μπορεί να φανεί σε ένα αντικείμενο, πρέπει να υπολογιστεί η αναλογία του οπτικού πεδίου προς το μέγεθος του αισθητήρα. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως πρωτογενής αύξηση.συστήματα (PMAG).
Η σχέση που σχετίζεται με το σύστημα PMAG επιτρέπει την κλιμάκωση της ανάλυσης χώρου της εικόνας. Συνήθως, όταν σχεδιάζετε μια εφαρμογή, δεν προσδιορίζεται σε lp/mm, αλλά μάλλον σε μικρά (μm) ή κλάσματα της ίντσας. Μπορείτε να μεταβείτε γρήγορα στην τελική ανάλυση ενός αντικειμένου χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο για να διευκολύνετε την επιλογή της ανάλυσης φακού z. Είναι επίσης σημαντικό να έχετε κατά νου ότι υπάρχουν πολλοί πρόσθετοι παράγοντες και ο παραπάνω περιορισμός είναι πολύ λιγότερο επιρρεπής σε σφάλματα από την πολυπλοκότητα του να ληφθούν υπόψη πολλοί παράγοντες και να υπολογιστούν με εξισώσεις.
Υπολογισμός εστιακής απόστασης
Η ανάλυση μιας εικόνας είναι ο αριθμός των pixel σε αυτήν. Ορίζεται σε δύο διαστάσεις, για παράδειγμα, 640X480. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν χωριστά για κάθε διάσταση, αλλά για λόγους απλότητας συχνά μειώνεται σε μία. Για να κάνετε ακριβείς μετρήσεις σε μια εικόνα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τουλάχιστον δύο pixel για κάθε μικρότερη περιοχή που θέλετε να ανιχνεύσετε. Το μέγεθος του αισθητήρα αναφέρεται σε μια φυσική ένδειξη και, κατά κανόνα, δεν αναφέρεται στα δεδομένα διαβατηρίου. Ο καλύτερος τρόπος για να προσδιορίσετε το μέγεθος ενός αισθητήρα είναι να εξετάσετε τις παραμέτρους των εικονοστοιχείων σε αυτόν και να τον πολλαπλασιάσετε με την αναλογία διαστάσεων, οπότε η ισχύς ανάλυσης του φακού λύνει τα προβλήματα μιας κακής λήψης.
Για παράδειγμα, η κάμερα Basler acA1300-30um έχει μέγεθος pixel 3,75 x 3,75um και ανάλυση 1296 x 966 pixel. Το μέγεθος του αισθητήρα είναι 3,75 μm x 1296 επί 3,75 μm x 966=4,86 x 3,62 mm.
Η μορφή αισθητήρα αναφέρεται στο φυσικό μέγεθος και δεν εξαρτάται από το μέγεθος των εικονοστοιχείων. Αυτή η ρύθμιση χρησιμοποιείται γιαπροσδιορίστε με ποιον φακό είναι συμβατή η κάμερα. Για να ταιριάζουν, η μορφή του φακού πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με το μέγεθος του αισθητήρα. Εάν χρησιμοποιείται φακός με μικρότερο λόγο διαστάσεων, η εικόνα θα βινιετάρει. Αυτό προκαλεί σκοτεινές περιοχές του αισθητήρα έξω από την άκρη της μορφής φακού.
Επιλογή εικονοστοιχείων και κάμερας
Για να δείτε τα αντικείμενα στην εικόνα, πρέπει να υπάρχει αρκετός χώρος μεταξύ τους, ώστε να μην συγχωνεύονται με γειτονικά pixel, διαφορετικά δεν θα διακρίνονται μεταξύ τους. Εάν τα αντικείμενα είναι ένα εικονοστοιχείο το καθένα, ο διαχωρισμός μεταξύ τους πρέπει επίσης να είναι τουλάχιστον ένα στοιχείο, είναι χάρη σε αυτό που σχηματίζεται ένα ζεύγος γραμμών, το οποίο στην πραγματικότητα έχει μέγεθος δύο εικονοστοιχείων. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους είναι λάθος να μετράτε την ανάλυση των καμερών και των φακών σε megapixel.
Είναι στην πραγματικότητα πιο εύκολο να περιγράψουμε τις δυνατότητες ανάλυσης ενός συστήματος όσον αφορά τη συχνότητα ζεύγους γραμμών. Ως εκ τούτου, καθώς μειώνεται το μέγεθος των εικονοστοιχείων, η ανάλυση αυξάνεται επειδή μπορείτε να τοποθετήσετε μικρότερα αντικείμενα σε μικρότερα ψηφιακά στοιχεία, να έχετε λιγότερο χώρο μεταξύ τους και να επιλύετε την απόσταση μεταξύ των θεμάτων που φωτογραφίζετε.
Αυτό είναι ένα απλοποιημένο μοντέλο του τρόπου με τον οποίο ο αισθητήρας της κάμερας εντοπίζει αντικείμενα χωρίς να λαμβάνει υπόψη τον θόρυβο ή άλλες παραμέτρους και είναι η ιδανική κατάσταση.
Διαγράμματα αντίθεσης MTF
Οι περισσότεροι φακοί δεν είναι τέλεια οπτικά συστήματα. Το φως που διέρχεται από έναν φακό υφίσταται έναν ορισμένο βαθμό υποβάθμισης. Το ερώτημα είναι πώς θα αξιολογηθεί αυτόυποβιβασμός? Πριν απαντήσουμε σε αυτή την ερώτηση, είναι απαραίτητο να ορίσουμε την έννοια της «διαμόρφωσης». Το τελευταίο είναι ένα μέτρο του φακού αντίθεσης σε μια δεδομένη συχνότητα. Κάποιος θα μπορούσε να προσπαθήσει να αναλύσει εικόνες πραγματικού κόσμου που λαμβάνονται μέσω ενός φακού για να προσδιορίσει τη διαμόρφωση ή την αντίθεση για λεπτομέρειες διαφορετικών μεγεθών ή συχνοτήτων (διάστημα), αλλά αυτό είναι πολύ ανέφικτο.
Αντίθετα, είναι πολύ πιο εύκολο να μετρήσετε τη διαμόρφωση ή την αντίθεση για ζεύγη εναλλασσόμενων λευκών και σκούρων γραμμών. Ονομάζονται ορθογώνιο πλέγμα. Το διάστημα των γραμμών σε ένα ορθογώνιο πλέγμα κυμάτων είναι η συχνότητα (v), για την οποία η συνάρτηση διαμόρφωσης ή αντίθεσης του φακού και η ανάλυση μετρώνται σε cm.
Η μέγιστη ποσότητα φωτός θα προέρχεται από τις φωτεινές ζώνες και η ελάχιστη από τις σκοτεινές ζώνες. Εάν το φως μετριέται με βάση τη φωτεινότητα (L), η διαμόρφωση μπορεί να προσδιοριστεί σύμφωνα με την ακόλουθη εξίσωση:
modulation=(Lmax - Lmin) / (Lmax + Lmin), where: Lmax είναι η μέγιστη φωτεινότητα των λευκών γραμμών στο τρίψιμο και Lmin είναι η ελάχιστη φωτεινότητα των σκούρων.
Όταν η διαμόρφωση ορίζεται ως προς το φως, αναφέρεται συχνά ως αντίθεση Michelson επειδή παίρνει την αναλογία φωτεινότητας από φωτεινές και σκοτεινές ζώνες για τη μέτρηση της αντίθεσης.
Για παράδειγμα, υπάρχει ένα πλέγμα τετράγωνου κύματος συγκεκριμένης συχνότητας (v) και διαμόρφωσης και μια εγγενής αντίθεση μεταξύ σκοτεινών και φωτεινών περιοχών που αντανακλώνται από αυτό το πλέγμα μέσω του φακού. Η διαμόρφωση εικόνας και επομένως η αντίθεση του φακού μετράται για μια δεδομένη συχνότηταγραμμές (v).
Η συνάρτηση μεταφοράς διαμόρφωσης (MTF) ορίζεται ως η διαμόρφωση M i της εικόνας διαιρεμένη με τη διαμόρφωση του ερεθίσματος (αντικειμένου) M o, όπως φαίνεται στην ακόλουθη εξίσωση.
|
MTF (v)=M i / M 0 |
USF εκτυπώνονται σε 98% φωτεινό χαρτί λέιζερ. Το μαύρο τόνερ εκτυπωτή laser έχει ανακλαστικότητα περίπου 10%. Άρα η τιμή για το M 0 είναι 88%. Αλλά επειδή το φιλμ έχει πιο περιορισμένο δυναμικό εύρος σε σύγκριση με το ανθρώπινο μάτι, είναι ασφαλές να υποθέσουμε ότι το M 0 είναι ουσιαστικά 100% ή 1. Έτσι, η παραπάνω φόρμουλα συνοψίζεται στα εξής περισσότερα απλή εξίσωση:
|
MTF (v)=Mi |
Έτσι, ο φακός MTF για μια δεδομένη συχνότητα πλέγματος (v) είναι απλώς η μετρούμενη διαμόρφωση πλέγματος (Mi) όταν φωτογραφίζεται μέσω φακού σε φιλμ.
Ανάλυση μικροσκοπίου
Η ανάλυση ενός αντικειμενικού μικροσκοπίου είναι η μικρότερη απόσταση μεταξύ δύο διακριτών σημείων στο οπτικό πεδίο του προσοφθάλμιου φακού του που μπορεί ακόμα να διακριθεί ως διαφορετικά αντικείμενα.
Αν δύο σημεία είναι πιο κοντά μεταξύ τους από την ανάλυσή σας, θα φαίνονται ασαφή και οι θέσεις τους θα είναι ανακριβείς. Το μικροσκόπιο μπορεί να προσφέρει υψηλή μεγέθυνση, αλλά εάν οι φακοί είναι κακής ποιότητας, η προκύπτουσα κακή ανάλυση θα υποβαθμίσει την ποιότητα της εικόνας.
Παρακάτω είναι η εξίσωση Abbe, όπου η ανάλυσηη ισχύς ενός αντικειμενικού μικροσκοπίου z είναι η ισχύς ανάλυσης ίση με το μήκος κύματος του φωτός που χρησιμοποιείται δια του 2 (το αριθμητικό άνοιγμα του αντικειμενικού φακού).
Διάφορα στοιχεία επηρεάζουν την ανάλυση ενός μικροσκοπίου. Ένα οπτικό μικροσκόπιο ρυθμισμένο σε υψηλή μεγέθυνση μπορεί να παράγει μια εικόνα που είναι θολή, αλλά εξακολουθεί να είναι στη μέγιστη ανάλυση του φακού.
Το ψηφιακό διάφραγμα ενός φακού επηρεάζει την ανάλυση. Η ισχύς ανάλυσης ενός αντικειμενικού μικροσκοπίου είναι ένας αριθμός που υποδεικνύει την ικανότητα ενός φακού να συλλέγει φως και να επιλύει ένα σημείο σε σταθερή απόσταση από τον αντικειμενικό φακό. Το μικρότερο σημείο που μπορεί να επιλυθεί από τον φακό είναι ανάλογο με το μήκος κύματος του συλλεγόμενου φωτός διαιρεμένο με τον αριθμητικό αριθμό διαφράγματος. Επομένως, ένας μεγαλύτερος αριθμός αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη ικανότητα του φακού να ανιχνεύει ένα εξαιρετικό σημείο στο οπτικό πεδίο. Το αριθμητικό διάφραγμα του φακού εξαρτάται επίσης από το ποσό της διόρθωσης οπτικής εκτροπής.
Ανάλυση του φακού του τηλεσκοπίου
Όπως μια χοάνη φωτός, ένα τηλεσκόπιο είναι σε θέση να συλλέγει φως ανάλογα με το εμβαδόν της τρύπας, αυτή η ιδιότητα είναι ο κύριος φακός.
Η διάμετρος της σκοτεινής προσαρμοσμένης κόρης του ανθρώπινου ματιού είναι λίγο λιγότερο από 1 εκατοστό και η διάμετρος του μεγαλύτερου οπτικού τηλεσκοπίου είναι 1.000 εκατοστά (10 μέτρα), έτσι ώστε το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο να είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερο σε συλλογή περιοχή από το ανθρώπινο μάτι.
Γι' αυτό τα τηλεσκόπια βλέπουν πιο αμυδρά αντικείμενα από τους ανθρώπους. Και να έχετε συσκευές που συσσωρεύουν φως χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικούς αισθητήρες ανίχνευσης για πολλές ώρες.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι τηλεσκοπίων: διαθλαστές που βασίζονται σε φακούς και ανακλαστήρες που βασίζονται σε καθρέφτη. Τα μεγάλα τηλεσκόπια είναι ανακλαστήρες επειδή οι καθρέφτες δεν χρειάζεται να είναι διαφανείς. Τα κάτοπτρα τηλεσκοπίων είναι από τα πιο ακριβή σχέδια. Το επιτρεπόμενο σφάλμα στην επιφάνεια είναι περίπου 1/1000 του πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας - μέσα από μια τρύπα 10 μέτρων.
Οι καθρέφτες κατασκευάζονταν από τεράστιες χοντρές γυάλινες πλάκες για να μην χαλάνε. Οι σημερινοί καθρέφτες είναι λεπτοί και εύκαμπτοι, αλλά ελέγχονται από υπολογιστή ή άλλως τμηματοποιούνται και ευθυγραμμίζονται με έλεγχο υπολογιστή. Εκτός από το έργο της εύρεσης αχνών αντικειμένων, στόχος του αστρονόμου είναι επίσης να δει τις λεπτές λεπτομέρειες τους. Ο βαθμός στον οποίο μπορούν να αναγνωριστούν οι λεπτομέρειες ονομάζεται ανάλυση:
- Θολές εικόνες=κακή ανάλυση.
- Καθαρές εικόνες=καλή ανάλυση.
Λόγω της κυματικής φύσης του φωτός και των φαινομένων που ονομάζονται περίθλαση, η διάμετρος του κατόπτρου ή του φακού ενός τηλεσκοπίου περιορίζει την τελική του ανάλυση σε σχέση με τη διάμετρο του τηλεσκοπίου. Η ανάλυση εδώ σημαίνει τη μικρότερη γωνιακή λεπτομέρεια που μπορεί να αναγνωριστεί. Οι μικρές τιμές αντιστοιχούν σε εξαιρετική λεπτομέρεια εικόνας.
Τα ραδιοτηλεσκόπια πρέπει να είναι πολύ μεγάλα για να παρέχουν καλή ανάλυση. Η ατμόσφαιρα της γης είναιταραχώδεις και θολώνουν τις τηλεσκοπικές εικόνες. Οι επίγειοι αστρονόμοι σπάνια μπορούν να φτάσουν τη μέγιστη ανάλυση της συσκευής. Η ταραχώδης επίδραση της ατμόσφαιρας σε ένα αστέρι ονομάζεται όραση. Αυτή η αναταραχή κάνει τα αστέρια να «λαμπυρίζουν». Για να αποφύγουν αυτά τα ατμοσφαιρικά θολώματα, οι αστρονόμοι εκτοξεύουν τηλεσκόπια στο διάστημα ή τα τοποθετούν σε ψηλά βουνά με σταθερές ατμοσφαιρικές συνθήκες.
Παραδείγματα υπολογισμού παραμέτρων
Δεδομένα για τον προσδιορισμό της ανάλυσης φακού Canon:
- Μέγεθος pixel=3,45 μm x 3,45 μm.
- Pixels (H x V)=2448 x 2050.
- Επιθυμητό οπτικό πεδίο (οριζόντιο)=100 mm.
- Όριο ανάλυσης αισθητήρα: 1000/2x3, 45=145 lp / mm.
- Διαστάσεις αισθητήρα:3,45x2448/1000=8,45 mm3, 45x2050/1000=7,07 mm.
- PMAG:8, 45/100=0,0845 mm.
- Ανάλυση φακού μέτρησης: 145 x 0,0845=12,25 lp/mm.
Στην πραγματικότητα, αυτοί οι υπολογισμοί είναι αρκετά περίπλοκοι, αλλά θα σας βοηθήσουν να δημιουργήσετε μια εικόνα με βάση το μέγεθος του αισθητήρα, τη μορφή pixel, την απόσταση εργασίας και το οπτικό πεδίο σε mm. Ο υπολογισμός αυτών των τιμών θα καθορίσει τον καλύτερο φακό για τις εικόνες και την εφαρμογή σας.
Προβλήματα της σύγχρονης οπτικής
Δυστυχώς, ο διπλασιασμός του μεγέθους του αισθητήρα δημιουργεί πρόσθετα προβλήματα στους φακούς. Μία από τις κύριες παραμέτρους που επηρεάζουν το κόστος ενός φακού εικόνας είναι η μορφή. Ο σχεδιασμός ενός φακού για έναν αισθητήρα μεγαλύτερου μεγέθους απαιτείπολυάριθμα μεμονωμένα οπτικά εξαρτήματα, τα οποία θα πρέπει να είναι μεγαλύτερα και η μεταφορά του συστήματος πιο άκαμπτη.
Ένας φακός που έχει σχεδιαστεί για έναν αισθητήρα 1" μπορεί να κοστίζει πέντε φορές περισσότερο από έναν φακό που έχει σχεδιαστεί για έναν αισθητήρα ½", ακόμα κι αν δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τις ίδιες προδιαγραφές με περιορισμένη ανάλυση pixel. Το στοιχείο κόστους πρέπει να ληφθεί υπόψη πριν από το πώς για τον προσδιορισμό της ικανότητας ανάλυσης ενός φακού.
Η οπτική απεικόνιση σήμερα αντιμετωπίζει περισσότερες προκλήσεις από ό,τι πριν από μια δεκαετία. Οι αισθητήρες με τους οποίους χρησιμοποιούνται έχουν πολύ υψηλότερες απαιτήσεις ανάλυσης και τα μεγέθη μορφής γίνονται ταυτόχρονα μικρότερα και μεγαλύτερα, ενώ το μέγεθος των εικονοστοιχείων συνεχίζει να συρρικνώνεται.
Στο παρελθόν, η οπτική δεν περιόριζε ποτέ το σύστημα απεικόνισης, σήμερα το περιορίζει. Όταν ένα τυπικό μέγεθος pixel είναι περίπου 9 μm, ένα πολύ πιο κοινό μέγεθος είναι περίπου 3 μm. Αυτή η 81x αύξηση στην πυκνότητα κουκκίδων έχει επηρεάσει την οπτική και, ενώ οι περισσότερες συσκευές είναι καλές, η επιλογή φακού είναι τώρα πιο σημαντική από ποτέ.
