энергетические и

светотехнические

величины2.1 Основные э ергетические и световые светотехнические величины Распределение энергии в пространстве

W W x, y, z,t, Вт с

Мощность лучистой энергии, мощность излучения, лучистый поток или поток излучения

ФЭ dWdtЭ Вт

Для случая сложного излучения:

Для линейчатого спектра

ФЭ ФЭ ( i )

0

ФЭ( i) - лучистые потоки спектральных составляющих

Для сплошного спектра

ФЭ f Э d

0

fЭ - спектральная интенсивность (плотность) лучистого потока

	fЭ	dФЭ	Вт нм
		d

Связь энергетических и светотехнических (световых) величин

световой поток

ФС KM fЭ ( ) d лм

	0
	- относительная видность
	Км - максимальное
	значение видности -
	отношение светового
	потока к лучистому потоку
	в максимуме графика
	относительной видности
	( = 555 нм).
Относительная спектральная	Км = 683 лм/Вт.
чувствительность зрения - кривая
видности

Угловая плотность светового потока (сила света)

I ddФ кд лмстер

dФ - световой поток, распространяющийся в данном направлении; d - элементарный телесный угол, содержащий это направление

под яркостью понимается отношение силы света элемента поверхности в выбранном направлении к площади проекции элемента на плоскость, перпендикулярную этому направлению

	dI		2
L			кд м
	dA

dA - площадь проекции элемента

поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению наблюдения

dA dA cos

- угол между нормалью к элементу излучателя и выбранным направлением

С учётом приведенного ранее соотношения

L dI dA cos

Определение яркости через световой поток

L д2Ф д дA cos

Уровень облучения поверхности, на которую падает поток, распределение потока по поверхности, или освещенность

E dФdA лк

dФ - световой поток, падающий на элемент поверхности dA

для точечного источника излучения (закон обратных квадратов):

EI cos r2

- угол между направлением падающего излучения и нормалью к поверхности A; r - расстояние от источника излучения до облучаемой поверхности

Типичные значения освещенностей

2.2. Преобразование трехмерного пространственное распределение лучистого потока объекта в двумерное оптическое изображение

Степень геометрического преобразования - масштаб изображения

M	h			b		a
	H	об		B		A
				об

Освещенность оптического изображения

..

E О2

E0 об об 2

4 1 M

где об - коэффициент отражения объекта; об - коэффициент пропускания оптической системы

ÖDoc f

Ö- относительное отверстие оптической системы (Dос -

диаметр входного зрачка оптической системы, f’ - фокусное расстояние оптической системы); Eоб - освещенность объекта.

F-число:

F 1..

O

Глубина резко изображаемого пространства

P R2			R1
где R1			- передняя граница резко изображаемого пространства, R2 -
задняя граница резко изображаемого пространства
R1			Rf 2	R2	Rf 2
		f 2 F R f z			f 2 F R f z

где z - допустимый размер пятна рассеяния в плоскости изображения, м, R – расстояние от передней главной плоскости до сфокусированного объекта

Выбор объектива по фокусному расстоянию

Углы поля зрения по вертикали и горизонтали

Фокусное расстояние объектива для поля зрения по горизонтали и вертикали

где V, H – размеры светочувствительной поверхности преобразователя свет-сигнал (ПСС) (см. рис.)

Чтобы объект был вписан в поле зрения по вертикали и горизонтали, следует выбрать минимальное из двух фокусных расстояний

Физические размеры СВП ПСС СОТ

Разрешающая способность объектива. ПИХ, ЧКХ

Исходное изображение

Изображение, искаженное ОС