カメラと光学設計とカメラ計算機のチュートリアル

カメラコンポーネントの選択は画角計算から始まる

必要なカメラの画角を決めることから始める

カメラプロジェクトの最初のステップは、カメラに提供させたい画角（AoV）を決定することです。AoVはField of Viewと同じですが、初期段階での意思疎通を明確にするためにAoVを使用します。これにより、シーン要件とレンズとセンサーの組み合わせの機能性能を分離することができます。

当社のカメラ画角計算機を使用すると、三角法を使用せずにこの計算を完了することができます。セキュリティシステムのシーンレイアウトの例を提供します。 

カメラエレクトロニクスの選択

カメラのイメージセンサーとレンズの並列選択

次のステップは、イメージセンサーとカメラエレクトロニクスの選択です。多くの人は、必要なシステム視野要件を決定する前に、このステップに飛びつきます。システムエレクトロニクスとカメラレンズの両方の要件を同時に検討しなければ、物理法則にぶつかる可能性があります。いくつかの質問をしてみましょう：

• 私のシステムにはどのような電子インターフェース（出力）が必要ですか？
• オブジェクト全体の最小ピクセル数は？
• カメラが必要とする総出力画素数は？

少なくとも1台は使えそうなカメラが見つかったので、希望するモードの水平有効画素数と垂直有効画素数を探してメモしてください。また、センサーの仕様にあるピクセルピッチも調べます。Raspberry Pi High-Quality カメラを使用する場合、"-md -3 "モードを使用する場合、これらの値は 4056*3040 と 1.55um です。

第三のステップは、許容可能な有効焦点距離の値の範囲を計算することです。次に、レンズの機械的なマウントの制約を設定します。目標とする水平画角または垂直画角が100度を超えていないか確認します。もしそうなら、レンズには歪曲収差がある可能性が高い。

そして、目標とするEFLの範囲にあるレンズを探します。

カメラFoVを決定するには、M12レンズ視野計算機を使用してください。

レンズとイメージセンサーの組み合わせのFoVを計算する

コンポーネント選択プロセスの最後のステップは、選択したレンズとセンサーの組み合わせの視野を計算することです。これは、計算したカメラ画角要件と照らし合わせることができます。最適なカメラとレンズの組み合わせが見つかるまで、各ステップを繰り返すことをお勧めします。当社のレンズで正確な組み合わせが見つからない場合は、お問い合わせください。

レンズの画角は、センサーサイズ、光学有効焦点距離（EFL）、レンズの歪曲収差によって決まります。当社の計算機では、歪曲収差を含まない簡略化した方程式を使用しています。

被写界深度計算機を使用してカメラのDoFを決定します。

レンズとイメージセンサーの組み合わせのDoFを計算する

最適なレンズとイメージセンサーの組み合わせを選択したら、システムの被写界深度を計算することができます。絞り（アイリス）調整可能なレンズの場合、この計算によってシステムの目標F/#を最適化することができます。被写体が500mmより近い場合は、部品選択の早い段階で被写界深度を計算することをお勧めします。2ピクセルのボケは「シャープにピントが合っている」、4ピクセルのボケは「適度にピントが合っている」となります。