光学第4章_光束限制

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1、第四章光学系统中的光阑与光束限制理想光学系统，一般限于近轴情况。近轴情况光能量小，像面照度不够。成像空间小，像面小。实际的光学系统，往往不能满足近轴条件，必然引起像差。所以必须加一些挡光的孔，控制成像光束的孔径，减小像差。在光学系统中，这种限制成像光束的孔径，或限制成像范围的光孔或框，统称为光阑，一般与透镜同轴。第四章光学系统中的光阑与光束限制第一节光阑以照相系统为例，由三部分组成：镜头：将外界景物成像在底片或探测器上光阑：调节成像光束宽度从而调节光能量底片及底片架框：确定景物的成像范围LAA'fu'快门B第

2、四章光学系统中的光阑与光束限制光阑的作用：1.控制成像光束的孔径(保证近轴条件),改善成像质量(像清晰度),控制景深2.控制成像物空间的范围3.控制像面的亮度孔径光阑：A、A‘限制成像光束口径，调节入射光能和像质视场光阑：B限制成像范围光阑的种类：第四章光学系统中的光阑与光束限制瞳孔人眼瞳孔：孔径光阑窗窗：视场光阑物点第四章光学系统中的光阑与光束限制孔径光阑对入射光束有很直接的选择作用，对于轴上物点和轴外物点，其限制或选择作用不同。孔径光阑的位置和大小透镜口径的大小轴外光束的倾角大小及在透镜上投影位置对轴外光

3、束成像构成影响当透镜的大小确定后，其边框及孔径光阑就直接影响轴外光束的成像。由边框导致边缘变暗的现象——渐晕故边框也称为渐晕光阑。第四章光学系统中的光阑与光束限制孔阑、入瞳、出瞳孔径光阑与光轴上物点位置有关，欲确定孔阑，必须首先明确是对光轴上哪个物点。孔阑对后光学系统的像，为出射光瞳，简称出瞳。将系统所有的通光孔成像于光学系统的物空间，其中对轴上物点张角最小者，称为入瞳。入瞳对应的物叫做孔阑．怎样确定孔阑？第四章光学系统中的光阑与光束限制场阑、入窗、出窗场阑对后光学系统的像，称为出射窗，简称出窗。确定场阑，应

4、首先给出入瞳中心。将系统所有的孔作为物对前光学系统成像，诸像中对入瞳中心张角最小者为入射窗，简称入窗。与入窗对应的孔为视场光阑，简称场阑。怎样确定场阑？第四章光学系统中的光阑与光束限制入射窗对入瞳中心的张角称物方视场角．通过入瞳中心、孔径光阑和出瞳中心的光线叫做主光线．出射窗对出瞳中心张角称像方视场角．场阑一般放置在物面、像面，或中间像面上．第四章光学系统中的光阑与光束限制第二节景深光学系统的空间像，按照严格的光学理论：点物成点像平面物成平面像空间物成空间像实际的许多光学系统，需将空间的物成在平面上。即平面上

5、的空间像。第四章光学系统中的光阑与光束限制光学系统的空间像B1......B3B2B1'B2'B3'弥散斑入瞳出瞳照相系统对准平面景象平面第四章光学系统中的光阑与光束限制当入瞳和出瞳沿轴位移时，弥散斑在对准及其景象平面上的位置亦改变，且投影像的变化和景物不成比例——透视失真s1s2s1's2's1s2s1‘(s2')第四章光学系统中的光阑与光束限制缩小光瞳时，弥散斑也将缩小，当光瞳缩小到一定程度时，就能保证对准平面附近一定距离的物点都能成清晰的像。这个距离就是景深。即景像平面上所获得的成清晰像的空间深度。清晰

6、成像是相对于光能接收器的(如人眼、底片、CCD等),有一定的分辨率,因此并不要求弥散斑为几何点。在照相、摄影系统中，景深与光圈、焦距都有关。光圈缩小，景深增大；焦距减小，景深增大。AF-S600mmf/4GEDVR尼克尔镜头（7.38）光圈(Aperture)通常镜头上会标示该镜头的最大光圈数，如50mm1:1.4，前者表示焦距50mm，后者表示最大光圈数为1.4。