选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
成像公式,即透镜成像公式、高斯成像公式,其形式为1/f=1/u+1/v。其中f为焦距,凸正凹负;u为物距;v为像距,实正虚负。
人类的眼睛所成的像,是实像还是虚像呢?我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,那么外界物体在视网膜上所呈的像,一定是实像。根据上面的经验规律,视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见的任何物体,明明是正立的啊?这个与经验与规律发生冲突的问题,实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。由于视觉错误,人眼认为光是由物体发出并直射入人眼。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像。平面镜所成的虚像对比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。
照相机的镜头就是一个凸透镜,要照的景物就是物体,胶片就是屏幕。照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上;胶片上涂有一层对光敏感的物质,它在曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶卷上
而物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样。物体靠近时,像越来越远,越来越大,最后再同侧成虚像。物距增大,像距减小,像变小;物距减小,像距增大,像变大。一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。
放映机,幻灯机,投影机,放大镜,探照灯,摄像机和摄像头都应用了凸透镜,凸透镜完善了我们的生活,时时刻刻都应用在生活中。远视眼镜就是凸透镜,近视眼镜就是凹透镜。
另外凸透镜还用于:
1、拍摄、录像
2、投影,幻灯,电影
3、用于特效灯光(聚焦成各种花色)
4、成虚像用于放大文字、工件、地图等
凸透镜的成像规律是1/u+1/v=1/f(即:物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数。)一共有两种推导方法 。分别为"几何法"与"函数法"
【题】如右图 ,用几何法证明1/u+1/v=1/f。
【解】∵△ABO∽△A'B'O
∴AB:A'B'=u:v
∵△COF∽△A'B'F
∴CO:A'B'=f:(v-f)
∵四边形ABOC为矩形
∴AB=CO
∴AB:A'B'=f:(v-f)
∴u:v=f:(v-f)
∴u(v-f)=vf
∴uv-uf=vf
∵uvf≠0
∴(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf
∴1/f-1/v=1/u
即:1/u+1/v=1/f
【题】 如右图 ,用函数法证明1/u+1/v=1/f。
【解】一基础
右图为凸透镜成像示意图。
其中c为成像的物体长度,d为物体成的像的长度。u为物距,v为像距,f为焦距。
步骤
(一)为便于用函数法解决此问题,将凸透镜的主光轴与平面直角坐标系的横坐标轴(x轴)关联(即重合),将凸透镜的理想折射面与纵坐标轴(y轴)关联,将凸透镜的光心与坐标原点关联。则:点A的坐标为(-u,c),点F的坐标为(f,0),点A'的坐标为(v,-d),点C的坐标为(0,c)。
(二)将AA',A'C双向延长为直线l1、l2,视作两条函数图象。由图象可知:直线l1为正比例函数图象,直线l2为一次函数图象。
(三)设直线l1的解析式为y=k1x,直线l2的解析式为y=k2x+b
依题意,将A(-u,c),C(0,c),F(f,0)代入相应解析式得方程组:
c=-u·k1
c=b
k2f+b=0
把k1,k2当成未知数解之得:
k1=-(c/u)
k2=-(c/f)
∴两函数解析式为:
y=-(c/u)x
y=-(c/f)x+c
∴两函数交点A'的坐标(x,y)符合方程组
y=-(c/u)x
y=-(c/f)x+c
∵A'(v,-d)
∴代入得:
-d=-(c/u)v
-d=-(c/f)v+c
∴-(c/u)v=-(c/f)v+c
(c/u)v=(c/f)v-c
cv/u=(cv/f)-c
fcv=ucv-ucf
fv=uv-uf
∵uvf≠0
∴fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf)
∴1/u=1/f-1/v
即:1/u+1/v=1/f
CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换器转变为电信号,再经模拟/数字转换器转为数字信号,输入计算机处理。图像形成的处理有如将选定层...
CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换器转变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为...
佳能一次成像相机有:佳能 5D Mark III, 这款佳能 5D Mark &...
红外热成像
[摘要 ] 红外热成像摄像机不仅可以实现真正意义上的 24h 全天候监 控,其在恶劣气候条件下优秀的监控能力、精准读取目标温度、超远 距离探测和超强识别隐蔽目标能力,为安防视频监控的应用领域打开 了全新的局面。 红外热成像技术的原理 近年来,国际、国内社会维稳形势严峻,安防市场快速发展,行业 内竞争日趋激烈,各大安防企业纷纷寻求新场景、新技术、新应用以 增强自身行业竞争力。传统可见光摄像机在超低照度、高清视频、智 能分析、透雾技术等方面已发展到了比较成熟的阶段,基于可见光监 控原理,传统可见光摄像机在恶劣气候 (如大雾、雨雪等 )、无光照还有 超远距离等使用环境下仍然无法满足部分特殊行业的需求。 随着视频监控功能不断完善、应用领域的不断扩展,红外热成像 技术已成为各大安防企业争相发展的技术新宠儿。红外热成像摄像机 不仅可以实现真正意义上的 24h 全天候监控,其在恶劣气候条件下优 秀的监控
X光激发的发光玻璃成像系统的成像像面调节研究
在有限景深的光学系统中 ,由于发光平面具有纵深方向的分布而不能清晰地成像于一个像面上 ;X光激发的发光玻璃成像系统具有这种性质 针对不同发光平面的发光强度呈现指数衰减规律的发光玻璃的成像问题 ,用几何光学原理模拟了成像清晰度的变化规律 ,为这类成像系统的调节提供了依据 ,并获得了与理论推导的成像清晰度的变化规律相符的实验结果
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距) (关于符号的正负:物距u恒取正值。像距v的正负由像的实虚来确定,实像时v为正,虚像时v为负。凸透镜的f为正值,凹透镜的f为负值。)
公式变形后可以得到f=uv/(u+v) 或u=vf/(v-f)或v=uf/(u-f)
光经过凸透镜只在中间(这里的y轴处)发生一次折射。(虽然字母多了点,最后有用的只有几个) 图注: x(红)轴-凸透镜主光轴 y(蓝)轴-凸透镜 O-光心 F-焦点 f-焦距 u-物距 v-像距 a-物体长度 紫线-通过光心的光线 橙线-平行光线 绿线-平行光经过焦点 把绿线、紫线的直线解析式求出来:绿线,y=-(a/f)x+a;紫线,y=-(a/u)x 下一步就是求出两交点坐标(其实只用求横坐标v就可以了) y=-(a/f)x+a=-(a/u)x x/f-1=x/u ux-uf=fx 其中,x即为v uv-uf=fvuv=vf+uf除以v+u f=uv/(u+f)
注入电流电阻抗成像(ACEIT)是最早提出的且研究历史最长的成像方法。许多早期的文献将之称为电阻抗成像(EIT),后来随着各种成像方法的提出,有些学者为了将它与其他激励方式的电阻抗成像区分开来,故将之命名为注入电流电阻抗成像(ACEIT)。后来EIT概念的外延增大,表示所有的电阻抗成像。相对于其他方式的电阻抗成像而言,ACEIT起步较早,研究得比较充分。
ACEIT的原理是,根据人体内不同组织在不同生理、病理状态下具有不同的电阻抗,通过电极给人体施加小的安全驱动电流/电压,在体外测量电压/电流信号,并依据相应的快速重组算法重建人体内部的电阻抗分布或其变化的图像。
不同的电流注入模式使成像区域内部形成的电流分布不同,测量灵敏度不同,采集信号的信噪比不相同,最终成像质量也不同。常见的注入电流模式主要包括:临近驱动模式(adjacent driven pattern)、交叉注入模式(cross method)、相反注入电流模式(opposite method)和自适应注入电流模式(adaptive method)等。
感应电流电阻抗成像的原理是,它在被测目标的外围放置若干个激励线圈,对其施加交变电流,在空间产生交变磁场,从而在被测目标内激励出感应电流。测量被测目标表面电极间的电压差,并用此数据重构电导率扰动的分布,从而进行目标区域电导率的动态成像。
针对常规电阻抗成像方法只能测量成像目标区域外周边信息的问题,加拿大多伦多大学的Zhang于1992在其题为“Electrical impedance tomography based on current density”的硕士论文中提出将EIT与磁共振电流密度成像(magnetic resonance current density image, MRCDI)结合的磁共振电阻抗成像方法。
磁共振电阻抗成像技术(MREIT)就是一种把磁共振成像技术(MRI)和EIT技术结合起来的新型阻抗成像技术。MREIT技术发展的基础在于磁共振能够检测注入电流激励磁场沿磁共振主磁场方向的分量。利用这一原理,就能够测量得到注入电流在成像目标内部激励的磁场分布,进而,由安培定律(Ampere’s Law)即 可以计算得到注入电流在成像目标内的电流密度分布,再结合成像目标边界电压分布,利用特定算法就能够重建成像目标体的阻抗分布,这就是MREIT技术的基本思想。
2005年,Ozparlak等提出感应电流磁共振电阻抗成像方法(induced current magnetic resonance-electrical impedance tomography, IC-MREIT),将非接触概念引入磁共振电阻抗成像方法。采用外部非接触线圈代替电极,将被测物放置于设计的几何中心位置,线圈通电后被测物处于交流一次磁场中,该一次磁场在被测物内部感应生成涡流产生二次磁场。二次磁场可由MRI设备测得,其中包含足够的信息用来重建图像。
ICEIT采用电极测量成像目标体表面电压,依然存在因贴放大量电极而浪费时间和处理极不方便等困难。为此,Korjenevsky等人提出激励和测量全部采用线圈的非接触方式,通过测得的表面磁场重建电导率分布的磁感应成像方法(MIT)。应用于医学领域的磁感应成像方法的研究始于1993年,英国Swansea大学的Al-Zeibak等首次报道了用于医学的MIT实验系统,能够通过重构图像区分出脂肪与脱脂组织的轮廓和几何尺寸。
MIT的基本原理是,激励线圈产生频率的交变磁通密度,将成像目标体置于激励磁场中,成像目标区域内产生涡旋电场,由于区域内部包含导电介质,因此产生涡旋感应电流,该涡流同时会产生二次感应磁通密度并能改变原激励磁通密度的强弱和空间分布,在接收线圈上可以检测到相应的感应电压。通过检测到的测量线圈的感应电压的变化可以间接地反映导体的电导率分布,进行图像重构。由理论分析可知,二次感应磁通密度的实部由位移电流引起,与导体的介电常数有关,虚部由涡旋电流感生,与导体的电导率近似成线性关系。
Levy等人提出了一种成像技术叫电磁阻抗成像(EMIT),既测量EIT的边界电压,又通过线圈记录外部磁场。他们通过数值模拟得出结论,附加的一小部分磁场的测量可以减小EIT问题的条件数,即改善了问题的病态性。
还有另外一种完全非接触电阻抗成像方法——电场电阻率成像(EFT)[90]。这种成像方法采用与成像体非接触的电极激励交变电场,激励电极在成像目标体近表面产生感应电荷,而在远离电极的一面产生相反电荷,使得测量电压和激励电压之间的相移携带有成像目标体电阻率特性信息,进而可以建立相移与电阻率的对应关系,据此重构出成像体电阻率分布图像。
磁探测电阻抗成像(MDEIT)通过贴在成像目标体的成对电极,向成像目标体注入一定频率的交变电流,然后用某种形式的接收装置,例如感应线圈、超导量子干涉仪(SQUID)等,测量注入电流在成像目标体外产生的磁场,根据表面磁场的反问题求解获得产生磁场的电流分布,进而从电流分布重构出电导率分布图像。
综上所述,电阻抗成像(EIT)主要包括注入电流电阻抗成像方法(ACEIT),感应电流电阻抗成像方法(ICEIT),磁共振电阻抗成像方法(MREIT)和电磁阻抗成像(EMIT),磁感应成像方法(MIT),电场电阻率成像方法(EFT)和磁探测电阻抗成像(MDEIT)。它们的激励方式和传感接收方式各不相同,见表1。
表1 EIT各种方法的激励和传感方式的比较
方法 |
激励方式 |
传感接收方式 |
ACEIT |
电极 |
电极 |
ICEIT |
线圈 |
电极 |
MREIT |
电极 |
MRI( 电极) |
IC-MREIT |
线圈 |
MRI |
MIT |
线圈 |
线圈 |
EMIT |
电极 |
线圈 电极 |
EFT |
非接触电极 |
非接触电极 |
MDEIT |
电极 |
SQUID或线圈 |
(1)、公制支数(N)与旦尼尔(D)的换算公式 =9000/N
(2)、英制支数(S)与旦尼尔(D)的换算公式 =5315/S
(3)、分特克斯(dtex)与特克斯(tex)的换算公式:1tex=10dtex
(4)、特克斯(tex)与旦尼尔(D)的换算公式:tex=D/9
(5)、特克斯(tex)与英制支数(S)的换算公式:tex=K/S K值:纯棉纱K=583.1 纯化纤K=590.5 涤棉纱K=587.6 棉粘纱(75:25)K=584.8 维棉纱(50:50)K=587.0
(6)、特克斯(tex)与公制数(N)的换算公式:tex=1000/N
(7)、分特克斯(dtex)与旦尼尔(D)的换算公式:dtex=D/90
(8)、分特克斯(dtex)与英制支数(S)的换算公式: dtex=0.1K/S K值:纯棉纱K=583.1 纯化纤K=590.5 涤棉纱K=587.6 棉粘纱(75:25)K=584.8 维棉纱(50:50)K=587.0
(9)、分特克斯(dtex)与公制支数(N)的换算公式:dtex=100/N
(10)、公制厘米(cm)与英制英寸(inch)的换算公式:1inch=2.54cm
(11)、公制米(M)与英制码(yd)的换算公式:1码=0.9144米
(12)、绸缎平方米克重(g/m2)与姆米(m/m)的换算公式:1m/m=4.3056g/m2
(13)、绸缎的实际重量与磅重的换算公式:磅重(lb)=每米绸重(g/m)*0.9144(m/yd)*50(yd)/453.6(g/yd)2100433B