Разрешающая способность (в оптике)

Разреше́ние — способность оптического прибора измерять линейное или угловое расстояние между близкими объектами, показывать раздельно близко расположенные объекты.

Угловое разрешение

Угловое разрешение — минимальный угол между объектами, которых может различить оптическая система (см. подробнее en:Angular resolution в английской википедии).

Линейное разрешение

Линейное разрешение — минимальное расстояние между различимыми объектами в микроскопии.

Общие сведения

Разрешение принципиально ограничено дифракцией на объективе: видимые точки являются не чем иным, как дифракционными пятнами. Две соседние точки разрешаются, если минимум интенсивности между ними достаточно мал, чтобы его разглядеть. Для снятия зависимости от субъективности восприятия был введен эмпирический критерий разрешения Рэлея, который определяет минимальное угловое расстояние между точками как

$\sin \theta = 1.22 \frac{\lambda}{D}$

где θ — угловое разрешение (минимальное угловое расстояние), λ — длина волны, D — диаметр объектива.

Коэффициент подобран так, чтобы интенсивность в минимуме между пятнами была равна примерно 0,8 от интенсивности в их максимумах — считается, что этого достаточно для различения невооруженным глазом.

Зависимость разрешения при фотографировании от свойств оптической системы

При фотографировании с целью получения отпечатка или изображения на мониторе, суммарная разрешающая способность определяется разрешением каждого этапа воспроизведения объекта.

Способы определения разрешающей способности в фотографии

Определение разрешающей способности производится путём фотографирования специального тестового объекта (миры). Для определения разрешающей способности каждого из элементов, принимающих участие в техническом процессе получения изображения, измерения проводят в условиях, когда погрешности от остальных этапов пренебрежимо малы.

Разрешающая сила объектива

Основная статья: Разрешающая сила объектива

Разрешающая способность первичного материального носителя

Разрешающая способность фотографической эмульсии

Разрешающая способность фотографической плёнки обычно порядка 100 лин/мм. Специальные плёнки (Микрат-200, Микрат-400) имеют разрешающую способность, обозначенную цифрой в названии.

Разрешающая способность матриц цифровых фотоаппаратов

Разрешение матриц зависит от их типа, площади и плотности фоточувствительных элементов на единицу поверхности.

Оно нелинейно зависит от светочувствительности матрицы и от заданного программой уровня шума.

Важно, что современная иностранная трактовка линий миры считает пару черная и белая полоса - за 2 линии, - в отличие от отечественных теории и практики, где каждая линия всегда считается разделенной промежутками контрастного фона толщиной, равной толщине линии.

Некоторые фирмы - производители цифровых фотоаппаратов в рекламных целях пытаются повернуть матрицу под углом в 45°, достигая определённого формального повышения разрешения при фотографировании простейших горизонтально-вертикальных мир. Но если использовать профессиональную миру, или хотя бы повернуть простую миру под тем же углом, становится очевидным, что повышение разрешения - фиктивное.

Разрешающая способность на стадии получения отпечатка/изображения

Разрешающая способность современных принтеров измеряется в точках на миллиметр (dpm) или на дюйм (

Разрешающая способность фотографической эмульсии

Разрешающая способность струйных принтеров

Разрешающая способность лазерных и светодиодных принтеров

Разрешение мониторов

Измеряется в точках на единицу длины изображения на поверхности монитора (в dpm или

Разрешение микроскопов

Разрешение R зависит от угловой апертуры α:

$R=\frac{1.22\lambda}{2n\sin\alpha}$.

где α - угловая апертура объектива, которая зависит от выходного размера линзы объектива и фокусного расстояния до образца. n - показатель преломления оптической среды, в которой находится линза. λ - длина волны света, освещающего объект или испускаемого им (для флюоресцентной микроскопии). Значение n sin α также именуется численная апертура.

Due to the limitations of the values α, λ, and n, the resolution limit of a light microscope using visible light is about 200 nm. This is because: α for the best lens is about 70° (sin α = 0.94), the shortest wavelength of visible light is blue (λ = 450nm), and the typical high resolution lenses are oil immersion lenses (n = 1.56):

$R=\frac{0.61 \times 450\,\mbox{nm}}{1.56 \times 0.94} = 187\,\mbox{nm}$

Ссылки

• Страница «Характеристики качества изображения» на сайте НТЦ Красногорского завода им. С. А. Зверева — понятия разрешающей силы, изобразительной способности, пограничной нерезкости и др.

См. также

• Зрение