第5章 光学系统的光阑.ppt

何谓光阑（diaphragm or stop)？ 即是其中心与光轴重合且垂直与光轴放置的通光孔屏。 其可能是带孔的金属片；也可能是透镜边框。 其按要求在专门位置放置。 光阑的种类 ⑴ 孔径光阑 ( aperture diaphragm ) ⑵ 视场光阑 ( visual field diaphragm) ⑶ 消杂光光阑 ⑷ … 一、孔径光阑 它是限制轴上物点入射光束大小（即立体角）的光阑 。 从子午面上来看，此光阑决定了轴上点入射光束的孔径角，故称为孔径光阑。 1、孔径光阑的作用 1、孔径光阑的作用 2、孔径光阑与入射光瞳 （entrance pupil) 孔径光阑被其前面的光学零件在物空间所成的像，称为入射光瞳（简称入瞳），它决定了该光学系统的物方孔径角U，这是因为在物空间的所有光孔中，入瞳对轴上物点的张角为最小。 3、孔径光阑与出射光瞳 （emergent pupil) 孔径光阑被其后面的光学零件在像空间所成的像，称为出射光瞳（简称出瞳），它决定了该光学系统的像方孔径角U，这是因为在像空间的所有光孔中，出瞳对轴上像点的张角为最小。 4、孔径光阑与入射光瞳、出射光瞳的关系 孔径光阑的确定： 5、如何确定孔径光阑？ ① 先求出系统中所有通光孔在物（或像）空间的共轭像的大小和位置； ② 分别作出从轴上物（或像）点到这些孔像边缘的连线； ③ 判别其中张角最小者，即最能限制轴上物点（或像点）光束大小者就是入瞳（或出瞳），而与其相共轭的通光孔（实物）即为孔径光阑。 孔径光阑的确定： 光阑位置不同，所起的作用也不同 孔径光阑随一定的物体位置而定： 6、何谓主光线和相对孔径？ 主光线——通过入瞳中心的光线，根据共轭关系，它也必然通过孔径光阑中心和出瞳中心。显然，主光线是各物点发出的光束的轴线。 相对孔径——即为入瞳直径与焦距之比值。此是 （D/ f ′） 光学系统的一个重要性能指标。 二、视场光阑 1、视场光阑与入射窗 当入瞳很小时，视场光阑是限制物空间（或像空间）成像范围的光阑。 视场光阑被其前面的光学零件在物空间所成的像，称为入射窗（简称入窗）；它决定了该光学系统的物方视场角2?，这是因为在物空间的所有其它光孔中，入窗对入瞳中心的张角为最小。 2、视场光阑与出射窗 视场光阑被其后面的光学零件在像空间所成的像，称为出射窗（简称出窗）；它决定了该光学系统的像方视场角2?′ ，这是因为在像空间的所有其它光孔中，出窗对出瞳中心的张角为最小。 3、视场光阑与入射窗、出射窗的关系 视场光阑的确定： 5、如何确定视场光阑？ ① 在确定了光学系统的孔径光阑后； ② 自入瞳中心引向系统物空间中所有其它通光孔的实物或像的边缘； ③ 其对入瞳中心张角最小者即为入射窗，因它最能限制物空间成像范围，与其相共轭的实物光孔，即为视场光阑。 视场光阑随孔径光阑的确定而定：例1 视场光阑随孔径光阑的确定而定：例2 线视场： 物方2y 和像方2y 三、渐晕 此是指轴外物点发出的光束经光学系统后被部分拦光的现象。 轴外点成像光束与轴上点在光瞳面上的线度之比，称为渐晕系数。 一般光学系统的视场边缘点可允许渐晕系数为50%，即刚好拦掉光束的一半。 为消除或避免渐晕，应尽量使入窗与物平面重合；出窗尽量与像平面重合。 三、渐晕现象 三、渐晕系数 薄透镜组的基点位置和焦距 * -U Ω A A P2 P1 P A A B B -U Q P2 P1 P U Q1 Q2 入瞳 出瞳 孔径光阑 光阑Q A L -U F F′ · · · Q1 入瞳（出瞳）孔径光阑 -U A · 光阑Q L F F′ · · 出瞳 入瞳 孔径光阑 Q1 A′ · · A Q L F F′ · · A′ Q A · L F F′ · · A1 A2 - - C - - -U A · 光阑Q Q1 入瞳 （出瞳） 入射窗 - ? ?′ 出射窗 视场光阑 L · · F F′ 孔径光阑 A′ Q A · F F′ L · A1 · A2 -U A · L A′ · Q′ 光阑Q 入瞳（出瞳） 孔径光阑 - ? ? ′ U ′ 入窗 视场光阑 出窗 A L A′ · · 入瞳（出瞳） 孔径光阑 y -y ′ ? ′ ? 作业： 5-1， 5-2, 5-4。 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件，你值得拥有！ 使用时，直接删除本页！ 精品课件，你值得拥有！ 精品课件