telecentric_lens — OPTICS telecentric op

• 데이터 종류: 없음 → table(인자만으로 정해지는 연산자 —— 이미지나 데이터 입력을 받지 않습니다)

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.telecentric_lens(kind='object', focal_mm=100.0, magnification=-0.5, na_object=0.01, front_aperture_mm=12.5, stop_shift_mm=0.0, glass='N-BK7', wavelength_um=0.58756)(구현을 직접 호출하려면 import telecentric; telecentric.telecentric_lens(kind='object', focal_mm=100.0, magnification=-0.5, na_object=0.01, front_aperture_mm=12.5, stop_shift_mm=0.0, glass='N-BK7', wavelength_um=0.58756), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("telecentric_lens"))

사용법

같은 단렌즈에서 조리개 위치만 바꾼 세 가지 결상 렌즈의 처방(raytrace.lens_system의 table).

> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.

• kind="entocentric" —— 通常のレンズ。絞りをレンズの直後(1 mm)に置く。入射瞳はレンズの位置にあり、主光線は物体から入射瞳へ向かって傾く(近い物ほど大きく写る)。

• kind="object" —— 物体側テレセン。絞りを後側焦点に置く。入射瞳は無限遠、物体側の主光線は光軸に平行。

• kind="bi" —— 両側テレセン。後側焦点の絞りの後ろに、前側焦点が絞りに来る 2 枚目のレンズ(焦点距離 |magnification| × focal_mm)を置く。物体は 1 枚目の前側焦点、倍率は −f₂/f₁。

*magnification* は横倍率(実像なので負)、*na_object* は物体側の開口数(絞りの半径を近軸の周辺光線から決める)、*front_aperture_mm* は前玉の半口径(テレセンの視野はこれで決まる)。*stop_shift_mm* は絞りを設計位置から光軸方向へずらす量(正 = 像側)で、テレセン度の崩れを再現する(Newton の式で入射瞳は前側焦点から −f²/δ)。レンズは *glass* の等凸単レンズで、縁の厚さが 1 mm 残る中心厚を選ぶ。像面は近軸の像の位置に固定する。

返り値は lens_system の dict に "design"(種別・焦点距離・絞りの半径・物体距離・面の役割)を足したもの。絞りの面は平面なので、その R は lens_system の規約どおり inf(非有限は契約)。raytrace のどの op にもそのまま渡せる(ただし入射瞳が無限遠の処方は raytrace.chief_ray では

狙えないので、主光線は chief_ray_angle を使う)。

패밀리 공통 입력 계약(fail-closed)

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.

자세한 사용 가이드

• optics_imaging 패밀리 가이드

참고(샘플 데이터·문헌)

• 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.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• poc_optics_drawings — py -3.11 examples/poc_optics_drawings.py

• poc_telecentric_metrology — py -3.11 examples/poc_telecentric_metrology.py

타입이 이어지는 다음 연산자(table 를 입력으로 받는 것)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

같은 카테고리(telecentric)

chief_ray_angle · magnification_vs_depth · telecentricity_error · defocus_spot_vs_depth · vignetting_vs_field · lens_equivalent_pinhole


*Provenance: telecentric.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

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