词语解释

畸变

TV失真

就是对于理想上的形状,以实际长边方向的弯曲情况,用百分比来算出来的值。(参考图2)

光学倍率

主点和成像关系:光学倍率就是物体与像的比。关系就是以下的情况。
电视屏幕倍率:就是用相机对物体进行拍摄,反映在TV屏幕上时显示屏上的倍率。根据相机芯片尺寸与显示屏尺寸的比,倍率会发生变化。

TV屏幕倍率

解析度

表示能看到的2个点之间分离距离的间隔。0.61x使用波长(λ)/N.A.=理论解析度(μ)
用上述计算式可以表示出理论上的解析度。但是,光学的像差并没有被包括在内
※使用波长以550nm来计算

解像力

可以看清的2根为一组的线对的数量称为解像力。
表现为线对(lp)/mm,表示在1mm内看可以看清几根黑白线对

MTF(Modulation Transfer Function)

物体表面的重复着的浓淡线对,在图像上如何表现出来。用频率(空间周波数)和对比度的比列来表示。

W.D.(Working Distance)

镜头的镜筒最前端到物体的距离。

O/I(Object to Imager)

物与像之间的距离。物体和像之间的光学全长度。

相机接口(Camera Mount)

C接口……后点焦距17.526mmJIS规格螺丝
CS接口……后点焦距12.5mmJIS规格螺丝
F接口……后点焦距46.5mmJIS规格螺丝
M72接口……后点焦距根据不同的相机厂家而不同

成像圈(Image Circle)

有效的成像圈尺寸,以φ来表示。相机芯片尺寸如果不能完全在此圈内的话,图像周边就不能成像,会呈现出黑色。

視野(Field of view)

用相机可以看到的,物体的范围
相机有效芯片尺寸的纵向长度(V)/光学倍率(M)=视野(V)
相机有效芯片尺寸的横向长度(H)/光学倍率(M)=视野(H)
*(这里技术资料上所说的视野范围,是以一般相机的芯片尺寸来计算的。)
严密地说,基准尺寸根据相机型号会有不同。
「相机有效芯片尺寸纵向长度(V)or(H)=相机的1个像素的尺寸x有效像素数(V)or(H)」,请使用这个公式进行计算。

景深 (DOF)

是指以被拍摄的物体的面为基准,在一定范围内,这个面的前后也可以清楚地保证画质的范围。
具体的景深值,根据图像可以接受的模糊程度而不同。
可接受的模糊程度称为允许弥散圈直径,根据使用相机大小会有不同。
(这里的技术资料的数值是,是根据本目录内参数表栏外所显示的内容,通过以下计算式而得到的数值。)

Depth of field (DOF)
本公司的商品目录上所记载的景深(Depth of Field)的数值,是通过用下面的计算公式所得出的数值。
2{(允许弥散圈直径x实效F)/光学倍率的平方}=景深
根据客户的使用环境,实际的景深值和计算出来的景深值会产生差异。差异发生的原因如下所示。

Depth of field (DOF)
上述计算式中的允许误差值(本公司的计算值和其他公司一样,以0.04mm来计算),根据镜头的使用环境不同,可能会与公式中的数值有所偏差。
一般来说,镜头的焦点位置只有1点。严密的来说这点的景深值为0。
不过在实际中,景深还是存在的。看了左图后便会理解。
其实,因焦点位置偏离,而造成图像模糊的。模糊允许范围,根据使用的相机、用途和使用者的判断等因素的不同而不同。
【允许外】             
根据使用者,可以允许误差的范围不同
【允许】
这个数值本公司与其他公司一样用0.04来计算
【焦点位置】
通过这个焦点位置附近的模糊点,与允许误差范围可以得出实际的允许弥散圈直径

边缘亮度

相对照度是指中央的照度与周边的照度的百分比。

焦距f(Focal Length)

光学上,后侧主点(H2)到焦点面的距离。

FNO

表示镜头在无限远状态时光亮度的数值,此数值越小亮度就越高。
FNO=焦点距离/入射孔径或有效口径=f/D

实效F(有效FNO)

在有限的距离范围内,表示镜头光亮度的数值。
实效F=(1+光学倍率)FNO ※实效F和FNO的关系式
实效F=1/(2NA÷光学倍率M)

N.A.(Numerical Aperture)

物体这边入光口径数称为N.A.,图像这边的入光口径为N.A.’
下图所示,在物体这边,光学入射孔径的半角为u,射出孔径在像侧的半角为u’,
物体这边的折射率为n,像侧的折射率n’,可以成立下面的计算式。
NA=sin u xn NA’=sin u’x n’

在有限的情况下,和实效F相关,可以通过NA=M/2xF、NA’=1/2xF来计算。
NA和NA’的关系:以NA=NA’x光学倍率,或NA’=NA/光学倍率来表示。

边缘亮度(Relative iluminance)

如光学镜头像侧中心的光亮度为100%,此时与周边的光亮度的比,称为周边光量,以%来表现。

远心镜头

对于镜头的光轴,主光线为平行的镜头。
分为物侧远心,像侧远心,双侧远心等

关于远心度

远心度是指对于物体方向的倍率误差。倍率误差越少,远心效果就越高。
远心镜头用于尺寸测量等各种用途,在使用镜头之前,把握远心度是非常重要的事情。因为远心镜头是主光线与镜头光轴平行的,对于测试高度上有不同物体时,是非常宝贵的工具。如果远心度比较差的话,画面的周边与中心,还有高度不同物体的成像效果会有不同。这样的话使用远心镜头的效果反而会变得没有意义。
关于远心度的确认,在如同下图的测试时,可以很简单的确认做出来。

关于爱里斑(Airy disk)与解析度

爱里斑是指通过没有像差的镜头,把光集中在一点上,而这一点会形成同心圆。
这个同心圆称为艾里斑。爱里斑的半径r,是在使用没有像差镜头的条件下,
计算出来的。这个值我们称为解析度。
r=0.61λ/NA
艾里斑的径根据波长而变化,波长越长在1点集中的难度越大。这个根据公式就可以理解。
例)NA为0.07的镜头,波长为550nm的情况下
r=0.61*0.55/0.07=4.8μ
此目录上的解析度是通过这个爱里斑半径而计算出的数值。

MTF及解析度

MTF(Modulation Transfer Function)是指物体表面的重复着的浓淡线对,在图像上如何表现出来。用空间频率(空间周波数)和对比度的比列来表示。简单地说就是表示镜头的成像性能,物体表面的对比度在图像上呈现出来效果的程度成为MTF。
对比度性能,是指持有特定频率的黑白间隔的分辨模式。在这里频率就是,在1mm的距离中浓淡变化的程度。
图1所显示的黑白矩阵,黑色和白色的对比度是100%。在这个模式下用镜头进行拍摄,镜头这边像的对比度的变化方式呈定量化。基本上不管是什么镜头,在频率波动大的模式时,所拍摄的图像比起波动小模式,会受到光学像差等的影响比较大,对比度也会一点一点变差。当最后对比度变成0%的时候,白色和黑色部分都会变成灰色,变得没有办法去区分。
图2、3是显示物侧和像侧的空间频率变化的图表。横轴表示频率,纵轴表示亮度。对比度根据物侧和像侧的频率数,通过图2、3所记载的计算式可以求出A、B值。然后通过求A、B的比率就可以求出MTF值。

MTF and resolution MTF and resolution
接下来,是解析度和MTF的关系。解析度是表示可以识别出的2个点之间分开距离的间隔大小。一般,根据解析度的数值来判断镜头好坏的情况比较多。实际上,MTF和解析度的关系很大。参考了图4后,相信解析度和MTF的关系就可以明白。
图4是2支性能不同的镜头的MTF曲线图。镜头a的极限解析度较低,在低空间频率时,对比度性能较好。镜头b的极限解析度较高,在低空间频率时,对比度性能较差。
就像刚才所说得,因为通常在低频率时,对比度可以比较好的体现出来,当MTF接近100%的高频率时对比度会变得不清晰。如超过极限解像力的频率,对比度将消失,图像这边的对比度会变成无法区分黑色的灰色。而实际上,因为镜头有像差,在达到极限解像力前,就会失去对比度。一般情况下,阈值被设为0.1。以此为前提再看图4时,可以确定以下的事情。
MTF表中,在I附近的低频率领域内,验证是镜头a比较好,II附近的高频率领域内,镜头b的性能比较好。
通过以上的内容可以判断出,镜头b虽然从镜头的基本性能(极限解析度)的角度出发,被认为性能较好。可是根据使用方的使用环境,片面的仅以解析度来判断镜头的好坏是不可取的。