凸透镜和凹透镜 透镜分为凸透镜和凹透镜,中间厚边缘薄的我们称之为凸透镜,它对光线有汇聚作用;反之中间薄边缘厚的我们叫它凹透镜,凹透镜对光线有发散作用。
实像和虚像 实像是由实际光线汇聚所成的像,虚像是实际光线的反向延长线汇聚所成。由于凸透镜对光线的汇聚作用,使得物体经凸透镜后成实像;而凹透镜对光线的发散作用使得物体经凹透镜所成的像为虚像。实像可被屏幕接收,而虚像不能。在机器视觉里,镜头成的像要被相机的感光芯片接收,所以,一定是实像。我们知道镜头是由多枚镜片组成,但不管究竟如何组合,最终是可等效成凸透镜。那么我们只要关注凸透镜的成像规律,就会对我们在使用镜头时有一定的帮助。
理想的薄凸透镜成像规律 注:以下图中的f,2f代表焦距和2倍焦距,仅代表距离。首先,当物体在2倍的焦距位置时,经凸透镜折射成像如下图,
(1) 由平行于凸透镜的光线汇聚于透镜的焦点,(2) 过透镜主点的光线不发生折射,保持原方向传播。我们可以确定成像位置是像方2倍焦距处,并由几何关系我们可以计算得出:像和物等大。即:物距 = 2f,则像距 = 2f,得等大实像。
接下来,当物体在2倍焦距以外时,仍然通过追踪特殊光线来确定像的位置,可知成像在像方1倍焦距和2倍焦距之间,且像高y’ < 物高y。 即:物距 > 2f,则 f < 像距 <2 f,得缩小实像。
最后,当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时,由追踪特殊光线确定成像在像方2倍焦距以外,且像高y’ > 物高y。
即:f < 物距 < 2f,则像距 > 2f,得放大实像。
由上述三个规律,我们可以总结
◎一个物距有且仅有一个像距与之相对应◎物体和像永远是同方向移动,物体越靠近镜头,像越远离镜头,反之物体越远离镜头,像越靠近镜头。
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