物方分辨率与弥散斑大小

zougl · 发表于 2022-4-19 23:31

初学设计不久，请教一点比较低级但是始终不太明白的问题：

设计镜头的时候，如果给出要求是分辨率，是先通过该分辨率计算出传递函数截止频率，控制和考察MTF曲线呢？还是直接观察弥散斑大小（像方分辨率与物方是否可以认为简单的倍率关系）？

前者计算方法：比如要求是1.5um像方分辨率，那是可以认为传函在 1mm/1.5um=666.6lp的时候对比度至少在10-20%？（以机器能分辨的对比度为界限）。还是333.3lp？

后者如果采用弥散斑观察，应该怎么对应呢？

多谢指点！

lljing1988 · 发表于 2022-4-20 07:57

333.3LP/mm，因为要覆盖两个像素宽度，才能有效分辨。

Ds12345679 · 发表于 2022-4-20 08:23

根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少为信号中所包含的最高频率的2倍，以避免混叠效应。
1/2*0.0015=333 lp/mm。

Sky · 发表于 2022-4-20 08:38

我也问过一个前辈这个问题，最后我理解的是，分辨率是看MTF，弥散斑是评价像质，不能直接用来评价分辨率。
也想请教下其他前辈，我这个理解对不对。

zrr88 · 发表于 2022-4-20 09:04

“比如要求是1.5um像方分辨率，那是可以认为传函在 1mm/1.5um=666.6lp的时候对比度至少在10-20%？（以机器能分辨的对比度为界限）。还是333.3lp？”

------借着这个问题问一下，如果接收像的是眼睛，也就是说目视系统，传函应该是666lp还是333lp？

那些年 · 发表于 2022-4-20 09:58

“像方分辨率与物方是否可以认为简单的倍率关系”

借着这个问题问一下，投影系统设计一般将投影屏幕为物方进行设计，但是实际使用时需要以投影屏幕为像方。那评价像质时需要将系统倒置吗？比如将投影屏幕作为物方设计时，系统在30lp/mm满足要求，系统放大倍率是100倍，可以认为系统倒置后在0.3lp/mm满足要求吗？

Laoshiwangmima · 发表于 2022-4-20 10:51

以下是个人理解：如果从弥散斑的角度评估的化，点列图的rms半径应该要小于探测器的像元大小。
如果是MTF曲线来评估的话，截止频率是1mm/(2*像元大小)。设计时通常有要求截止频率处otf大于多少，我一般用的是大于0.35。
我也是刚接触，个人理解不一定对，希望有帮助

Ds12345679 · 发表于 2022-4-20 11:48

本帖最后由 Ds12345679 于 2022-4-20 14:08 编辑

两个都是评价像质，弥散斑的半径等于一黑一白的宽度，也等于MTF频率的1个周期。在数学上，一个是点扩散函数，另一个是线扩散函数，都是描述一个问题。

zougl · 发表于 2022-4-20 13:06

本帖最后由 zougl 于 2022-4-20 13:08 编辑

Laoshiwangmima 发表于 2022-4-20 10:51
以下是个人理解：如果从弥散斑的角度评估的化，点列图的rms半径应该要小于探测器的像元大小。
如果是MTF曲 ...

我觉得这样是对的，这个是与相机匹配的时候需要考虑的，如果给定了相机像元尺寸，应该可以按照2倍像元尺寸作为标准去推算MTF需要达到的线对数。我理解相机和镜头匹配最好的是相机极限频率略高于镜头的MTF30频率，如果哪一个差的太多就会成为短板限制整个系统的分辨能力。

zougl · 发表于 2022-4-20 13:07

Ds12345679 发表于 2022-4-20 08:23
根据奈奎斯特采样定理，采样频率至少为信号中所包含的最高频率的2倍，以避免混叠效应。
1/2*0.0015=333 lp ...

是根据采样频率的原则来定的。有依据了，谢谢！

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