第五章_光学系统中成像光束的选择研究.pptVIP

第五章 光学系统中成像光束的选择 系统中成像光束的位置和大小决定每个光学零件的尺寸 5.1 光阑及其作用 光阑：光学系统中所有限制光束的孔或框，限制成像光束 或成像范围（透镜框、棱镜框） 孔径光阑：限制进入光学系统的成像光束口径的光阑A1A2。;入瞳：孔径光阑经前面光组，在系统物空间所成的像 出瞳：孔径光阑经后面光组，在系统像空间所成的像;入瞳;注意： （1）入瞳的位置和直径代表了入射光束的位置和口径； 入瞳描述了一条光线能否通过系统； （2）入瞳、孔径光阑、出瞳互为物象共轭； （3）通过入瞳中心的光线，经光组后，必然经过孔径光阑和 出瞳的中心； （4）通过入瞳边缘的光线，必然成为出瞳的边缘光线； （5）孔径光阑对一定位置的物点而言，物体位置改变，孔径 光阑可能改变。;主光线：由轴外点发出，通过光阑中心的光线。;主光线同时通过孔径光阑、入瞳、出瞳的中心。;视场光阑：限制物平面上或物空间中最大成像范围的光阑 位置固定，总是设在系统的实像平面或中间实像平面上 在像面上或物面上安放一个中间开孔的光阑 没有实像平面，就没有视场光阑 照相机中的底片框 消杂光光阑：消除杂光的光阑 杂光能引起成像对比度的下降 不限制成像光束的大小 把镜筒内壁加工成螺纹，并涂以黑色无光漆;入射窗：视场光阑经其前面的光组在系统物空间成的像。 出射窗：视场光阑经其后面的光组在系统像空间成的像。;渐晕：由于轴外物点发出的光束被阻挡而使像面上光能量由 中心向边缘逐渐减弱;线渐晕系数：;5.2 望远系统中成像光束的选择;（1）轴上光束传播情况;（2）轴外光束传播情况;;5.3 远心光路 远心光路系统常用于测量显微镜中，以消除由于像平面位置的误差引起的测量误差。;物方远心光路（用于测量的显微物镜） -------孔径光阑位于像方焦平面，入瞳位于无穷远。;像方远心光路（用于大地测量物镜） -----孔径光阑位于物方焦平面;出瞳位于无穷远;5.4 场镜的特性及其应用 系统光学特性不变，即在物镜和目镜焦距不变的条件下，把出射光束在目镜上的投射高度降低一些，使目镜组的口径减小。;在连续成像的组合系统中。 当两个系统组合在一起成像时，为了使前一个系统的出射光束都能进入后一个系统，而又不使后一个系统的通光口径过大，这就需要在中间像平面上加入一个场镜。;场镜焦距计算;5.5 空间物体成像的清晰深度---景深 前面讨论的只是在垂直于光轴的平面上点的成像问题，实际上还有很多光学仪器要求对整个空间或部分空间的物点成像在一个像平面上（如相机）。 景深：能在像面上获得清晰像的物方空间深度。; 理论上，只有共轭的物平面才能在像平面上成清晰像,其他物点所成的像均为弥散斑。;例：为什么看许多照片时感觉远近都清楚？ ;近景平面：能成清晰像的最近的平面 近景深度：近景平面和对准平面的距离?2 远景平面：能成清晰像的最远的平面 远景深度：近景平面和对准平面的距离?1;景深的计算;景深的性质 （1）容许的弥散斑直径Z’越大，景深越大。 (即像的清晰度要求越低，景深越大) （2）照相物镜的相对孔径和焦距与景深的关系。;（3）要求能对无穷远清晰成像，则 最近的基准物平面位置： 最近的清晰物平面位置： 总的成像深度：;光圈：用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量，是镜头 的一个极其重要的指标参数，通常在镜头内。它的大 小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。 ; 拍照时，缩小光圈（入瞳直径），即可获得大的空间深度的清晰像（大景深）。 镜头的光圈数＝相对孔径的倒数;完整的光圈值系列如下：相邻的两档的数值相差1.4倍 F1.0，F1.4，F2.0，F2.8，F4.0，F5.6，F8.0，F11，F16，F22，F32，F45，F64 在快门速度（曝光速度）不变的情况下，光圈F数值越小光圈越大，进光量越多，画面比较亮；光圈F数值越大光圈越小，画面比较暗。;摄影时如何控制景深?