主题：现在有专为手机摄影设计的望远镜吗？
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ihouse 发表于 2020-8-3 17:55
我对这个数据保持怀疑。5nm的光刻机的光也是光学系统产生的
我说的这个尺度，是用于拍摄行星时用到的。因为光学孔径决定了角分辨率，为了能够使用主流大小的CMOS相机超采样，用了较大的焦比（一般F/20~F/25）让角分辨率不变的情况下，线对分辨率降低低（衍射斑增大）。
光刻机一样受到衍射分辨率限制，但是光刻机最后是落实到线分辨率上，所以使用尽可能大的光圈（短焦比）的镜头（多年前就可以F/1附近，现在不知道做到多少），以及尽可能短的波长（EUV，深紫外，也就是非常短的波长），来提高分辨率。即便如此，一次成像精度也只能做到100nm到几十nm，所以再往下使用多次掩膜的方法进行制作。
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21 帖
funder 发表于 2020-8-3 17:52
举个例子，业余天文观测的行星摄影，拼的就是分辨率，为了最大程度发挥望远镜的分辨率（望远镜比相机贵多了），一般都是用数倍的超采样（相机分辨率远大于光学系统分辨率），即便如此，相机用2.x~3.x微米像素的CMOS相机就足够了，所以光学系统成像根本就不是纳米级精度，而是几微米到十几微米的。
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20 帖
有这种，还有更长一些的
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19 帖
ihouse 发表于 2020-8-3 17:50
孔径大小一定跟衍射有关系的呀！只不过根本不存在点孔径，即使是手机的镜头等价孔径也不小了，估计有个米粒大小？
孔径越大，衍射越小，成像精度越高，而不是相反
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18 帖
funder 发表于 2020-8-3 17:48
你想多了，根本没那回事，因为衍射造成的图像粗糙度远大于CMOS的精度，瓶颈在光学系统而不在底片装置。
理由是我以前同一个镜头在1000万像素的机器成像一定没有3、4千万像素的的清楚，同样的镜头和卡口
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16 帖
funder 发表于 2020-8-3 17:45
你完全没有理解“衍射分辨率”对成像的影响。如果按照你的想法，孔径大小对分辨率毫无作用，大孔径只是带来高亮度而已。事实上有点摄影常识的人都知道，在极小的光圈下，成像的分辨率会明显下降，这就是衍射分辨率的作用。
当一束光通过一个孔径以后，其传播就不是完美直线了，所以无法聚焦在一个点上。这个聚焦点的大小并不是纳米尺度，而是取决于孔径与波长，波长与孔径两者之商再乘以一个常数系数（不同判据常数不一样，瑞利判据取1.22）得到的值就是经过孔径以后的光和“完美直线”所形成的扩散夹角。显然，由于这个夹角存在，所以打在孔径后一段距离的光不会是一个点而是一个光斑。光斑的大小不仅取决于前面所说的夹角，还取决于孔径与后面成像位置之间的距离（焦距）。这个光斑的大小不是纳米级的，你用一个粗大的光斑去绘制图像，得到的图像精度也不是纳米级的。
我记得这部分我在高中物理（选修本）就学过了，如果你看不懂，就记住我的结论。 ...
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15 帖
ihouse 发表于 2020-8-3 17:46
要说到圆孔夫琅禾费衍射和瑞利判据，这事儿就复杂了，我甚至一度觉得衍射这说法本身就是电子技术不发达造不出更高分辨率CCD/CMOS（才能区分光子重合度）的借口，虽荒唐了点，也不能排除这个原因
你想多了，根本没那回事，因为衍射造成的图像粗糙度远大于CMOS的精度，瓶颈在光学系统而不在底片装置。
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14 帖
ihouse 发表于 2020-8-3 00:26
望远镜要适合人眼观看，不可能做到手机镜头般的小，其分辨率也是满足人的视网膜最清晰为目标，人眼视网膜的分辨率最大也就是326ppi
所以普通个人使用的望远镜的精度其实不高，当然天文望远镜是另一回事
中档以上的小型天文望远镜都可以达到衍射分辨率，手持双筒望远镜由于倍率较低一般达不到，但是也差不了太远，没有数量级的差异。
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13 帖
funder 发表于 2020-8-3 17:37
望远镜、相机镜头之类光学器材早就受到衍射分辨率限制了。不管还是按照瑞利判据也好，另外几种判据也好，衍射分辨率来得都非常早。
以瑞利判据为例，5mm的孔径，按照500nm波长，即便是一个完美的光学仪器，其分辨率也只能略高于肉眼。光学显微镜上使用的所谓超分辨技术、光刻机上使用的多层掩膜技术都是为了在一定程度上克服衍射极限，但这些方法无法用于望远镜镜头。
本帖最后由 ihouse 于 2020-8-3 17:46 编辑
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12 帖
ihouse 发表于 2020-8-3 00:01
其实咱都是闲聊，现在也不到CMOS感光度和分辨率极度发展的状态下。
你知道光刻机7nm的在黄豆大小面积上可以写出多少个电路出来？5nm、3nm、、、、、衍射发生在纳米级单位的光学分辨率上，1nm=10的-7次方厘米，黄豆大小的面积分辨率到1千万x1千万才会衍射
我们说的是CMOS感光度和分辨率极度发展状态下的假设，别急着把衍射现象拿出来，还早得很呢
http://www_bsdgx_com/article/detail/18
你完全没有理解“衍射分辨率”对成像的影响。如果按照你的想法，孔径大小对分辨率毫无作用，大孔径只是带来高亮度而已。事实上有点摄影常识的人都知道，在极小的光圈下，成像的分辨率会明显下降，这就是衍射分辨率的作用。
当一束光通过一个孔径以后，其传播就不是完美直线了，所以无法聚焦在一个点上。这个聚焦点的大小并不是纳米尺度，而是取决于孔径与波长，波长与孔径两者之商再乘以一个常数系数（不同判据常数不一样，瑞利判据取1.22）得到的值就是经过孔径以后的光和“完美直线”所形成的扩散夹角。显然，由于这个夹角存在，所以打在孔径后一段距离的光不会是一个点而是一个光斑。光斑的大小不仅取决于前面所说的夹角，还取决于孔径与后面成像位置之间的距离（焦距）。这个光斑的大小不是纳米级的，你用一个粗大的光斑去绘制图像，得到的图像精度也不是纳米级的。
我记得这部分我在高中物理（选修本）就学过了，如果你看不懂，就记住我的结论。
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ihouse 发表于 2020-8-3 00:17
其实斑竹大人咱都是闲聊，现在也远远不到CMOS感光度和分辨率极度发展的状态下。
光刻机7nm的在黄豆大小面积上可以写出多少个电路出来？5nm、3nm、、、、、衍射发生在纳米级单位的光学分辨率上，黄豆大小的口径是理论上能到多大极限分辨率完全可预期的
我们说的是CMOS感光度和分辨率极度发展状态下的假设，别急着把衍射现象拿出来，还早得很
http://www·bsdgx·com/article/detail/18
英国和新加坡研究人员1日报告说，他们制造出能够观测50纳米大小物体的光学显微镜，这是迄今观测能力最强的光学显微镜，也是世界上第一个能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜。
望远镜、相机镜头之类光学器材早就受到衍射分辨率限制了。不管还是按照瑞利判据也好，另外几种判据也好，衍射分辨率来得都非常早。
以瑞利判据为例，5mm的孔径，按照500nm波长，即便是一个完美的光学仪器，其分辨率也只能略高于肉眼。光学显微镜上使用的所谓超分辨技术、光刻机上使用的多层掩膜技术都是为了在一定程度上克服衍射极限，但这些方法无法用于望远镜镜头。
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funder 发表于 2020-8-2 23:46
精度做到极致也没用，光是一种波，请学习”衍射分辨率“
现在的手机虽然有号称100X变焦的，但是由于只有黄豆大小的口径，看一下月亮环形山之类细节会被一个8倍双筒望远镜在细节上秒杀。
光刻机7nm的在黄豆大小面积上可以写出多少个电路出来？5nm、3nm、、、、、衍射发生在纳米级单位的光学分辨率上，黄豆大小的口径是理论上能到多大极限分辨率完全可预期的
我们说的是CMOS感光度和分辨率极度发展状态下的假设，别急着把衍射现象拿出来，还早得很
http://www·bsdgx·com/article/detail/18
英国和新加坡研究人员1日报告说，他们制造出能够观测50纳米大小物体的光学显微镜，这是迄今观测能力最强的光学显微镜，也是世界上第一个能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜。
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funder 发表于 2020-8-2 23:46
精度做到极致也没用，光是一种波，请学习”衍射分辨率“
现在的手机虽然有号称100X变焦的，但是由于只有黄豆大小的口径，看一下月亮环形山之类细节会被一个8倍双筒望远镜在细节上秒杀。
你知道光刻机7nm的在黄豆大小面积上可以写出多少个电路出来？5nm、3nm、、、、、衍射发生在纳米级单位的光学分辨率上，1nm=10的-7次方厘米，黄豆大小的面积分辨率到1千万x1千万才会衍射
我们说的是CMOS感光度和分辨率极度发展状态下的假设，别急着把衍射现象拿出来，还早得很呢
http://www_bsdgx_com/article/detail/18
英国和新加坡研究人员1日报告说，他们制造出能够观测50纳米大小物体的光学显微镜，这是迄今观测能力最强的光学显微镜，也是世界上第一个能在普通白光照明下直接观测纳米级物体的光学显微镜。
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ihouse 发表于 2020-8-2 22:57
应该说分辨率是取决于光学设计精度，如果放大后模糊了，只能说光学精度还不够高。
感光度不高的年代只能靠口径和大光圈多收光，华为手机的极远处成像并不需要很大口径入射光
精度做到极致也没用，光是一种波，请学习”衍射分辨率“
现在的手机虽然有号称100X变焦的，但是由于只有黄豆大小的口径，看一下月亮环形山之类细节会被一个8倍双筒望远镜在细节上秒杀。
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funder 发表于 2020-8-2 22:41
长焦需要的是分辨率，而分辨率极限取决于口径，所以长焦镜头口径没法做小，体积也没法做小。
模糊的放大是无意义的。
感光度不高的年代只能靠口径和大光圈多收光，华为手机的极远处成像并不需要很大口径入射光 本帖最后由 ihouse 于 2020-8-2 23:03 编辑
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ihouse 发表于 2020-8-2 12:54
单反发展过程中，电子化替代了胶卷，半导体和电子技术发展真是挺惊人的。
可以做个美梦：以后也许就那么指甲盖大小的CMOS的高感、分辨率极度成熟后，600mm的镜头只要不到一厘米长，做工得极度精细
长焦需要的是分辨率，而分辨率极限取决于口径，所以长焦镜头口径没法做小，体积也没法做小。
模糊的放大是无意义的。
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