해상도, MTF, 픽셀 스케일링
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이 페이지는 COMPASS의 공간 해상도 공식 기준 문서입니다 — 픽셀 개구와 광학계의 변조 전달 함수(MTF), 나이퀴스트 주파수까지의 샘플링과 에일리어싱, 피치 스케일링이 FWC·SNR·회절·해상도로 전파되는 방식. 인터랙티브 시각화는 시뮬레이터 섹션에 있습니다.
센서의 QE만으로는 영상이 얼마나 선명한지 말할 수 없습니다. 같은 QE라도 개구 형상, 필 팩터, 피치가 다르면 시각적으로 다른 영상이 나옵니다. 변조 전달 함수(MTF)는 이를 정량화합니다 — 공간 주파수
공간 샘플링과 나이퀴스트 주파수
피치
(cycles/μm 또는 환산 시 lp/mm).
픽셀 개구 MTF
한 변의 길이
완전 충진 정사각 픽셀(
광학 회절 MTF
f-넘버
회절 MTF는 동공 자기상관 함수("chat" 함수)로 주어집니다:
시스템 MTF
픽셀과 광학계는 근사적으로 분리 가능하므로 시스템 MTF는 곱입니다:
디포커스, 모션 블러, CFA 디모자이크 등이 추가 인자로 곱해집니다. 센서의 대표값으로 보고되는 것은 보통
피치 스케일링 트레이드오프
픽셀 피치는 가장 영향이 큰 단일 설계 파라미터입니다. 피치
| 지표 | 스케일링 | 기원 |
|---|---|---|
| 풀웰 용량 | 포토다이오드 면적 | |
| 픽셀당 광자 수집 | 개구 면적 | |
| 최대 SNR | ||
| 나이퀴스트 주파수 | 샘플링율 | |
| 회절 한계 비율 | 에어리 면적 대 픽셀 면적 |
해석은 명확합니다: 픽셀을
센서 설계자가 사용할 수 있는 보상책:
- 마이크로렌즈로 유효 필 팩터를 1에 가깝게
- BSI 구조로 배선을 광 경로 밖으로
- **딥 트렌치 분리(DTI)**로 횡방향 확산 크로스토크 감소
- 픽셀 비닝으로 공간 해상도를 SNR과 사후 교환
어느 것도 근본적 물리 스케일링을 무효화하지 않으며, 실용적 하한선만 낮춥니다.
인접 페이지와의 경계
| 인접 페이지 | 차이점 |
|---|---|
| 이미지 센서 광학 | 광학 스택과 DTI, 마이크로렌즈, BARL이 물리적으로 해상도에 미치는 영향을 설명합니다. 이 페이지는 그 효과를 공간 주파수 응답으로 다룹니다. |
| 픽셀 광학 효과 | 각도·편광 응답, CRA, 분광 크로스토크를 다룹니다. 여기서 측정하는 "공간 크로스토크"는 기하학적이며, 광학 크로스토크를 재유도하지 않습니다. |
| 양자 효율 | QE는 파장별 스칼라, MTF는 공간 주파수별 함수입니다. 두 가지는 같은 픽셀의 직교적 측면을 기술합니다. |
브라우저 시뮬레이터
- MTF 분석기 — 픽셀 개구 MTF, 광학 회절 MTF, 결합 시스템 MTF
- 픽셀 스케일링 트렌드 — 피치 변화에 따른 FWC,
, SNR, 회절 한계 QE