电子成像仪器.ppt

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1、成像仪器（第一部分）主平面和焦距(等效、前、后主平面和焦距)多元件系统光瞳和窗;光阑和光圈数值孔径和f数单透镜相机人眼反射光学斜置场面成像条件（沙伊姆弗勒条件）,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-1,焦距和主平面EFL:等效焦距（或简称“焦距”）FFL:前焦距BFL:后焦距,MIT 2.71/2.710,FP:焦点/焦平面 PS:主平面,09/22/04 wk3-b-2,主平面的意义/1位于第二主平面，使,MIT 2.71/2.71009/22/04 wk3-b-3,相同光焦度的薄透镜,得光线通过第二焦点,主平面的意义/2相同光焦度,MIT 2.71/2.710,的薄

2、透镜,位于第一主平面，使得光线通过第一焦点,09/22/04 wk3-b-4,续：成像条件（薄透镜）,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-5,主平面的意义/3,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-6,主平面的意义/4,MIT 2.71/2.71009/22/04 wk3-b-7,满足，,m横向,，,数值孔径从成像系统对轴上物点所张的半角聚光率称作f数表示,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-8,光阑/数值孔径：物理意义,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-9,入瞳和出瞳入瞳出瞳,MIT 2.71/2

3、.710,09/22/04 wk3-b-10,主光线,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-11,视场光阑,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-12,入窗和出窗,入窗,出窗,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-13,总结,入窗,入瞳,场阑,出瞳,出窗,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-14,总结,入窗,入瞳,场阑,出瞳,出窗,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-15,范例：单透镜相机,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-16,范例：单透镜相机,MIT

4、2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-17,范例：单透镜相机,MIT 2.71/2.71009/22/04 wk3-b-18,1st FP出瞳（有效）,2st FP,范例：单透镜相机2st FP1st FP,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-19,范例：单透镜相机2st FP1st FP,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-20,例子：单透镜相机2st FP1st FP出瞳（有效）,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-21,范例：单透镜相机出瞳（有效）,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3

5、-b-22,例子：单透镜相机,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-23,自然界中的成像系统自然的体系结构满足生存的要求和具有一定的处理能力人眼:通过进化而获得下列特性适应性(例如：亮度调节)传输效率(例如：墨西哥草帽式的响应)绕过结构上的缺陷(例如：盲点)其它功能要求(例如：立体视觉)昆虫的眼睛:与人眼相似,但是更简单的处理器(人脑=1011神经元;昆虫的大脑=104神经元),MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-24,人眼解剖学由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-25,由于版权原因，图像被删除。

6、典型尺寸的人眼示意图照相机由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-26,适应性调节（聚焦）远处物体(未经调节的人眼)近处物体(调节的人眼),MIT 2.71/2.71009/22/04 wk3-b-27,距角膜2.5 cm以外均属于舒适的观察距离范围,人眼缺陷与缺陷的矫正由于版权原因，图像被删除。参考,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-28,人眼的“数字相机”：视网膜由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-29,人眼的数字相机：视网膜杆状细胞:强度(灰度)锥状细胞:色彩(R

7、/G/B)由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,http:/www.phys.ufl.edu/avery/,09/22/04 wk3-b-30,视网膜与数字相机,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-31,视网膜与数字相机,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-32,视网膜与数字相机由于版权原因，图像被删除。,视网膜图像,CCD图像,http:/www.klab.caltech.edu/itti/,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-33,视网膜的空间响应横向连接由于版权原因，图像被删除。http:/web

8、vision.med.utah.edu/,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-34,视网膜的空间响应横向连接http:/www.phys.ufl.edu/avery/,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-35,视网膜的空间响应横向连接“跳动点”错觉的解释:墨西哥草帽式的响应方式由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,http:/faculty.washington.edu/wcalvin,09/22/04 wk3-b-36,时间响应:像后面,MIT 2.71/2.710,http:/dragon.uml.edu/psych/,0

9、9/22/04 wk3-b-37,观看三维图像由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,http:/www.ccom.unh.edu/vislab/VisCourse,09/22/04 wk3-b-38,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-39,复眼由于版权原因，图像被删除。,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-40,复眼的组成元素:小眼由于版权原因，图像被删除。“像”的形成:模糊但能对移动边界的探测进行有效的计算,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-41,反射光学范例：球面镜成像,MIT 2.71/2.7

10、10,09/22/04 wk3-b-42,反射光学的符号规定反射之前的光从左向右传播，反射之后的光从右向左传播向左凸起的镜面的曲率半径为正反射之前指向右方的纵向距离是正的，反射之后指向左方的纵向距离是正的如果特殊强调，所有纵向距离都是正的逆时针将+z轴旋转一个锐角而获得的光线方向所对应的角度是正的,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-43,反射光学的公式,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-44,卡塞格伦望远镜,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-45,沙伊姆弗勒条件物面和像面在透镜平面上相交,MIT 2.71/2.710,09/22/04 wk3-b-46,