應(yīng)用光學(xué)-第五章20xx(文件)
【正文】 量工程研究所 17 同理，求得光闌 3在物空間的像 mmy ?mml 1 5 03 ?mm25mm150D’1 D’2 D’3 mm2002022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 18 ? 物點(diǎn) A對(duì) 光 闌 D1’ 的 張 角 1020220200 11 .Dt g u ???08330225 75182 ..t g u ??0 9 5 203 5 033333 ..t g u ??? 對(duì) D2’ 的 張 角 ? 對(duì) 光 闌 D3’ 的 張 角 ? u2 為 最小， 說(shuō) 明光 闌 像 D2‘ 限制了物點(diǎn)的 物方孔 徑 角 ，故 透 鏡 2的 鏡 框 為 孔 徑 光 闌 。 Q Q 2 Q 孔徑光闌 L 1 L 2 U— 物方孔徑角 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 20 ? 孔徑光闌 被其前面的光組 在光學(xué)系統(tǒng) 物空間 所成的像稱為 入射光瞳 ，簡(jiǎn)稱 入瞳。P39。 U39。 ?對(duì)于一定位置的物體而言， 入瞳 決定了能進(jìn)入系統(tǒng)成像的最大光束孔徑，且 是 物面上各點(diǎn)發(fā)出的 成像光束進(jìn)入系統(tǒng)的公共入口 ； 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 24 Q Q Q 2 A U P1 P P2 入射光瞳 孔徑光闌 L 1 L 2 L2’ 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 25 ? 將光學(xué)系統(tǒng)中所有光學(xué)零件的通光孔分別通過(guò)其后面的光學(xué)零件成像到整個(gè)系統(tǒng)的 像空間 去，系統(tǒng)的出射光瞳必然是其中對(duì)像面中心的 張角為最小 的一個(gè)。 孔徑光闌 Q Q 2 Q L 2 P 39。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 27 通過(guò)入射光瞳 中心 的光線稱為 主光線 ? 由于共軛關(guān)系，主光線也必然通過(guò)孔徑光闌中心和出瞳中心。 物方孔徑角 Umax越大，其 數(shù)值孔徑 也越大 進(jìn)入系統(tǒng)的光能越多，理論分辨本領(lǐng)越高 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 29 ? 望遠(yuǎn)系統(tǒng)和攝影系統(tǒng)常用 相對(duì)孔徑 A來(lái)表示 39。 ? 在上例中，若物距 l1 = 100mm，此時(shí)光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌為哪一個(gè)？ 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 31 注：在目視儀器中，出瞳的像一定要成在系統(tǒng)外面，以使眼睛的瞳孔與之重合。 53 視場(chǎng)光闌、入射窗、出射窗 ? 光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍是有限的。 D 1 D 1 39。 mm25 mm150 w1 w2 w3 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 36 ? D1′ 對(duì) 入瞳中心的 張 角 為 ? D2′ 本身是入瞳， D3′對(duì) 入瞳中心的 張 角 為 ? D3′對(duì) 入瞳中心的 張 角最小，故光 闌 3是 視場(chǎng)光 闌 。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 38 在上例中，出窗與視場(chǎng)光闌重合。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 40 實(shí)際中入瞳總是有一定的大小 則 A1以內(nèi)的區(qū)域每點(diǎn)均以充滿入瞳的全部光束成像 A1A2區(qū)域內(nèi)每一點(diǎn)已不能用充滿入瞳的全部光束成像，有一部分光線被入窗阻擋。 物點(diǎn)離光軸越遠(yuǎn)，漸暈越大 漸暈系數(shù)：被攔掉的光束在入瞳面上的截面積與入瞳面積之比。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 45 三、兩種光闌作用的比較 ? 對(duì) 孔 徑 光 闌與視場(chǎng) 光 闌 ? 孔 徑 光 闌 限制成像光束的孔 徑 ，即 決 定像的照度、分 辯 率。 54 光學(xué)系統(tǒng)的景深 （ 167。 ? 或者在像空 間 以出射光瞳中心 為 投影中心，各空 間 像點(diǎn)沿主光 線 投影到景象平面上，即是空 間 物點(diǎn)的平面像。 z?? 22z 39。 z 39。??由于 那么 p39。DfMpl???22總景深為 222222212??pM39。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 69 例 54 有一攝影物鏡，若要求對(duì)準(zhǔn)平面后的空間均能在景像平面上成清晰像，問(wèn)對(duì)準(zhǔn)距離應(yīng)為多少？近景位于何處？ ? 解：欲使 △ l1為 無(wú)限大，其公式的分母 為 零，就有 ? 將 p值 代入前景深公式，就可得到前景深和近景距： ?M39。DfMpl???212022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 70 例 55 照相機(jī)物鏡焦距為 75mm，在對(duì)準(zhǔn)平面離相機(jī) 2m時(shí)，所用的光圈指數(shù)為 11和 ；設(shè)眼睛分辨率為 ’，求這兩種情況下的景深大??？ ? 當(dāng) F=11時(shí) ，其入瞳 D為 當(dāng) F= ，其入瞳 D為 mm..F 39。Df Mpl 6022 ???? ?? 48311 ???? 4122 ???? 08221 ??????39。 53） ? 物方 遠(yuǎn) 心光路和 像方 遠(yuǎn) 心光路 ? 在光 學(xué)儀 器中，很大一部分 儀 器用 來(lái)測(cè) 量 長(zhǎng) 度 ? 一 類儀 器是光 學(xué) 系 統(tǒng) 有一定放大率，使被 測(cè) 物的像和標(biāo) 準(zhǔn)刻尺相比，求被 測(cè) 物體的 長(zhǎng) 度，如 工具 顯 微 鏡 等計(jì) 量 儀 器。 ? 像平面 與 分 劃 板 不重合 的 現(xiàn) 象 稱為 視 差 。 ? 在大多 數(shù) 的 計(jì) 量光 學(xué)儀 器中，其孔 徑 光 闌 （或出瞳）常安置在 顯 微 鏡 物 鏡 或投影物 鏡 像方焦平面上以形成物方遠(yuǎn) 心光路以提高 觀測(cè) 精度。 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 78 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 79 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 80 CCD偏左 CCD偏右 沒(méi)有遠(yuǎn)心鏡頭 加上遠(yuǎn)心鏡頭 。 孔徑光闌 （入瞳） 分劃板 M1 M2 M F B1 B2’ B2 2022/8/22 哈工大測(cè)控技術(shù)與質(zhì)量工程研究所 77 ? 像方 遠(yuǎn) 心光路常用在大地 測(cè) 量 儀 器（光 組為 望 遠(yuǎn)鏡 系 統(tǒng) ）中以提高 測(cè) 距精度。 出瞳 P1’ P2’ Z’ B1’ B2’ M1 M2 物體像 分劃板 Uz’ 2022/8/22 哈工大
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