ISO 15795:2002 光学および光学機器—光学システムの品質評価—色収差による画質劣化の評価 | ページ 2

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序文

ISO (国際標準化機構) は、各国の標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合です。国際規格の作成作業は、通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。 ISOと連携して、政府および非政府の国際機関もこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するすべての問題について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。

国際規格は、ISO/IEC 指令で指定された規則に従って起草されます。 3.

技術委員会の主な任務は、国際規格を準備することです。技術委員会によって採択されたドラフト国際規格は、投票のためにメンバー団体に配布されます。国際規格として発行するには、投票するメンバー団体の少なくとも 75% による承認が必要です。

この国際規格の一部の要素が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部または全部を特定する責任を負わないものとします。

ISO 15795 は、技術委員会 ISO/TC 172, 光学および光学機器、小委員会 SC 1, 基本規格によって作成されました。

この国際規格の附属書 A は情報提供のみを目的としています。

序章

波長による屈折率の変化(分散)による収差は、通常「色収差」と呼ばれます。もともと、この表現は、これらの収差が存在する場合、点、線、エッジなどのオブジェクトの画像に、輝度の変化に加えてカラー フリンジが現れるという事実に基づいていました。

この観点から、点広がり関数 (PSF) および関連する光伝達関数 (OTF) の概念 (ISO 9334 を参照) は、基本的に光情報の発光 (またはより一般的な放射) 伝達です。スペクトル透過率と透過チェーンの感度の結果である波長に関する信号は 1 つしかありませんが、透過チェーンが人間の目の相対的な視感感度と同一ではない場合でも同様です。

現在、物理科学の領域における「色」、より具体的には「彩度」という用語は、CIE Publication No. 15.2 (参考文献の参考文献 [1] を参照) による測色によって明確に定義されており、その領域に限定されています。通常の(三色の)人間の観察者がアクセスできる電磁スペクトル。

ただし、電磁波の分散挙動による収差を考慮する場合、光学波長帯のスペクトル領域が人間の目の感度限界よりもはるかに広いことを考慮する必要があります。この領域は、UV から中程度の IR まで広がる可能性があります。このようなアプリケーションでは、人間の視覚プロセスは関与しません。関与する場合は、情報を特定の視覚波帯に変換することによってのみ関与します。

それにもかかわらず、波長またはいくつかのスペクトルで重み付けされた波長帯域による点または線の広がり関数の形状と位置の変化の事実は依然として与えられています。この分散動作を特徴付けるには、比色分析を扱う必要はありませんが、特定の参照波長または参照スペクトル重み付けに対する拡散関数の位置と範囲を記述する必要があります。

この意味で、現在の国際規格は色の感覚を扱っていませんが、「色収差」という用語は、そのような色収差の波長依存特性を説明するために純粋に物理的な方法で使用されています。

光学系の所与の像面における波長による広がり関数の変化は、横方向の並進、およびさらに形状および幅の変化によって特徴付けることができる。

スプレッド関数の典型的な座標点の横方向の移動は、横方向の色収差と呼ばれますが、フォームと範囲は、スプレッド関数 (エッジ幅) に対する重み付け手順から導出される 2 つの数値によって特徴付けることができます。

縦色収差は、基準面に対する特定の波長または波長帯、および定義されたフォーカス (または画質) 基準に対する最良の像面の軸上の位置を示します。

1 スコープ

この国際規格は、色収差に関連する用語を定義し、それらの用語間の数学的関係を示しています。

また、色収差の測定に関する一般的なガイダンスを提供し、回転対称結像ジオメトリになるように構成された光学結像システムに有効です。これは、光電子イメージング システムにも有効です。

2 参考文献

次の規範文書には、このテキストで参照することにより、この国際規格の規定を構成する規定が含まれています。日付の記載された参考資料については、これらの刊行物に対するその後の修正または改訂は適用されません。ただし、この国際規格に基づく協定の当事者は、以下に示す規範文書の最新版を適用する可能性を調査することをお勧めします。日付のない参照については、参照されている規範文書の最新版が適用されます。 ISO および IEC のメンバーは、現在有効な国際規格の登録簿を維持しています。

  • ISO 9334:1995, 光学および光学機器 - 光学伝達関数 - 定義と数学的関係
  • ISO 9335:1995, 光学および光学機器 - 光学伝達関数 - 測定の原理と手順
  • ISO 9039:1994, 光学および光学機器 - 光学システムの品質評価 - 歪みの測定
  • ISO 11421:1997, 光学および光学機器 — 光学伝達関数 (OTF) 測定の精度

参考文献

[1]CIE Publication No. 15.2:1986, 測色、第 2 版
[2]Thomas H.、エッジ画像解析による写真レンズの画質の評価。 pro SPIE 467 (1983), pp. 76-81
[3]マルクスH.、トマスのエッジ画像幅の光学伝達関数の評価尺度への変換。 Optik 66 No. 2 (1984), pp. 117-131

Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.

International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, 3.

The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

ISO 15795 was prepared by Technical Committee ISO/TC 172, Optics and optical instruments, Subcommittee SC 1, Fundamental standards.

Annex A of this International Standard is for information only.

Introduction

Aberrations due to the variation of the refractive index with wavelength (dispersion) are usually termed “chromatic aberrations”. Originally, this wording was based on the fact that, in the presence of these aberrations, the image of objects such as points, lines and edges, exhibit coloured fringes in addition to the variation of luminance.

From this point of view, the concept of the point spread function (PSF) and the related optical transfer function (OTF), see ISO 9334, is basically a luminous (or more general radiative) transfer of optical information. There is only one signal regarding wavelength which is the result of the spectral transmission and sensitivity of the transmission chain, even if the latter is not identical to the relative luminous sensitivity of the human eye.

Nowadays, the terms “colour” and, more specifically, “chroma” in the domain of physical science are well defined by colorimetry according to CIE Publication Nr. 15.2 (see reference [1] in the Bibliography) and are restricted to that region of the electromagnetic spectrum, which is accessible to the normal (trichromatic) human observer.

However, when concerned with aberrations due to the dispersive behaviour of electromagnetic waves, it is necessary to take into account that the spectral region of the optical waveband is by far wider than the limits of sensitivity of the human eye. This region may extend from the UV to the medium IR. In such applications, the human visual process is not involved or, if so, only by means of certain translations of the information into the visual waveband.

Nevertheless, the fact of variation of the form and position of the point or line spread function with wavelength or with some spectrally weighted wavebands is still given. To characterize this dispersive behaviour, one has not to deal with colorimetry, but should describe the position and extent of the spread function relative to that of a certain reference wavelength or reference spectral weighting.

In this sense, the present International Standard will not deal with colour sensations, but the term “chromatic aberrations” is used in a purely physical manner to describe the wavelength dependent properties of such aberrations.

The variation of the spread function with wavelength in a given image plane of an optical system may be characterized by a lateral translation and additionally by a variation in form and width.

The lateral translation of a typical coordinate point of the spread function will be called lateral chromatic aberration, whereas the form and extent can be characterized by two numbers derived from a weighting procedure over the spread function (edge width).

The longitudinal chromatic aberration indicates the axial position of the best image plane for a certain wavelength or waveband with respect to a reference plane and for a defined focusing (or image quality) criterion.

1 Scope

This International Standard defines terms relating to chromatic aberrations and indicates the mathematical relationships between those terms.

It also gives general guidance for the measurement of chromatic aberrations and is valid for optical imaging systems which are constructed to be of rotational symmetric imaging geometry. It is also valid for optoelectronic imaging systems.

2 Normative references

The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of currently valid International Standards.

  • ISO 9334:1995, Optics and optical instruments — Optical transfer function — Definitions and mathematical relationships
  • ISO 9335:1995, Optics and optical instruments — Optical transfer function — Principles and procedures of measurement
  • ISO 9039:1994, Optics and optical instruments — Quality evaluation of optical systems — Determination of distortion
  • ISO 11421:1997, Optics and optical instruments — Accuracy of optical transfer function (OTF) measurement

Bibliography

[1]CIE Publication Nr. 15.2:1986, Colorimetry, 2nd edition
[2]Thomas H., Assessment of image quality of photographic lenses by edge image analysis. Proc. SPIE 467 (1983), pp. 76-81
[3]Marx H., Umrechnung der Thomasschen Kantenbildbreite in ein Bewertungsmaß für die optische Übertragungsfunktion. Optik 66 Nr. 2 (1984), pp. 117-131