Достаточно ли хороши объективы камер для мобильных телефонов для поддержки 20-мегапиксельных датчиков?

Question

Когда камеры мобильных телефонов приближаются к 20 Мп при сохранении сенсоров небольшого размера, размеры пикселей обычно составляют около 1 мкм или ниже. Как насчет линз? Достаточно ли они хороши для создания диска Airy, который может максимально использовать полное разрешение сенсора?

Answer 1

Вы можете легко проверить это, если сфотографируете объективную таблицу испытаний - в которой будут сходящиеся линии для оценки разрешения. Если при использовании 100% -го увеличения широкие линии размером 2 пикселя выглядят очень бледными, вы можете быть уверены, что объектив не улавливается с разрешением датчика.

Подсказка: Это не. Даже огромное количество дорогих объективов для 1,5-кратных камер (величина больше, чем у сенсора камеры смартфона) не догоняет 20 Мп.

Одной из возможных причин создания столь большого количества MP является то, что многие дополнительные детали можно сделать заметными при использовании сильной резкости - что сделает шум более сильным, хотя все же может быть приемлемым при ярком освещении.

P.S. Невозможно отличить объективное размытие от эффекта фильтра АА, но фильтр АА в настоящее время имеет тенденцию быть слабым и в идеале вводит размытие с радиусом 1px, я не ожидаю, что оптическое разрешение приблизится даже к этому.

Answer 2

Из-за аберраций реалистичные линзы не работают на дифракционном пределе, особенно вне оси. Переход к меньшим f-числам еще больше усугубляет не только аберрации, но и то, как быстро изображения выходят из фокуса из-за обратной квадратной зависимости между f-числом объектива и гиперфокальным расстоянием. В целом наиболее эффективные объективы имеют F-числа около F / 2,8. Когда вы умножаете реальный MTF объектива на реальный MTF пикселей, чтобы получить MTF системы объектива *, вы обнаружите, что существует точка уменьшения отдачи от системного разрешения примерно в 4 раза передискретизации (когда размер оптического пятна в 4 раза больше шаг пикселя). Как правило, для объективов с низким числом f (f / 1,8 - f / 2,8) это ограничивает полезный размер пикселя до 900 нм или больше. Кроме того, существует большая разница между фактическим количеством пикселей и количеством полезных пикселей (учитывая некоторую нижнюю границу полезного значения MTF). При этих пределах разрешения (например, около 900 нм) общее количество полезных пикселей примерно в 4 раза меньше, чем фактическое количество пикселей. Я представлю доказательства этого в конце октября 2016 года на конференции ISA.