무엇을 찾고 있습니까?
‘스트레이 라이트’란 무엇인가?
미광의 정의
미광은 원치 않으며 광학 시스템의 의도된 기능 성능을 방해하는 모든 전자기 복사입니다. 원치 않는 미광은 이미징 시스템 또는 프로젝션 시스템 모두에서 발생할 수 있지만, 일반적으로 전자를 제어하는 것이 더 중요합니다. 미광은 광학 시스템이 포착하는 물체, 의도하지 않은 외부 방출체에서 발생하거나, 적외선 감지 시스템의 경우 시스템 자체의 구성 요소가 자체 열로 인해 빛을 방출하여 발생할 수 있습니다.
미광의 예시:
- 광학 시스템 내부의 기계적 장착 표면에서 반사되는 빛
- 시스템 인클로저의 틈새를 통해 새어 나오는 빛
- 시스템 광학 표면의 먼지 및 기타 결함으로 인한 빛 산란
- 대기 중 도시 조명의 반사로 인해 발생하여 지상 기반 천문학에 영향을 미치는 스카이 글로우
- 궤도 망원경에 영향을 미칠 수 있는 태양, 지구 및 달
목차
미광의 두 가지 유형
미광은 고스트와 플레어 또는 베일링 글레어의 두 가지 뚜렷한 유형으로 특성화될 수 있습니다.
고스트는 이미지 필드의 광원에서 나오는 빛이 두 번 이상의 원치 않는 반사를 겪은 후 이미징 장치에 도달하여 원치 않는 고스트 이미지를 생성할 때 이미징 시스템에서 발생합니다. 디지털 카메라의 경우, 고스트 이미지의 가장 일반적인 원인 중 하나는 이미징 장치에서 광학 시스템으로 다시 반사된 다음 렌즈 표면에서 다시 반사되어 보조 이미지를 형성하는 빛입니다.
플레어 또는 베일링 글레어는 일반적으로 광학 표면의 결함 또는 시스템의 기계적 요소에서 빛이 광학 시스템 내부에서 산란될 때 발생합니다. 베일링 글레어는 또한 연무 또는 스카이 글로우와 같은 대기 중 빛의 반사에 의해 발생할 수 있습니다.
- 이미징 표면 간의 의도하지 않은 반사로 인해 발생
- 회절 격자에 의해 생성된 더 높거나 차단되지 않은 회절 차수에서 발생하는 결과
- 밝은 산란 표면의 2차 이미징을 통해 형성
플레어 또는 베일링 글레어:
- 광학 시스템의 시야 외부 소스에서 이미지로 유입
- 시야 내의 밝은 소스 또는 따뜻한 표면의 열 방출에서 발생
- 광학 시스템 내에서 빛이 산란될 때 발생
그림 1. 고스트 예시: 휴대폰 카메라로 촬영한 사진으로, 촛불의 선명하게 초점이 맞춰진 세 개의 고스트 이미지를 명확하게 보여줍니다. 또한 가운데 선명한 고스트 이미지를 중심으로 하는 네 번째 확장된 고스트 이미지가 있습니다.
설계에서 미광을 찾는 것이 왜 중요할까요?
미광은 이미지에 원치 않는 빛을 추가하여 이미지의 대비를 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, 미광은 다음을 유발할 수 있습니다.
- 감지 시스템의 민감도를 감소시킵니다.
- 상업용 이미징 시스템에서 보기 좋지 않은 이미지를 생성합니다.
- 광 투사 시스템의 빔 패턴에 원치 않는 밝은 점을 유발합니다.
소프트웨어는 미광을 찾는 데 어떻게 도움이 될까요?
미광은 이미지에 원치 않는 빛을 추가하여 이미지의 대비를 감소시킬 수 있습니다. 예를 들어, 미광은 다음을 유발할 수 있습니다.
- 감지 시스템의 민감도를 감소시킵니다.
- 상업용 이미징 시스템에서 보기 좋지 않은 이미지를 생성합니다.
- 광 투사 시스템의 빔 패턴에 원치 않는 밝은 점을 유발합니다.
그림 2. 고스트 예시: 단일 고스트 이미지 경로의 순차적 광선 추적. 시야 내 물체에서 나온 빛이 렌즈를 통과하여 오른쪽 검출기에 이미지를 형성합니다. 그런 다음 빛의 일부는 검출기에 의해 렌즈로 다시 반사됩니다. 렌즈 표면 중 하나가 빛을 다른 위치의 검출기로 다시 반사합니다. 이 고스트 이미지는 고스트 빛이 검출기에 거의 초점이 맞춰져 있기 때문에 흥미롭습니다. 이는 빛이 더 넓은 영역에 퍼져 있을 때보다 훨씬 더 밝은 고스트 이미지를 생성할 것입니다.
플레어는 다양하고 종종 예상치 못한 광학 경로를 통해 광학 시스템으로 유입될 수 있습니다. 몬테카를로 소프트웨어를 사용하여 기여도를 조사할 수 있습니다. 무차별 대입 방식은 많은 광선을 무작위로 생성하고 모델을 통해 에너지가 어떻게 분포되는지 분석합니다. 분산 감소 방식은 고각 산란과 같은 낮은 확률의 이벤트를 포함하는 경로에서 발생하는 기여도를 효율적으로 찾을 수 있습니다.
그림 3. 의도하지 않은 빛의 예시: 시야 내 물체에서 나온 빛이 렌즈 마운트에서 산란된 후 렌즈 표면에 의해 검출기로 반사됩니다.
미광 시뮬레이션을 위한 계산 접근 방식
고스트 이미지와 플레어로 구성된 미광의 분석 및 제어는 이미징 시스템 설계에 있어 중요하지만 복잡한 작업입니다. 고스트 이미지는 주 광학 경로의 표면에서 발생하는 다중 반사로 인해 발생합니다. 초점 또는 초점 근처의 이미지 평면에 충돌하는 고스트 이미지는 특히 우려되는 부분입니다. 플레어는 렌즈 마운트, 렌즈의 비광학 표면(평면 및 가장자리 등), 그리고 검출기 자체에서 반사되어 검출기로 다시 이미징되는 빛에서 발생할 수 있습니다. 검출기 미세 구조의 회절 또한 검출기에서 반사된 빛을 모델링하는 과정을 복잡하게 만들 수 있습니다.
소프트웨어를 사용하여 미광 모델링
조명 시스템 설계 모델링 및 최적화
일반 조명, 백라이트 디스플레이, LED 및 차량 내부 조명 설계를 위해 LightTools 조명 설계 소프트웨어는 조명 시스템 설계를 모델링하고 최적화합니다. LightTools는 업계 최고의 설계 기능, 신뢰성 및 정확성을 향상시키는 미광 분석 기능을 제공합니다.
그림 4. 광선 이력 센서 예시: 표면 센서에서 에지 라이트 설계 광선 복원.
자동차 조명 설계 모델링 및 시뮬레이션
자동차 전방, 후방 및 신호 조명의 설계 모델링 및 실시간 시뮬레이션을 위해 LucidShape 소프트웨어는 완벽한 설계, 시뮬레이션 및 분석 도구 세트를 제공합니다.
광학 시스템 모델링, 분석 및 최적화
이미징 또는 자유 공간 통신 시스템을 모델링하는 소프트웨어의 경우, CODE V는 광학 시스템 개발을 위한 모델링, 분석, 최적화 및 제작 지원에 사용되는 컴퓨터 지원 설계 소프트웨어입니다. 응용 분야에는 항공 우주, 카메라, 정보 디스플레이, 미세 리소그래피 및 포토닉스가 포함됩니다.
장면 미광 및 가산 미광원 시뮬레이션
ImSym은 시스템 내 원치 않는 빛의 영향을 이해하는 데 도움을 주며, 제조에 들어가기 전에 이미징 시스템의 엔드투엔드 모델을 제공합니다. 이 모델에는 렌즈, 센서, 이미지 및 신호 프로세서(ISP)가 포함되어 있어 정밀하고 정량적인 데이터로 이미지를 시각화할 수 있습니다. 이러한 기능은 개발 프로세스를 간소화하여 다음 이미징 제품을 더 빠르게 시장에 출시할 수 있도록 지원합니다.
미광 워크플로우
카메라 시스템의 미광을 분석하기 위해 키사이트 소프트웨어를 사용하는 일반적인 워크플로는 다음과 같습니다.
키사이트와 함께 미광 모델링 및 분석
당사의 광학 설계 엔지니어링 포트폴리오는 미광 모델링 및 분석을 위한 여러 소프트웨어 옵션을 제공합니다. 올바른 소프트웨어 선택은 귀하의 응용 분야에 따라 달라지며, 당사 제품은 공동 시뮬레이션을 지원합니다.
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