工程師怎麼來看解析度@ 光學機構設計 - 隨意窩

KLI-2113給的規格是Resolution 2098 x 3，Pixel 14.0µm 2098代表像素點，用在A4 Size，就是254 DPI。

（2098÷210×25.4） x 3是代表RGB三條線，如果x 1就是黑白的CCD。

光學機構設計購書資訊http://blog.xuite.net/nthuob27/omdesigner/134879182日誌相簿影音好友名片 200812051131工程師怎麼來看解析度?成像解析度Resolution這個名詞，是光電產品的入門知識，但是在光學知識來講，是個應用知識。

由於不容易歸類。

所以在書上，是最後整理才補上去的。

一般光學書籍上，大致上是寫在鏡頭投影解像力的部份。

本文要表達的是，工程師怎麼來看解析度？本文可以先參考書中的模糊圓和測試片章節。

以前我先研發照相機之類產品，公司的掃描器工程師問我：「你的數位相機是多少DPI？」我回答：「25萬畫素。

」說實在，這些解析度的單位，困擾我一陣子，碰到DPI，往往還要在腦袋裏面轉一下；最困擾的是：要如何向人解釋？解析度是二次單位換算，看要怎麼來表達。

工程師一拿到規格，第一個是看感測器的像素大小和像素數目，腦袋裏面也應該只記這個，隨著產品應用不同，才去轉換。

所以我不管是研發什麼產品，也都是只記得像素數目和像素大小。

解析度是：光學系統，針對目標物，看能夠展現出多細緻的程度。

◎鏡頭鏡頭不是最終產品，要伴隨著其他光電產品來應用。

而鏡頭出廠時必須檢驗，用的方法是投影解像力，一些攝影網站寫的很多。

一些攝影網站寫的是攝影解像力，屬於整機測試，必須檢討整個照相機系統的能力，影響因素會比較多，例如：光機漏光、裝配有問題、保護窗不潔淨等等。

單單測試一個鏡頭，可以在鏡頭成像端放置透明測試片，在後方打光，投影出去。

這時候的解像力，是黑白線對LinePair，單位是LP/inch或是LP/mm。

怪哉，業界都會用LPPI表示英制，卻很少用縮寫來表示公制，大概訂單都在北美。

我們都用線對表示鏡頭解像力，例如100LP/mm，若說是解析度，那就除以2，表示鏡頭能分辨到5um。

（解析度100LP/mm→1/100mm/LP→10um/LP→5um/一條線） ◎掃瞄器掃瞄器的開發上，都有固定的標靶，大多只針對A4Size、A3Size來開發。

我們就拿市佔率九成以上的A4來說吧。

既然掃描範圍就是A4了，那就是210mm，有就是8.27inch。

而CCD的開發上，就是那幾種規格。

掃瞄器鏡頭的開發，就是固定物端為A4Size，固定像端為幾個像素點。

解析度沒什麼好計較的，那麼就直接把像素數目除以文件尺寸，出現了DPI。

為什麼要使用DPI，因為線型CCD只管影像橫幅的部份，而直幅的部份，完全是由運動來控制。

橫幅部份的長度是固定的，而直幅部份的長度則隨使用而不同。

有人發明了PPI這個名詞，表達每英吋多少個像素點，這是因為被DPI搞混了，所以發明這麼名詞來強化自己的記憶。

其實沒有這種名詞，而解析度的名詞，必須活用在工程師腦袋裡。

解析度是必須結合感測器和鏡頭，PPI實質意義是感測器內，每英吋有多少像素數目。

然而感測器是看像素尺寸和像素數目，所以PPI只會讓人更混淆。

既然工程師只看像素尺寸和像素數目，那麼為什麼還用DPI呢？因為影像最終還是要到人眼，300DPI代表了正常明視距離，可以感受到影像非常細緻，感受不出粗糙。

這點可以參考書上的模糊圓討論。

所以掃瞄器發展到300DPI，就發展不下去了，600DPI已經是多此一舉。

同理，一般印表機也是多年來停留在300DPI的彩色規格。

例如柯達的CCDhttp://www.kodak.com/global/en/business/ISS/Applications/industrial.jhtmlKLI-2113給的規格是Resolution2098x3，Pixel14.0µm2098代表像素點，用在A4Size，就是254DPI。

（2098÷210×25.4）x3是代表RGB三條線，如果x1就是黑白的CCD。

Pixel14.0µm就是要把2098×14÷1000=29.4mm。

鏡頭供應商必須把鏡頭設計為物端210mm，像端294mm，這樣放大率就出來了，然後設計，在像差和總光程之間作最佳化，決定焦點距離。

總光程是在像差允許範圍內越短越好，所以掃瞄器鏡頭規格都是以總光程來表示。

◎印表機印表機為什麼都使用DPI作解析度呢？原因跟掃描器一樣：1.橫幅部份的長度是固定的，而直幅部份的長度則隨使用而不同。

2.人眼感受影像的細緻程度。

◎數位相機數位相機的標靶不固定，鏡頭效能也隨焦點距離、物距而異，固定的CCD。

只有所以無法以尺寸來表示解析度，只能用像素數目來表達。

然而真正有意義的，要看影像輸出設備。

如投影機、電視、電腦螢幕、印表機。

多年面型CCD的規格很固定，都是4:3的比例，少數會扁一點，例如CanonCMOSSensor是3:2。

當然，現在發展全景16:9的螢幕，未來CCD尺寸也有可能會變。

工程師看CCD規格，看的不是多少畫素，而是長×寬，和像素數目。

像素數目的意義在於長×寬的像素數目，看要怎麼分割畫面，從像素數目和像素大小，可以決定鏡頭的設計。

總像素數目對工程師來講，沒什麼意義，但是這是讓消費者看得懂的規格。

多年來，幾種規格演進，代表各種不同意義：320×240代表10萬畫素：PCCamera640×480代表30萬畫素：電腦螢幕1024×768代表百萬畫素：電視螢幕1600×1200代表兩百萬畫素：照片………………到了四百萬畫素的時代，對於所有輸出設備都是綽綽有餘。

有人要抬槓，要把影像放到很大。

這已非消費用途了，又不是要看A片的毛細孔，這可以參考書中的模糊圓討論。

◎投影機和高畫質電視投影機和高畫質電視的解析度觀念是一樣的。

由於電視尺寸已經很固定，不是4:3就是16:9，所以我們只以畫面高的點數來代表解析度。

對於投影面板而言，看的是點數，畫面高有多少點。

但是對於電視機而言，看的是掃描線。

電視畫面的呈現，是利用人眼視覺暫留原理，一條條掃描線輪流呈現。

交錯式、循序式就不討論了，我們就單以循序式來討論。

所以電視規格是用畫面高有多少掃描線來討論。

例如1080P的電視，以16:9的比例，就是1920x1080。

投影機也常常要播出動態畫面，所以投影面板的規格，也跟著電視機規格來用。

1080P看吧，千萬畫素的數位相機，弄個電視、投影機來放，結果還不是變成兩百萬畫素而已。

前幾年去日本四國Panasonic時，跟投影面板的供應商討論，1080P已經夠用了。

1080P代表高畫質電視時代的來臨（這個時代已經喊很久了），是未來十幾年的規格。

不長進、只會一天到晚用中國的便宜電視畫面的國內電視公司，有高畫質電視了嗎？  林北/Xuite日誌/回應(0)/引用(0)沒有上一則|日誌首頁|沒有下一則回應 加我為好友OMAR日誌相簿影音 nthuob27's新文章光學機構設計～光電產品的設計聖經勘誤2013.3.3Pitch&Roll勘誤2013.3.3電子安定器頻率勘誤2013.3.3FieldLens十個老掉牙的機構問題鈑金折彎內R角螺絲的下料孔計算鎖螺絲扭力機構設計十大定則光學機構設計第二版變更部分 全部展開|全部收合 nthuob27's新回應沒有新回應！ 關鍵字