한국

머신 비전 렌즈 기술 용어

FA 카메라에는 이미지 크기가 서로 다른 여러 유형의 이미지 센서가 있습니다. FA 카메라의 종횡비는 보통 4:3(H:V)입니다.

제품 기호 이미지 센서 이미지 크기(mm)
수평 :H 수직 :V 대각선 :D
C 1” 12.8 9.6 16.0
H 2/3” 8.8 6.6 11.0
D 1/2” 6.4 4.8 8.0
35mm 카메라 렌즈
(참조)
35mm 필름 36.0 24.0 43.3
[이미지] 대각선, 수직 및 수평 측정값이 있는 원 이미지
[이미지] 화각 계산

화각은 지정된 이미지 크기로 포착할 수 있는 피사체의 크기로,
측정 각도로 표현됩니다. 일반적으로 화각은 렌즈가 무한대에 초점을 맞춰져 있는 것을 가정하여 측정합니다. 이미지 크기가 다르고 초점 길이가 동일한 렌즈를 사용하는 경우, 화각이 달라집니다.

[이미지] 카메라 크기가 1/2인치이고 초점 길이가 12.5mm일 때 화각 계산

예: 카메라 크기가 1/2인치이고
  초점 길이가 12.5mm인 경우의 화각

[이미지] 초점 길이 및 대각선, 수직 및 수평

깊이가 있는 피사체의 앞과 뒤에서 초점이 맞춰지는 특정 영역. 이 영역을 피사계 심도라고 합니다. 이는 초점 오정렬 수준이 특정 량 이하일 경우 초점이 예리하게 나타나기 때문입니다. 이같은 특정 량을 허용 가능한 착란원이라고 부릅니다.

피사계 심도의 속성은 다음과 같습니다.

  • 1)F 수가 클수록 피사계 심도가 깊어진다.
     
  • 2)초점 길이가 짧을수록 피사계 심도가 깊어진다.
     
  • 3)피사체까지의 거리가 길수록 피사계 심도가 더 깊어진다.
     
  • 4)피사체 후방의 심도가 전방의 심도보다 깊다.
이미지 센서 허용 가능한 착란원
1” 0.03 mm
2/3” 0.021 mm
1/2” 0.015 mm
1/3” 0.011 mm
1/4” 0.008 mm
[이미지] 후방 피사계 심도 계산

피사계 심도는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

[이미지] 전방 피사계 심도 계산

피사계 심도
Tr+Tf
초점 깊이 =
2δ・F

f: 초점 거리
F: F 수
δ: 허용 가능한 착락원의 직경
L: 피사체 거리

[이미지] 피사계 심도, 초점 깊이 및 허용 가능한 착락원 표시
[이미지] 후방 주점에서 이미지 평면까지의 거리인 초점 길이 표시

초점 길이는 후방 주점에서 이미지 평면까지의 거리입니다.
초점 길이가 짧으면 이미지가 넓어집니다.

[이미지] 렌즈의 휘도(F 수) 방정식(초점 길이를 렌즈의 유효 직경으로 나눈 값)

F 수는 렌즈의 밝기를 나타냅니다. 이 값이 작을수록 렌즈에서 생성된 이미지가 더 밝아집니다. F 수는 렌즈의 유효 직경에 반비례하며 초점 길이에 정비례합니다.
F 수는 렌즈의 투과율이 100%라는 가정 하에 결정된 값입니다.
그러나 사실상 모든 렌즈는 스펙트럼 투과율이 서로 다릅니다. 따라서 F 수가 동일해도 휘도는 서로 다를 수 있습니다.

[이미지] 시야 및 초점 길이 표시

(1) 시야 계산법
피사체까지의 거리가 한정된 경우 다음 수식을 이용하여 시야를 계산할 수 있습니다.

[이미지] 시야 계산

예: 8mm 렌즈가 장착된 1/3" CCD 카메라를 사용하며 물체까지의 거리는 3m입니다. 모니터에 표시되는 최대 수평 너비는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  • Y': 4.8
  • L: 3,000
  • f: 8

 

[이미지] 시야 계산

(2) 초점 길이 계산법
피사체까지의 거리가 한정된 경우 다음 수식을 이용하여 초점 길이를 계산할 수 있습니다.

[이미지] 초점 길이 계산

예: 8mm 렌즈가 있는 1/3" CCD 카메라를 사용하며, 물체까지의 거리는 3m입니다. 모니터에 표시되는 최대 수평 너비는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

  • Y': 4.8
  • L: 3,000
  • f: 8

 

[이미지] 초점 길이 계산
[이미지] 배럴 왜곡 및 핀-쿠션 왜곡 표시

왜곡은 피사체의 기하학적 형상이 이미지 평면에서 충실하게 재현되지 않는 수차를 의미합니다. 이 값은 일반적으로 이상적인 위치에서 상점을 레벨 이동한 만큼에 대해 이미지 높이 또는 너비의 백분율로 표시합니다.

[이미지] MTF(변조 전달 함수) 그래프

MTF(변조 전달 함수)는 흑백 선으로 구성된 차트를 촬영할 때 감소하는 대비율을 나타냅니다.