linescan op• 데이터 종류: table → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.lens_field_profile(system=None, image_heights_mm=None, frequencies_lp_mm=(10.0, 20.0, 35.0), grid=96, wavelength_um=None)(구현을 직접 호출하려면 import linescan; linescan.lens_field_profile(system=None, image_heights_mm=None, frequencies_lp_mm=(10.0, 20.0, 35.0), grid=96, wavelength_um=None), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("lens_field_profile"))
광선 추적으로 상고마다의 상대 조도와 MTF(table, 유한 거리의 물체 = 라인 스캔의 사용법).
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
照度: Lambert の物点から射影立体角の一様格子で光線を出し、像面に届いた光束を数える(_flux_trace)。像面の照度 = 光束 ÷ 像の面積要素(径方向の倍率 × 接線方向の倍率、像高の有限差分 —— 歪曲も入る)。相対照度は 3 つの積に厳密に分かれる(どれも返す):
relative_illumination = cos4 × pupil_factor × area_gain
• cos4: 物体側の主光線角(物点から近軸の入射瞳の中心へ)の cos⁴ —— 自然な周辺減光の閉形式(optics.relative_illumination と同じ式)。
• pupil_factor = (光束の比) / cos4: 1 なら理想の cos⁴、1 未満は口径食(鏡筒・レンズの縁・面の球の端で光束が欠ける)、1 より大きいのは軸外で入射瞳が広がって見える(瞳収差)。
• area_gain = 軸上の面積要素 / その像高の面積要素: 樽型歪曲は像を縮めるので照度を上げる。
MTF: 通った光線の像面の座標から幾何光学の OTF の絶対値 |⟨exp(−2πi ν (x − x̄))⟩|(各光線は等しい光束)を、サジタル(像高に直交、x)とタンジェンシャル(像高の向き、y)で。回折の MTF(円形瞳、近軸の作動 F 値)を mtf_diffraction に並べ、mtf_sagittal / mtf_tangential は幾何 × 回折(積の近似 —— 収差が回折より十分大きいか小さいときに良い)。ラインセンサは径方向に 1 列に並ぶので、タンジェンシャル = 幅方向(画素の並び)、サジタル = 流れ方向。
*system*: raytrace.lens_system(有限距離の物体、既定 = linescan_lens_example("linescan"))。*image_heights_mm*: 像高(既定 0〜28.672 mm = 8192 × 7 µm の半分を 9 点)—— 物体高は近軸倍率で割って出す。像高の位置(面積要素)は主光線、主光線が通らなければ通った光線の重心で測る。返り値 dict: image_height_mm / object_height_mm / chief_image_mm / distortion_percent / relative_illumination / cos4 / pupil_factor / area_gain / flux_ratio / frequencies_lp_mm / mtf_sagittal / mtf_tangential(像高 × 周波数)/ mtf_geometric_sagittal / mtf_geometric_tangential / mtf_diffraction / covered(光線が 3 本以上届いたか)/ magnification / working_fno。届かない像高は照度 0・MTF NaN(covered False)。
Raises ValueError: 物体が無限遠(像の面積要素の扱いが違う —— optics.relative_illumination / lensimage を使う)/ 像高・周波数が非有限か負 / grid が [16, 256] の外 / 軸上で光線が 1 本も通らない / 窓を広げても光線が窓の縁を通る。
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• poc_tdi_linescan — py -3.11 examples/poc_tdi_linescan.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
linescan)tdi_snr · tdi_sync_mtf · linescan_acquire · linescan_lens_columns · linescan_lens_example
*Provenance: linescan.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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