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| ■歪曲収差(Distortion) 図1、図2参照 ![]() |
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| ■TVディストーション(TV.Distortion) 理想上の形状に対し、実際の長辺方向の曲がり具合を100分比で算出した値をいいます。 |
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■TVモニター倍率![]() |
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例)1/2"CCDでVS-MS1+10x対物レンズを使用し、14インチモニター上で画像をモニタリングする。 TVモニター上の倍率は、
になります。従って0.1mmのスケールがモニター上で44.45mmに写ります。 |
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■分解能(Resolution) |
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| ■解像力(Resolving Power) 2本の一定ピッチで接近したライン等の像を分離できる本数をいいます。 表現はラインペア(lp)/mmで1mm内に白黒ラインのピッチが何本見えるかで表します。2本の見え方や分離コントラストの定義がないと個人差がでやすいデメリットもあります。 |
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| ■MTF(Modulation Transfer Function) 物体表面の濃淡の繰り返しを像側でどの様に再現されるかを空間周波数とコントラスト比で表したものです。 |
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| ■ O/I(Object to Imager) 物像間距離。物体とイメージャー(像)間のトータル光学全長 |
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■被写界深度(Depth of field)
同様に像面側(カメラ素子側)の範囲を焦点深度といいます。具体的な被写界深度の値は、像がどこまでボケを許容するかにより異なります。 許容ボケ量は許容錯乱円といい使用カメラにより異なります。当技術資料内の数値は仕様表欄外に示す通り計算上の数値です。 |
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| ■焦点距離 f(Focal Length) 光学系の後側主点(H2)から焦点面までの距離。 |
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| ■FNO 無限遠時のレンズ明るさを表す数値で数値が小さいほど明るくなります。 FNO=焦点距離/入射瞳径或いは有効口径=f/D |
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| ■実効F(有効FNO) 有限距離においてレンズの明るさを示す数値。実効F=(1+光学倍率)FNO ※実効FとFNOの関係式実効F=1/(2NA÷光学倍率M) |
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| ■N.A.(Numerical Aperture) 物体側開口数N.A.といい像側開口数をN.A.’といいます。 下記の図において光学系の入射瞳が物体側に張る半角をu、射出瞳が像側に張る半角をu'とし、 物体側の屈折率をn、像側の屈折率をn'とし、下記の計算式が成立します。 NA=sin u xn NA'=sin u' x n' ![]() |
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| ■周辺光量(Relative lluminance) 光学レンズ像側面での中心の明るさ100%とし周辺の明るさの比を%にて表現することを言います。 |
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| ■テレセントリック光学系(Telecentric Lens) 主光線がレンズ光軸に対して平行なレンズをいいます。 物体側テレセントリック、像側テレセントリック、両側テレセントリック等の方式があります。 |
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テレセントリシティーとは物体の奥行き方向に対する倍率誤差の事です。倍率誤差が少ないほどテレセントリシティーが高いといわれます。 |
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弊社カタログに記載してある被写界深度(Depth of Field)の数値は下記の計算式により計算された数値となっております。 2{(許容錯乱円×実行F)/光学倍率の二乗}=被写界深度 被写界深度はお客様の使用環境により実際の数値と計算された数値とに差異がうまれます。差異が生まれる原因は次の通りになります。 |
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◆エアリーディスクと分解能について![]() エアリーディスクとは、収差のないレンズを使って光を1点に集めようとしても点が同心円状ににじむ現象が発生します。そのにじんだ円をエアリーディスクといいます。 エアリーディスク半径rは収差のないレンズという条件では以下の計算にて算出します。この値を分解能といいます。 r= 0.61λ/NA エアリーディスク径は波長によって変わり、長波長側ほど1点に集めにくくなる事が計算式からもわかります。 例)NA0.07のレンズの場合で波長550nm r=0.61*0.55/0.07=4.8μ 当社分解能はこのエアリーディスク半径を計算で算出し載せています。 |
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MTF(Modulation Transfer Function)とは物体表面の濃淡の繰り返しを、像側でどの様に再現されるかを空間周波数とコントラスト比で表した、空間周波数別コントラスト特性です。簡単に言うとレンズの結像性能を表し、物体のコントラストをどの程度忠実に像として再現できるかを表したものをMTFと言います。
図2、3は物体側と像側の空間周波数の変化を示したグラフとなります。グラフ横軸が空間周波数となり縦軸が明るさとなっております。物体側と像側のある周波数におけるコントラストは図2、3に記載されている計算式によりA、Bで求めることが出来ます。そしてMTFはA,Bの比率により求めることが出来ます。 |
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次に、分解能とMTFの関係です。分解能とは2点をどれだけ分離して認識できるかの間隔を表すものです。 一般的に分解能の数値でレンズの良し悪しを判断される事が多いのですが実はMTFと分解能の両者が大きく関係してきます。図4を見て頂くと分解能とMTFの関係がわかって頂けると思います。 図4は性能の違う2つのレンズのMTF曲線を表したもので、レンズaは限界解像度は低いが低空間周波数でのコントラスト性能が高いレンズで、レンズbは限界解像度が高く低空間周波数でのコントラスト性能が低いレンズとなっております。 先に述べた通り、通常は低周波数でのコントラストは忠実に再現されるためMTFは100%に近くなり高周波数でのコントラストは不明瞭になる為、限界解像力の周波数を超えるとコントラストがなくなり像はグレー一色となり区別がつかなくなります。実際にはレンズに収差がある為、限界解像度に達する前にコントラストが失われてしまいます。一般的にはしきい値は0.1とされています。この事を考えながら図4を見て頂くと次のような事が言えます。 MTFグラフに記載してあるⅠ付近の低周波数領域で検証する場合ではレンズaの方が良いレンズでⅡ付近の高周波数領域で検証する場合にはレンズbの方が良いレンズとなります。 |
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| 以上の事からレンズの基本性能(限界分解能)が良いレンズbの方が優れたレンズと思われがちですが結局は使用される方の使用環境に依存する為、一概に分解能のみでレンズの良し悪しを判断する事が出来ないのです。 | ||||||||||||||||||||