分辨率

了解鏡頭的制造商規(guī)格可以大大簡化調(diào)查和購買流程。要知道鏡頭如何工作，必需先了解分辨率、放大倍率、對比度、f/#以及如何閱讀常見性能曲線（包括調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)、景深(DOF)、相對照明和畸變）。

分辨率衡量成像系統(tǒng)再現(xiàn)物體細(xì)節(jié)的能力，可能會受所使用的照明類型、傳感器像素大小或光學(xué)元件功能等因素影響。物體細(xì)節(jié)越小，所需的分辨率越高。

將傳感器上的水平或垂直像素?cái)?shù)量劃分為希望觀察的物體尺寸將指明每個像素在物體上覆蓋的空間量，并且可用于評估。不過，這并不能確定該像素上的信息是否能與任何其他像素上的信息區(qū)分開來。

先，務(wù)必了解哪些因素可以限制系統(tǒng)。圖1顯示了一個示例：白色背景上有一對方形。如果這對方形在相機(jī)傳感器的相鄰像素上成像，則會在圖像中顯示為一個較大的矩形(1a)，而不是兩個單獨(dú)的方形(1b)。為了區(qū)分這兩個方形，需要在它們之間留出一定的空間（少一個像素）。這一小距離就是系統(tǒng)的極限。限制由傳感器的像素大小以及傳感器的像素?cái)?shù)定義。

圖 1: 解析兩個方形。如果方形之間的空間過小(a)，相機(jī)傳感器將無法將其解析為單獨(dú)的物體

線對和傳感器限制

交替的黑白方形之間的關(guān)系通常被描述為線對。通常，由頻率決定，而頻率則通過每毫米線對數(shù)(lp/mm)來測量。遺憾的是，鏡頭的并不是一個數(shù)值。在給定的下，將兩個方形顯示為單獨(dú)實(shí)體的能力取決于灰度等級。方形之間的灰度分離以及空間越大（圖1b），解析方形的能力就越強(qiáng)。這種灰度分離被稱為對比度（在頻率下）。給定的空間頻率以lp/mm為單位。因此，在比較鏡頭以及確定給定傳感器和應(yīng)用的佳選擇時(shí)，以lp/mm為單位計(jì)算尤為有用。 Contrast is explained in more detail in this application note

傳感器是計(jì)算系統(tǒng)的起點(diǎn)。從傳感器開始，更容易確定可滿足傳感器或其他應(yīng)用需求所需的鏡頭性能。傳感器可解析的高頻率，奈奎斯特頻率，實(shí)際上是兩個像素或一個線對。表1顯示了與某些常用傳感器上看到的像素大小關(guān)聯(lián)的奈奎斯特極限。傳感器的（也稱為系統(tǒng)的圖像空間）可以通過如下方式計(jì)算：將像素大小(μm)乘以2（創(chuàng)建對），然后將乘積除以1000以轉(zhuǎn)換為mm：

像素較大的傳感器的極限較低。像素較小的傳感器的極限較高。

利用此信息可以計(jì)算出要查看的物體上的極限。要執(zhí)行此操作，必需了解傳感器尺寸、視場和傳感器上的像素?cái)?shù)之間的關(guān)系。

傳感器尺寸是指相機(jī)傳感器有效區(qū)域的大小，通常由傳感器格式大小。但是，準(zhǔn)確的傳感器比例會因?qū)捀弑榷悾覙?biāo)稱傳感器格式應(yīng)該僅用作指導(dǎo)，特別是針對遠(yuǎn)心鏡頭和高放大倍率物鏡。傳感器尺寸可以直接根據(jù)像素大小和傳感器上的活動像素?cái)?shù)計(jì)算。

表 1: 隨著像素大小變小，關(guān)聯(lián)的奈奎斯特極限(lp/mm)會按比例提高。