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机器视觉光学基础-瑞利判据

时间:2012-09-13来源:www.shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

瑞利判据 (Rayleigh Criterion)

在成像光学系统中,分辨本领是衡量分开相邻两个物点的像的能力。由于衍射,系统所成的像不再是理想的几何点像,而是有一定大小的光斑(爱里斑),当两个物点过于靠近,其像斑重叠在一起,就可能分辨不出是两个物点的像,即光学系统中存在着一个分辨极限,这个分辨极限通常采用瑞利提出的判据:当一个爱里斑的中心与另一个爱里斑的第一级暗环重合时,刚好能分辨出是两个像。
瑞利判据
瑞利判据
瑞利准则,或瑞利判据(Rayleigh criterion)表示了一个光学仪器的角分辨度(Angular resolution)。
衍射限制了透镜的分辨度。透镜的口径,可以视为单狭缝的二维版本。经过狭缝的光波干涉,形成所谓的爱里衍射图样。这引致图像模糊。圆孔衍射的光强可写成:
圆孔衍射光强
其中R是圆孔半径,K=2pi/λ,λ是光波长。 贝塞尔函数是贝塞尔函数贝塞尔函数最小值的最小正实数解是贝塞尔函数最小正实数解 ,光强为0的最小正实数解就是
角分辨率
这表示了若透镜和两个物件之间的夹角少于角度,透镜的观察者便无法分辨出有两个物件。
空间分辨度(spatial resolution):单镜望远镜最小能观察到的物件的直径是
空间分辨度
其中f是焦距
一般人的虹膜半径约为2.5 mm ,肉眼对波长约为555 nm的光最敏感,可以得到:
人眼分辨角
在眼科医生或配眼镜时所用的验眼图(Snellen Chart),一般正常肉眼的视力,应在6m的距离看到8.8mm的图:
正常人眼分辨角

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