镜头分辨率解释

来源：www.vision-smart.com 北京博视智动技术有限公司

ICX445芯片是Sony公司近年来推出的一款高性价比芯片，其分辨率为1280*960（130万像素），帧速为30fps。与传统ICX267芯片的140万像素（1340*1024）相机比，采用ICX445芯片做出的相机在分辨率近似相同的情况下，价格更便宜，帧速更快，而像元在尺寸更小的情况下，反而实现了更高的灵敏度。近年来，世界各主流相机厂商都推出了基于该款芯片的相机，如德国BASLER公司的acA1300-30gm，加拿大Pointgrey公司的FL2G-13S2M-C，德国BAUMER公司的TXG12，德国AVT公司的Manta G-125等等，均在中国市场占据了大量应用。

目前大多数用户使用ICX445芯片的相机时，都选配了Computar、KOWA、Pentex或Fujinon公司的百万像素镜头或二百万像素镜头，而忽视了ICX445芯片像元尺寸更小，与传统的ICX267和ICX274芯片不同，需要与更高分辨率的镜头配合使用，才能真正实现最佳成像性能的事实。为什么ICX445芯片的像素更小，就必须配合更高分辨率的镜头才能实现最佳成像性能呢？下面我们先来共同理解几个概念

1． 什么是传递函数，又叫MTF，什么是极限空间分辨率？

简单说，MTF是空间分辨率的一种表征方式，单位：线对/mm。每个光学或光电成像器件都有各自的MTF，镜头有MTF，相机也有MTF。光学器件或光电成像的器件的MTF越好，或者MTF对应的空间截止频率越高，证明器件自身的空间分辨率越好，越能看清更小的细节。MTF对应的空间截止频率又叫极限空间分辨率。

2. 镜头中的百万像素，二百万像素，五百万像素是指什么？

其实，镜头中的百万像素，二百万像素和五百万像素同样是指镜头的空间分辨率，因为镜头必须配合相机使用，为了方便记忆镜头与相机的匹配关系，人们常采用对应相机的分辨率来命名镜头。这种命名方式其实并不科学，同时给新接触视觉系统的人带来了很多误解，经常会机械的套用百万像素分辨率相机对应百万像素镜头，二百万像素分辨率相机对应二百万像素镜头，而五百万像素分辨率相机则对应五百万像素镜头。其实镜头与相机对应的并不是相机自身的像素分辨率（像素数），而是各自的极限空间分辨率。按目前公开的性能指标来说，百万像素镜头对应的极限空间分辨率是90线对/mm，二百万像素镜头对应的空间分辨率是110线对/mm，五百万像素镜头对应的空间分辨率是160线对/mm，因此百万像素镜头配合相机的极限空间分辨率必须低于90线对/mm，二百万像素镜头和五百万像素镜头配合相机的原理也相同，而决定相机极限空间分辨率的并不是相机自身的像素分辨率，而是相机的单个像元尺寸大小。

3．相机的极限空间分辨率

相机的极限空间分辨率代表了的相机能够分辨的空间最小细节，其计算公式可以简单理解为：1/（单个像素尺寸*2），单位：线对/mm。

4.相机和镜头的配套原则

镜头的极限空间分辨率必须高于相机的极限空间分辨率，这样才能让相机实现最佳成像性能。

下面计算ICX445芯片相机对应的极限空间分辨率为：

1/（3.75*2）= 133.33线对/mm

百万像素镜头的极限空间分辨率为90线对/mm，二百万像素镜头的空间分辨率为110线对/mm，五百万像素镜头对应的空间分辨率为160线对/mm，因此要想发挥ICX445芯片的最佳成像性能，显然百万像素镜头和二百万像素镜头都不匹配，只有五百万像素镜头的极限空间分辨率才能满足要求。

目前市场上的五百万像素镜头价格较贵，多数为￥3,000-￥6,000之间，但Computar公司在2010年推出了一系列三百万像素的镜头，其极限空间分辨率达到了140线对/mm，价格也不超过￥2,000。这个系列的镜头是现在市场上配合ICX445芯片相机的最佳性价比选择。