빛이 경계를 통과 할 때마다 그 경계와 상호 작용하는 빛의 파동 특성으로 인해 회절 되거나 구부러집니다. 광학 시스템에서, 일반적으로 원형 또는 원형과 같은 개구는 그러한 경계 중 하나이다.

빛이 조리개와 상호 작용하는 방식은 PSF ( Point Spread Function ) 또는 광학 시스템을 통과 한 결과로 빛의 포인트 소스가 어느 정도 퍼지는 정도에 의해 설명됩니다 . PSF는 시스템의 형상 (조리개의 모양 및 크기, 렌즈의 모양 등) 및 광학 시스템을 통과하는 빛의 파장에 의해 결정됩니다. PSF는 본질적 으로 2D 공간에서 무한히 좁거나 좁게 묶여있는 일부 단위 에너지 량의 광점 인 임펄스 기능 에 대한 광학 시스템의 임펄스 응답입니다 .

^{포인트 스프레드 기능 을 사용하여 피사체와 빛 의 컨벌루션 을 수행 하면 이미지가 원본보다 더 퍼져 나타납니다. 위키 미디어 공용 사용자의 위키 백과 사용자 Default007 . 공개 도메인.}

이론적으로 광학적으로 완벽한 이미징 시스템에서 완벽하게 둥근 조리개를 위해 PSF 기능은 Airy 디스크에 의해 설명되는데 , 이는 Airy 디스크에 의해 설명됩니다. “추가”) 및 파괴적인 간섭 (광파가 상호 작용하여 상쇄되도록).

Airy 디스크 패턴은 렌즈 품질이 불완전하거나 제조시 공차 오류로 인한 것이 아니라는 점에 유의해야합니다 . 이는 조리개의 모양과 크기 및 통과하는 빛의 파장의 기능입니다. 따라서, 에어리 디스크는 광학 시스템 ( ^1)에 의해 생성 될 수있는 단일 이미지의 품질에 대한 일종의 상한 이다.

^{원형 조리개를 통과하는 점 광원이 퍼져 에어리 디스크 패턴이 생성됩니다. 으로 사쿠란보 에서, 위키 미디어 공용 . 공개 도메인.}

렌즈를 통과하는 대부분의 빛이 조리개 가장자리와 상호 작용하지 않도록 조리개가 충분히 크면 이미지가 더 이상 회절 제한 되지 않습니다 . 이 시점에서 생성 된 완벽하지 않은 이미지는 조리개 모서리에 의한 빛의 회절 때문이 아닙니다. 실제 (이상적이지 않은) 이미징 시스템에서, 이러한 결함은 노이즈 (열, 패턴, 판독, 샷 등); 양자화 에러 (다른 형태의 잡음으로 간주 될 수 있음); 렌즈의 광학 수차; 교정 및 정렬 오류.

노트:

1. 이미징 시스템의 겉보기 광학 품질이 Airy 디스크 제한보다 우수하도록 생성 된 이미지를 개선하는 기술이 있습니다. 운이 좋은 이미징 과 같은 이미지 스태킹 기술 은 동일한 피사체의 여러 이미지 (수백)의 서로 다른 이미지를 함께 쌓아서 겉보기 품질을 향상시킵니다. Airy 디스크는 퍼지 동심원의 퍼지처럼 보이지만 실제로는 확률을 나타냅니다카메라 시스템으로 들어오는 빛의 소스가 이미 저에 도달하는 위치. 이미지 스태킹에 의해 생성 된 품질의 증가는 광자의 위치에 대한 통계적 지식의 증가에 기인한다. 즉, 이미지 스태킹은 문제에 잉여 정보의 잉여를 던져 PSF에 의해 기술 된 바와 같이 개구를 통한 광의 회절에 의해 생성되는 확률 적 불확실성을 감소시킨다.

2. 겉보기 크기와 별 또는 점 광원의 밝기와의 관계 : 광원이 밝을수록 PSF의 강도 ( “높이”)는 증가하지만 직경은 증가하지 않습니다. 그러나 이미징 시스템으로 들어오는 증가 된 광 강도는 PSF에 의해 조명되는 영역의 경계 픽셀을 더 많은 광자가 조명한다는 것을 의미합니다. 이것은 빛의 “빛 개화”, 또는 주변 픽셀에 빛의 “흘림”의 형태입니다. 이것은 별 의 겉보기 크기를 증가시킵니다 .

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