大學(xué)工程光學(xué)第四章

1、 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)4.1 光光 闌闌透鏡的大小限制A點(diǎn)發(fā)出的成像光束的孔徑角，像面的大小限制成像范圍，它們都是對(duì)光束的限制，稱為光闌。 光闌：起限制成像光束作用的透光孔。光闌：起限制成像光束作用的透光孔。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué) 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)入射光瞳和出射光瞳入射光瞳和出射光瞳 工工 程程 光光 學(xué)學(xué) 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)入瞳是物面上所有各點(diǎn)發(fā)出的光束的共同入口；出瞳是物面上各點(diǎn)發(fā)出光束經(jīng)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)以后從最后一個(gè)光孔出射的共同出口。 孔徑光闌在系統(tǒng)的最前面則孔徑光闌本身即是入瞳孔徑光闌在系統(tǒng)的最前面則孔徑光闌本身即是入瞳孔徑光闌在透鏡上則既是入瞳也是出瞳。孔徑光闌在透鏡上則

2、既是入瞳也是出瞳?？讖焦怅@在系統(tǒng)的最后面則孔徑光闌本身即是出瞳孔徑光闌在系統(tǒng)的最后面則孔徑光闌本身即是出瞳通過(guò)孔徑光闌中心的光線為主光線。通過(guò)孔徑光闌中心的光線為主光線。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)二二 視場(chǎng)光闌視場(chǎng)光闌 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)4 .63263.2123624tan36243522wmmywfyywmmmmmmf的關(guān)系式和理想像高根據(jù)視場(chǎng)角平面處。闌。位于鏡頭的像方焦框就是視場(chǎng)光圍受底片框限制，底片解：照相鏡頭的照相范，視場(chǎng)光闌位在何處？求該相機(jī)的最大視場(chǎng)角，底片像幅尺寸為例、照相鏡頭焦距 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)三、漸暈光闌三、漸暈光闌。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué) 工工 程程 光光

3、學(xué)學(xué)通常用漸暈系數(shù)表示漸暈嚴(yán)重的程度： 面漸暈系數(shù)=軸外點(diǎn)光束在入瞳上的截面積入瞳面積線漸暈系數(shù)=軸外點(diǎn)光束在入瞳上的高度入瞳直徑 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)例：例：6倍雙目望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中，物鏡焦距為倍雙目望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中，物鏡焦距為108mm，物，物鏡口徑為鏡口徑為30mm，目鏡口徑為，目鏡口徑為20mm，如果系統(tǒng)中沒(méi)，如果系統(tǒng)中沒(méi)有視場(chǎng)光闌，問(wèn)該望遠(yuǎn)鏡最大極限視場(chǎng)角等于多少？有視場(chǎng)光闌，問(wèn)該望遠(yuǎn)鏡最大極限視場(chǎng)角等于多少？漸暈系數(shù)漸暈系數(shù)KD=0.5時(shí)的視場(chǎng)角等于多少？時(shí)的視場(chǎng)角等于多少？第三節(jié)第三節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)08. 920794.

4、01810810tan33.1120992. 0108714.10tan714.10,1810865 . 02125 . 0maxmaxmaxmaxwOODOwwfywfymmyDCEFDBmmffff得的值代入公式、將可求得根據(jù)物物目目目物 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)mmDmmuhlfhuummDmmDDDDmmffffmmmmwz5 .24)4tan(175258.284895. 0144895. 02514433)4tan(2517525355-717525-7,5258272222121121分目入入出入）（瞳?？蛏希讖焦怅@即是入解：孔徑光闌選在物鏡。的口徑、視場(chǎng)光闌口徑物鏡和目鏡闌、入

5、瞳和出瞳位置，假定無(wú)漸暈，求孔徑光，出瞳直徑為，目鏡焦距為倍望遠(yuǎn)系統(tǒng)，視場(chǎng)例、mmll58.2825120011或或 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)%5035/ )16. 05 .17(16. 058. 6229. 32005 .11)tan(5 .112/ )528(82,282Dkhwwwmmhwmm根據(jù)三角形相似，得多少？的漸暈系數(shù)為？視場(chǎng)多大視場(chǎng)范圍內(nèi)無(wú)漸暈其他條件不變，則上例中如果目鏡口徑為 工工 程程 光光 學(xué)學(xué) 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)第四節(jié)第四節(jié) 顯微鏡系統(tǒng)中的光束限制與分析顯微鏡系統(tǒng)中的光束限制與分析物方遠(yuǎn)心光路物方遠(yuǎn)心光路調(diào)焦不準(zhǔn)，如調(diào)焦于A1B1，在分劃板上得彌散斑。量得的長(zhǎng)度h比

6、AB略長(zhǎng)。反之若調(diào)焦于AB前，測(cè)得的長(zhǎng)度略短。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)將孔徑光闌放在像方焦面，物方主光線平行于光軸，調(diào)焦不準(zhǔn)時(shí)只是看起來(lái)模糊些，彌散斑的中心不變，量得h準(zhǔn)確。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)孔闌設(shè)于焦平面上的光學(xué)系統(tǒng)稱遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。 孔闌設(shè)于像方焦面，物方主光線平行于光軸，稱物方遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。 孔闌設(shè)于物方焦面，像方主光線平行于光軸，稱像方遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)場(chǎng)鏡場(chǎng)鏡l l 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)場(chǎng)鏡的定義：和像平面重合，或很靠近像平面的透場(chǎng)鏡的定義：和像平面重合，或很靠近像平面的透鏡統(tǒng)稱為鏡統(tǒng)稱為“場(chǎng)鏡場(chǎng)鏡”。用來(lái)減小后透鏡組的口徑。用來(lái)減小后透鏡組的口徑。mmff

7、fllll60115011001111,100,150則如 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)4.5光學(xué)系統(tǒng)的景深光學(xué)系統(tǒng)的景深理論上，只有共軛的物平面才能在像平面上成清晰像，其他物點(diǎn)所成的像均為彌散斑。但當(dāng)此斑對(duì)眼睛的張角小于眼睛的最小分辨角1時(shí)，人眼看起來(lái)仍為一點(diǎn)。此時(shí)，該彌散斑可認(rèn)為是空間點(diǎn)在平面上的像。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)如圖，當(dāng)Z1和Z2小到可以看成一點(diǎn)時(shí)，我們認(rèn)為從B1到B2的空間深度范圍內(nèi)的物，都能在像平面上得到清晰像。這個(gè)空間深度叫景深。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)11zz22zz1112pppaz2222pppaz不考慮符號(hào)的正負(fù)號(hào)不考慮符號(hào)的正負(fù)號(hào) 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)11112pp

8、pazz2222pppaz1112pppaz22222pppazz1122zaapp2222zaapp11121zapzpp22222zapzpp21 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)正確透視距離：為獲得正確的空間感覺(jué)，應(yīng)使照片正確透視距離：為獲得正確的空間感覺(jué)，應(yīng)使照片上圖像的各點(diǎn)對(duì)眼睛的張角與直接觀察空間時(shí)各對(duì)上圖像的各點(diǎn)對(duì)眼睛的張角與直接觀察空間時(shí)各對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)眼睛的張角相等。符合這一條件的觀察距離應(yīng)點(diǎn)對(duì)眼睛的張角相等。符合這一條件的觀察距離叫做正確透視距離。叫做正確透視距離。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)代入將分辨角）為彌散斑對(duì)人眼的極限斑直徑最小值為景象面上或照片上彌散PZZPZPDZppyyDDywp

9、yw21(tantanpappzapz22111pappzapz22222222244ap21pa 遠(yuǎn)景深度比近景深度大。遠(yuǎn)景深度比近景深度大。入瞳直徑越小，景深越大。入瞳直徑越小，景深越大。 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)間內(nèi)物體的清晰像。整個(gè)空處的平面起至無(wú)限遠(yuǎn)的自入射光瞳前距離為得到處，在景象平面上可以把照相物鏡調(diào)焦到此時(shí)得，由為使aapapappap2221122 工工 程程 光光 學(xué)學(xué)光圈數(shù)光圈數(shù)=相對(duì)孔徑的倒數(shù)（光圈數(shù)值越大，光圈越?。┫鄬?duì)孔徑的倒數(shù)（光圈數(shù)值越大，光圈越?。┫鄬?duì)孔徑相對(duì)孔徑=2a/f相對(duì)孔徑減小，光圈減小，光圈數(shù)增大，景深增大相對(duì)孔徑減小，光圈減小，光圈數(shù)增大，景深增大相對(duì)孔徑增大