Kev daws teeb meem yog lub peev xwm ntawm cov duab kos duab los tsim cov ntsiab lus ntawm ib qho khoom, thiab nyob ntawm seb yam xws li hom teeb pom kev zoo siv, pixel loj ntawm lub sensor, thiab lub peev xwm ntawm optics. Qhov me dua qhov nthuav dav ntawm cov ntsiab lus, qhov siab dua qhov xav tau ntawm lub lens.
Qhia rau txheej txheem daws teeb meem
Cov duab zoo ntawm lub koob yees duab nyob ntawm lub sensor. Yooj yim muab tso, cov duab digital sensor yog nti hauv lub koob yees duab lub cev uas muaj ntau lab lub teeb-rhiab qhov chaw. Qhov loj ntawm lub koob yees duab sensor txiav txim siab npaum li cas lub teeb tuaj yeem siv los tsim cov duab. Qhov loj dua lub sensor, qhov zoo ntawm cov duab zoo dua li cov ntaub ntawv ntau ntxiv. Feem ntau cov koob yees duab digital tshaj tawm hauv kev ua lag luam rau qhov ntsuas qhov ntau thiab tsawg ntawm 16mm, Super 35mm, thiab qee zaum txog 65mm.
Raws li qhov loj ntawm lub sensor nce, qhov tob ntawm qhov chaw yuav txo qis ntawm qhov aperture muab, vim tias qhov loj dua xav kom koj mus ze dua.yam khoom lossis siv qhov ntev focal ntev los sau tus ncej. Yuav kom tswj tau qhov tob ntawm qhov chaw, tus kws yees duab yuav tsum siv qhov apertures me dua.
Qhov tob tob ntawm thaj teb no yuav yog qhov xav tau, tshwj xeeb tshaj yog kom ua tiav tom qab qhov muag plooj rau portraiture, tab sis kev yees duab toj roob hauv pes xav tau qhov tob ntxiv, uas yooj yim rau kev ntes nrog qhov hloov pauv aperture loj ntawm lub koob yees duab compact.
Kev faib cov kab rov tav lossis ntsug pixels ntawm lub sensor yuav qhia tias qhov chaw ntau npaum li cas txhua tus nyob ntawm ib qho khoom, thiab tuaj yeem siv los ntsuas lub lens daws lub zog thiab daws cov neeg siv khoom txhawj xeeb txog cov cuab yeej digital duab pixel loj. Raws li qhov pib, nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab tias qhov twg tuaj yeem txwv qhov kev daws teeb meem tiag tiag.
nqe lus no tuaj yeem ua qauv qhia los ntawm cov piv txwv ntawm ob lub squares ntawm keeb kwm dawb. Yog hais tias cov squares ntawm lub koob yees duab sensor yog mapped rau cov nyob sib ze pixels, ces lawv yuav tshwm sim raws li ib tug loj duab plaub nyob rau hauv daim duab (1a) es tsis yog ob cais squares (1b). Txhawm rau paub qhov txawv ntawm cov squares, ib qho chaw yuav tsum tau nruab nrab ntawm lawv, tsawg kawg yog ib pixel. Qhov kev ncua deb tsawg kawg yog qhov kev daws teeb meem siab tshaj plaws ntawm qhov system. Qhov txwv tsis pub dhau yog txiav txim los ntawm qhov loj ntawm pixels ntawm lub sensor, nrog rau lawv tus lej.
ntsuas cov yam ntxwv ntawm lub lens
Kev sib raug zoo ntawm kev sib hloov dub thiab dawb squares yog piav raws li ib tug linear khub. Feem ntau, kev daws teeb meem yog txiav txim los ntawm zaus,ntsuas nyob rau hauv kab khub ib millimeter - lp/mm. Hmoov tsis zoo, lub lens daws teeb meem hauv cm tsis yog tus lej tiag. Ntawm qhov kev daws teeb meem, lub peev xwm pom ob lub xwmfab raws li cov khoom sib cais yuav nyob ntawm qib grey scale. Qhov ntau dua qhov grey nplai sib cais ntawm lawv thiab qhov chaw, qhov ruaj khov dua yog lub peev xwm los daws cov xwm txheej no. Qhov kev faib ntawm cov nplai grey no hu ua qhov sib txawv zaus.
Spatial zaus yog muab nyob rau hauv lp/mm. Vim li no, kev suav daws daws teeb meem ntawm lp / mm yog qhov muaj txiaj ntsig zoo thaum muab cov lo ntsiab muag sib piv thiab txiav txim siab qhov kev xaiv zoo tshaj plaws rau kev muab cov sensors thiab kev siv. Thawj qhov yog qhov kev daws teeb meem ntawm qhov system pib. Pib nrog lub sensor, nws yooj yim dua los txiav txim siab seb lub lens tshwj xeeb xav tau los ua kom tau raws li qhov yuav tsum tau ua ntawm lub cuab yeej lossis lwm yam kev siv. Qhov siab tshaj plaws uas tau tso cai los ntawm lub sensor, Nyquist, yog ob lub pixels lossis ib kab khub.
Txoj kev daws teeb meem lo ntsiab muag, tseem hu ua qhov system duab qhov chaw daws teeb meem, tuaj yeem txiav txim siab los ntawm kev muab qhov loj me hauv Μm los ntawm 2 los tsim ib khub thiab faib los ntawm 1000 los hloov mus rau mm:
lp/mm=1000/ (2 X pixel)
Sensors nrog pixels loj dua yuav muaj kev txwv qis dua. Sensors nrog me pixels yuav ua tau zoo dua raws li lub lens daws teeb meem mis saum toj no.
Active sensor area
Koj tuaj yeem suav qhov kev daws teeb meem siab tshaj plaws rau qhov khoomsaib. Txhawm rau ua qhov no, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum paub qhov txawv ntawm cov ntsuas xws li qhov sib piv ntawm qhov loj ntawm lub sensor, qhov chaw saib thiab pes tsawg pixels ntawm lub sensor. Qhov loj ntawm qhov tom kawg yog hais txog qhov tsis ua haujlwm ntawm thaj chaw nquag ntawm lub koob yees duab sensor, feem ntau txiav txim siab los ntawm qhov loj ntawm nws hom.
Txawm li cas los xij, qhov tseeb qhov sib piv yuav txawv ntawm qhov sib piv, thiab qhov ntsuas nominal yuav tsum tsuas yog siv los ua cov lus qhia, tshwj xeeb tshaj yog rau cov lo ntsiab muag telecentric thiab qhov loj loj. Lub sensor loj tuaj yeem suav ncaj qha los ntawm qhov loj me ntawm pixels thiab cov naj npawb ntawm cov pixels los ua qhov ntsuas qhov ntsuas qhov ntsuas.
Lub rooj qhia txog Nyquist txwv cuam tshuam nrog qhov ntau thiab tsawg pixel pom ntawm qee qhov kev siv ntau heev.
| Pixel loj (µm) | Coupled Nyquist txwv (lp / mm) |
| 1,67 | 299, 4 |
| 2, 2 | 227, 3 |
| 3,45 | 144, 9 |
| 4,54 | 110, 1 |
| 5, 5 | 90, 9 |
Raws li qhov ntau thiab tsawg pixel txo, qhov cuam tshuam Nyquist txwv hauv lp / mm nce proportionately. Txhawm rau txiav txim siab qhov kev daws teeb meem tsawg kawg nkaus uas tuaj yeem pom ntawm ib qho khoom, qhov piv ntawm qhov kev pom rau qhov loj ntawm lub sensor yuav tsum raug xam. Qhov no tseem hu ua thawj augmentation.(PMAG) systems.
Txoj kev sib raug zoo nrog lub kaw lus PMAG tso cai rau kev ntsuas qhov chaw duab daws teeb meem. Feem ntau, thaum tsim ib daim ntawv thov, nws tsis tau teev nyob rau hauv lp / mm, tab sis nyob rau hauv microns (µm) los yog feem ntawm ib nti. Koj tuaj yeem dhia mus rau qhov kev daws teeb meem kawg ntawm ib yam khoom los ntawm kev siv cov mis saum toj no kom yooj yim rau kev xaiv lub lens daws teeb meem z. Nws tseem ceeb heev uas yuav tsum nco ntsoov tias muaj ntau yam ntxiv, thiab cov kev txwv saum toj no yog qhov ua yuam kev tsawg dua li qhov nyuaj ntawm kev coj mus rau ntau yam thiab suav nrog kev sib npaug.
Xiav focal length
Qhov kev daws teeb meem ntawm daim duab yog tus lej ntawm pixels hauv nws. Tsim nyob rau hauv ob qhov ntev, piv txwv li, 640X480. Kev suav yuav ua tau cais rau txhua qhov ntev, tab sis rau qhov yooj yim no feem ntau txo rau ib qho. Txhawm rau ntsuas qhov tseeb ntawm daim duab, koj yuav tsum siv qhov tsawg kawg nkaus ntawm ob pixels rau txhua qhov chaw me tshaj plaws uas koj xav ntes. Qhov loj ntawm lub sensor yog hais txog lub cev qhov taw qhia thiab, raws li txoj cai, tsis qhia nyob rau hauv cov ntaub ntawv hla tebchaws. Txoj hauv kev zoo tshaj plaws los txiav txim siab qhov loj ntawm lub sensor yog saib cov pixel tsis nyob ntawm nws thiab muab faib los ntawm qhov sib piv, nyob rau hauv rooj plaub no lub zog ntawm lub lens daws cov teeb meem ntawm kev txhaj tshuaj phem.
Piv txwv li, lub koob yees duab Basler acA1300-30um muaj pixel loj ntawm 3.75 x 3.75um thiab daws teeb meem ntawm 1296 x 966 pixels. Sensor loj yog 3.75 µm x 1296 x 3.75 µm x 966=4.86 x 3.62 mm.
Sensor hom yog hais txog lub cev loj thiab tsis nyob ntawm qhov loj pixel. Qhov kev teeb tsa no yog siv rautxiav txim siab seb lub lens lub koob yees duab zoo li cas. Rau lawv kom phim, lub lens hom yuav tsum ntau dua los yog sib npaug rau qhov sensor loj. Yog tias siv lub lens nrog qhov sib piv me me, cov duab yuav pom vignetting. Qhov no ua rau thaj chaw ntawm lub sensor sab nraum ntug ntawm lub lens hom kom tsaus.
Pixels thiab xaiv lub koob yees duab
Yuav kom pom cov khoom hauv daim duab, yuav tsum muaj qhov chaw txaus ntawm lawv kom lawv tsis txhob koom nrog cov pixels nyob sib ze, txwv tsis pub lawv yuav sib txawv ntawm ib leeg. Yog tias cov khoom yog ib pixel txhua, kev sib cais ntawm lawv kuj yuav tsum yog tsawg kawg ib lub caij, nws yog ua tsaug rau qhov no uas ib khub kab yog tsim, uas yeej muaj ob pixels loj. Qhov no yog ib qho laj thawj vim li cas nws tsis raug ntsuas qhov kev daws teeb meem ntawm lub koob yees duab thiab lo ntsiab muag hauv megapixels.
Nws yooj yim dua los piav qhia txog qhov muaj peev xwm daws teeb meem ntawm qhov system hais txog kab ntau zaus. Nws ua raws li qhov pixel loj zuj zus, qhov kev daws teeb meem nce ntxiv vim tias koj tuaj yeem tso cov khoom me me ntawm cov ntsiab lus me me, muaj qhov chaw tsawg dua ntawm lawv, thiab tseem daws qhov kev ncua deb ntawm cov ncauj lus koj tua.
Nov yog tus qauv yooj yim ntawm yuav ua li cas lub koob yees duab sensor ntes cov khoom yam tsis xav txog lub suab nrov lossis lwm yam tsis zoo, thiab yog qhov xwm txheej zoo tshaj plaws.
MTF contrast charts
Feem ntau lo ntsiab muag tsis yog qhov zoo tshaj plaws kho qhov muag. Lub teeb dhau los ntawm lub lens undergoes ib qho degree ntawm degradation. Lo lus nug yog yuav ua li cas ntsuas qhov nodegradation? Ua ntej teb lo lus nug no, nws yog ib qho tsim nyog los txhais lub tswvyim ntawm "modulation". Cov tom kawg yog ib qho kev ntsuas ntawm qhov sib piv len ntawm ib zaus muab. Ib tus tuaj yeem sim tshuaj xyuas cov duab hauv ntiaj teb tiag tiag los ntawm lub lens los txiav txim siab hloov kho lossis sib piv rau cov ntsiab lus ntawm qhov sib txawv lossis qhov sib txawv (spacing), tab sis qhov no yog qhov ua tsis tau zoo.
Hloov chaw, nws yooj yim dua los ntsuas kev hloov pauv lossis qhov sib piv rau cov khub sib hloov ntawm cov kab dawb thiab tsaus. Lawv hu ua rectangular lattice. Lub ncua sij hawm ntawm kab nyob rau hauv ib lub voj voog yoj grating yog qhov zaus (v), uas qhov kev hloov pauv lossis qhov sib txawv ntawm lub lens thiab qhov kev daws teeb meem yog ntsuas hauv cm.
Qhov siab tshaj plaws ntawm lub teeb yuav los ntawm lub teeb ci, thiab qhov tsawg kawg nkaus los ntawm qhov tsaus ntuj. Yog tias lub teeb raug ntsuas raws li qhov ci ntsa iab (L), qhov kev hloov kho tuaj yeem txiav txim siab raws li qhov sib npaug hauv qab no:
modulation=(Lmax - Lmin) / (Lmax + Lmin), qhov twg: Lmax yog qhov siab tshaj plaws ntawm cov kab dawb nyob hauv grating, thiab Lmin yog qhov ci ntsa iab ntawm qhov tsaus ntuj.
Thaum kev hloov kho tau txhais raws li lub teeb, nws feem ntau hu ua Michelson qhov sib txawv vim nws siv qhov sib piv ntawm luminance los ntawm lub teeb thiab tsaus nti los ntsuas qhov sib piv.
Piv txwv li, muaj ib lub xwmfab yoj grating ntawm qee zaus (v) thiab kev hloov pauv, thiab qhov sib txawv ntawm qhov tsaus ntuj thiab lub teeb pom kev los ntawm qhov grating los ntawm lub lens. Cov duab modulation thiab yog li qhov sib piv ntawm lub lens yog ntsuas rau ib zaus muabbars (v).
Kev hloov pauv hloov pauv muaj nuj nqi (MTF) txhais tau tias yog qhov hloov pauv M intawm daim duab faib los ntawm kev hloov pauv ntawm qhov kev txhawb nqa (khoom) M o, raws li qhia hauv kab zauv hauv qab no.
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MTF (v)=M i / M 0 |
USF daim phiaj ntsuas tau luam tawm ntawm 98% ci laser ntawv. Dub laser tshuab luam ntawv toner muaj qhov cuam tshuam txog li 10%. Yog li tus nqi rau M 0 yog 88%. Tab sis txij li cov yeeb yaj kiab muaj qhov txwv tsis pub muaj ntau dua piv rau tib neeg lub qhov muag, nws muaj kev nyab xeeb xav tias M 0yog qhov tseem ceeb 100% lossis 1. Yog li cov qauv saum toj no boils mus rau hauv qab no ntxiv. yooj yim equation:
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MTF (v)=Mi |
Yog li MTF len rau qhov muab grating zaus (v) tsuas yog qhov ntsuas grating modulation (Mi) thaum thaij duab los ntawm lub lens mus rau zaj duab xis.
Microscope daws teeb meem
Qhov kev daws teeb meem ntawm lub hom phiaj tsom iav yog qhov luv tshaj plaws ntawm ob lub ntsiab lus sib txawv hauv nws qhov muag qhov muag uas tseem tuaj yeem paub qhov txawv ntawm cov khoom sib txawv.
Yog tias ob lub ntsiab lus ze dua ua ke dua li koj qhov kev daws teeb meem, lawv yuav tshwm sim tsis meej thiab lawv txoj haujlwm yuav tsis raug. Lub microscope tuaj yeem muab kev nthuav dav siab, tab sis yog tias lo ntsiab muag tsis zoo, qhov kev daws teeb meem tsis zoo yuav ua rau cov duab tsis zoo.
Hauv qab no yog qhov sib npaug Abbe, qhov kev daws teeb meemlub hwj chim ntawm lub tshuab tsom tsom lub hom phiaj z yog lub zog daws teeb meem sib npaug ntawm lub teeb ntawm lub teeb siv faib los ntawm 2 (tus lej aperture ntawm lub hom phiaj).
Ntau lub ntsiab lus cuam tshuam rau kev daws teeb meem ntawm lub tshuab tsom. Lub tshuab ntsuas qhov muag tau teeb tsa ntawm qhov kev nthuav dav siab tuaj yeem tsim cov duab uas pom qhov muag plooj, tab sis nws tseem nyob ntawm qhov kev daws teeb meem siab tshaj plaws ntawm lub lens.
Lub aperture digital ntawm lub lens cuam tshuam rau kev daws teeb meem. Lub zog daws teeb meem ntawm lub hom phiaj ntawm lub tshuab tsom iav yog tus lej uas qhia txog lub peev xwm ntawm lub lens kom khaws lub teeb thiab daws qhov teeb meem ntawm qhov chaw nyob deb ntawm lub hom phiaj. Lub ntsiab lus me tshaj plaws uas tuaj yeem daws tau los ntawm lub lens yog proportional rau lub wavelength ntawm lub teeb uas tau muab faib los ntawm tus lej aperture. Yog li ntawd, tus lej loj sib raug rau qhov muaj peev xwm ntau dua ntawm lub lens txhawm rau txheeb xyuas qhov taw tes zoo hauv kev saib.
Kev daws teeb meem ntawm lub koob yees duab lens
Zoo li lub teeb funnel, lub tsom iav raj muaj peev xwm khaws lub teeb hauv kev faib ua feem rau thaj tsam ntawm lub qhov, cov cuab yeej no yog lub lens loj.
Txoj kab uas hla ntawm cov tub kawm ntawv tsaus nti ntawm tib neeg lub qhov muag tsuas yog qis dua 1 centimeter, thiab txoj kab uas hla ntawm lub tsom iav qhov muag loj tshaj plaws yog 1,000 centimeters (10 meters), yog li lub koob yees duab loj tshaj plaws yog ib lab lub sij hawm loj dua hauv kev sau. thaj chaw tshaj qhov muag tib neeg.
Qhov no yog vim li cas lub koob yees duab pom cov khoom fainter dua tib neeg. Thiab muaj cov khoom siv uas suav nrog lub teeb siv hluav taws xob tshawb nrhiav tau ntau teev.
Muaj ob hom tsom iav loj: lens-raws li refractors thiab daim iav-raws li reflectors. Lub telescopes loj yog cov reflectors vim iav tsis tas yuav pob tshab. Cov tsom iav tsom iav yog cov qauv tsim tshwj xeeb tshaj plaws. Qhov kev tso cai yuam kev ntawm qhov chaw yog li 1/1000 qhov dav ntawm tib neeg cov plaub hau - dhau ntawm 10 meter qhov.
Daim iav siv los ntawm cov iav tuab loj kom tsis txhob sagging. Cov iav niaj hnub no yog nyias thiab hloov tau, tab sis yog lub computer tswj los yog lwm yam segmented thiab ua raws li kev tswj hwm lub computer. Ntxiv nrog rau txoj haujlwm ntawm kev nrhiav cov khoom faint, astronomer lub hom phiaj tseem pom lawv cov ntsiab lus zoo. Qib uas cov ntsiab lus tuaj yeem lees paub yog hu ua kev daws teeb meem:
- fuzzy images=daws teeb meem tsis zoo.
- Clear images=daws teeb meem zoo.
Vim qhov nthwv dej ntawm lub teeb thiab qhov tshwm sim hu ua diffraction, txoj kab uas hla ntawm lub iav tsom iav los yog lub lens txwv nws qhov kev daws teeb meem kawg uas cuam tshuam rau txoj kab uas hla ntawm lub tsom iav. Qhov kev daws teeb meem ntawm no txhais tau hais tias qhov tsawg tshaj plaws angular nthuav dav uas tuaj yeem lees paub. Cov nqi me me sib xws rau cov duab nthuav dav zoo heev.
Xov tooj cua telescopes yuav tsum loj heev los muab kev daws teeb meem zoo. Lub ntiaj teb huab cua yogturbulent thiab blurs telescope cov duab. Cov astronomers hauv av tsis tshua muaj peev xwm ncav cuag qhov siab tshaj plaws ntawm lub cuab yeej, qhov cuam tshuam ntawm huab cua ntawm lub hnub qub hu ua kev pom. Qhov kev kub ntxhov no ua rau cov hnub qub "twinkle". Txhawm rau zam cov huab cua tsis zoo no, astronomers tso lub koob yees duab rau hauv qhov chaw lossis tso rau saum toj siab nrog cov huab cua ruaj khov.
Piv txwv ntawm kev xam qhov ntsuas
Cov ntaub ntawv los txiav txim Canon lens daws teeb meem:
- Pixel loj=3.45 µm x 3.45 µm.
- Pixels (H x V)=2448 x 2050.
- Xav pom qhov pom (kab rov tav)=100 mm.
- Sensor daws teeb meem txwv: 1000/2x3, 45=145 lp / mm.
- Sensor Dimensions: 3.45x2448 / 1000=8.45 mm3, 45x2050 / 1000=7.07 mm.
- PMAG:8, 45/100=0.0845 mm.
- ntsuas lub lens daws teeb meem: 145 x 0.0845=12.25 lp/mm.
Qhov tseeb, cov kev suav no yog qhov nyuaj heev, tab sis lawv yuav pab koj tsim cov duab raws li qhov ntsuas qhov loj me, pixel hom, ua haujlwm nrug, thiab thaj chaw saib hauv mm. Kev suav cov txiaj ntsig no yuav txiav txim siab lub lens zoo tshaj plaws rau koj cov duab thiab daim ntawv thov.
Teeb meem ntawm kev kho qhov muag niaj hnub
Hmoov tsis zoo, ob npaug ntawm qhov loj ntawm lub sensor tsim teeb meem ntxiv rau lo ntsiab muag. Ib qho ntawm qhov tseem ceeb tsis cuam tshuam rau tus nqi ntawm cov duab lens yog hom ntawv. Tsim ib lub lens rau ib hom ntawv loj dua sensor xav tauntau yam khoom siv kho qhov muag ntawm tus kheej, uas yuav tsum loj dua thiab kev hloov ntawm qhov system nruj dua.
Ib lub lens tsim rau 1" sensor tuaj yeem raug nqi tsib zaug ntau npaum li lub lens tsim rau ½ "sensor, txawm tias nws tsis tuaj yeem siv tib yam tshwj xeeb nrog txwv pixel daws teeb meem. Tus nqi tiv thaiv yuav tsum tau txiav txim siab ua ntej yuav ua li cas. los txiav txim lub zog daws teeb meem ntawm lub lens.
Kev duab kho qhov muag hnub no ntsib cov teeb meem ntau dua li kaum xyoo dhau los. Cov sensors lawv tau siv nrog muaj ntau dua qhov yuav tsum tau daws teeb meem, thiab hom ntawv loj yog ib txhij tsav ob qho tib si me thiab loj dua, thaum pixel loj txuas ntxiv mus.
Yav dhau los, optics yeej tsis txwv cov duab kos duab, hnub no nws ua. Qhov twg ib qho pixel loj yog nyob ib ncig ntawm 9 µm, ntau qhov loj dua yog nyob ib ncig ntawm 3 µm. Qhov no 81x nce nyob rau hauv cov dot ceev tau coj nws tus xov tooj ntawm optics, thiab thaum lub sij hawm feem ntau cov cuab yeej zoo, lub lens xaiv tam sim no tseem ceeb dua puas tau.
