- •энергетические и
- •Связь энергетических и светотехнических (световых) величин
- •Угловая плотность светового потока (сила света)
- •С учётом приведенного ранее соотношения
- •для точечного источника излучения (закон обратных квадратов):
- •2.2. Преобразование трехмерного пространственное распределение лучистого потока объекта в двумерное оптическое изображение
- •F-число:
- •Выбор объектива по фокусному расстоянию
- •Фокусное расстояние объектива для поля зрения по горизонтали и вертикали
- •Разрешающая способность объектива. ПИХ, ЧКХ
- •Типичные ЧКХ видеокамеры стандартной чёткости
- •2.3 Оптическое преобразование. Основные виды искажений
- •Хроматические аберрации в ОС
энергетические и
светотехнические
величины2.1 Основные э ергетические и световые светотехнические величины Распределение энергии в пространстве
W W x, y, z,t, Вт с
Мощность лучистой энергии, мощность излучения, лучистый поток или поток излучения
ФЭ dWdtЭ Вт
Для случая сложного излучения:
Для линейчатого спектра
ФЭ ФЭ ( i )
0
ФЭ( i) - лучистые потоки спектральных составляющих
Для сплошного спектра
ФЭ f Э d
0
fЭ - спектральная интенсивность (плотность) лучистого потока
fЭ |
dФЭ |
Вт нм |
|
d |
|||
|
|
Связь энергетических и светотехнических (световых) величин
световой поток
ФС KM fЭ ( ) d лм
|
0 |
|
- относительная видность |
|
Км - максимальное |
|
значение видности - |
|
отношение светового |
|
потока к лучистому потоку |
|
в максимуме графика |
|
относительной видности |
|
( = 555 нм). |
Относительная спектральная |
Км = 683 лм/Вт. |
|
|
чувствительность зрения - кривая |
|
видности |
|
Угловая плотность светового потока (сила света)
I ddФ кд лмстер
dФ - световой поток, распространяющийся в данном направлении; d - элементарный телесный угол, содержащий это направление
под яркостью понимается отношение силы света элемента поверхности в выбранном направлении к площади проекции элемента на плоскость, перпендикулярную этому направлению
|
dI |
|
2 |
|
L |
|
|
кд м |
|
dA |
||||
|
|
|
|
|
dA - площадь проекции элемента
поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения
dA dA cos
- угол между нормалью к элементу излучателя и выбранным направлением
С учётом приведенного ранее соотношения
L dI dA cos
Определение яркости через световой поток
L д2Ф д дA cos
Уровень облучения поверхности, на которую падает поток, распределение потока по поверхности, или освещенность
E dФdA лк
dФ - световой поток, падающий на элемент поверхности dA
для точечного источника излучения (закон обратных квадратов):
EI cos r2
- угол между направлением падающего излучения и нормалью к поверхности A; r - расстояние от источника излучения до облучаемой поверхности
Типичные значения освещенностей
2.2. Преобразование трехмерного пространственное распределение лучистого потока объекта в двумерное оптическое изображение
Степень геометрического преобразования - масштаб изображения
M |
h |
|
b |
|
a |
|
H |
об |
B |
A |
|||
|
|
|
об |
|
|
Освещенность оптического изображения
..
E О2
E0 об об 2
4 1 M
где об - коэффициент отражения объекта; об - коэффициент пропускания оптической системы
ÖDoc f
Ö- относительное отверстие оптической системы (Dос -
диаметр входного зрачка оптической системы, f’ - фокусное расстояние оптической системы); Eоб - освещенность объекта.
F-число:
F 1..
O
Глубина резко изображаемого пространства
P R2 |
R1 |
|
|
|
||
где R1 |
- передняя граница резко изображаемого пространства, R2 - |
|||||
задняя граница резко изображаемого пространства |
||||||
R1 |
|
|
Rf 2 |
R2 |
Rf 2 |
|
|
f 2 F R f z |
f 2 F R f z |
||||
|
|
|
где z - допустимый размер пятна рассеяния в плоскости изображения, м, R – расстояние от передней главной плоскости до сфокусированного объекта
Выбор объектива по фокусному расстоянию
Углы поля зрения по вертикали и горизонтали
Фокусное расстояние объектива для поля зрения по горизонтали и вертикали
где V, H – размеры светочувствительной поверхности преобразователя свет-сигнал (ПСС) (см. рис.)
Чтобы объект был вписан в поле зрения по вертикали и горизонтали, следует выбрать минимальное из двух фокусных расстояний
Физические размеры СВП ПСС СОТ
Разрешающая способность объектива. ПИХ, ЧКХ
Исходное изображение |
Изображение, искаженное ОС |