[工学]应用光学-第五章2006.ppt

  1. 1、本文档共80页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
[工学]应用光学-第五章2006

第五章 光学系统中成像光束的选择 组成光学系统的所有零件都有一定的尺寸大小 光阑的定义: 光阑在光学系统中的作用: 决定像面的照度。 光阑按上述的作用分为: 孔径光阑 视场光阑 渐晕光阑 消杂光光阑 视场光阑 限制物平面或物空间能被光学系统成像的最大范围的光阑称为视场光阑。 消杂光光阑 这种光阑不限制通过光学系统中的成像光束,只限制那些从非成像物体射来的光、光学系统各折射面反射的光和仪器内壁反射的光等,这些光阑称为消杂光光阑。 解:1.由于透镜1的前面没有任何光组,所以它本身就是在物空间的像。 3. 再求光阑3被前面光组所成的像。 物点A对光阑D1’ 的张角 将孔径光阑Q1Q Q2通过其前面的透镜成像到物空间去,则其像P1PP2 就决定了光学系统的物方孔径角U。 孔径光阑Q1QQ2被其后面的透镜(光组)在像空间所成的像P1PP2 称为出射光瞳,简称出瞳,其决定了系统像方孔径角U 入射光瞳通过整个光学系统所成的像就是出射光瞳 将光学系统中所有光学零件的通光孔分别通过其前面的光学零件成像到整个系统的物空间去,系统的入射光瞳必然是其中对物面中心的张角为最小的一个。 通过入射光瞳中心的光线称为主光线 由于共轭关系,主光线也必然通过孔径光阑中心和出瞳中心。 对于不同类型的光学系统,有不同的表示方法来表征这种孔径角相应的性能参数 显微系统和投影系统的物镜常用nsinUmax表示,被称之为数值孔径,用NA表示,即 望远系统和摄影系统常用相对孔径A来表示 必须注意: 光学系统的孔径光阑只是对一定位置的物体而言的 §5-3 视场光阑、入射窗、出射窗 二、相关概念 入射光瞳具有一定大小时,没有渐晕的情况也是存在的 入射窗和物平面相重合 或者把视场光阑设置在像平面上 视场具有清晰的界限 光学系统的视场大小用两种方法表示 作业:将一个直径D1=30mm、焦距为f ’=40mm的薄透镜做成一放大镜,眼瞳2放在透镜像方焦点F1’上,眼瞳直径D2=4mm,物面放在透镜物方焦点F1上,试分析系统中的孔径光阑、视场光阑、入瞳、入窗、物方孔径角、物方视场角和线视场,视场内有无渐晕? §5-4 光学系统的景深 (§5-5) 上节讨论在垂直于光轴的平面上点的成像问题。 如:照相制版物镜和电影放映物镜 实际上有很多光学仪器需要把空间中一定范围内的物点成像在一个像平面上(称为平面上的空间像),如照相物镜等就属于这一类。 ab和a’ b’ 的大小和入射光瞳的直径有关,入射光瞳直径减少,弥散斑也随之减少 物空间各空间点的成像,相当于以入射光瞳中心为投影中心,以主光线为投影线,将各点投影到对准平面上后,再成像到景象平面上。 或者在像空间以出射光瞳中心为投影中心,各空间像点沿主光线投影到景象平面上,即是空间物点的平面像。 如果入瞳位置对于物方空间点(即景物)位置发生变化,则景象也随之变化 投影中心作前后移动时,投影像的变化和景物是不成比例的,这种现象称为景象畸变,也称为透视失真。 根据理想光学系统特性,物空间一个平面,在像空间只有一个平面与之共轭。 讨论:当入射光瞳一定时,在物空间有多大深度范围的物体能在景象平面上成清晰像(以摄影物镜为例) 从△l1、△l2看出,摄影物镜的后景深大于前景深 ,这与以下有关: 入瞳直径D:当D越小,其景深越大,反之则相反; 从DF=f ’可知,若想获得较大的景深需要较大的光圈指数F,但这时在f ’ 不变的情况下,入瞳较小所进入的光能也较小,需要较长的曝光时间。 当共轭面的β一定时, f ’ 越长,则对准平面越远,即p越大,景深越大。 例5-4 有一摄影物镜,若要求对准平面后的空间均能在景像平面上成清晰像,问对准距离应为多少?近景位于何处? 解:欲使△l1为无限大,其公式的分母为零,就有 将p值代入前景深公式,就可得到前景深和近景距: 例5-5 照相机物镜焦距为75mm,在对准平面离相机2m时,所用的光圈指数为11和5.6;设眼睛分辨率为1.5’,求这两种情况下的景深大小? 当F=11时,其入瞳D为 当F=5.6时,其入瞳D为 §5-5 远心光路(§5-3) 物方远心光路和像方远心光路 在光学仪器中,很大一部分仪器用来测量长度 一类仪器是光学系统有一定放大率,使被测物的像和标准刻尺相比,求被测物体的长度,如工具显微镜等计量仪器。 另一类仪器是把一标尺放在不同的位置,光学系统改变放大率,使标尺的像等于一个已知值,来求仪器到标尺间距离,如大地测量仪器中的视距测量。 在工具显微镜光学系统的实像平面上,放置已知刻度值的透明刻尺(称为分划板) 分划板上刻尺的格值已考虑了物镜的放大率 按此方法测量,刻尺与物镜之间的距离应保持不变,使物镜的放大率保持常数 这

文档评论(0)

qiwqpu54 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档