광학 렌즈 매개변수에 대한 자세한 설명
August 7, 2021
광학 렌즈 매개변수에 대한 자세한 설명(EFL, TTL, BFL, FFL, FBL/FFL, FOV, F/NO, RI, MTF, TV-Line, Flare/Ghost)
주요 술어:
1. EFL(Effective Focal Length) 유효 초점 거리
정의: 렌즈의 중심에서 초점까지의 거리를 나타냅니다(아래 그림 참조).
렌즈의 초점거리는 상측의 초점거리와 물체측의 초점거리로 나뉩니다(아래).
상측 초점 거리는 주 상측(배면 주면)에서 상측 초점(백 포커스)까지의 거리를 나타냅니다.
물체 초점 거리는 물체의 주면(전면 주면)에서 물체의 초점(전면 초점)까지의 거리를 나타냅니다.
지침:
(1) 초점 거리가 너무 짧으면 시야가 너무 커져 왜곡과 주광선 출사각을 제어하기 어렵고 상대 대비가 너무 낮습니다.
렌즈의 휘어짐이 심하고 위상차 보정이 어려워 설계가 어렵다.
(2) 초점 거리가 너무 길면 렌즈가 너무 길어 시스템의 소형화에 도움이 되지 않고 시야가 너무 작아 사용자가 만족할 수 없습니다.
수요(FOV>60°)
2. TTL(Total Track Length) 렌즈의 총 길이
렌즈의 총 길이는 광학 장치의 총 길이와 메커니즘의 총 길이로 나뉩니다.
총 광학 길이는 렌즈에 있는 렌즈의 첫 번째 표면에서 이미지 표면까지의 거리를 나타냅니다.
메커니즘의 전체 길이는 렌즈 배럴의 끝면에서 이미지 표면까지의 거리를 나타냅니다.
3. BFL(Back Focal Length) 광학 후면 초점 거리의 정의:
광학 시스템에서 렌즈의 마지막 표면에서 이미지 표면까지의 거리입니다.
4. FFL(전면 초점 거리) 광학 전면 초점 거리
정의: 광학 시스템에서 렌즈의 첫 번째 표면에서 물체 표면까지의 거리
참고: 메커니즘 백 초점 거리의 FFL과 구별되어야 합니다.
5. FBL/FFL(Flange Focal Length) 메커니즘 백 포커스(Flange Focal Length)
정의: 렌즈 그룹의 마지막 메커니즘 표면에서 이미지 표면까지의 거리
6. 시야 정의의 FOV(Field Of View) 필드:
렌즈가 포착할 수 있는 최대 시야각을 나타냅니다.
시야는 대각선 시야(FOV-D), 수평 시야(FOV-H), 수직 시야(FOV-V)로 나눌 수 있습니다.
대각선 시야가 가장 크고 가로 시야가 그 뒤를 잇고 세로 시야가 가장 작습니다.일반적으로 화각은 일반적으로 다음을 나타냅니다.
디지털 카메라 모듈의 대각선 시야각.
FOV-H=2tan(H/2D)
FOV-V=2tan(V/2D)
FOV-D=2tan[제곱(H2+V2)/2D]
7. F/NO.(F-넘버) 초점 번호(상대 조리개)
정의: 유효 초점 거리와 입사 동공 조리개의 비율.
F/#=EFL/EPD(EPD: 입사동공 조리개)
기능: 렌즈의 밝기를 결정하는 데 사용됩니다.
참고: 동일한 명확한 조리개를 보장한다는 전제 하에 초점 거리가 짧을수록 상대 조리개는 작아집니다.
일반적으로 F/#=2.8이지만 단일 칩 설계에서 F/#=3.2, N/B 렌즈 F/#=2.0 F/# F/#가 작을수록 clear aperture가 커집니다.
8. 왜곡 왜곡
왜곡은 축에서 벗어난 위상차입니다.그리고 그것은 축에서 벗어난 얇은 빔의 수차입니다.영상평면에서 축외점과 주광선의 교차점의 높이
이상적인(근축) 이미지 평면과의 높이 차이.이것은 시야의 기능이며 조리개와 관련이 없습니다.1차 왜곡은 시야에 따라 다릅니다.
(이미지 높이)는 3승으로 바뀌고 이미지 높이의 제곱에 따라 왜곡 비율이 증가하므로 시야각에 따라 왜곡이 달라집니다.이상
변화의 변화는 선형이 아니며 이미지의 변형일 뿐이며 이미지의 선명도에는 영향을 미치지 않습니다.
왜곡은 TV 왜곡과 광학 왜곡의 두 가지 유형으로 나뉩니다. TV 왜곡: TV 왜곡
광학 왜곡: 광학 왜곡
TV 왜곡은 베개 유형과 튜브 유형의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
(수직) TV 왜곡=[(V1+V2)/2-Y]/Y*100%
(수평) TV 왜곡=[(H1+H2)/2-X]/X*100%
지침:
왜곡은 사용자가 쉽게 인지할 수 있는 화질입니다.
왜곡은 사용자에게 매우 엄격한 렌즈 지수입니다.
광학 왜곡 <3%는 사람의 눈으로 감지하기 쉽지 않습니다.
광학 왜곡<2% 사진 대물렌즈의 왜곡 요구 사항
일반적인 요구 사항:
CIF TV-왜곡<2.0%
VGATV-왜곡<1.5%
1.3M/2.0M/3.0MTV-왜곡<1%
9. RI(상대 조명) 상대 대비
조도의 정의: 광원에 의해 조명되는 물체 또는 조명된 표면의 밝기를 조도라고 합니다.
상대 조도는 주변 조도에 대한 중심 조도의 비율입니다.
참고: 상대 대비가 너무 낮으면 이미지의 중심이 더 밝고 주변이 더 어두워짐을 의미합니다. 즉, 일반적으로 어둡게 알려진 비네팅입니다.
각도(음영).대비가 너무 낮으면 색상 왜곡이 발생할 수도 있습니다.
RI는 COS4(semi-FOV)에 비례합니다: RI∝COS4(semi-FOV)
Semi-FOV=30°, 이론적으로 RI<56%
Semi-FOV=35°, 이론적으로 RI<45%
RI가 50% 미만이면 사람의 눈으로 구별할 수 있습니다.심한 경우 화면 모서리가 "모서리 누락"으로 완전히 검게 표시됩니다.
따라서 RI의 기본 요구 사항은 다음과 같습니다. RI>50%
10. CRA(ChiefRay Angle) 주광선 각도
정의: 주광선 각도는 주광선과 평행 광선 사이의 각도입니다.
주광선은 물체의 가장자리에서 방출되는 빛으로 조리개의 중앙을 통과하여 최종적으로 이미지의 가장자리에 도달합니다.
참고: 주광 방출 각도가 잘못되면 비네팅이 심하고 대비가 낮아지고 색상이 변합니다.
11. MTF(Modulation TransferFunction) 광 변조 전달 기능
변조(M)의 정의: 변조는 I의 최대값에서 I의 최소값을 I의 최대값으로 나눈 값입니다.
I의 최소값즉, (빛의 밝기에서 가장 어두운 빛을 뺀 값) 대 (빛의 밝기에 가장 어두운 빛을 더한 값)의 비율입니다.
결과 M은 빛의 대비입니다.
변조(M)=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
I: 강도 광도
Imax: 가장 밝은 빛의 강도
Imin: 가장 어두운 빛의 강도
참고: Sensor MTF에 대한 수요 계산 공식은 다음과 같습니다.
센서 전체 주파수 분해능:
1000/2.8/2=179lp/mm(2.8um 픽셀 크기) 또는 1/(2￡) ￡: 센서픽셀 크기
12. 해상도(해상도)
분해능의 정의: 1mm당 분해될 수 있는 라인 쌍.단위 기반(lp/mm)
센서 전체 주파수 해상도(흑백): 1000/2.8/2=179lp/mm, 그러나 컬러(RGB)의 경우 센서는 다음을 기반으로 합니다.
모든 4픽셀은 1포인트를 분해하므로 센서에 필요한 수는 다음과 같이 계산됩니다. Center 1000/2.8/2/sqrt 2=126lp/mm — 160lp/mm
(중앙은 일반적으로 더 높은 해상도를 가집니다)
주변부 1000/2.8/2/sqrt 3=103lp/mm — 100lp/mm (외주부는 0.7F)
(sqrt 2는 일반적인 계산 방법이지만 센서의 브랜드나 모델에 따라 처리 논리가 다르므로 차이가 있을 수 있습니다.)
13. TV-Line 스캐닝 라인
TV-Line은 해상도로 변환할 수 있는 화면의 수평 이미지에서 얼마나 많은 라인을 해결할 수 있는지입니다.
TV-Line=lp/mm*2*센서 너비.예 1/4'' 1.3M 센서:
센터 1000/2.8/2/sqrt2=126lp/mm —126lp/mm*2*1024*2.8/1000=722 — 700 TV 라인
주변기기 1000/2.8/2/sqrt 3=103lp/mm —103lp/mm*2*1024*2.8/1000=590 — 600 TV-라인
14. 플레어/고스트 미광/고스트
정의: 광학 시스템의 이미지 표면, 즉 광학 시스템의 비 이미징 빔에 빛이 무작위로 산란되어 형성된 반대 미니어처 또는 안개 이미지를 나타냅니다.
렌즈 표면에서 산란된 빛, 요소의 기포, 렌즈 프레임과 렌즈 경통의 내벽에서 산란 및 반사된 빛, 상면에 입사하는 기타 비결상 광선은 모두 미광이 됩니다.
직접적인 효과는 노이즈를 형성하고 이미지의 신호 대 노이즈 비율을 줄이며 신호등을 노이즈에 잠기게 하는 것입니다.
미광 제거: 후드, 보조 조리개 추가, 렌즈 가장자리 검게 하기, 렌즈 홀더 검게 하거나 구조에 매트 천 붙이기,
그리고 반사 방지 필름 등을 도금합니다.