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ピント出し用マスク形状

　ピントを探すためのマスクとしてどんな形状マスクが良いかを調べました。　マスクパターンを６種類用意し、それをもとにピント前後での回折像を計算することにします。　

マスク形状６種類：



このマスクをフーリエ変換してフォーカス前後の回折像を見ることにします。　口径20cm焦点距離2000mmを使ったケースを模してます。1画素1ミクロン相当で、　波長は500nmの１波長。
9ミクロン画素CCDと組み合わせたシステムの場合の焦点深度180ミクロンですが、はじめはその2倍の360ミクロンおきにデフォーカスして出力。


ここで分かることは、一番右の十字マスク以外は全て、焦点深度の2倍前後しても（合計深度の4倍）それほどイメージが変化しないということです。　ですから、穴タイプだと深度内へピントを追い込むのが難しいことがわかります。　十字マスクだけ、顕著にピント位置とデフォーカスイメージが違いますから、ピントを追い込み安そうです。

ではもっと拡大してみてみましょう。　デフォーカスは焦点深度の180ミクロンずつ（合計深度の２倍）にします。


やはり十字マスクが最も敏感にイメージが変化することがわかります。　強いていうと、２または４穴でもフォーカス直前後で異質な映像をみせるようです。

さらに拡大し、90ミクロンずつずらして十字マスクが本当に深度内へ追い込めるかを確認します。



またさらに9ミクロンピッチで積分して、9ミクロン画素CCDで撮影した映像でみることにしましょう。

マスク形状と90ミクロンおきにデフォーカスしたときの十字マスクによる回折像
真中３つの回折像が焦点深度内ですから、十字の回折像を見ることでピントあわせが深度内に追い込めることを意味しています。ここで１つ留意してほしいのが、十字マスクはニュートン鏡などの副鏡の支持棒による遮蔽としがって、回折像が発生しやすくなってます。　したがってよりピントだしがやり易いと思われます。


その他のマスクと回折像

６本スポークのマスクの場合

マスク形状と90ミクロンおきにデフォーカスしたときのそのマスクによる回折像

３本スポークのマスクの場合

マスク形状と90ミクロンおきにデフォーカスしたときのそのマスクによる回折像

2000,1,26

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