4工程光學(xué)講稿(光闌)(編輯修改稿)
2025-03-13 10:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 L2分別位于孔徑光闌 D的兩側(cè)。由軸外物點(diǎn) B發(fā)出的充滿入瞳的光束，其中只有一部分（畫有陰影線部分）通過系統(tǒng)成像，而其上下各有一部分分別被透鏡 L2與 L1的鏡框所遮攔。因此，軸外物點(diǎn)成像光束的孔徑顯然要比軸上物點(diǎn)小。致使像面上從中央到邊緣，光照度逐漸下降，這種現(xiàn)象稱為“慚暈”。 顯然，軸外物點(diǎn)離光軸愈遠(yuǎn)，漸暈現(xiàn)象就愈明顯。假定在出瞳面上，軸上物點(diǎn)的光束寬度為 D，視場角 ω的斜光束 (在子午面內(nèi) )的寬度為 Dω。則 Dω比 D之比稱為“線漸暈系數(shù)”： DDKD ?? 另外 , 當(dāng)入瞳有一定大小時 ,入射窗也不能完全決定系統(tǒng)的成像范圍 ,如圖所示。由前面分所可知，當(dāng)入瞳為無限小時，物面上的成像范圍由入瞳中心與入窗邊緣的連線所確定，若此連線與物面相交為 B2，則能被系統(tǒng)成像的是一個以物面中心 A為圓心，以 AB2為半徑的圓形區(qū)域。但是當(dāng)入瞳具有一定大小時，除 B2以外的物點(diǎn)發(fā)出充滿 入瞳的光束中，雖然主光線不能通過入射 窗，但仍然有一部分光線通過入射窗而被 系統(tǒng)成像。因此，成像范圍被擴(kuò)大了 , 由 入窗的上邊緣和入瞳的下邊緣的連線與 物面的交點(diǎn) B3才是被系統(tǒng)成像的最邊緣 點(diǎn)。 （五）視場范圍的計算 光學(xué)系統(tǒng)的視場是由物方視場或物面半徑的大小來確定。根據(jù)視場光闌的不同位置，有一下幾種計算視場的方法。 視場光闌與像面重合 當(dāng)視場光闌與像面重合時，視場光闌的口徑就是像的大小， 由此得到物方視場為： 239。 視場Dy ? 物鏡的焦距）在無限遠(yuǎn)處，為系統(tǒng)的放大率物為有限距離，其中39。( 物 39。39。)( 39。ffytgyy?????)( 為入瞳的位置式中視場ZZlllytgDy????2當(dāng)視場光闌與物面重合時，視場光闌的大小就是物的大小，此時 例題： 上一題中，漸暈系數(shù) KD≥ 時的系統(tǒng)視場光闌和最大的視場范圍。 由前面計算得到入瞳直徑，根據(jù)漸暈系數(shù) Q得： 1030402/40402/)(39。22139。???????????????QODtgQODtgmmDD P??? 由于 ω1ω2，得出透鏡 L1為視場光闌。該系統(tǒng)滿足漸暈系數(shù)大于等于 最大成像范圍 y＝（ l－ lZ） tgω－ ＝（ 100－ 40） － ＝ 故整個視場直徑范圍 2y＝ 7mm。 A ω1 ω2 Q O P’ L1’ L2’ 40 30 ω2 ω1 167。 照相系統(tǒng)和光闌 一、照相系統(tǒng)由三部分組成 鏡頭：將外界景物成像在底片上。 光闌：調(diào)節(jié)成像光束寬度從而調(diào)節(jié)光能量。 底片架框：確定景物的成像范圍。 照相機(jī)和光闌的作用 由照相機(jī)的光路圖可看出 ,隨著 A1A2光闌的伸縮可改變像面的成像光束。 對于照相機(jī)來說光闌 A就是孔徑光闌。 底片的大小限制了，相片的大小，所以光闌 B是視場光闌。 對于軸上點(diǎn)的成像光束， A、A’的位置對于成像光束并不起作用。 軸外點(diǎn)的成像情況就復(fù)雜的多由圖 a，孔徑光闌 A靠近透鏡，軸外點(diǎn)的進(jìn)光量要多些。 (a) (b) b圖，由于孔徑光闌 A遠(yuǎn)離透鏡，這使軸外點(diǎn)的進(jìn)光量就要少。 從 (a)、 (b)圖的斜平行光束，可出 (a)圖的投射高度高， (b)圖的投射高度低。這樣就會使得成像質(zhì)量不同。 孔徑光闌的位置和大小 透鏡口徑的大小 對軸外光束成像構(gòu)成影響 軸外光束的投射傾角大小及在透鏡上投影位置 當(dāng)透鏡的大小確定后，其邊框及孔徑光闌就直接影響軸外光束的成像。 漸暈、漸暈光闌 漸暈：軸外點(diǎn)成像光束在進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)前被系統(tǒng)的光闌阻擋，而使成像面的照度下降的現(xiàn)象。 漸暈光闌：能夠引起漸暈的光闌。 漸暈系數(shù) K＝ Dω / D A A39。 光闌與光闌的像 小結(jié)： 在照相光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)軸外光束的像質(zhì)來選擇孔徑光闌的位置，其大致位置在照相物鏡的某個空氣間隔中。 在有漸暈的情形下，軸外點(diǎn)光束寬度不僅由孔徑光闌的口徑確定，而且還和漸暈光闌的口徑有關(guān)。 照相光學(xué)系統(tǒng)中，感光底片的框子就是視場光闌。 孔徑光闌的形狀一般為圓形，而視場光闌的形狀為圓形或矩形等。 167。 望遠(yuǎn)系統(tǒng)中成像光束的選擇 一、望遠(yuǎn)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 物鏡 轉(zhuǎn)像棱鏡 分劃板 目鏡 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)簡化圖 二、望遠(yuǎn)系統(tǒng)中的光束限制 光瞳銜接原則：前面系統(tǒng)的出瞳與后面系統(tǒng)的入瞳重合
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