Как рассчитать радиус изображения круга?

Question

Я новичок в этой теме, поэтому я не знаю, возможно ли, что я пытаюсь сделать.

Прежде всего, у меня есть следующий объектив HF35HA-1B:

В нем говорится, что максимальный размер датчика составляет 2/3 ", но у меня нестандартный датчик изображения 25 мм x 25 мм, поэтому я хочу сделать несколько взломов. Я знаю, что фокусное расстояние фланца объективов Cmount составляет 17,526 мм, но что если Я перемещаю датчик изображения дальше от объектива? Полагаю, чем дальше я иду от объектива, тем большее изображение получаю. Но как рассчитать радиус круга изображения? Я сделал это очень легко тест, в котором я мог убедиться, что даже если я переместлю датчик назад, изображение будет сфокусировано для более близких объектов, поэтому я думаю, что это не проблема. Но я хотел бы рассчитать круг изображения, чтобы убедиться, что датчик изображения находится в изображение круга. Возможно ли даже то, что я пытаюсь? :)

Буду признателен за любые комментарии!

Answer 1

Если размер «максимального датчика» объектива составляет 8,8 × 6,6 мм, то круг изображения, проецируемый на датчик, представляет собой всего лишь диагональ датчика, 11 мм (от Пифагора: √ (8,8 ² + 6,6 ²)).

Диагональ датчика 25 мм × 25 мм имеет диагональ 35,4 мм, что в 3,21 раза больше, чем у круга объектива.

Таким образом, вам необходимо «увеличить» фокусное расстояние объектива в 3,21 раза. Или, другими словами, помимо встроенного фокусного расстояния объектива, вам необходимо добавить 2,21, умноженное на фактическое фокусное расстояние. 2,21 × 35 мм = 77,5 мм удлинения .

Это создаст круг изображения с той же степенью виньетирования на сенсоре 25 мм × 25 мм, что и на датчике 8,8 × 6,6 мм (где «степень виньетирования» - это количество остановок потери света в зависимости от процентное расстояние от центра объектива до угла датчика).

---

Это большое расширение будет иметь существенное влияние на вашу способность фокусироваться. При добавлении расстояния между объективом и корпусом камеры (с удлинительными трубками, сильфоном и т. Д.) Возникают два основных эффекта:

1. вы можете сфокусироваться ближе, чем могли бы без расширения (минимальное расстояние фокусировки уменьшается); и
2. Вы больше не можете фокусироваться далеко, например, бесконечность (максимальное расстояние фокусировки уменьшается).

Насколько уменьшается максимальное фокусное расстояние?

Давайте сначала сфокусируем объектив с фокусным расстоянием ƒ на бесконечности, которое является «родным» максимальным фокусным расстоянием. Затем, не меняя кольца фокусировки на объективе, давайте установим удлинительную трубку длиной X между объективом и корпусом камеры.

Новое максимальное фокусное расстояние D ' определяется по формуле

D ' = ƒ * (1 + ƒ / X )

В вашем конкретном случае, X = ƒ × 2,21, поэтому уравнение становится D ' = ƒ * (1 + 1 / 2,21) = 1,45 ƒ = 51 мм. (!)

Это означает, что для объектива, который вы пытаетесь использовать, если вы хотите, чтобы он проецировал окружность изображения на датчик, который в 3,21 раза больше, чем он был предназначен, если вы добавите правильное расширение, вы можете фокусировка только до 51 мм перед объективом .

---

То, что вы хотите сделать, это возможно , но это, вероятно, не практично для любого реального интересного использования.

Answer 2

Я не совсем понимаю, что спецификация подразумевает под «максимальным размером сенсора», но я подозреваю, что они имеют в виду, что у этого объектива будет существенное виньетирование за пределами этого радиуса при стандартном обратном фокусном расстоянии. Теперь, чтобы оценить окружность изображения, вам нужно решить, каким будет максимальный размер объекта, а точнее угол входа. Затем простая трассировка первичных лучей покажет вам круг изображения в фокальной плоскости. Помните, что для заданного расстояния до объекта существует только одно заднее фокусное расстояние (объектив фокусируется, перемещая внутреннее стекло, чтобы изменить эффективное расстояние заднего фокуса.) Используйте эту схему в качестве ориентира (источник: wikimedia )

Если Объект очень высокий, то RealImage (по существу, радиус круга изображения) также станет большим. Но на практике у объектива будут ужасные искажения и смещение фокусного расстояния, а также виньетирование, превышающее номинальный размер круга изображения.

Answer 3

При поиске в Интернете данных об этом объективе я обнаружил опубликованные углы обзора для других датчиков изображения. Таким образом, я предполагаю, что круг хорошего определения для этого объектива имеет диаметр, примерно равный его фокусному расстоянию. Такой диаметр подсветки - правило большого пальца для большинства объективов.

Вы можете держать этот объектив рукой, проецируя изображение, возможно, вид через окно, на белый экран, который может быть обычной белой бумагой. Это позволит вам проверить, есть ли в оправе объектива внутренние перегородки, которые уменьшают диаметр проецируемого изображения. Я подозреваю, что это не тот случай.

Answer 4

C-mount - это техническая спецификация, в которой, помимо прочего, указывается стандартное расстояние между плоскостью датчика камеры и точкой, в которой объектив камеры встречается с корпусом камеры. На этом расстоянии объектив, на который вы смотрите, создаст круг изображения определенного размера (достаточно большой, чтобы покрыть 2/3 "датчик с приемлемой резкостью (для некоторого определения« приемлемый »)). Если расстояние между точкой крепления объектива и сенсорной плоскости разные, размер круга изображения будет разным (больше, если больше, меньше, если меньше).

A 2/3 "сенсор имеет размер 8,8 х 6,6 мм , существенно меньше, чем у сенсора 25 мм х 25 мм под рукой. Чтобы нанести окружность изображения на сенсор с интересующим объективом, расстояние между задняя часть объектива и плоскость датчика должны быть увеличены. Поскольку количество света, проходящего через объектив, не зависит от расстояния между задней частью объектива и плоскостью датчика, увеличение расстояния приведет к уменьшению количества света на единицу площади датчик (средний яркость ).