ความละเอียดของเลนส์: คอนเซปต์, สูตร

2024 ผู้เขียน: Angel Austin | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 17:57

ความละเอียดคือความสามารถของระบบภาพในการสร้างรายละเอียดของวัตถุ และขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ประเภทของแสงที่ใช้ ขนาดพิกเซลของเซนเซอร์ และความสามารถของเลนส์ ยิ่งรายละเอียดของวัตถุเล็กลง ความละเอียดของเลนส์ก็จะยิ่งสูงขึ้น

แนะนำขั้นตอนการแก้ปัญหา

คุณภาพของภาพกล้องขึ้นอยู่กับเซ็นเซอร์ พูดง่ายๆ ก็คือ เซนเซอร์ภาพดิจิทัลเป็นชิปภายในตัวกล้องที่มีจุดที่ไวต่อแสงนับล้านจุด ขนาดของเซนเซอร์ของกล้องเป็นตัวกำหนดปริมาณแสงที่สามารถใช้สร้างภาพได้ ยิ่งเซ็นเซอร์มีขนาดใหญ่ คุณภาพของภาพก็จะยิ่งดีขึ้นเมื่อมีการรวบรวมข้อมูลมากขึ้น โดยทั่วไปแล้ว กล้องดิจิตอลจะโฆษณาในตลาดสำหรับเซนเซอร์ขนาด 16 มม., Super 35 มม. และบางครั้งอาจสูงถึง 65 มม.

เมื่อขนาดของเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้น ระยะชัดลึกจะลดลงที่รูรับแสงที่กำหนด เนื่องจากขนาดที่ใหญ่กว่านั้นต้องการให้คุณเข้าใกล้วัตถุหรือใช้ทางยาวโฟกัสที่ยาวขึ้นเพื่อเติมเต็มเฟรม เพื่อรักษาความชัดลึกที่เท่ากัน ช่างภาพต้องใช้รูรับแสงที่เล็กลง

ระยะชัดลึกที่ตื้นนี้อาจเป็นที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้ได้ฉากหลังเบลอสำหรับภาพพอร์ตเทรต แต่การถ่ายภาพทิวทัศน์ต้องการระยะชัดลึกมากขึ้น ซึ่งง่ายต่อการจับภาพด้วยขนาดรูรับแสงที่ยืดหยุ่นของกล้องคอมแพค

การหารจำนวนพิกเซลแนวนอนหรือแนวตั้งบนเซ็นเซอร์จะระบุว่าแต่ละพิกเซลใช้พื้นที่บนวัตถุเท่าใด และสามารถใช้ประเมินกำลังการแยกภาพของเลนส์และแก้ไขข้อกังวลของลูกค้าเกี่ยวกับขนาดพิกเซลของภาพดิจิทัลของอุปกรณ์ ในจุดเริ่มต้น สิ่งสำคัญคือต้องทำความเข้าใจว่าอะไรสามารถจำกัดความละเอียดของระบบได้จริง

ข้อความนี้สามารถแสดงให้เห็นได้โดยตัวอย่างของสี่เหลี่ยมคู่บนพื้นหลังสีขาว หากสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนเซ็นเซอร์กล้องจับคู่กับพิกเซลที่อยู่ใกล้เคียง สี่เหลี่ยมเหล่านั้นจะปรากฏเป็นสี่เหลี่ยมขนาดใหญ่รูปหนึ่งในภาพ (1a) แทนที่จะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสสองช่องแยกกัน (1b) ในการแยกแยะสี่เหลี่ยมจัตุรัส จำเป็นต้องมีช่องว่างระหว่างกัน อย่างน้อยหนึ่งพิกเซล ระยะห่างขั้นต่ำนี้คือความละเอียดสูงสุดของระบบ ขีดจำกัดที่แน่นอนถูกกำหนดโดยขนาดของพิกเซลบนเซ็นเซอร์ เช่นเดียวกับจำนวนพิกเซล

วัดคุณสมบัติของเลนส์

ความสัมพันธ์ระหว่างสี่เหลี่ยมขาวดำสลับกันอธิบายว่าเป็นคู่เชิงเส้น โดยปกติความละเอียดจะถูกกำหนดโดยความถี่วัดเป็นคู่สายต่อมิลลิเมตร - lp/mm. ขออภัย ความละเอียดของเลนส์เป็นซม. ไม่ใช่จำนวนที่แน่นอน ที่ความละเอียดที่กำหนด ความสามารถในการมองเห็นสี่เหลี่ยมทั้งสองเป็นวัตถุที่แยกจากกันจะขึ้นอยู่กับระดับสเกลสีเทา ยิ่งการแยกระดับสีเทาระหว่างพวกเขากับช่องว่างมากเท่าใด ความสามารถในการแก้ไขกำลังสองก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น การแบ่งระดับสีเทานี้เรียกว่าความคมชัดของความถี่

ความถี่เชิงพื้นที่กำหนดเป็น lp/mm ด้วยเหตุนี้ การคำนวณความละเอียดในแง่ของ lp/mm จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบเลนส์และพิจารณาตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเซนเซอร์และการใช้งานที่กำหนด อันแรกคือจุดเริ่มต้นของการคำนวณความละเอียดของระบบ เริ่มจากเซ็นเซอร์ การระบุข้อกำหนดเฉพาะของเลนส์นั้นง่ายกว่าเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของอุปกรณ์หรือการใช้งานอื่นๆ ได้ง่ายขึ้น ความถี่สูงสุดที่อนุญาตโดยเซ็นเซอร์ Nyquist คือสองพิกเซลหรือหนึ่งคู่บรรทัดอย่างมีประสิทธิภาพ

ความละเอียดของเลนส์หรือเรียกอีกอย่างว่าความละเอียดพื้นที่ภาพของระบบ สามารถกำหนดได้โดยการคูณขนาดในหน่วย Μm ด้วย 2 เพื่อสร้างคู่และหารด้วย 1,000 เพื่อแปลงเป็นมม.:

lp/mm=1000/ (2 X พิกเซล)

เซ็นเซอร์ที่มีพิกเซลขนาดใหญ่จะมีขีดจำกัดความละเอียดที่ต่ำกว่า เซนเซอร์ที่มีพิกเซลเล็กกว่าจะทำงานได้ดีกว่าตามสูตรความละเอียดของเลนส์ด้านบน

พื้นที่เซ็นเซอร์ทำงาน

คุณสามารถคำนวณความละเอียดสูงสุดสำหรับวัตถุที่จะเป็นกำลังดู ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างตัวบ่งชี้ต่างๆ เช่น อัตราส่วนระหว่างขนาดของเซ็นเซอร์ ระยะการมองเห็น และจำนวนพิกเซลบนเซ็นเซอร์ ขนาดของหลังหมายถึงพารามิเตอร์ของพื้นที่แอ็คทีฟของเซ็นเซอร์กล้อง ซึ่งมักจะกำหนดโดยขนาดของรูปแบบ

อย่างไรก็ตาม สัดส่วนที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามอัตราส่วนภาพ และควรใช้ขนาดเซ็นเซอร์ที่ระบุเป็นแนวทางเท่านั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเลนส์เทเลเซนเตอร์และกำลังขยายสูง ขนาดเซ็นเซอร์สามารถคำนวณได้โดยตรงจากขนาดพิกเซลและจำนวนพิกเซลที่ใช้งานเพื่อทำการทดสอบความละเอียดของเลนส์

ตารางแสดงขีดจำกัด Nyquist ที่เกี่ยวข้องกับขนาดพิกเซลที่พบในเซ็นเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปบางตัว

ขนาดพิกเซล (µm)	จำกัด Nyquist คู่ (lp / mm)
1, 67	299, 4
2, 2	227, 3
3, 45	144, 9
4, 54	110, 1
5, 5	90, 9

เมื่อขนาดพิกเซลลดลง ขีดจำกัด Nyquist ที่เกี่ยวข้องใน lp/mm จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ในการกำหนดจุดที่สามารถแก้ไขได้ต่ำสุดที่แน่นอนซึ่งสามารถมองเห็นได้บนวัตถุ จะต้องคำนวณอัตราส่วนของระยะการมองเห็นต่อขนาดของเซนเซอร์ นี้เรียกอีกอย่างว่าการเสริมหลัก(PMAG) ระบบ

ความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับระบบ PMAG อนุญาตให้ปรับขนาดความละเอียดของพื้นที่ภาพ โดยปกติ เมื่อออกแบบแอปพลิเคชัน แอปพลิเคชันไม่ได้ระบุเป็น lp/mm แต่จะกำหนดเป็นหน่วยไมครอน (µm) หรือเศษส่วนของนิ้ว คุณสามารถข้ามไปยังความละเอียดสูงสุดของวัตถุได้อย่างรวดเร็วโดยใช้สูตรด้านบนเพื่อให้ง่ายต่อการเลือกความละเอียดของเลนส์ z สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือยังมีปัจจัยเพิ่มเติมอีกมากมาย และข้อจำกัดข้างต้นมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดน้อยกว่าความซับซ้อนของการพิจารณาปัจจัยหลายๆ อย่างและคำนวณโดยใช้สมการ

คำนวณความยาวโฟกัส

ความละเอียดของรูปภาพคือจำนวนพิกเซลในรูปภาพ กำหนดเป็นสองมิติ เช่น 640X480 การคำนวณสามารถทำได้แยกกันสำหรับแต่ละมิติ แต่เพื่อความเรียบง่าย การคำนวณมักจะลดลงเหลือเพียงมิติเดียว หากต้องการวัดค่าบนรูปภาพได้อย่างแม่นยำ คุณต้องใช้พิกเซลอย่างน้อย 2 พิกเซลสำหรับพื้นที่ที่เล็กที่สุดทุกแห่งที่คุณต้องการตรวจจับ ขนาดของเซ็นเซอร์หมายถึงตัวบ่งชี้ทางกายภาพและตามกฎแล้วไม่ได้ระบุไว้ในข้อมูลหนังสือเดินทาง วิธีที่ดีที่สุดในการกำหนดขนาดของเซนเซอร์คือการดูพารามิเตอร์พิกเซลบนเซนเซอร์แล้วคูณด้วยอัตราส่วนภาพ ซึ่งในกรณีนี้ กำลังการแยกภาพของเลนส์จะแก้ปัญหาภาพไม่ดีได้

ตัวอย่างเช่น กล้อง Basler acA1300-30um มีขนาดพิกเซล 3.75 x 3.75um และความละเอียด 1296 x 966 พิกเซล ขนาดเซนเซอร์ 3.75 µm x 1296 x 3.75 µm x 966=4.86 x 3.62 mm.

รูปแบบเซนเซอร์หมายถึงขนาดจริงและไม่ขึ้นกับขนาดพิกเซล การตั้งค่านี้ใช้สำหรับกำหนดเลนส์ที่กล้องใช้งานร่วมกันได้ เพื่อให้เข้ากันได้ รูปแบบเลนส์ต้องมากกว่าหรือเท่ากับขนาดเซนเซอร์ หากใช้เลนส์ที่มีอัตราส่วนภาพที่เล็กกว่า ภาพจะมีขอบมืด ทำให้พื้นที่ของเซ็นเซอร์ด้านนอกขอบของรูปแบบเลนส์มืด

การเลือกพิกเซลและกล้อง

ในการดูวัตถุในภาพ จะต้องมีช่องว่างระหว่างวัตถุเพียงพอเพื่อไม่ให้รวมกับพิกเซลข้างเคียง มิฉะนั้นจะแยกไม่ออกจากกัน หากวัตถุแต่ละชิ้นมีขนาดหนึ่งพิกเซล การแยกระหว่างวัตถุทั้งสองต้องมีอย่างน้อยหนึ่งองค์ประกอบด้วย ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดเส้นคู่หนึ่งขึ้น ซึ่งจริงๆ แล้วมีขนาดสองพิกเซล นี่คือสาเหตุหนึ่งที่ทำให้การวัดความละเอียดของกล้องและเลนส์เป็นเมกะพิกเซลไม่ถูกต้อง

มันง่ายกว่าจริง ๆ ที่จะอธิบายความสามารถในการแก้ปัญหาของระบบในแง่ของความถี่คู่สาย ตามนั้นเมื่อขนาดพิกเซลลดลง ความละเอียดจะเพิ่มขึ้นเพราะคุณสามารถใส่วัตถุขนาดเล็กลงบนองค์ประกอบดิจิทัลที่มีขนาดเล็กลง มีช่องว่างระหว่างวัตถุน้อยลง และยังคงแก้ไขระยะห่างระหว่างวัตถุที่คุณถ่าย

นี่คือรูปแบบที่เรียบง่ายของวิธีที่เซ็นเซอร์ของกล้องตรวจจับวัตถุโดยไม่คำนึงถึงสัญญาณรบกวนหรือพารามิเตอร์อื่นๆ และเป็นสถานการณ์ในอุดมคติ

MTF คอนทราสต์ชาร์ต

เลนส์ส่วนใหญ่ไม่ใช่ระบบออพติคอลที่สมบูรณ์แบบ แสงที่ลอดผ่านเลนส์จะมีการสลายตัวในระดับหนึ่ง คำถามคือจะประเมินสิ่งนี้อย่างไรการย่อยสลาย? ก่อนตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องกำหนดแนวคิดของ "การมอดูเลต" หลังเป็นการวัดความคมชัดเลนที่ความถี่ที่กำหนด เราอาจลองวิเคราะห์ภาพในโลกแห่งความเป็นจริงที่ถ่ายผ่านเลนส์เพื่อกำหนดมอดูเลตหรือคอนทราสต์สำหรับรายละเอียดของขนาดหรือความถี่ต่างๆ (ระยะห่าง) แต่วิธีนี้ทำไม่ได้จริง ๆ

แต่จะง่ายกว่ามากในการวัดการมอดูเลตหรือคอนทราสต์สำหรับคู่ของเส้นสีขาวและสีดำสลับกัน พวกเขาเรียกว่าตาข่ายสี่เหลี่ยม ระยะห่างของเส้นในตะแกรงคลื่นสี่เหลี่ยมคือความถี่ (v) ซึ่งฟังก์ชันการปรับหรือคอนทราสต์ของเลนส์และความละเอียดจะถูกวัดเป็นซม.

ปริมาณแสงสูงสุดจะมาจากแถบแสง และค่าต่ำสุดจากแถบสีเข้ม หากวัดแสงในแง่ของความสว่าง (L) การปรับสามารถกำหนดได้ตามสมการต่อไปนี้:

การมอดูเลต=(Lmax - Lmin) / (Lmax + Lmin), ที่ไหน: Lmax คือความสว่างสูงสุดของเส้นสีขาวในตะแกรง และ Lmin คือความสว่างขั้นต่ำของแถบมืด

เมื่อกำหนดการปรับในแง่ของแสง มักเรียกกันว่าความคมชัดของ Michelson เพราะจะใช้อัตราส่วนความสว่างจากแถบแสงและแถบมืดเพื่อวัดคอนทราสต์

ตัวอย่างเช่น มีตะแกรงคลื่นสี่เหลี่ยมของความถี่บางอย่าง (v) และการมอดูเลต และความแตกต่างโดยธรรมชาติระหว่างพื้นที่มืดและแสงที่สะท้อนจากตะแกรงนี้ผ่านเลนส์ การปรับภาพและความคมชัดของเลนส์จะถูกวัดสำหรับความถี่ที่กำหนดบาร์ (v).

ฟังก์ชั่นการมอดูเลต (MTF) ถูกกำหนดให้เป็นการปรับ M _i ของภาพหารด้วยการปรับสิ่งเร้า (วัตถุ) M _{oดังแสดงในสมการต่อไปนี้}

MTF (v)=M i / M 0

ตารางทดสอบ USF พิมพ์บนกระดาษเลเซอร์สว่าง 98% ผงหมึกเครื่องพิมพ์เลเซอร์สีดำมีการสะท้อนแสงประมาณ 10% ดังนั้นค่าของ M ₀ คือ 88% แต่เนื่องจากฟิล์มมีไดนามิกเรนจ์ที่จำกัดมากกว่าเมื่อเทียบกับสายตามนุษย์ จึงปลอดภัยที่จะถือว่า M _{0 เป็น 100% หรือ 1 เป็นหลัก ดังนั้นสูตรข้างต้นจึงสรุปได้ว่าต่อไปนี้ สมการอย่างง่าย:}

MTF (v)=Mi

ดังนั้น MTF len สำหรับความถี่ตะแกรงที่กำหนด (v) เป็นเพียงการปรับตะแกรงที่วัดได้ (M_{i) เมื่อถ่ายภาพผ่านเลนส์ลงบนฟิล์ม}

ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์

ความละเอียดของวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์คือระยะห่างที่สั้นที่สุดระหว่างจุดที่แตกต่างกันสองจุดในขอบเขตการมองเห็นของเลนส์ตาที่ยังคงสามารถแยกแยะเป็นวัตถุที่แตกต่างกันได้

หากจุดสองจุดอยู่ใกล้กันมากกว่าความละเอียดของคุณ จุดเหล่านั้นจะดูคลุมเครือและตำแหน่งจะไม่ถูกต้อง กล้องจุลทรรศน์อาจมีกำลังขยายสูง แต่ถ้าเลนส์มีคุณภาพต่ำ ความละเอียดที่ต่ำจะทำให้คุณภาพของภาพลดลง

ด้านล่างคือสมการของ Abbe โดยที่ความละเอียดพลังของวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ z คือกำลังการแยกภาพเท่ากับความยาวคลื่นของแสงที่ใช้หารด้วย 2 (รูรับแสงที่เป็นตัวเลขของวัตถุประสงค์)

องค์ประกอบหลายอย่างส่งผลต่อความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลที่ตั้งกำลังขยายสูงอาจทำให้ภาพที่พร่ามัว แต่ก็ยังอยู่ที่ความละเอียดสูงสุดของเลนส์

รูรับแสงดิจิตอลของเลนส์มีผลต่อความละเอียด กำลังการแยกภาพของวัตถุประสงค์ด้วยกล้องจุลทรรศน์คือตัวเลขที่ระบุความสามารถของเลนส์ในการเก็บแสงและแก้ไขจุดที่ระยะห่างจากวัตถุคงที่ จุดที่เล็กที่สุดที่เลนส์แก้ไขได้จะเป็นสัดส่วนกับความยาวคลื่นของแสงที่รวบรวมมาหารด้วยค่ารูรับแสงที่เป็นตัวเลข ดังนั้น จำนวนที่มากขึ้นจึงสอดคล้องกับความสามารถของเลนส์ในการตรวจจับจุดที่ยอดเยี่ยมในด้านการมองเห็นที่มากขึ้น นอกจากนี้ รูรับแสงที่เป็นตัวเลขของเลนส์ยังขึ้นอยู่กับปริมาณการแก้ไขความคลาดเคลื่อนของแสงด้วย

ความละเอียดของเลนส์กล้องโทรทรรศน์

กล้องส่องทางไกลสามารถเก็บแสงได้ตามสัดส่วนของพื้นที่รู คุณสมบัตินี้เป็นเลนส์หลัก

เส้นผ่านศูนย์กลางของรูม่านตาปรับความมืดของดวงตามนุษย์นั้นต่ำกว่า 1 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางของกล้องโทรทรรศน์ออปติคอลที่ใหญ่ที่สุดคือ 1,000 ซม. (10 เมตร) เพื่อให้กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดใหญ่ขึ้นหนึ่งล้านเท่า พื้นที่มากกว่าสายตามนุษย์

นี่คือเหตุผลที่กล้องโทรทรรศน์มองเห็นวัตถุที่จางกว่ามนุษย์ และมีอุปกรณ์ที่สะสมแสงโดยใช้เซ็นเซอร์ตรวจจับอิเล็กทรอนิกส์เป็นเวลาหลายชั่วโมง

กล้องโทรทรรศน์มีสองประเภทหลัก: ตัวหักเหของเลนส์และตัวสะท้อนแสงแบบกระจก กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เป็นตัวสะท้อนแสงเพราะกระจกไม่จำเป็นต้องโปร่งแสง กระจกกล้องโทรทรรศน์เป็นหนึ่งในการออกแบบที่แม่นยำที่สุด ข้อผิดพลาดที่อนุญาตบนพื้นผิวคือประมาณ 1/1000 ความกว้างของเส้นผมมนุษย์ - ผ่านรู 10 เมตร

กระจกเมื่อก่อนทำจากแผ่นกระจกหนาขนาดใหญ่เพื่อไม่ให้กระจกหย่อนคล้อย กระจกในปัจจุบันมีความบางและยืดหยุ่นได้ แต่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์หรือแบ่งส่วนและจัดแนวด้วยการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ นอกจากภารกิจในการค้นหาวัตถุที่เลือนลางแล้ว เป้าหมายของนักดาราศาสตร์ก็คือการดูรายละเอียดที่ละเอียดของมันด้วย ระดับที่สามารถรับรู้รายละเอียดได้เรียกว่าความละเอียด:

• ภาพไม่ชัด=ความละเอียดไม่ดี
• ภาพคมชัด=ความละเอียดดี

เนื่องจากลักษณะคลื่นของแสงและปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเลี้ยวเบน เส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกหรือเลนส์ของกล้องโทรทรรศน์จึงจำกัดความละเอียดสูงสุดเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของกล้องโทรทรรศน์ ความละเอียดในที่นี้หมายถึงรายละเอียดเชิงมุมที่เล็กที่สุดที่สามารถรับรู้ได้ ค่าขนาดเล็กสอดคล้องกับรายละเอียดของภาพที่ยอดเยี่ยม

กล้องโทรทรรศน์วิทยุจะต้องมีขนาดใหญ่มากเพื่อให้ได้ความละเอียดที่ดี ชั้นบรรยากาศของโลกคือภาพกล้องโทรทรรศน์ที่ปั่นป่วนและเบลอ นักดาราศาสตร์ภาคพื้นดินแทบจะไม่สามารถเข้าถึงความละเอียดสูงสุดของอุปกรณ์ได้ ผลกระทบจากชั้นบรรยากาศบนดาวฤกษ์เรียกว่า การมองเห็น ความปั่นป่วนนี้ทำให้ดวงดาว "กระพริบตา" เพื่อหลีกเลี่ยงความพร่ามัวของบรรยากาศเหล่านี้ นักดาราศาสตร์จึงปล่อยกล้องโทรทรรศน์ขึ้นสู่อวกาศหรือวางไว้บนภูเขาสูงที่มีสภาพอากาศคงที่

ตัวอย่างการคำนวณพารามิเตอร์

ข้อมูลเพื่อกำหนดความละเอียดของเลนส์ Canon:

1. ขนาดพิกเซล=3.45 µm x 3.45 µm.
2. พิกเซล (สูง x วี)=2448 x 2050
3. มุมมองที่ต้องการ (แนวนอน)=100 มม.
4. จำกัดความละเอียดของเซ็นเซอร์: 1000/2x3, 45=145 lp / mm.
5. ขนาดเซนเซอร์:3.45x2448/1000=8.45 mm3, 45x2050/1000=7.07 mm.
6. PMAG:8, 45/100=0.0845 mm.
7. วัดความละเอียดเลนส์: 145 x 0.0845=12.25 lp/mm.

อันที่จริง การคำนวณเหล่านี้ค่อนข้างซับซ้อน แต่จะช่วยคุณสร้างภาพตามขนาดเซ็นเซอร์ รูปแบบพิกเซล ระยะการทำงาน และระยะการมองเห็นในหน่วยมิลลิเมตร การคำนวณค่าเหล่านี้จะกำหนดเลนส์ที่ดีที่สุดสำหรับรูปภาพและแอปพลิเคชันของคุณ

ปัญหาของเลนส์สมัยใหม่

ขออภัย การเพิ่มขนาดเซ็นเซอร์เป็นสองเท่าทำให้เกิดปัญหาเพิ่มเติมสำหรับเลนส์ พารามิเตอร์หลักประการหนึ่งที่ส่งผลต่อต้นทุนของเลนส์ภาพคือรูปแบบ การออกแบบเลนส์สำหรับเซนเซอร์รูปแบบที่ใหญ่ขึ้นจำเป็นต้องมีส่วนประกอบออปติคัลจำนวนมาก ซึ่งควรจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและการถ่ายโอนระบบมีความแข็งแกร่งมากขึ้น

เลนส์ที่ออกแบบมาสำหรับเซนเซอร์ขนาด 1" อาจมีราคาสูงกว่าเลนส์ที่ออกแบบมาสำหรับเซนเซอร์ ½" ถึงห้าเท่า แม้ว่าจะไม่สามารถใช้ข้อกำหนดเดียวกันกับความละเอียดพิกเซลที่จำกัดได้ก็ตาม ต้องพิจารณาองค์ประกอบด้านต้นทุนก่อน เพื่อกำหนดกำลังการแยกภาพของเลนส์

การถ่ายภาพด้วยแสงในปัจจุบันเผชิญกับความท้าทายมากกว่าทศวรรษที่ผ่านมา เซ็นเซอร์ที่ใช้มีความต้องการความละเอียดที่สูงกว่ามาก และขนาดรูปแบบจะถูกขับเคลื่อนพร้อมกันทั้งที่เล็กลงและใหญ่ขึ้น ในขณะที่ขนาดพิกเซลยังคงหดตัว

เมื่อก่อน ออปติกไม่เคยจำกัดระบบภาพ แต่วันนี้เป็นแบบนั้น โดยที่ขนาดพิกเซลโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 9 µm ส่วนขนาดทั่วไปที่มากกว่านั้นจะอยู่ที่ประมาณ 3 µm ความหนาแน่นของจุดที่เพิ่มขึ้น 81 เท่านี้ส่งผลกระทบต่อออปติก และในขณะที่อุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้งานได้ดี การเลือกเลนส์ก็มีความสำคัญมากกว่าที่เคย