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  • 凸透镜成像原理

    2014-05-15 14:20:10
    凸透镜成像原理,用MATLAB将凸透镜成像原理编程,用于教育方面,给学生讲课时,可以让学生更容易理解成像过程
  • flash多媒体课件 凸透镜成像原理

    热门讨论 2010-02-20 10:53:07
    凸透镜成像原理 物理课件 蜡烛、凸透镜 鼠标控制蜡烛移动
  • 凸透镜成像原理以及镜头选型 上一章我们介绍了机器视觉中的相机选型,本章将从凸透镜成像原理入手介绍镜头选型。 凸透镜主要对光起会聚的作用,平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是...

    凸透镜成像原理以及镜头选型

    上一章我们介绍了机器视觉中的相机选型,本章将从凸透镜成像原理入手介绍镜头选型。

     

    凸透镜主要对光起会聚的作用,平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是凸透镜的焦点,穿过透镜的光在一倍焦距f和二倍焦距2f之间的可以成清晰的像。物体到凸透镜的距离为物距。在数码相机成像系统中,光线穿过镜头打在CCD图像传感器上,图像传感器到镜头透镜中心的距离就是镜头焦距,被拍摄物体到镜头的距离称为工作距离。

    由工作距离,视野范围和相机型号求镜头焦距

    已知工作距离d = 1200mm,视野FOV = 300mm*238mm,图像传感器尺寸6.8mm*5.4mm(假设相机型号已知,通过说明书查得传感器尺寸)。

     

    则可以计算镜头焦距,最后选取的镜头焦距可以略小于计算结果,这样可以可以拍摄更大的视野

     

     

     

    Basler官网上提供了便利的镜头选型助手,输入视野,工作距离和相机型号,可快速得出推荐的镜头型号,其计算方法与上述的一致。

     

    镜头分辨率

    镜头分辨率是指镜头在单位毫米内能够分辨的黑白条纹对数。单位是“线对/毫米”(lp/mm)。

     

    左下是镜头分辨率合格的情况,右下是镜头分辨率较低的情况

     

     

    一个镜头有它的分辨率N lp/mm,那至少需要配以2N/mm 个空间采样点。这个可以这样来理解,1mm 内有N 条黑白线对,那么就有N 条白线和N 条黑线总共2N 条线。一个CCD对应一条白线或黑线,那么摄像机在1mm 内需要有2N 个CCD来对应N 条白线和N 条黑线,摄像机的CCD密度就是 2N/mm

     

    下面我们举一个例子

    • 有一个2 百万像素摄像机,CCD数量为1600×1200=1920000,图像传感器水平尺寸是6.4mm、垂直尺寸是4.8mm,它的水平CCD密度是1600/6.4=250 pixel/mm,垂直CCD密度是1200/4.8=250 pixel/mm。 

    (10个,5毫米,每毫米10/5 = 2个)

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    CCD感光单元是正方形的,所以这里水平CCD密度和垂直CCD密度都是250pixel/mm,所以镜头分辨率应选125 lp/mm。(2个等于1对) 

     

    镜头靶面尺寸

    镜头的靶面尺寸应不小于相机图像传感器的尺寸,否则将损失图像四周边缘部分的信息。

     

     

     

    以上便是工业视觉中相机和镜头的选型介绍。另外,光源在信息采集中也发挥着重要的作用。在架构视觉系统时,需要根据生产环境,产品特征(材质,颜色,摆放角度,焊缝类型等)定制光源。合适的光源可以照亮目标,提高目标亮度,形成有利于图像处理的成像效果,同时,通过选择不同波长的光源(红外,蓝光等)来克服环境光的干扰,保证信息采集的稳定性。良好的光照条件可突出物体的待测部分,降低图像处理的难度,提高系统检测精度,运行速度及工作效率。

     

     

     

    相机和镜头作为视觉系统的采集端,其捕获的“一手信息”的质量将直接影响后续各个流程的处理难度和处理结果,选择合适的采集设备是提高系统精度和效率的重要一步。

     


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  • 凸透镜聚焦

    千次阅读 2019-07-16 15:42:29
    一直认为凸透镜是标准的圆弧,今天特模拟了下标准圆弧的焦点,下面直接上图吧。 由此可见凸透镜看起来不是标准的圆弧或者椭圆的圆弧。 下面是菲涅尔透镜原理图。 ...

    一直认为凸透镜是标准的圆弧,今天特模拟了下标准圆弧的焦点,下面直接上图吧。

    由此可见凸透镜看起来不是标准的圆弧或者椭圆的圆弧。

     

     

     

    下面是菲涅尔透镜原理图。

     

     

    下面开始探讨下理想的凸透镜(所有光线都聚焦到一个点)到底是什么样的曲线。

    按照光程差相等, 得出理想的凸透镜是一个双曲线方程, 如下:

    其中:n为折射率,f为焦距,d为透镜厚度。

     

    下面是仿真效果:

     

    证明

    图片

    可以证明透镜上的任何一点(x,y),满足

    条件sin(θ2)=n*sin(θ1), tan(θ1)=-1/y',其中θ1是入射角,θ2是出射角。

    可以得到:tan(θ2-θ1)=y/(f-x),或f=x+y/tan(θ2-θ1) 及所有的出设光线都满足在焦点(f,0)处汇集。

    证明:

    1. 一阶导数:y'=f'(x), 先只考虑x<=d, y>0的部分.

    图片

    2. 由折射率可得:sin(θ2)=n*sin(θ1), tan(θ1)=-1/y'

    3. fx = x + y/tan(θ2-θ1), 化简可得:

    图片

    进一步化简可得:

    图片

    提取公因数可得:

    图片

    显然, fx = f.(上式分子上的f^{2}n为笔误,应该为fn

    由此证明对于任意一点(x, y),满足 x + y/tan(θ2-θ1) = f, 及所有平行光线都满足在(f, 0)处汇集。

     

    下载链接链接:https://pan.baidu.com/s/13Ho1QaItrr9PMRGz4XFFYg, 提取码关注“湖中鸟”公众号, 发送"提取码“即可获取。

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  • 凸透镜的成像演示

    2016-06-08 23:10:07
    凸透镜的成像演示
  • C#图像凸透镜效果源码 功能介绍: 写了一个C#实现图像凸透镜效果的小程序, 有图有源码,给大家分享一下,代码尚未优化, 原理清晰,图像好玩,让你做个快乐的程序员哈哈!
  • 光学平凸透镜软件

    2018-12-22 14:21:08
    光学平凸透镜设计软件,配合TRACEPRO使用:先打开TRACEPRO软件,再打开光学软件,输入参数,点运行。软件是网上找的,希望能帮到想学光设计的人
  • 这是初中八年级光学凸透镜成像规律的一个flsh课件,
  • 凸透镜成像规律

    千次阅读 2015-06-08 10:12:01
    规律总结 规律1:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距,像比物小,物像异侧。应用:照相机、摄像机。   规律1 规律2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍...

    规律总结

    规律1:当物距大于2倍 焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距,像比物小,物像异侧。应用:照相机、摄像机。
      
    规律1 规律1
    规律2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距, 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧。
    规律2 规律2
    规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距,像比物大,物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
    规律3 规律3
    规律4:当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出。
    规律4 规律4
    规律5:当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距,像比物大,物像同侧。
    规律5 规律5
    应用:放大镜。


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  • 凸透镜和凹面镜

    2015-09-15 10:35:21
    凸透镜和凹透镜都是球面镜,因折射而聚光 凹面镜是抛物面镜,因反射而聚光。 两者原理不一样。

    凸透镜和凹透镜都是球面镜,因折射而聚光

    凹面镜是抛物面镜,因反射而聚光。

    两者原理不一样。


    要证明凸透镜聚焦原理,可以用折射定律和极坐标证明。

    证明凸面镜聚焦,可以用抛物线方程和导数知识做。

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  • 凸透镜成像规律》flash动画课件.swf
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  • The lens principle is demonstrated in two versions, so as to change people's way of thinking through this example. 分两种版本进行透镜原理演示,从而通过这个例子改变人们的思考方式。
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  • 相机成像原理详解

    万次阅读 多人点赞 2019-03-28 22:53:48
    相机成像原理详解 ybwu@whu.edu.cn 被摄景物反射出的光线通过照相镜头(摄景物镜)和控制曝光量的快门聚焦后,被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像,经冲洗处理(即显影、定影)构成永久性的影像(百度百科)。...
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  • camera sensor lens shading原因

    万次阅读 2014-09-05 16:29:00
    由于通光孔限制,凸透镜原理,中心必然比周边多
  • VR技术原理分析,【VR原理入门理论篇】,学习研究VR技术必须要了解的理论知识。 目录 1. VR沉浸感和交互作用产生的原理: 2. 关于沉浸感和交互作用的定义 3. 如何生成符合VR要求的虚拟世界 4.最主流的VR开发...
  • 相机成像原理

    2018-04-19 17:05:33
    照相机的成像原理是: 照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机的镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像
  • osgearth操作器相机视点解析

    千次阅读 2016-02-25 17:34:02
    水平偏转角——相机镜面与经度圈0度的夹角 垂直仰俯角——相机镜面与纬度圈的夹角 焦距——相机镜面与焦点的距离(凸透镜原理
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    千次阅读 2014-12-06 22:03:02
     相机镜头无论结构多么复杂,实际上都可以被视为一片凸透镜,从基本的光学原理我们可以看到,凸透镜轴心以外无论什么方向来的光线,在通过凸透镜后,都会被折射,而交汇于一点,这些光线的交会点被称为焦点,通常将...
  • “猫眼”不可能是由两个凸透镜组成,因为防盗门的厚度约为4cm,物镜和目镜的距离约为3cm,这也决定了物镜和目镜的焦距不可能较长,否则就不能满足“猫眼”的要求效果。
  • 深度相机原理及坐标系转换

    千次阅读 2020-09-01 11:01:10
    文章目录深度相机深度相机分类相机成像原理小孔成像与凸透镜成像相机结构相机成像模型中的4个坐标系前向投影反向重建相机畸变双目视觉(Stereo)原理应用双目视觉的优缺点结构光(Structured-light)原理应用飞行时间...
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凸透镜的原理