精密仪器设计 王智宏15第五、六章总结.ppt

第五章 光学系统 5.1 基本理论 5.2 典型光学元件 5.3 典型光学系统 理想光学系统 1、人眼结构特点 远视眼及其校正 近视眼及其校正 2、显微镜 测量显微镜J15 VHX-600超景深三维显微系统 超景深——实时的景深合成 三维显示——多次聚焦合成 超高清晰度——3CCD模式 超高清晰度——3CCD模式 2、显微镜 3、望远镜 3、望远镜 讨论一 1、直线式步进电机原理/磁悬浮列车的运行原理 2、磁悬浮列车运行状态控制： 位移、速度、方向、定位 3、磁悬浮列车运行控制系统设计 原理、系统框图 讨论二 1、直流/交流伺服 电机原理，主要参数 2、直流/交流（伺服）电机运行状态控制： 转角、速度、方向、定位 3、直流/交流电机运行控制系统设计 实验二 精密工作台控制系统设计 2．设备 步进电机指标 3．系统要求 4．实验任务 讨论三* 1、步进电机细分的原理 2、以二相步进电机（或实验二所用电机）为例，设计10细分电路。给出细分电路的控制字，画出电机各相线圈的输入电信号。 正弦脉宽调制——SPWM 通过实际将。此外，它还获取每个像素的RGB数据。这样产生的观察图像非常清晰，色彩重现效果极为优异。 只需通过聚焦于最高点，然后下移焦点，便可即时显示三维图像。 重点：基本光学定理、各光学元件及系统的成像原理。 难点：近视眼和远视眼的分析 人眼是一个类似的摄影系统，角膜相当于一个凸凹镜，前室亦如此，水晶体相当于一个双凸镜 物点在视网膜上形成一个倒立的实像，但这一倒像的感觉经神经系统的作用，给人以正像的视觉。 眼睛的物方和像方焦距不相等。f=-17.1mm f1=22.8mm 在调焦范围内，-f=14.2~17.1mm f1=18.9~22.8mm 虹膜起着孔径光阑的作用，自动调节进入人眼的光能，它有一定范围，（=2~8mm）若外界光很强，使=2mm时仍然使人无法适应，就很容易使视网膜造成伤害。 直视太阳或正视激光束能在视网膜上烧成一盲斑，使人在观看任何景象时，总有一块或数块区域是黑斑。 正常眼：眼睛的远点在无限远，眼睛光学系统的后焦点在视网膜上 反常眼：眼睛光学系统的后焦点不在视网膜上 ②近视眼和远视眼（老花眼）： 近视眼：远点位于眼前有限距离 远视眼：远点位于眼后有限距离 ③校正方法，远视眼加凸透镜，近视眼加凹透镜。 远视眼：远点位于眼后有限距离 (虚物)，对矫正镜而言成实像 校正：汇聚入射光（入射角增加）、物距增大。 近视眼：远点位于眼前有限距离 (实物)，对矫正镜而言成虚像 校正：使入射光发散（入射角减小）、物距减小 显微镜由物镜和目镜组成。 物体AB在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A‘B’，它位于目镜前焦面或稍后处， -LAB f ’, 则LA’B’f ’ 经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处： -LA‘B’ f ’, 则-LA“B”f ’。 显微镜的数值孔径越大，要求放大倍率越高，其景深越小。如：选择放大倍率为10x（2.5x）、NA=0.25的物镜，放大倍率为10x的目镜组成显微镜，其景深只有0.003（0.012）mm。 视角鉴别率（极限分辨角）ε： ε＝70″=0.00034（rad） 开普勒望远镜 ：两个正光焦度的物镜和目镜组成，系统成倒像 。物镜的像方焦距与目镜的物方焦距重合。 对于目镜而言：物距=焦距。 人眼入射光为平行光。 近视眼：入射光应为发散光。目镜应（实物）成虚像(物象在目镜同测) ，物距焦距，所以应向靠近物镜方向移动。 远视眼：入射光应为会聚光。目镜应（实物）成实像(物象在目镜两测) ，物距焦距，所以应向远离物镜方向移动。 伽利略望远镜：由正光焦度的物镜和负光焦度的目镜组成，视角放大率为正，系统成正像。物镜的像方焦距与目镜的像方焦距重合。 对于目镜而言：物距=-焦距，均为负。 人眼入射光为平行光。 近视眼：入射光应为发散光，l’应从0变为负，则l 增大↑ 。目镜应（虚物）成虚像(物象在目镜两测)，物距焦距，所以应向靠近物镜方向移动。 远视眼：入射光应为会聚光， l’应从0变为正，则l 减小。目镜应（虚物）成实像(物象在目镜同测) ，物距焦距，所以应向远离物镜方向移动。 显微镜由物镜和目镜组成。 物体AB在物镜前焦面稍前处，经物镜成放大、倒立的实像A‘B’，它位于目镜前焦面或稍后处， -LAB f ’, 则LA’B’f ’ 经目镜成放大的虚像，该像位于无穷远或明视距离处： -LA‘B’ f ’, 则-LA“B”f ’。 近视眼：减小视场角——A”B“减小，LA”B”减小。目镜成虚像:1/LA”B”=1/LA’B’ -1/f。则LA’B’减小，目镜向物镜靠近。 H、H’：物方、象方主平面 F、F’：