分辨率的定義
能被分辨開來的兩個物點之間的最小距離,稱為鏡頭的物方分辨率,記為Resolution(物),單位為μm。
鏡頭分辨率和本身光圈大?。ɑ蛘逳A)有關(guān)。鏡頭成像本身就是一個光學(xué)衍射的過程,當然孔越小(F數(shù)越大),衍射斑越重,從而造成分辨率下降,如下圖:
與“檢測/測量精度”的區(qū)別
客戶通常要求的“精度”,實際上是指的一個像素能夠代表物方多少大小,這時候只需要用相機像素尺寸除以鏡頭的倍率就可以了(精度=像素大小÷光學(xué)放大倍率,或者用視野÷像素數(shù)量,結(jié)果是一樣的)。比如,你用了5MP的相機,像素為2.2μm,搭配了0.5x的鏡頭,此時精度即2.2μm÷0.5=4.4μm,測量一根25μm的線寬就需要5~6個像素,畫面每跳動一個像素,測量結(jié)果就變化4.4μm。
分辨率與相機的匹配
說完了兩個易混淆的鏡頭和相機相關(guān)的參數(shù),那么怎么把鏡頭的分辨率和相機的分辨率匹配呢?簡單的算法就是,用鏡頭標稱的物方分辨率乘以倍率,得到像方分辨率;再用像方分辨率與相機像素的兩倍作比較,如果相同,則說明門當戶對;而誰的數(shù)字大,誰就拖了視覺系統(tǒng)的后腿(分辨率X 倍率 ≈像素尺寸X 2)。
分辨率的其他表示方式
通常對于遠心鏡頭,倍率是定的,因此會直接標識物方分辨率;而FA鏡頭在不同的工作距離下,倍率是連續(xù)變化的,此時通常會標識在像方的分辨率,用線對/毫米(lp/mm)標識。(例如230lp/mm,表示1mm有230對黑白線,每個線寬約2.2 μm,代表可以兼容2.2 μm 像素的高分辨率相機);有時甚至用更直白的方式,直接注明該鏡頭可以支持500萬像素的CMOS相機。(注意是支持對應(yīng)像素的相機,而沒有“鏡頭是多少像素”的說法)。
能被分辨開來的兩個物點之間的最小距離,稱為鏡頭的物方分辨率,記為Resolution(物),單位為μm。
可以看到,這只是單純鏡頭本身的參數(shù),只反映鏡頭的解析能力,而和相機多少像素?zé)o關(guān)!它直接反映了,一個理想物點經(jīng)過鏡頭成像后,會模糊成多大一個像斑,這個數(shù)字當然越小越好。
鏡頭分辨率和本身光圈大?。ɑ蛘逳A)有關(guān)。鏡頭成像本身就是一個光學(xué)衍射的過程,當然孔越小(F數(shù)越大),衍射斑越重,從而造成分辨率下降,如下圖:
另外,即使開孔很大,而存在未矯正的像差,同樣會影響成像清晰,所以有些FA鏡頭在最大光圈未必得到最清晰的圖像。
與“檢測/測量精度”的區(qū)別
客戶通常要求的“精度”,實際上是指的一個像素能夠代表物方多少大小,這時候只需要用相機像素尺寸除以鏡頭的倍率就可以了(精度=像素大小÷光學(xué)放大倍率,或者用視野÷像素數(shù)量,結(jié)果是一樣的)。比如,你用了5MP的相機,像素為2.2μm,搭配了0.5x的鏡頭,此時精度即2.2μm÷0.5=4.4μm,測量一根25μm的線寬就需要5~6個像素,畫面每跳動一個像素,測量結(jié)果就變化4.4μm。
可以看到,此公式并沒有鏡頭的分辨率,而是由客戶的相機分辨率和視野直接決定的。
分辨率與相機的匹配
說完了兩個易混淆的鏡頭和相機相關(guān)的參數(shù),那么怎么把鏡頭的分辨率和相機的分辨率匹配呢?簡單的算法就是,用鏡頭標稱的物方分辨率乘以倍率,得到像方分辨率;再用像方分辨率與相機像素的兩倍作比較,如果相同,則說明門當戶對;而誰的數(shù)字大,誰就拖了視覺系統(tǒng)的后腿(分辨率X 倍率 ≈像素尺寸X 2)。
通常對于遠心鏡頭,倍率是定的,因此會直接標識物方分辨率;而FA鏡頭在不同的工作距離下,倍率是連續(xù)變化的,此時通常會標識在像方的分辨率,用線對/毫米(lp/mm)標識。(例如230lp/mm,表示1mm有230對黑白線,每個線寬約2.2 μm,代表可以兼容2.2 μm 像素的高分辨率相機);有時甚至用更直白的方式,直接注明該鏡頭可以支持500萬像素的CMOS相機。(注意是支持對應(yīng)像素的相機,而沒有“鏡頭是多少像素”的說法)。