光瞳与光阑的介绍

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1、§9.1光学系统的光束限制一、光阑及其分类二、孔径光阑和入瞳、出瞳三、视场光阑和入窗、出窗四、渐晕1、渐晕及渐晕系数2、光学系统消渐晕条件五、景深一、光阑及其分类-光学系统的光束限制1、光阑光学系统中可以限制光束的光学元件的边框，或者带孔的金属薄片通称为光阑。2、光阑的分类光阑根据在光学系统中的作用不同主要有三类：孔径光阑、视场光阑和消杂光光阑。二、孔径光阑和入瞳、出瞳-光学系统的光束限制1、孔径光阑光学系统中对于光轴上物点发出的光束起主要限制作用的光阑。2、孔径光阑的确定方法3、入瞳和出瞳4、几组相关的概念(1)物方和像方孔径角(2)主光线(3)相对孔径和F数2、孔径光阑的确定方法-孔径光

2、阑和入瞳、出瞳(1)作出光学系统中所有光阑在系统物(像)空间的像；(2)在系统的物(像)空间比较光阑的像对A(A')的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为孔径光阑。M3iAA'M3M2M1说明:(1)光学系统孔径光阑与系统和物平面位置有关。(2)当物(像)位于无穷远时，在物(像)空间比较张角变为比较光阑的像的大小。3、入瞳和出瞳-孔径光阑和入瞳、出瞳AA'M3M2M1M3i入瞳:孔径光阑在光学系统物空间的像。出瞳:孔径光阑在光学系统像空间的像。说明:入瞳和出瞳关于光学系统共轭。4、几组相关的概念-孔径光阑和入瞳、出瞳(1)物方和像方孔径角物方孔径角:光轴上物点对入瞳的半张角(U).像方孔径

3、角:光轴上像点对出瞳的半张角(U')AA'D'D-UU'(2)主光线轴外物点发出的经过入瞳中心的光线.(3)相对孔径和F数相对孔径:D/f';F数:f'/D.三、视场光阑和入窗、出窗-光学系统的光束限制1、视场光阑光学系统中对物面上成像范围起主要限制作用的光阑。2、视场光阑的确定方法3、入窗和出窗、物方和像方半视场角2、视场光阑的确定方法-视场光阑和入窗、出窗(1)作出光学系统中除孔径光阑外其余光阑在系统物(像)空间的像；(2)在系统的物(像)空间比较光阑的像对入(出)瞳中心的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为视场光阑。M3iAA'M3M2M1说明:光学系统视场光阑与光学系统和物平面位置

4、有关。3、入窗和出窗-视场光阑和入窗、出窗入窗:视场光阑在光学系统物空间的像。出窗:视场光阑在光学系统像空间的像。D'Dw'w4、物方和像方半视场角物方半视场角:入瞳中心对入窗的半张角(w).像方半视场角:出瞳中心对出窗的半张角(w')D入窗入瞳物面1、渐晕及渐晕系数-渐晕(1)渐晕A1A2轴外物点发出的充满入瞳的光束被别的光阑部分遮挡的现象，称为渐晕。(2)渐晕系数线渐晕系数：轴外物点发出的成像光束在入瞳面上光束的宽度和入瞳直径的比值，表示为KD。面渐晕系数：轴外物点发出的成像光束在入瞳面上光束的截面和入瞳截面的比值，表示为KS。D入窗入瞳物面-q-p2、光学系统消渐晕条件-渐晕(1)、分

5、析B1B2B3B0(2)、条件(a)入窗和入瞳重合(q=0)(b)入窗和物面重合(q=p)D'出瞳景像平面D入瞳对准平面-p五、景深-光学系统的光束限制远景:在景象平面上能够成“清晰”像的最远的平面。近景远景-p2-p1D1D2ABA'近景:在景象平面上能够成“清晰”像的最近的平面。远景深度:远景到对准面的距离;近景深度:近景到对准面的距离。景深:远景和近景之间的距离。例题-光学系统的光束限制例题1:如图,一个开孔的金属板和两个焦距依次为10cm和20cm的透镜构成光学系统,三者之间的空间间隔均为30cm。如果金属板的孔径和两个透镜的孔径依次为2cm,4cm和5cm,试问(1)当物位于无穷远

6、时的孔径和视场光阑，入瞳、入窗的位置及物方视场角.(2)位于金属板前20cm的物平面来说，孔径和视场光阑分别是哪个，入瞳、入窗的位置及物方视场角和孔径角的大小。M3M2M13030M3i15作业-光学系统的光束限制9-1(8-18)9-2(8-19)