【正文】 但寬銀幕僅在寬度方向加大，而高度并無變化，即畫面在水平和垂直方向有不同的放大率，其比值稱為壓縮比 K ， /stK ??? ，通常取 1 .5 ~ 2 .0K ? 。例如匹茲伐爾型物鏡、天塞物鏡和雙高斯物鏡等。/D f E L? ???? （ 871） 返回 第七節(jié) 投影系統(tǒng) 二、投影物鏡的結(jié)構(gòu)形式 投影系統(tǒng)類似于倒置的攝影系統(tǒng)。(1 )yytg lf ?? ??? ? （ 870） 根據(jù)式（ 857），取光瞳放大率為 1，則相對孔徑為 / 39。 39。? 滿足 39。 ( 1 ) 1Llf ?????? ? ?（ 869） 式中， L為物像間的共軛距。 焦距由下式計(jì)算出 239。/yy? ? 。 39。39。/LE???知道了反射比（ 864） 39。設(shè)屏的面積為 ,則 下面給出幾種漫射屏的反射比 白色理想的漫射屏 ?39。任何接收屏的像面亮度 L都和接收屏的照度 E′與反射比 第七節(jié) 投影系統(tǒng) 一 、投影物鏡的特點(diǎn) ?42( 25 ~ 50) 10 /L c d m??42( 3 ~ 5 0 ) 1 0 /L c d m??42(1 ~ 5 ) 10 /L c d m??有關(guān)，實(shí)驗(yàn)研究 表明，投影接收屏的亮度根據(jù)其不同用途有不同的要求，例如 電影投影 幻燈片投影 反射投影 或者 和亮度 L，則可以根據(jù)下式確定接收屏所需的照度。 一、投影物鏡的特點(diǎn) 二、投影物鏡的結(jié)構(gòu)形式 三、照明系統(tǒng) 對投影系統(tǒng)的主要要求取決于其使用目的。投影系統(tǒng)的作用是把一平面物體（如幻燈片或電影正片）放大成一平面實(shí)像在一屏幕上。透鏡組 2和 3的變動(dòng)是相關(guān)的，它們靠精密的凸輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制的。為了使物鏡的原像面不變，應(yīng)該在移動(dòng)透鏡組 2的同時(shí)，按非線性規(guī)律移動(dòng)透鏡組 3，使像點(diǎn)通過透鏡組 3時(shí)仍成像在處。透鏡組 1為前固定組，透鏡組 2為變倍組，透鏡組 3為補(bǔ)償組，透鏡組 4為后固定組。 kff ? ? ?? ??? （ 863） 變焦距物鏡在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足三個(gè)基本要求 : 1. 焦距變化時(shí) ,成像的位置保持不變； ； 3. 各個(gè)焦距所對應(yīng)的成像質(zhì)量和照度分布應(yīng)達(dá)到使用要求。kkfMf? ? ?? ? ?????????（ 862） 焦距為 1 2 339。其變倍比為 23m a x m a xm in 2 3 m in39。變焦系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成。 圖 830 第六節(jié) 攝影系統(tǒng) 變焦距物鏡的焦距可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，故對一定距離的物體其成像的放大率也在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。圖 830為蔡司公司的遠(yuǎn)攝天塞物鏡，其相對孔徑 / 39。隨著焦距的增加，系統(tǒng)的二級光譜也增加，設(shè)計(jì)時(shí)常用特種火石玻璃。攝遠(yuǎn)物鏡的焦距可達(dá)到 3m以上。 1 : 6. 8Df ?，相對孔徑 ， 2ω=122○ ，圖 829為其結(jié)構(gòu)型式。 39。 50f mm?/ 39。廣角物鏡中最著名的應(yīng)屬魯沙爾－ 32型，其焦距 大相對孔徑攝影物鏡相對比較復(fù)雜。 圖 827 廣角攝影物鏡多為短焦距物鏡，以便獲得更大的視場。圖 827示出最流行的著名的天塞（ Tessar）物鏡的結(jié)構(gòu)型式，其相對孔徑 1:~1:， 2ω=55176。一般具有下列光學(xué)參數(shù)，焦距 20~500mm，相對孔徑 D/f′=1:9~1:，視場角可達(dá)64176。 攝影物鏡主要分為普通攝影物鏡、大孔徑攝影物鏡、廣角攝影物鏡、遠(yuǎn)攝物鏡和變焦距物鏡等。攝影物鏡根據(jù)不同的使用要求，其光學(xué)參數(shù)和像差校正也不盡相同。 不同接收器的分辨力有很大的差別，攝影膠片的分辨力普遍比 CCD高，攝影膠片的分辨力很容易達(dá)到每毫米200線，而 CCD的分辨力取決于象素的大小，目前 CCD的象素尺寸為 6～ 14微米，對應(yīng)的線對數(shù)為每毫米 85～35線。此外物鏡的分辨率還與被攝目標(biāo)的對比度有關(guān)，同一物鏡對不同對比度的目標(biāo)（分辨率板）進(jìn)行測試，其分辨率值也是不同的。/( fD 成正比。 147 5 /LN D f F??取 ，則 （ 861） 式中 F為物鏡的光圈數(shù)。設(shè)物鏡的分辨率為 ，接收器的分辨率是 按經(jīng)驗(yàn)公式，系統(tǒng)的分辨率 N為 ， rL NNN111 ?? （ 860） 按瑞利準(zhǔn)則，物鏡的理論分辨率為 39。為使數(shù)碼相機(jī)的此參數(shù)也容易識別，許多制造商都將 CCD鏡頭的焦距用等價(jià) 135mm膠片的焦距來標(biāo)稱，稱作等價(jià) 135mm，表 83是部分典型的值。數(shù)碼相機(jī)中使用的 CCD 大小并非完全一樣。而數(shù)碼相機(jī)中的 CCD比膠卷相機(jī)中的接收器要小得多，因此所有的鏡頭焦距也都要小。 第六節(jié) 攝影系統(tǒng) 攝影物鏡的接收器元件框是視場光闌和出射窗，它的大小尺寸決定了像面的最大尺寸，表 82列出了幾種常用攝影膠片的規(guī)格以及近年來常用的 CCD尺寸的規(guī)格。對應(yīng)長焦距和短焦距這兩種情況的物鏡分別稱作遠(yuǎn)攝物鏡和廣角物鏡。39。39。在接收器的尺寸確定以后，一般來說，焦距越長，成像的范圍越小，焦距越短，則其成像范圍越大。f D21/ 2式中， 為攝影物鏡的焦距， 的等比級數(shù)變化（相對孔徑按 D/f′ 1: 1:2 1: 1:4 1: 1:8 1:11 1:16 1:22 F 2 4 8 11 16 22 表 83 返回 第六節(jié) 攝影系統(tǒng) 3．視場 39。 第六節(jié) 攝影系統(tǒng) 光闌的大小用光圈數(shù) F 來表示 DfF 39。由于像平面的照度與相對孔徑平方成正比，所以光圈值按公比為 等比級數(shù)變化），國家標(biāo)準(zhǔn)是按表 83來分檔的。由式（ 857）可知，光圈數(shù)是相對孔徑的倒數(shù)。為了控制像面照度，一般照相物鏡都利用可變光闌來控制孔徑光闌的大小。 c o sMEE ? ?? （ 856） 式中， ?? 為像方視場角。DELf???（ 855） 式中， L為物體的亮度， ?439。E 為 22139。對大視場物鏡，其視場邊緣的照度要比視場中心小得多，在光度學(xué)中我們得知 第六節(jié) 攝影系統(tǒng) 2．相對孔徑 相對孔徑?jīng)Q定像面照度。/y y y f x??? （ 854） 可見像的大小都是與焦距成正比，為了獲得大比例尺的像，必須增大物鏡的焦距，例如航攝鏡頭，焦距可達(dá)數(shù)百毫米甚至數(shù)米。y f tg??? （ 853） 在拍攝近處物體時(shí)，像的大小取決于垂軸放大率 39。在拍攝遠(yuǎn)處物體時(shí)，像的大小為 39。攝影物鏡的光學(xué)特性由焦距 、相對孔徑 和視場角 表示， 下面分別介紹。f /39。通常把攝影物鏡和感光膠片、 CCD、電子光學(xué)變像管或電視攝像管等接收器件組成的光學(xué)系統(tǒng)稱作攝影光學(xué)系統(tǒng)，其中包括傳統(tǒng)光學(xué)照相機(jī)、電視攝像機(jī)、 CCD攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)等。 。圖 826所示的長出瞳距目鏡，其視場 ，截距 ， 另外，還有對稱目鏡、廣角目鏡、超廣角目鏡等。Flf? 有的軍用儀器要求有較長的出瞳距，例如 22~25mm。Flf? 39。 圖 824 圖 825 第五節(jié) 目 鏡 2 39。無畸變目鏡并非完全校正了畸變，只是畸變小些，適用于測量儀器。/ 39。 ，因此，出瞳 2 39。光學(xué)特性為 ， ，截距 和 近似地表示為 和 靠近目鏡。Flf? 39。Flf? 39。 1 / 2Pf ?Fl 39。 4 0 ~ 5 0? ? 39。冉斯登目鏡的視場角 ，相對鏡目距約 。/ 39。 ，相對鏡 圖 822 第五節(jié) 目 鏡 2 39。而場鏡和接目鏡的像差是互相補(bǔ)償?shù)模虼水?dāng)觀察到的物體是清晰的時(shí)候，視場光闌是不清楚的，故在惠更斯目鏡中，不宜放分劃板，測試儀器也不能選用此結(jié)構(gòu)。 1 / 3ePf ?圖 822為惠更斯目鏡。 4 0 ~ 5 0? ?39。1000 efxmm??滿足 為 （ 852） 下面介紹幾種常用類型的目鏡結(jié)構(gòu)。 第五節(jié) 目 鏡 即目鏡的工作距離必須大于式（ 852）計(jì)算的最大移動(dòng)量。為了適應(yīng)不同近視眼與遠(yuǎn)視眼的需要，目鏡應(yīng)可以前后調(diào)節(jié)（稱為視度調(diào)節(jié)），以使物鏡的像再經(jīng)目鏡后成像于人眼的遠(yuǎn)點(diǎn)處。 目鏡第一面的頂點(diǎn)到其物方焦平面的距離稱為目鏡的工作距 。對于一定型式的目鏡，相對鏡目距近似地為一常數(shù)。 ， 第五節(jié) 目 鏡 Fl5D? 5?5? 鏡目距是系統(tǒng)出瞳到目鏡后表面的距離，相對鏡目距是鏡目距與目鏡焦距之比。 ），目鏡視場的大小為 其中 為視場光闌（分劃板）的半徑。??39。 10131～1012．望遠(yuǎn)目鏡的相對孔徑中等（ ），顯微物鏡的相對 孔徑 較小（ efytg39。/250 f?? ，焦距短可以獲得一定的放大率。測量儀器的出瞳直徑也較小 2mm，以提高其測量精度。望遠(yuǎn)鏡出瞳直徑一般為 2~4mm左右。目鏡的作用類似放大鏡，它將物鏡所成的像放大在人眼的遠(yuǎn)點(diǎn)或明視距離供人眼觀察，其光學(xué)參數(shù)主要有焦距 、視場角 、相對鏡目距 和工作距離 。/ 39。ef 239。2 ????????? ? 如果該例因正像的需要而加入保羅棱鏡系統(tǒng)，請讀者自己計(jì)算加入棱鏡后的情況以及棱鏡的外形尺寸。39。2 ??物鏡焦面處的視場光闌直徑為 半視場高度為 目鏡的視場角為 得目鏡的全視場角為 由此看來，目鏡的視場很大。39。 ?? 視mmfytge 39。 ??efD 第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) mmtgtgfD o 8 7239。 ????目鏡的相對孔徑為 92: 39。39。1fll ?? mmflfll 39。 ??fD由望遠(yuǎn)鏡的分辨力公式（ 846），可得望遠(yuǎn)物鏡的口徑為 物鏡的相對孔徑為 39。 ??? ??? mmf e 50039。Lfe解：根據(jù)人眼角分辨力為 60〞 ，我們得到望遠(yuǎn)鏡的放大率為 開普勒望遠(yuǎn)鏡的放大率為負(fù)值，計(jì)算時(shí)用 由放大率與筒長的關(guān)系式（ 838）和望遠(yuǎn)鏡放大率與焦距的關(guān)系式（ 840），可以推得 代入。 ???? ??40139。 返回 第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 六、望遠(yuǎn)物鏡的類型 望遠(yuǎn)物鏡有以下幾種類型： 1）折射式望遠(yuǎn)物鏡 2）反射式望遠(yuǎn)鏡物鏡 3）折反射式望遠(yuǎn)物鏡 返回 第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 七、望遠(yuǎn)鏡計(jì)算舉例 例 84 一個(gè)折射式小型刻普勒型望遠(yuǎn)鏡，要求筒長 500mm，分辨力為 〞 ，物方視場 ?2 為 2176。為了減少大視場的漸暈，望遠(yuǎn)鏡中常加入場鏡，第五章中已經(jīng)介紹了場鏡的作用，將其放置在物鏡的焦面上，它可以在不改變系統(tǒng)放大率的前提下，改變軸外光束的走向，降低其在目鏡上的高度，讓更多的光線通過系統(tǒng)，如圖 820所示 物鏡 目鏡 場鏡 圖 820 必須注意，場鏡在改變軸外光線走向的同時(shí)，也該變了出瞳的位置，使出瞳距減小，目視系統(tǒng)的出瞳距一般不小于 8mm。39。l?圖 818 第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 轉(zhuǎn)像????? 0透鏡系統(tǒng)作為轉(zhuǎn)像系統(tǒng)一般有兩種形式，單組正透鏡和雙組正透鏡，如圖 819所示，此時(shí)，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的放大率是原望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的放大率和轉(zhuǎn)像系統(tǒng)放大率的乘積，即 （ 851） 物鏡 目鏡 轉(zhuǎn)向透鏡 圖 819 單光組轉(zhuǎn)像系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的放大率為 22 39。 ?1．轉(zhuǎn)像系統(tǒng) 轉(zhuǎn)像系統(tǒng)可以是透鏡系統(tǒng)也可以是棱鏡系統(tǒng)，圖 818所示的保羅棱鏡就是雙筒望遠(yuǎn)鏡中的轉(zhuǎn)像系統(tǒng)，計(jì)算時(shí)可將其展開成兩塊平行平板，平行平板不改變放大率，但使像點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)位移，因此，分劃板的位置要后移一個(gè) 。 ???????? ??例 82 經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡視覺放大率 解： 夾線瞄準(zhǔn)形式下眼睛的瞄準(zhǔn)精度 根據(jù)式（ 848），有 ，則望遠(yuǎn)鏡的 瞄準(zhǔn)精度 ，使用夾線瞄準(zhǔn)形式，求望遠(yuǎn)鏡的瞄準(zhǔn)精度。若取 ，則有 第四節(jié) 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng) 60D? ?眼睛處于分辨極限條件下（ （ 850） 由此可知，望遠(yuǎn)鏡的放大率與入瞳直徑要有合適的匹配關(guān)系，視放大率過小，將不能充分利用望遠(yuǎn)鏡的分辨力，視放大率過大，則并不能改善分辨力被稱為無效放大。 望遠(yuǎn)鏡視覺放大率確定原則類似于顯微鏡視覺放大率確定原則， 視覺放大率和分辨率的關(guān)系應(yīng)滿足 ?? ??? （ 848） 60??60 / / 2. 3D????取 ，并將式（ 846）代入得 （ 849） 從上式求得的視覺