光欄與光瞳的概念及設(shè)置方法

1、光學(xué)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的概念是光欄及與光欄相關(guān)的光瞳。在拍照的時(shí)候，大多 情況下都會(huì)用到光欄。高質(zhì)量的手機(jī)都有內(nèi)置的可調(diào)節(jié)的光欄，以便可以控制暴光 量,它不僅可以控制到達(dá)像面的光通量，設(shè)計(jì)者還可以通過(guò)光欄的位置和大小來(lái)控制 像差。當(dāng)你設(shè)計(jì)一個(gè)攝影鏡頭時(shí)，你會(huì)體會(huì)到光欄決定了光學(xué)系統(tǒng)中的兩條重要光 線(xiàn)，主光線(xiàn)和邊緣光線(xiàn)。當(dāng)你做近軸光線(xiàn)追跡的時(shí)候，這些是你要考慮的光線(xiàn)，主 光線(xiàn)和邊緣光線(xiàn)。他在鏡面上產(chǎn)生的高度和角度是用來(lái)計(jì)算像差的。5.1 光闌與光瞳光闌是光學(xué)系統(tǒng)的物理孔徑，它起著通光的作用，只允許部分光線(xiàn)通過(guò)像面，而 阻擋其他部分通過(guò)。光欄可以通過(guò)光學(xué)器件的自身的孔徑來(lái)定義或者由光學(xué)系統(tǒng)中的孔隙面來(lái)

2、確定， 如圖5.1 所示。在圖5.1b中，因?yàn)楣怅@位于鏡頭的正前面，所以又稱(chēng)為入瞳，光闌作為物 方對(duì)鏡頭的成像，這個(gè)像又稱(chēng)為出瞳（圖 5.2）。如果做無(wú)窮遠(yuǎn)處成像在像方焦點(diǎn)光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)，可以確定出瞳的大小 （圖 5.3）。在圖 5.4 中，所放置的光欄位于鏡頭的后面，光欄又稱(chēng)之為出瞳，光欄由 左邊鏡頭的成像（光線(xiàn)由右像追跡），這個(gè)物方的成像又稱(chēng)之為入瞳（圖 5.5）。如圖 5.6 所示，無(wú)窮遠(yuǎn)處的成像光線(xiàn)由入瞳所限制。圖 5.7 中，光欄的位置位于系統(tǒng)的中間，它既不是入瞳也不是出瞳，我們?nèi)匀粚⑺暈槲?，光欄?duì)左邊系統(tǒng)的成像為入瞳，對(duì)右邊系統(tǒng)的成像為出瞳（如圖5.8a&b）。對(duì)無(wú)窮遠(yuǎn)的物方成像，所有的光線(xiàn)在入瞳邊緣聚焦入射，在出瞳邊緣出射 （圖 5.9）。Fig. 5.2of .s op(he rut pupilFig. 5.2of .s op(he rut pupilFig 5.3 hr image m冷z w va appear ic be 0 -如果我們對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的任何一面的左邊和右邊來(lái)進(jìn)行計(jì)算，我們將會(huì)得到一個(gè)常 量，這個(gè)數(shù)我們成為拉格朗日不變量。我們命名為L(zhǎng),拉格朗日不變量的重要的應(yīng) 用是在薄透鏡計(jì)算和軸外像差的計(jì)算。伽利略望遠(yuǎn)鏡是用薄透鏡組成，第一面鏡片既是入瞳又