关于镜头解像力相关问题的研究

　　如果按照B类产品的要求，最终要达到600线的分辨率，按照TV Line与lp/mm的换算公式可以算出，

　　lp/mm = TV Line / (2 x 传感器的高度) = 600 / (2 x 3.6mm) = 83 lp/mm

　　因此，镜头的解像力至少要达到83lp/mm以上，该传感器在理论上才能达到600线的分辨率。

　　当然，并不是说镜头的解像力越高，最终摄像机呈现的电视线数就可以越高，这还与传感器本身的分辨率有关。还是以刚才分辨率是83lp/mm的镜头为例，它所呈现的每条线的宽度为

　　w=1/(2 x 83lp/mm)=6um

　　也就是说传感器像素点的尺寸不能大于6um，这样才能完全分辨出镜头所呈现的分辨率，而MT9M034的像素点大小为3.75um，所以 配该镜头没有问题。同理，我们还可以算出MT9M034最高可以配的镜头解像力为

　　1/0.00375mm/2=133lp/mm

　　也就是说，对于MT9M034，即使配解像力再高的镜头也无法再提高整体分辨率了。

　　下面我们再来计算一下几个常用传感器所支持的镜头最高解像力。

　　1、IMX222，该传感器的像素点尺寸为2.8um，那么它所支持的镜头最高解像力为：

　　1/0.0028mm/2=179lp/mm

　　2、IMX185，该传感器的像素点尺寸为3.75um，和MT9M034相同，这样理论上它所支持的镜头最高解像力同样也是133lp/mm。

　　3、IMX178，该传感器的像素点尺寸为2.4um，那么它所支持的镜头最高解像力为：

　　1/0.0024mm/2=208lp/mm

　　四、镜头解像力的选择

　　从上面的计算可以看到，貌似1.3MP的镜头就可以满足IMX185的133lp/mm的最大解像力要求，而3MP的镜头也可以满足IMX178最高200lp/mm的解像力要求，其实不尽然。因为一般镜头都是中心解像力最高，越往边缘解像力越低。比如一款1MP的镜头，它的中心解像力可以达到125lp/mm，而边缘的解像力只能达到80lp/mm，而一般镜头厂家都是以中心解像力来标定镜头的像素的，边缘解像力一般只能达到中心的60%左右，这样算下来，对于IMX185，要保证边缘解像力能达到133lp/mm，那么镜头中心解像力就要达到

　　133lp/mm / 0.6 = 221 lp/mm

　　也就是至少需要选用3MP的镜头才能保证图像边缘的清晰度。

　　同理，对于IMX178来说，如果镜头要保证边缘能达到208lp/mm的解像力，那么中心解像力就要达到

　　208lp/mm / 0.6 = 346lp/mm

　　换算成像素就是

　　346lp/mm x 2 x 3.36mm = 2325

　　也就是垂直分辨率要能达到2325，如果按16:9的图像来算，水平分辨率应为4133，总体像素为9609225，也就是将近10MP的镜头才能达到这个标准，但这个级别的镜头价格也是相当可观的。考虑到成本，我们一般还是会采用6MP的镜头来配IMX178，这样它的边缘分辨率理论上只能达到

　　TV Line = 304lp/mm x 0.6 x 2 x 2048 x 0.0024mm = 1793线

　　五、结语

　　通过上面的定量计算，我们能够更好地理解高清镜头解像力与像素以及电视线数之间的关系，并根据这种关系可以推算出不同传感器需要配多高解像力的镜头，或者推算出在镜头解像力一定的情况下摄像机所能达到的最高线数，从而为摄像机设计和镜头选型提供理论上的指导。（作者单位：北京蓝色星际软件技术发展有限公司）

声明:

凡文章来源标注为"CPS中安网"的文章版权均为本站所有，如需转载请务必注明出处为"CPS中安网"，违反者本网将追究相关法律责任。非本网作品均来自互联网，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。