第5章 光学系统中光阑.pptVIP

我们举几个例子来说明如何确定入瞳和出瞳。 如图，已知Q1Q2为孔径光阑，且位于两个透镜的中间。那么入瞳就是Q1Q22通过L1成的像，出瞳就是Q1Q2经过L2成的像。 * 之前轴上物点都是在有限远位置，可以用最小的物方孔径角去判断孔径光阑。现在考虑另一种情况，即物点在无限远，这时候不论哪个光阑的像，其张角都是0.所以就不能用前面介绍的用最小张角的方法去确定孔径光阑。而是应该判断哪个孔像的直径最小。有图可以得到，对于平行入射光线，直径最小的孔像限制了光束的宽度大小。 根据入瞳和出瞳的定义，可以知道，入瞳和孔径光阑是关于空今光阑前的光学系统共轭，也就是满足物像关系。同理，孔径光阑和出瞳也是共轭的。所以对于整个光学系统，入瞳和出瞳是共轭的，可以把入瞳作为物，经过整个光学系统所成的像就是出瞳。 * 我们可以看到，入瞳的意义在于，它是整个光学系统成像光束的总入口。而出瞳是各点发出的成像光束的共同出口。 因此，如果我们把两个光学系统组合起来使用，就要求前一个系统的出瞳要和后一个系统的入瞳重合。否则成像光束将被切割。 我们知道孔径光阑限制了轴上物点的成像光束的口径，因为入瞳是孔径光阑在物空间的像，所以充满孔径光阑的光束肯定充满入瞳。所以只能知道入瞳的位置和大小，对于特定轴上物点，就能知道成像光束的宽度。 …… 所以如果用眼睛看一个目视系统，比如显微镜，那么显微镜的出瞳应该和眼睛的入瞳重合。 光学系统的孔径光阑是相对于一定位置的物体而言的。轴上物点的位置改变，那么孔径光阑也有可能发生变化。 对于可变光阑，由于光阑口径的变化，孔径光阑也会相应的发生变化 * 光瞳衔接的作用是使两个光学系统的孔径光阑在组合后也成为物象关系。 如果光瞳不匹配，将会产生光瞳切割的现象，看到的视场将不是完整的物体。 * 实际光学系统都对物空间的成像范围是有限的，实际上为了得到清晰的像，需要人为得限制成像视场。方法是在物面或光学系统的某一个实像面上安放一个中间开孔的光阑。光阑的大小就限定了物面或像面的大小。这个限定成像范围的光阑被称为视场光阑。 视场光阑一般设置在实像面上，比如显微镜在物镜的像面上设置分划板；照相机系统就是底片。没有实像面，比如放大镜，视场光阑就是透镜框。 * 当然我们也可以把视场光阑放在像面A’B’处，起到的限制市场的作用是一样的。所以系统中视场光阑只能有一个。 * * 这种光阑不限制通过光学系统中的成像光束，只限制那些从非成像物体射来的光、光学系统各折射面反射的光和仪器内壁反射的光等，这些光阑称为消杂光光阑。 * 不管照相系统有多复杂，他都是由这么几个部分组成：镜头，也就是透镜；底片，就是接收部分；另外还必须有一个光阑，可以改变直径大小。照相系统的成像原理非常简单，它是对无限远或近似无限远的物体成像。可变光阑的作用就是调节进入光学系统的光束宽度。这个调节主要是为了适应外部环境的光线情况，比如环境光很强，就要缩小光阑大小，减少进入系统的光量；相应的在暗环境下要打开光阑。而底片起到限制市场范围的作用。 * 1：物镜，2：45度反光镜，3（4）：CCD；5：毛玻璃；6、8：将毛玻璃上的像成像到人眼；7：五角棱镜（毛玻璃上是镜像，需要加5次反射的棱镜，变成一致像） 135胶卷大小是36*24mm。135相机的胶卷画幅是宽36x高24mm,算上高度和上下的方型齿孔总高度是35mm。所以也称做35mm相机 * 从各数码相机产品参数种的CCD部分可以看出，它有像素和大小两种基本指标。一般都写为1/1.8英寸，有效像素380万（总像素400万）这样的形式。这里的1/1.8指的就是CCD的大小，有效像素380万（总像素400万）指的就是CCD的像素数。如果这样的话，CCD的实际大小果真就是1/1.8英寸么？许多般用户都觉得给出的产品参数应该不会有问题，所以丝毫不加怀疑，但实际上并不是这样。然后大家都会产生为什么产品参数表上要标出错误的数据？如果数据错误的话到底有多少差异呢？这样那样的疑问来。今天我们就对为什么ＣＣＤ的实际大小和产品参数不同，到底有多少差异这个问题作个简单的说明。 ???? 就拿1/1.8英寸的ＣＣＤ来说吧。1/1.8英寸换算成实际单位的话约为0.555英寸大小,换算成mm单位的话约为14.1毫米。但1/1.8英寸CCD的对角线真的有14.1毫米么？如果说实际长度真有14.1毫米的话就没有问题了，可偏偏1/1.8英寸CCD的对角线的实际长度只有8.93毫米。那剩下那1/3的5.17毫米到底跑哪儿去了呢？ ???? 其实，以这种方式标示出来的大小和实际大小的差异在于，1/1.8英寸不是传感器的大小，而是真空管的尺寸。1/1.8英寸的形式是从1950年开始，为了表示真空管的尺寸而使用的，所以这1/1.8英寸指的不是传感器对角线的长度，而是它周围一圈真