レンズは人間の目のようなものですが レンズの複雑な数値や用語 - 焦点距離,光開き,MTF - しばしば 人々 を 驚かせますこれらのパラメータは 単なる冷たい数値ではなく 集合的に 画面に映るものを決定しますこの 記事 は,光学 レンズ の 基本 特性 を 理解 する ため に あなた を 導き,画像 の 品質 の 裏 の 秘密 を 明らかに する.
1焦点距離,光口,深さの3つの基本要素
1焦点距離
焦点距離は通常 f で表され,レンズの最も基本的な識別です.光学原理の観点から,レンズの光学中心から焦点平面までの距離 (ミリメートル) を表す.しかし実用的な観点から言えば 焦点距離は2つの重要な効果を決定します 視角と拡大です
短焦点距離 (広角): 数値値が小さい (例えば16mm),視角が大きい.より広いシーンに対応できるが,遠くにある物体は小さく見える.空間が限られている風景や室内空間を撮影するのに適しています.
長焦点距離 (テレフォト):大きな値 (例えば200mm) と狭い視角で,遠くの物体をズームインしたりズームアウトしたりできる望遠鏡のようなものです.スポーツイベントや野生生物の撮影に適している.
例えば,同じレンズがAPS-Cフォーマットカメラに搭載されている場合,センサーが画像の中央部分のみを捉えるため,視角が狭くなる.これは焦点距離を1.5倍に掛けることと同じです (同等焦点距離)
2アパルチャー
アペルチャー (アペルチャー) とは,レンズの内側にある光量を制御するために使用される穴である.その値はF1のようなF値で表される.4F28F56F値が小さくなるほど,アペルチャが大きくなります.
光流量: F値が小さいほど,より多くの光が入り,低照明環境での撮影で優位性を持ち,手震えを防ぐためにより高いシャッター速度を可能にします.
アパルチャー係数配列:標準F値配列 (例えば1.42つ 2つ84つ 5つ6) は,2つの隣接するレベルごとに入ってくる光の2倍の差があります. なぜなら,通過する光の量は,F値の平方に逆比例だからです.
3フィールド深さ
対象に焦点を当てると 対象の前と後ろの 明確な画像の範囲は フィールド深さ-1-3です フィールド深さは 3つの要因によって影響されます模糊効果を生み出すための強力なツールです:
アペルチャー: アペルチャーが大きいほど (F値が小さいほど), フィールド深さは低いほど (背景の模糊がより顕著である).景深が深ければ深くなる (前面と後ろのシーンははっきりしている).
焦点距離:焦点距離が長ければ大きいほど,景深が浅くなる.焦点距離が短ければ小さいほど,景深が深くなる.
撮影距離: レンズ が 対象 に より 近く に ある と ほど,射場 の 深さ が 浅く なる.
2視野と歪み:視野の角度と歪み
4視野の角度
視野の角度とは,レンズがカバーできるシーン範囲の角度を指す.これは焦点距離に逆比例し,センサーサイズに直接比例する.
マシンビジョンでは,水平視野の角度 (ω H) をセンサーサイズ (h) と焦点距離 (f) を使用して計算することができます.同じ距離でより広い範囲を見たい場合は焦点距離を短くしたり センサーを大きくしたり
5歪み
歪みとは,画像の歪み程度を指す. 鮮明さに影響しないが,形状にのみ影響する.
バレルの歪み: 画像は膨らんだ球が外側に広がり,直線が外側に曲がっているように見える.広角レンズではよく見られる.
枕 の 歪み: 画像 は 枕 の 4 角 が 内側 に 収縮 し,直線 が 内側 に 曲げ られ て いる よう に 見 られる.通常,テレ レンズ で 見 られる.
高精度測定システムは低歪みレンズを使用しなければならない.そうでなければソフトウェア校正が必要である.
3画像品質の基本指標:解像度とMTF
6決議
レンズ分野では,解像度とは,レンズの物体細部を区別する能力を指す.これは"ミリメートルあたり線対" (lp/mm) で測定される.距離1ミリメートルあたりにどれだけの黒と白の線が区別できるのか.
レンズの解像度はカメラのピクセルサイズと一致する必要があります.レンズの解像度は低すぎると,カメラのピクセルが高くても,詳細を表示できません.ナイクストのサンプリング定理によると,レンズ線のサイズはピクセルサイズの約2倍である必要があります.
7MTF曲線
MTF (モジュレーション転送機能) は,レンズ画像品質を評価するための最も科学的で包括的なツールです.解像度の値だけを表すようなものではありません.レンズのコントラスト伝達能力を反映しています
横軸:画像の中心からの距離 (画像の高さ)
垂直軸:コントラスト復元能力 (完全復元には1個,完全損失には0個)
解釈技術: 曲線が高くなるほど,レンズのコントラストと解像度が向上します. 曲線がより平坦であるほど,画面の中心と辺の一貫性が向上します.
4写真は撮るだけではありません
プロの写真や機械ビジョンの分野でも 重要なパラメータがあります
8後ろの焦点距離とフレンズ距離
後ろ焦点距離は,レンズの最後のレンズの表面から焦点までの距離を意味する.これは-1である.レンズを交換したりアダプターリングを使用する場合,フレンズ距離 (マウント平面から焦点までの距離) が一致するかどうか注意することが重要です.例えば,CSインターフェースカメラにCインターフェースレンズ (17.526mmのフレンズ距離) をインストールする場合は,層を設置する必要があります.
9主な光角
主射線角 (CRA) は,レンズから放出される主射線と光学軸の間の角を指します.センサーのピクセルの"井戸"に光がスムーズに受信できるようにするために,レンズのCRAはカメラのCRAより小さいか同等である必要があります.そうでなければ,画像の縁に色が投影されるか暗くなる (すなわち色色現象).
10望遠鏡レンズ
通常のレンズでは,物体がレンズに近づくほど,画像が大きくなります.しかし,精密度測定では,この角度誤りは許されません.テレセントリックレンズは,特定の物体距離範囲内で画像拡大が一定であることを確保するために特別な光学経路で設計されています偏差をなくし,高精度測定に好ましい選択となる.
レンズは人間の目のようなものですが レンズの複雑な数値や用語 - 焦点距離,光開き,MTF - しばしば 人々 を 驚かせますこれらのパラメータは 単なる冷たい数値ではなく 集合的に 画面に映るものを決定しますこの 記事 は,光学 レンズ の 基本 特性 を 理解 する ため に あなた を 導き,画像 の 品質 の 裏 の 秘密 を 明らかに する.
1焦点距離,光口,深さの3つの基本要素
1焦点距離
焦点距離は通常 f で表され,レンズの最も基本的な識別です.光学原理の観点から,レンズの光学中心から焦点平面までの距離 (ミリメートル) を表す.しかし実用的な観点から言えば 焦点距離は2つの重要な効果を決定します 視角と拡大です
短焦点距離 (広角): 数値値が小さい (例えば16mm),視角が大きい.より広いシーンに対応できるが,遠くにある物体は小さく見える.空間が限られている風景や室内空間を撮影するのに適しています.
長焦点距離 (テレフォト):大きな値 (例えば200mm) と狭い視角で,遠くの物体をズームインしたりズームアウトしたりできる望遠鏡のようなものです.スポーツイベントや野生生物の撮影に適している.
例えば,同じレンズがAPS-Cフォーマットカメラに搭載されている場合,センサーが画像の中央部分のみを捉えるため,視角が狭くなる.これは焦点距離を1.5倍に掛けることと同じです (同等焦点距離)
2アパルチャー
アペルチャー (アペルチャー) とは,レンズの内側にある光量を制御するために使用される穴である.その値はF1のようなF値で表される.4F28F56F値が小さくなるほど,アペルチャが大きくなります.
光流量: F値が小さいほど,より多くの光が入り,低照明環境での撮影で優位性を持ち,手震えを防ぐためにより高いシャッター速度を可能にします.
アパルチャー係数配列:標準F値配列 (例えば1.42つ 2つ84つ 5つ6) は,2つの隣接するレベルごとに入ってくる光の2倍の差があります. なぜなら,通過する光の量は,F値の平方に逆比例だからです.
3フィールド深さ
対象に焦点を当てると 対象の前と後ろの 明確な画像の範囲は フィールド深さ-1-3です フィールド深さは 3つの要因によって影響されます模糊効果を生み出すための強力なツールです:
アペルチャー: アペルチャーが大きいほど (F値が小さいほど), フィールド深さは低いほど (背景の模糊がより顕著である).景深が深ければ深くなる (前面と後ろのシーンははっきりしている).
焦点距離:焦点距離が長ければ大きいほど,景深が浅くなる.焦点距離が短ければ小さいほど,景深が深くなる.
撮影距離: レンズ が 対象 に より 近く に ある と ほど,射場 の 深さ が 浅く なる.
2視野と歪み:視野の角度と歪み
4視野の角度
視野の角度とは,レンズがカバーできるシーン範囲の角度を指す.これは焦点距離に逆比例し,センサーサイズに直接比例する.
マシンビジョンでは,水平視野の角度 (ω H) をセンサーサイズ (h) と焦点距離 (f) を使用して計算することができます.同じ距離でより広い範囲を見たい場合は焦点距離を短くしたり センサーを大きくしたり
5歪み
歪みとは,画像の歪み程度を指す. 鮮明さに影響しないが,形状にのみ影響する.
バレルの歪み: 画像は膨らんだ球が外側に広がり,直線が外側に曲がっているように見える.広角レンズではよく見られる.
枕 の 歪み: 画像 は 枕 の 4 角 が 内側 に 収縮 し,直線 が 内側 に 曲げ られ て いる よう に 見 られる.通常,テレ レンズ で 見 られる.
高精度測定システムは低歪みレンズを使用しなければならない.そうでなければソフトウェア校正が必要である.
3画像品質の基本指標:解像度とMTF
6決議
レンズ分野では,解像度とは,レンズの物体細部を区別する能力を指す.これは"ミリメートルあたり線対" (lp/mm) で測定される.距離1ミリメートルあたりにどれだけの黒と白の線が区別できるのか.
レンズの解像度はカメラのピクセルサイズと一致する必要があります.レンズの解像度は低すぎると,カメラのピクセルが高くても,詳細を表示できません.ナイクストのサンプリング定理によると,レンズ線のサイズはピクセルサイズの約2倍である必要があります.
7MTF曲線
MTF (モジュレーション転送機能) は,レンズ画像品質を評価するための最も科学的で包括的なツールです.解像度の値だけを表すようなものではありません.レンズのコントラスト伝達能力を反映しています
横軸:画像の中心からの距離 (画像の高さ)
垂直軸:コントラスト復元能力 (完全復元には1個,完全損失には0個)
解釈技術: 曲線が高くなるほど,レンズのコントラストと解像度が向上します. 曲線がより平坦であるほど,画面の中心と辺の一貫性が向上します.
4写真は撮るだけではありません
プロの写真や機械ビジョンの分野でも 重要なパラメータがあります
8後ろの焦点距離とフレンズ距離
後ろ焦点距離は,レンズの最後のレンズの表面から焦点までの距離を意味する.これは-1である.レンズを交換したりアダプターリングを使用する場合,フレンズ距離 (マウント平面から焦点までの距離) が一致するかどうか注意することが重要です.例えば,CSインターフェースカメラにCインターフェースレンズ (17.526mmのフレンズ距離) をインストールする場合は,層を設置する必要があります.
9主な光角
主射線角 (CRA) は,レンズから放出される主射線と光学軸の間の角を指します.センサーのピクセルの"井戸"に光がスムーズに受信できるようにするために,レンズのCRAはカメラのCRAより小さいか同等である必要があります.そうでなければ,画像の縁に色が投影されるか暗くなる (すなわち色色現象).
10望遠鏡レンズ
通常のレンズでは,物体がレンズに近づくほど,画像が大きくなります.しかし,精密度測定では,この角度誤りは許されません.テレセントリックレンズは,特定の物体距離範囲内で画像拡大が一定であることを確保するために特別な光学経路で設計されています偏差をなくし,高精度測定に好ましい選択となる.
