光学系统成像的分辨率问题

Question

一个芯片的分辨率是25lp/mm，目标在1.3m处成像，目标每向右移动0.1m，所成像就移动1个像素，请问两者分辨率之间的关系？

Answer 1

在光学系统成像中，分辨率是指系统可以区分的最小特征尺寸。在数字成像系统中，分辨率通常以像素为单位表示。

对于一个分辨率为25lp/mm的系统，每毫米可以分辨25个线对，即50个特征。因此，每个特征的尺寸为1/50 = 0.02 mm。

目标在1.3m处成像，并且每向右移动0.1m，成像就移动1个像素。因此，相邻像素之间的距离为0.1 m / 1 = 0.1 m。

两者分辨率之间的关系可以通过将目标特征的尺寸与相邻像素之间的距离进行比较得出。目标特征的尺寸为 0.02 mm，转换成米为 0.02 mm / 1000 = 2e-5 m。因此，目标特征每向右移动一个像素，其在成像平面上的位置将向右移动 0.1 m / 1 = 0.1 m，即10个像素宽度。因此，目标特征的分辨率与相邻像素之间的距离之比为：

2e-5 m / (0.1 m / 1) = 2e-4

因此，目标特征的分辨率比相邻像素之间的距离高一个数量级，即目标特征比相邻像素更加细致。