사진 애호가 들 이나 기계 비전 전문가 들 에게는 렌즈 는 인간 눈 과 비슷 하다. 하지만 렌즈 에 있는 복잡한 숫자 와 용어 들 - 초점 거리, 광선,MTF - 종종 사람들을 눈부신 채로 남깁니다이 매개 변수들은 단순한 숫자가 아닙니다. 그것들은 모두 모여서 결국 그림에서 보이는 것을 결정합니다.이 기사 는 광학 렌즈 의 핵심 매개 변수 를 이해 하고 영상 품질 의 비밀 을 밝혀줄 것 이다.
1기본 세 가지 요소: 초점 거리, 개도, 필드 깊이
1초점 길이는
보통 f로 표시되는 초점 길이는 렌즈의 가장 기본적인 식별입니다. 광학 원리의 관점에서,그것은 렌즈의 광 중심에서 초점 평면까지의 거리를 (밀리미터) 나타냅니다.하지만 실용적인 관점에서 볼 때 초점 거리는 두 가지 주요 효과를 결정합니다.
짧은 초점 거리 (대각): 작은 수치 값 (예를 들어 16mm), 넓은 장면을 수용 할 수있는 큰 관점, 그러나 먼 물체는 더 작게 보입니다.국경을 촬영하거나 제한된 공간을 가진 실내 공간에 적합합니다..
긴 초점 거리 (텔레포토): 큰 값 (예를 들어 200mm) 과 좁은 관점으로 멀리 있는 물체들을 확대 및 축소할 수 있는 망원경과 같습니다.스포츠 행사나 야생동물 촬영에 적합합니다.
센서의 크기가 실제 보는 각도에 영향을 줄 것이라는 점에 유의해야합니다. 예를 들어 같은 렌즈가 APS-C 형식의 카메라에 설치되면센서가 이미지의 중앙 부분을만 캡처하기 때문에 볼 각도가 좁을 것입니다., 이것은 초점 거리를 1.5배로 곱하는 것과 같습니다.
2오프터
오프터 (Aperture) 는 렌즈 내부의 구멍으로, 빛의 양을 제어하는 데 사용됩니다. 그 값은 F1과 같은 F값으로 나타납니다.4F28F56이럴 때 F값이 작을수록 광장은 커집니다.
빛 흐름: F값이 작을수록 더 많은 빛이 들어오고, 저조한 환경에서의 촬영에서 장점을 부여하고 손 떨림을 방지하기 위해 더 높은 셔터 속도를 허용합니다.
아프터리 계수 순서: 표준 F값 순서 (예를 들어 1.42, 28네, 다섯6...) 는 두 개의 인접한 레벨마다 들어오는 빛의 두 배의 차이를 가지고 있습니다. 왜냐하면 통과하는 빛의 양은 F값의 제곱에 역비례하기 때문입니다.
3필드 깊이
피사체에 초점을 맞춘다면 물체의 앞과 뒤의 명확한 영상의 범위는 필드 깊이 -1~3입니다. 필드 깊이는 세 가지 요인에 의해 영향을 받습니다.또한 사진작가들이 애매한 효과를 만들 수 있는 강력한 도구입니다.:
오프레처: 오프레처가 커질수록 (F 값이 작을수록) 필드 깊이가 낮습니다 (그라운드 흐름을 더 두드러집니다). 오프레처가 작을수록 (F 값이 커질수록),장면의 깊이가 깊어질수록 (앞과 뒷 장면을 명확하게).
초점 거리는 더 길어질수록 광장 깊이가 더 얇습니다. 초점 거리가 짧을수록 광장 깊이가 더 깊습니다.
촬영 거리: 렌즈 가 피사체 에 가까울수록 피사체 깊이 가 浅해질 것 이다.
2시야장 및 왜곡: 시야장 각도 및 왜곡
4시야장 각도
시야 각은 렌즈가 -6도까지 커버할 수 있는 장면의 각을 말한다. 이 각은 초점거리와 반비례적이며 센서 크기와 직접 비례한다.
기계 비전에서 수평 시장 각 (ω H) 은 센서 크기 (h) 와 초점 거리를 (f) 사용하여 계산할 수 있습니다.같은 거리에서 더 큰 범위를 보고 싶다면, 당신은 더 짧은 초점 거리와 더 큰 센서가 필요합니다.
5왜곡
왜곡은 이미지의 왜곡 정도를 가리키며, 이는 명확성에 영향을 미치지 않고 형태에만 영향을 미친다.
배럴 왜곡: 광각 렌즈에서 흔히 볼 수 있는, 바깥쪽으로 팽창하는 부풀린 공과 바깥쪽으로 굽는 직선과 비슷하다.
베개 왜곡: 사진 은 베개 의 네 구석 이 내쪽으로 축소 되고 직선 이 내쪽으로 구부러지는 것 처럼 보인다. 흔히 텔레 렌즈 에서 볼 수 있다.
고 정밀 측정 시스템은 낮은 왜곡 렌즈를 사용해야합니다. 그렇지 않으면 소프트웨어 캘리브레이션이 필요합니다.
3이미지 품질의 핵심 지표: 해상도 및 MTF
6결의안
렌즈 분야에서 해상도는 렌즈가 "밀리미터당 선 쌍" (lp/mm) 으로 측정되는 물체 세부 사항을 구별하는 능력을 의미합니다.이것은 밀리미터 거리에 얼마나 많은 흑백선을 구별할 수 있는지 의미합니다..
렌즈 의 해상도 는 카메라 의 픽셀 크기 와 일치 해야 한다. 렌즈 의 해상도 가 너무 낮으면, 카메라 픽셀 이 높다고 하더라도 세부 사항 을 표현 할 수 없다.니키스트 표본 정리에 따르면, 렌즈 선의 크기는 픽셀 크기의 약 2배가 되어야 합니다.
7MTF 곡선
MTF (Modulation Transfer Function) 는 렌즈 영상 품질을 평가하는 가장 과학적이고 포괄적인 도구입니다.그것은 단지 최종 해상도를 설명하는 단일 해상도 값과 같지 않습니다, 하지만 렌즈의 대조를 전달하는 능력을 반영합니다.
수평축: 이미지 중심에서 거리가 (사진 높이)
수직축: 콘트라스트 복원 능력 (완벽한 복원을 위해 1, 완전한 손실을 위해 0).
해석 기법: 곡선이 높을수록 렌즈의 대조와 해상도가 높아집니다. 곡선이 평평할수록 화면의 중심과 가장자리 사이의 일관성이 더 좋습니다.
4, 고급 용어: 그것은 단지 사진을 찍는 것이 아닙니다.
전문 사진이나 기계 비전 분야에서도 중요한 몇 가지 매개 변수들이 있습니다.
8후면 초점 거리 및 플랜지 거리
후방 초점 거리는 렌즈의 마지막 렌즈 표면에서 초점까지의 거리를 의미합니다. 이것은 -1입니다. 렌즈를 교체하거나 어댑터 링을 사용할 때그것은 플랜지 거리 (모팅 평면에서 초점까지 거리) 일치하는지 여부에주의를 기울이는 것이 중요합니다예를 들어, CS 인터페이스 카메라에 C 인터페이스 렌즈 (17.526mm의 플랜지 거리) 를 설치 할 때, 계층을 설치해야합니다.
9주요 조명 각
주선각 (CRA) 은 렌즈에서 방출되는 주요선과 광축 사이의 각을 의미합니다.빛을 원활하게 센서 픽셀의 "잘"에 의해 수신 될 수 있도록 하기 위해, 렌즈의 CRA는 카메라의 CRA보다 작거나 같아야 합니다. 그렇지 않으면 이미지의 가장자리에 색이 투영되거나 어두워집니다.
10망원경 렌즈
일반 렌즈에서는 물체가 렌즈에 가까워질수록 이미지가 커집니다. 그러나 정밀 측정에서는 이러한 관점 오류가 허용되지 않습니다.텔레센트릭 렌즈는 특정 객체 거리의 범위 내에서 이미징 확대값이 일정하게 유지되도록 특수 광 경로로 설계되었습니다., 따라서 평행선을 제거하고 고정도 측정에 선호되는 선택이됩니다.
사진 애호가 들 이나 기계 비전 전문가 들 에게는 렌즈 는 인간 눈 과 비슷 하다. 하지만 렌즈 에 있는 복잡한 숫자 와 용어 들 - 초점 거리, 광선,MTF - 종종 사람들을 눈부신 채로 남깁니다이 매개 변수들은 단순한 숫자가 아닙니다. 그것들은 모두 모여서 결국 그림에서 보이는 것을 결정합니다.이 기사 는 광학 렌즈 의 핵심 매개 변수 를 이해 하고 영상 품질 의 비밀 을 밝혀줄 것 이다.
1기본 세 가지 요소: 초점 거리, 개도, 필드 깊이
1초점 길이는
보통 f로 표시되는 초점 길이는 렌즈의 가장 기본적인 식별입니다. 광학 원리의 관점에서,그것은 렌즈의 광 중심에서 초점 평면까지의 거리를 (밀리미터) 나타냅니다.하지만 실용적인 관점에서 볼 때 초점 거리는 두 가지 주요 효과를 결정합니다.
짧은 초점 거리 (대각): 작은 수치 값 (예를 들어 16mm), 넓은 장면을 수용 할 수있는 큰 관점, 그러나 먼 물체는 더 작게 보입니다.국경을 촬영하거나 제한된 공간을 가진 실내 공간에 적합합니다..
긴 초점 거리 (텔레포토): 큰 값 (예를 들어 200mm) 과 좁은 관점으로 멀리 있는 물체들을 확대 및 축소할 수 있는 망원경과 같습니다.스포츠 행사나 야생동물 촬영에 적합합니다.
센서의 크기가 실제 보는 각도에 영향을 줄 것이라는 점에 유의해야합니다. 예를 들어 같은 렌즈가 APS-C 형식의 카메라에 설치되면센서가 이미지의 중앙 부분을만 캡처하기 때문에 볼 각도가 좁을 것입니다., 이것은 초점 거리를 1.5배로 곱하는 것과 같습니다.
2오프터
오프터 (Aperture) 는 렌즈 내부의 구멍으로, 빛의 양을 제어하는 데 사용됩니다. 그 값은 F1과 같은 F값으로 나타납니다.4F28F56이럴 때 F값이 작을수록 광장은 커집니다.
빛 흐름: F값이 작을수록 더 많은 빛이 들어오고, 저조한 환경에서의 촬영에서 장점을 부여하고 손 떨림을 방지하기 위해 더 높은 셔터 속도를 허용합니다.
아프터리 계수 순서: 표준 F값 순서 (예를 들어 1.42, 28네, 다섯6...) 는 두 개의 인접한 레벨마다 들어오는 빛의 두 배의 차이를 가지고 있습니다. 왜냐하면 통과하는 빛의 양은 F값의 제곱에 역비례하기 때문입니다.
3필드 깊이
피사체에 초점을 맞춘다면 물체의 앞과 뒤의 명확한 영상의 범위는 필드 깊이 -1~3입니다. 필드 깊이는 세 가지 요인에 의해 영향을 받습니다.또한 사진작가들이 애매한 효과를 만들 수 있는 강력한 도구입니다.:
오프레처: 오프레처가 커질수록 (F 값이 작을수록) 필드 깊이가 낮습니다 (그라운드 흐름을 더 두드러집니다). 오프레처가 작을수록 (F 값이 커질수록),장면의 깊이가 깊어질수록 (앞과 뒷 장면을 명확하게).
초점 거리는 더 길어질수록 광장 깊이가 더 얇습니다. 초점 거리가 짧을수록 광장 깊이가 더 깊습니다.
촬영 거리: 렌즈 가 피사체 에 가까울수록 피사체 깊이 가 浅해질 것 이다.
2시야장 및 왜곡: 시야장 각도 및 왜곡
4시야장 각도
시야 각은 렌즈가 -6도까지 커버할 수 있는 장면의 각을 말한다. 이 각은 초점거리와 반비례적이며 센서 크기와 직접 비례한다.
기계 비전에서 수평 시장 각 (ω H) 은 센서 크기 (h) 와 초점 거리를 (f) 사용하여 계산할 수 있습니다.같은 거리에서 더 큰 범위를 보고 싶다면, 당신은 더 짧은 초점 거리와 더 큰 센서가 필요합니다.
5왜곡
왜곡은 이미지의 왜곡 정도를 가리키며, 이는 명확성에 영향을 미치지 않고 형태에만 영향을 미친다.
배럴 왜곡: 광각 렌즈에서 흔히 볼 수 있는, 바깥쪽으로 팽창하는 부풀린 공과 바깥쪽으로 굽는 직선과 비슷하다.
베개 왜곡: 사진 은 베개 의 네 구석 이 내쪽으로 축소 되고 직선 이 내쪽으로 구부러지는 것 처럼 보인다. 흔히 텔레 렌즈 에서 볼 수 있다.
고 정밀 측정 시스템은 낮은 왜곡 렌즈를 사용해야합니다. 그렇지 않으면 소프트웨어 캘리브레이션이 필요합니다.
3이미지 품질의 핵심 지표: 해상도 및 MTF
6결의안
렌즈 분야에서 해상도는 렌즈가 "밀리미터당 선 쌍" (lp/mm) 으로 측정되는 물체 세부 사항을 구별하는 능력을 의미합니다.이것은 밀리미터 거리에 얼마나 많은 흑백선을 구별할 수 있는지 의미합니다..
렌즈 의 해상도 는 카메라 의 픽셀 크기 와 일치 해야 한다. 렌즈 의 해상도 가 너무 낮으면, 카메라 픽셀 이 높다고 하더라도 세부 사항 을 표현 할 수 없다.니키스트 표본 정리에 따르면, 렌즈 선의 크기는 픽셀 크기의 약 2배가 되어야 합니다.
7MTF 곡선
MTF (Modulation Transfer Function) 는 렌즈 영상 품질을 평가하는 가장 과학적이고 포괄적인 도구입니다.그것은 단지 최종 해상도를 설명하는 단일 해상도 값과 같지 않습니다, 하지만 렌즈의 대조를 전달하는 능력을 반영합니다.
수평축: 이미지 중심에서 거리가 (사진 높이)
수직축: 콘트라스트 복원 능력 (완벽한 복원을 위해 1, 완전한 손실을 위해 0).
해석 기법: 곡선이 높을수록 렌즈의 대조와 해상도가 높아집니다. 곡선이 평평할수록 화면의 중심과 가장자리 사이의 일관성이 더 좋습니다.
4, 고급 용어: 그것은 단지 사진을 찍는 것이 아닙니다.
전문 사진이나 기계 비전 분야에서도 중요한 몇 가지 매개 변수들이 있습니다.
8후면 초점 거리 및 플랜지 거리
후방 초점 거리는 렌즈의 마지막 렌즈 표면에서 초점까지의 거리를 의미합니다. 이것은 -1입니다. 렌즈를 교체하거나 어댑터 링을 사용할 때그것은 플랜지 거리 (모팅 평면에서 초점까지 거리) 일치하는지 여부에주의를 기울이는 것이 중요합니다예를 들어, CS 인터페이스 카메라에 C 인터페이스 렌즈 (17.526mm의 플랜지 거리) 를 설치 할 때, 계층을 설치해야합니다.
9주요 조명 각
주선각 (CRA) 은 렌즈에서 방출되는 주요선과 광축 사이의 각을 의미합니다.빛을 원활하게 센서 픽셀의 "잘"에 의해 수신 될 수 있도록 하기 위해, 렌즈의 CRA는 카메라의 CRA보다 작거나 같아야 합니다. 그렇지 않으면 이미지의 가장자리에 색이 투영되거나 어두워집니다.
10망원경 렌즈
일반 렌즈에서는 물체가 렌즈에 가까워질수록 이미지가 커집니다. 그러나 정밀 측정에서는 이러한 관점 오류가 허용되지 않습니다.텔레센트릭 렌즈는 특정 객체 거리의 범위 내에서 이미징 확대값이 일정하게 유지되도록 특수 광 경로로 설계되었습니다., 따라서 평행선을 제거하고 고정도 측정에 선호되는 선택이됩니다.
