解像度・倍率

解像力と倍率は、光学の世界で語られる非常に重要な概念です。解像度と倍率の理論は、天文学、天体物理学、ナビゲーション、生物学など、光学を応用するあらゆる分野で重要な役割を担っています。本稿では、解像度と倍率とは何か、その定義と用途について述べ、最後に解像度と倍率を比較し、解像度と倍率の違いを示す。

倍率

倍率は、光学の分野で議論されている特性です。一般に倍率とは、何らかの物体や方法によって、元の画像を何倍に拡大したかを意味します。最もシンプルな拡大鏡はルーペです。簡易型顕微鏡とも呼ばれる。倍率などの光学特性を計算する方法は2つあります。それがレイ・ダイアグラムとマトリックス表現です。光線図とは、倍率、物体距離、像距離、像が実像か虚像か、などの関連現象を簡単に計算する方法です。マトリックス法は、これらの計算をすべて行うことも可能です。光学素子の数が少ない場合（1～3個）にはレイダイアグラムが適しており、大規模で複雑なシステムを扱う場合にはマトリクス法がよりシンプルになります。望遠鏡や複合顕微鏡で見る物体の倍率は、対物レンズと接眼レンズの焦点距離によって決まります。

解像力

解像力も光学の分野では非常に重要なテーマです。人間の目やイメージングデバイスが物体を見るとき、実際にはその物体から発生する回折パターンを見ているのです。人間の目の虹彩やデバイスの絞りは、回折を起こすためのシャープエッジとして機能する。このような装置を通して、近くにある2つの物体を見ると、その回折パターンが重なりやすくなる。2つの物体の回折パターンが十分に分離していれば、2つの物体は別々の物体としてみなされます。重なりすぎている場合は、1つのオブジェクトとして扱われます。分解能とは、これらの物体を至近距離で見分けることができる能力です。解像度は、2つの物体を別々の物体として扱うための最小の角度分離として定義されます。分解能は、観測装置の口径と観測する光の波長に依存する。