사진측량학/사진측량용 카메라와 광학

용어

지표(fiducial mark)♣

• 사진좌표의 기준. 렌즈왜곡, 필름 신축 보정에도 쓰임.

사진 지표라는 건 가장자리의 표식들임. 지표끼리 서로 연결한 선이 교차하는 점이 주점

렌즈 왜곡

• 렌즈 제작 불완전으로 상이 필름 상에 촬영되어야하는 위치에서 벗어나 찍히는 현상. 예 : 직선이 곡선으로 보임.

검정데이터(Calibration data)

• 렌즈 왜곡 제거를 위해 사용하는 보정식들의 계수

항공측량 카메라 특징

일반카메라에 비해...

• 초점 길이 길다.(80-210mm)
• 렌즈 지름, 화각 큼(60, 90, 120도)
• 렌즈 왜곡 극히 적음.
• 높은 해상도, 선명도.
• 주변부 입사광선 광량감소 거의 없음.
• 셔터속도 1/500 - 1/1000. 저속 셔터 없음.
• 필름 카메라는 파인더를 통해 촬영경로 확인, 사진 중복도 조정.
• 필름 큼. 압착장치 있고 난반사 방지 가능.
• 중량 80kg.

분류	화각	용도
초광각	120도	소축척 도화용
광각	90도	일반 도화, 판독용
보통각(표준각)	60도	산림 조사용

항공디지털 카메라

• 원하는 화질을 얻기 위해 너무 많은 CCD를 넣으면 경제성이 떨어짐. 따라서 3 array CCD, line scanning, push broom scanner같은 방식들이 등장.
  • 3 array CCD는 지상을 선형으로 스캐닝하여 동시에 전방, 후방, 수직의 스트립 형태 영상 얻음. 이를 조합하여 입체시 가능.

렌즈의 3요소

초점거리(Focal length)

• 무한대 포커싱을 했을 때 렌즈 중심에서 필름까지 수직거리

밝기(Lens brightness)

• 조리개 최대 개방 상태에서 렌즈 통과하여 필름 또는 CCD에 도달하는 빛의 양

화각(Field of View)

• 필름면 대각선 길이와 초점을 연결한 각도. 한 장의 사진에 담을 수 있는 지역 면적과 관계있음.

렌즈의 기하학적 특성

초점길이 f

${\frac {1}{f}}=(n-1)\left({\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}\right)$

• n : 유리 굴절지수
• R₁, R₂ : 렌즈 곡률반경

• 
  곡률반경 R₁의 중심이 렌즈 우측에 있으면 +, 좌측에 있으면 -. R₂의 중심이 렌즈 좌측에 있으면 +, 우측에 있으면 -
• 

렌즈 수차, 왜곡

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수차

aberration. 영상 선명도 저하시킴.

종류 4가지

• 구면수차(spherical aberration)
• 혜성형 수차(coma, 비대칭 수차)
• 비점수차(astigmatism, 난수차)
• 색 수차(chromatic aberration)

구면수차(spherical aberration)

• 렌즈 구면의 연마불량으로 인해 생김. 광축 주위에서 상 분해 유발, 착란원(circle of confusion) 생김. 착란원 최소인 곳에 상면을 설치하여 구면수차 줄임.

구면 수차

혜성형 수차(coma, 비대칭 수차)

• 광원이 광축에 경사지게 입사할 때 또렷한 상이 형성되지 못하고 어두운 부분을 정점으로 꼬리를 가진 혜성 모양 상이 생기는 것.

• Coma
• 
• 

비점수차(astigmatism, 난수차)

• 렌즈 표면 불완전으로 생기는 수차. 대상물 거리가 동일하더라도 광축과 이루는 각도가 다양하게 발생, 곡면 형성.(화면 곡률(Curvature of Field)). 조합렌즈 이용하여 최소화.

비점수차

색 수차(chromatic aberration)

• 가시광선 파장 차에 의한 수차. 색깔마다 굴절률이 달라 한 점에서 초점을 맺지 못함. 볼록, 오목렌즈 조합하여 최소화.

색 수차

왜곡

Distortion. 기하학적인 질을 저하. 정확히 상이 맺혀야 할 위치가 아니라 엉뚱한 곳에 맺힘.

종류 2가지

• 방사 왜곡(radial distortion)
• 접선 왜곡(tangential distortion)

방사왜곡

• 광축으로부터 방사방향으로 생김. 렌즈 그라인딩 결함이 원인.

접선왜곡

• 렌즈 조합 시 렌즈 중심이 정확히 맞지 않아 생김. 방사왜곡에 비해 작아 종종 무시.

렌즈 검정

기본적인 검정방법 4가지

• 정밀측정방법(Collimator method)
• 실험실방법(laboratory method)
• 현장방법(Field method)
• 스텔라 방법(Stellar method)