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4-6 光阑（stop） 光瞳（pupil） 1 光学成像系统的孔径光阑(aperture stop) 和视场光阑(field stop) 实际成像系统对成像光线的限制，例： 透镜的大小 照相机的光圈 底片的尺寸等等 （1） 保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深． （2） 控制成像物空间的范围． （3） 控制像面的亮度． （1） 孔径光阑：诸挡光孔中,最有效的控制成像光束光能量者，称为孔径光阑．简称孔阑． 1) 光阑的作用： 2) 光阑的种类： A B A’ B’ 孔径光阑 底片 瞳孔 （2）视场光阑 ：诸挡光孔中,最有效的控制成像物空间范围者，称为视场光阑.简称场阑． 人眼瞳孔：孔径光阑， 窗 窗：视场光阑． 物点 A B A’ B’ 孔径光阑 视场光阑 底片 2 光瞳（pupil） 孔径光阑在物空间中的等效孔径 孔径光阑在像空间中的等效孔径 入射光瞳(入瞳)：限制入射光束的有效孔径, 是孔径光阑对前方光学系统所成的像 出射光瞳(出瞳)：限制出射光束的有效孔径, 孔径光阑对后方光学系统所成的像 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． 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． 孔阑对后光学系统的像，为出射光瞳，简称出瞳． 　怎样确定孔阑？ 在这个系统中，孔径光阑同时也是出瞳 孔径光阑 入瞳-- 孔径光阑对 前方系统成的像 入射孔径角 出射孔径角 u u’ 在这个系统中，孔径光阑同时也是入瞳 孔径光阑 出瞳--孔径光阑对 后方系统成的像 u u’ 入射孔径角 出射孔径角 ？ 入瞳 出瞳 入瞳 出瞳 孔径光阑 共轭 共轭 u u’ 孔径光阑 出瞳 入瞳 ？ ？ 共轭 入瞳 出瞳 某种相机镜头的孔径光阑、光瞳 显微镜出射光瞳 3 主光线（chief ray）和边缘光线（marginal ray） A’ A B B’ 边缘光线 主光线 主光线---通过孔径光阑中心的光线; 边缘光线---通过孔径光阑边缘的光线; 孔径光阑 出瞳 入瞳 主光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的中心 边缘光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的边缘 关于孔径光阑： 孔径光阑是成像系统中限制入射光束最 厉害的光阑，即入射孔径角最小的光阑; 与物点的位置有关 P1 P1’ P2 P2’ u1 u2 孔径光阑与物点位置的关系 例、相距 d=5cm 的两个薄透镜 L1和 L1 ，焦距分别为 f1’= 9cm 和 f2’= 3cm ，直径分别为 D1= 6cm和 D2= 4cm ， 直径 D = 3cm 的圆孔光阑 A放在透镜间距 L2 2cm处，当轴上一物点在 L1左方 12cm 处时， 求： a）孔径光阑； b）光瞳的位置和大小 6cm 4cm 3cm P 12cm 2cm 3cm 解： 已知： 先求出各光阑的入瞳位置和大小 和 L1：入瞳即为透镜边缘本身 2cm D1=6cm D2= 4cm D=3cm P 12cm 3cm P点到L1入瞳的距离： D：入瞳即为对透镜L1成的像D’ L2：入瞳即为对透镜L1成的像D2’ 2cm D1=6cm D2= 4cm D=3cm P 12cm 3cm D1’=6cm D2’= 4cm P 12cm 3cm D’=4.5cm 16.5cm 23.25cm 光阑为孔径光阑 4．场阑 入窗 出窗 确定场阑，应首先给出入瞳中心．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． 场阑对后光学系统的像，称为出射窗，简称出窗 　怎样确定场阑？ 入窗，场阑，出窗两两相互共轭． 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． * *