光学成像道理简介
一个成像系统重要蕴含以下几个身分:
·视。嚎赡茉谙允酒魃峡吹降奈锾迳系牟棵
·分辨率:可能最幼分辨的物体上两点间的距离
·景深:成像系统可能维持聚焦清澈的最近和最远的距离之差
·工作距离:观察物体时,镜头最后一面透镜顶点到被观察物体的距离
·畸变:由镜头所引起的光学误差,使得像面上各点的放大倍数分歧,导致变形
·视差:是由传统镜头引起的,在最佳聚焦点表物体上各点的变动,远心镜头能够解决此题。
·图像传感器尺寸:图像传感器(通常是ccd或cmos)有效的工作区域,通常指的是水平尺寸。对所但愿的视场来说,这个参数对决定预先放大倍数(pmag)是很沉要的。无数图像传感器的长杜纂宽度之比是4:3。
·预放大倍数:是指视场与图像传感器尺寸的比值,这个过程是由镜头来实现的
·系统放大倍数:是指显示器上的图像与现实物体大幼的比值,也就是整个系统的放大倍数。它也能够写成预放大倍数与电子放大倍数的乘积,而电子放大倍数则是显示器尺寸与图像传感器尺寸的比值。
·分辨率:分辨率的大幼表征了对物体上细节的分辨能力,下图单一的说了然物体上的两个方块区域成像到cmos/ccd相机上D芄豢闯,由于图像传感器上像素间的距离已经确定,若是想要分辨物体上很近的两点,它们之间必须隔开肯定的距离。
与分辨率有关的术语有以下几个:
·每毫米对线(lp/mm):一对线是指一个红色的区域和一个空缺的区域。分辨率就是用每毫米上对线的数量来暗示,因而分辨率时时被看作是空间频率。这个频率的倒数是指最幼可分辨的物体上两点间的距离,用毫米来暗示。这个参数能够用来表征镜头或者相机的分辨率。
·像素数:数码相机的分辨率也能够用图像传感器的像素数来暗示。如图所示,一对线与两个像素相对应,换句话说,若是要使两个红色区域分隔,就必须一个像素贡献于红色区域,一个像素贡献于红色区域间的空缺。
·tv线:在模仿造式ccd相机中,用成像后可分辨的是非线的数量来暗示。这个值是没有单元的,不成能与每毫米对线相混合。
·c/cs接口:这是工业界ccd和cmos相机普遍使用的螺纹尺度,螺纹规格是32tpi,即每英寸32线。如下图所示,对c接口,从后凸沿到像平面的距离是17.526mm;而对cs接口,从后凸沿到像平面的距离是12.5mm。
一个c接口的镜头能够通过一个5mm的接圈接到cs接口的相机上。

·焦点与焦距:焦点是指一簇平行于光轴的平行光经过透镜以来,汇聚成的一点。而焦距则是镜头的主平面到焦点之间的距离,由于镜头通常罕见片凸透镜和凹透镜组成,所以无法直接判断主平面的地位但通过严格的推算能够得出。要把稳后焦面与焦平面的区别,后焦面是指镜头的最后一片透镜到成像面的距离。
·光圈系数:光圈是用来节造镜头进光量的大幼,在光学上称作孔径光阑。对于分歧的镜头而言,光阑的地位分歧,焦距分歧,入射瞳直径也不一样,用孔径来描述镜头的通光能力,无法实现分歧镜头的比力。所以通常选取相对孔径的步骤来暗示,即相对孔径=[镜头焦距]/[入射瞳直径]=f/d在成像系统中,对光圈的调节是很沉要的,它能够节造进光量,调节曝光;同时,减幼光圈可能提高系统的景深,并提高成像的质量。

