镜头分辨率、像元大小与光学系统MTF的关系是什么？

Ds12345679

如果接收器是CCD，是离散信号，那么采样频率至少为信号频率的2倍。为了简化问题，假定评价F=5.6的照相镜头，使用柯达最高分辨率的胶片（目的是分辨率不受影响），那么，有4中判据①瑞利判据N0=1/1.22λF（λ=0.000555mm）N0=263.73lp/mm；②道斯判据N0=1/1.02λF（λ=0.000555mm）N0=315.44lp/mm；③斯派罗判据N0=1/0.947λF（λ=0.000555mm）N0=339.76lp/mm；④Zemax的截止频率N0=1/λF=0.000555mm）N0=321.75lp/mm。一般镜头都能达到瑞利判据条件，像面波相差误差为λ/4，斯特列尔比为0.82；优良的镜头能达到道斯判据，像面波相差误差为λ/8，斯特列尔比为0.95。

天空很蓝

蜀都柳 发表于 2019-4-22 20:56
请问一下 对于成像系统来说  MTF的空间频率是指的物空间频率而不是像空间频率吧？

计算公式中是按照探测器上面的像元大小算的，所以肯定指的是像方的

天空很蓝

童年之光 发表于 2019-4-23 18:17
感觉MTF高度和像元大小关系是一个方面，有时候看光斑大小也停直接的，而且MTF曲线平滑而且频率在（500/pixe ...

您这里说的看光斑可以具体谈谈吗，？

Ginger.dmn

Ds12345679 发表于 2019-9-12 19:14
如果接收器是CCD，是离散信号，那么采样频率至少为信号频率的2倍。为了简化问题，假定评价F=5.6的照相镜头 ...

您好我想问一下，按照您这个算法，NO只与光圈和入射光波长有关了啊，不用考虑像元大小吗？

Sky

我理解的是MTF简化为是对比度和分辨率的关系，MTF横坐标为系统可识别线对数的个数，两个pix可以组成一个线对，那么系统可识别的最多线对个数为1/2*pix；
不知道我这么理解对不对。

copland

寒冬的咖啡 发表于 2019-4-22 18:41
这篇论文说的挺好的，除了考虑奈奎斯特采样，还需要考虑像元排列的问题（文章里是光纤束的纤芯）

你好，能分享一下这篇论文吗？正想看看关于光纤传像束的论文，谢谢！

copland

雇人思乡 发表于 2019-4-22 17:05
光学设计的时候，我们选好初始结构之后，需要确定用多少线对去评价我们的设计，这时候就要看我们选的探测的 ...

按你这个方法，一个像斑至少成像在2个CCD像素上，那组成线对的计算公式应该是1000/（2*2*pixel），也就是1 lp/mm 要占用4个像元。比如说，如果像素尺寸是4.65um*4.65um，那么光学镜头的分辨率就是1000/2*2*4.65=54lp/mm；考察MTF>0.35 就可以了，不知这样理解是否正确？

cc1234

1、一般接触比较多的是相机，尤其红外。人眼能看清时MTF为0.02，一般目标MTF为0.3，大气MTF为0.5，探测器以及屏幕的MTF为0.65，可计算出光学系统的MTF为0.2，也就是远距离观测的光学系统MTF不可以低于0.2。另外楼上都谈到了截止频率，因为探测器的存在，截止频率决定于像元尺寸，由 1/2/像元尺寸计算得到，这就是MTF截止频率大小。还有光学截止频率公式和这个不同，用我记得是相干光学成像公式，用的不多。
2、至于镜头能不能看清楚一个东西，因为我接触多的是相机尤其是红外，一般用约翰逊判据，所占像元越多，分辨越清楚，具体要几个像元看，取决于对物体的识别要求，以及最短距离整个靶面是否能容纳全部物体。同时还需要了解确认CCD的灵敏度和光谱特性匹配度、信噪比、环境温度。

默默默子膏

有一种情况想问一下，假设探测器的分辨率是1392x1040，像素尺寸是4.65umx4.65um。而我的镜头是要对100mm工作距离处的139.2*104mm范围内成像，这个时候镜头所需要的线对数是按物面的要求来还是像面？如果按物面是不是线对数要求就是5lp/mm？

NZeng

默默默子膏 发表于 2022-6-27 14:53
有一种情况想问一下，假设探测器的分辨率是1392x1040，像素尺寸是4.65umx4.65um。而我的镜头是要对100mm工 ...

个人理解，线对是为了计算MTF的，我们说的MTF都是像方的。根据像元尺寸计算出可以完全发挥这个系统的镜头MTF，根据你的像元尺寸4.65微米可以计算出你的镜头MTF应该要达到1000/（2*4.65）/2=54lp/mm；如有错误，请指正！