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限界解像度
No.7309 2005/11/28(Mon) 04:11
投稿者 : ペンちゃん
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さんちょ さん

どなたも、このグラフに対して疑問を感じていないようなので、レスをします。

> このグラフは空間周波数とコントラストの関係が、ほぼ線形である事に意味が有って引用致しました。
との事ですが、
「光学的収差のない理想的なレンズの場合(実際には存在しない)。実際のレンズでは、収差のためにこれよりもコントラストが低くなる。」
という前提を全く無視している事は、どなたも気づいていないのでしょうか?

実際のレンズは、理想的なレンズとはほど遠く、収差だらけですから「空間周波数とコントラスト」はグラフに表しているように都合良く行ってくれません。
[アサヒカメラ]の[ニューフェース診断室]では10、20、40本/mmのMTF曲線を掲載していますのでそれを見ていただければ一目瞭然ですが、決してリニアーな関係ではありません。

NIKONでいえばF1.2の標準レンズには非球面レンズを採用した物と普通の球面レンズだけの物との2種類がありましたが、解像度は球面レンズの方が高かったということは確かです。
焦点に集まった光の様子をチェックすると、球面レンズの方が大きな円に散らばっているのですが、中心部に芯のように光が集中する部分があるため、測定値としての解像度は高くなっていました。
もちろん、凄まじいフレアによりコントラストが低い上、点光源が画面のに入るとコマ収差などによって、周辺では鳥のような滲みが発生していました。
これに対して、非球面レンズの方は光が集まった円は球面レンズより小さく、滲みも少ないのですが、球面レンズの芯に相当するほど1点に光が集中していないため、測定値的には解像度は低くなっていました。

この解像度を測定するのに一般的なのは、書籍などを保存するために使われているマイクロフィルムで、中間調などほとんど存在しない程ハイコントラストな画像しか撮れませんが、600〜850本/mmまで解像する能力があります。

普通のISO100程度の白黒フィルムでも200本/mm程度、カラーフィルムの場合は140本/mm程度までは解像できるようですが、それはチャートのコントラストが1000:1というハイコントラストの場合で1.6:1のローコントラストの場合は、どちらもいきなり60本以下に落ちてしまいます。
しかもこのJISで決められているローコントラストでも、まだ甘すぎるのは確実で、昔、カメラ毎日の行っていた解像度チェックでは1.25:1というコントラストのチャートが使われていたくらいです。

> カメラ側の限界解像度がどれくらいなのか、何か指標が有れば面白いのですけどね。

NIKONのD2Xの場合23.7mmの間に4288画素並んでいますので、色を分離しなくて済めば、最高で2144本まで解像できるはずですが、ブラーフィルターでぼけるのと、輝度信号の基準になる緑の画素が半分しかない事から、最悪の場合その半分(1072本)以下に落ちてしまい、条件が良い場合でも70%程度の1500本程度しか解像できませんし、緑以外の色が主体の場合は、更に解像度が落ちる可能性が高くなります。
従って、限界解像度は45〜63本/mm程度という事になります。
私が15本と45本のMTF曲線が見たいというのも、この限界解像度付近の特性が分かりやすくなるからです。
ちなみに銀塩の場合40本/mmが解像力に相当する曲線で、これが60%以上あれば、かなりシャープな感じがするはずですので、APS-Cサイズの素子なら60本のデータがあれば面白いのですが、多分開放絞りでは20%にも満たないレンズがほとんどのはずです。
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