第五章光阑和光束限制(4)VIP免费

第五章光阑和光束限制(4)复习视场光阑是限制光学系统成像范围的光阑。为了寻找视场光阑，要把光学系统中的所有光孔被其前面光组成像，这样就把所有光孔转换到物空间去，以入瞳中心为原点，对这些转换到物空间的光孔像张角，其中必有一个光孔像对入瞳中心的张角最小，这就是入射窗。光学系统中所有光孔被其后面光组成的像中，对出瞳中心张角最小的一个是出射窗。入瞳中心对入窗边缘引的光线与光轴的夹角用W表示，称为物方半视场角，它在物面上交点的高度用y表示，称为物方线视场。出瞳中心对出射窗边缘引的光线与光轴的夹角用W′表示，称为像方半视场角，它在像面上交点的高度用y′表示，称为像方线视场。一般对无穷远物体的成像范围用角视场表示，有限远物体常用线视场表示。孔径光阑对轴外物点的光束的限制：A2M1M2P1PPa21B2B3Bqp可见，物面中心A向外，从轴外点B1开始到B3充满入瞳的光束被逐渐拦截，导致在像面上相应的圆环区域逐渐变暗，这种现象称为渐晕。出现渐晕的区域称为渐晕区。渐晕用渐晕系数K来定量表示，它在含轴平面(子午平面)进行度量。%入瞳直径度轴外光束在入瞳上的线K%出瞳直径度出射光束在出瞳上的线K物面与入窗重合，就不存在渐晕了，像面上有明显的边界，成像的范围就完全被入射窗和出射窗所决定。第四节光学系统的景深当被需要成像的物体不是一个平面，而是一个有深度的物方空间时，就需要引进一个新的光学参量——景深。现把光学系统简化成只有入瞳P1PP2和出瞳P1'P'P2'的情况。1p2pp1'p'p2'pA'A底片平面或观察平面A′称为景像平面。与景像平面A′共轭的物平面A称为对准平面。A1称为远景，即能在景像平面A′上成“清晰像”的最远平面。A2称为近景，即能在景像平面A′上成“清晰像”的最近的物平面。远景到对准平面的距离称为远景深度，用△1表示。近景到对准平面的距离称为近景深度，用△2表示。近景深度远景深度能在像平面上获得“清晰像”的空间深度称为景深，用△表示。21Z1，Z2为对准平面上允许的弥散斑的直径，它们应该是相等的；Z1′，Z2′为景像平面上允许的弥散斑的直径，它们也应该是相等的。如果给出在景像平面上允许的弥散斑的大小，就可得出在怎样的一个深度得到“清晰像”。z1，z2为对准平面上允许的弥散斑直径，z1'z2'为景像平面上允许的弥散斑直径，并有：以照相机为例，若照片的弥散斑对人眼的张角小于人眼的分辨角则相片是清晰的。P为对准距离。1212''''zzzzzzzz(1'~2')'zPzP令入瞳直径2a=D由图中关系得：显然Δ1>Δ2paaPpDzDPp2222或paaPpDzDPp2211或paPzDPzpp22111或paPzDPzpp22222或在A和A'共轭面上有令，相对孔径得倒数称为“F数”。可得'','zfxPfzx'''zPzzf'fFD212'''PfPfzPF222'''PfPfzPF212'''zPFfzPF222'''zPFfzPF221242222''''zPFffzPF21222244aPaP或由以上公式讨论几个问题：1.要使对准平面至无限远的整个空间在景像平面上都有清晰的“像”，对准平面应该在何处？此时，这时的近景位置这就告诉我们，照相机对准平面位置使远景P1为无穷大时，就得到最大的景深，这时，从位置到无穷远的空间都能清晰。2212',''''zPFfzPFfzPF有2''fPzF2222''''2'PffPfzPFzF2P2.如果照相机调焦到无穷远，即时，近景距离P2有多远？3.照相机镜头景深与那些因素有关？由式景深是与F数、相对孔径、对准平面位置P、镜头焦距f'、允许弥散斑的直径有关。P212'''zPFfzPF222'''zPFfzPF221242222''''zPFffzPFFzfFzpffpFzffpp′′=′+′′=′+′′=222222第五节远心光路测量物体长度（根据放大倍率，由像高算物高）光学系统的示意图：光学刻尺安装在导轨上，A1B1是两刻线的的距离，OO′是光学系统入瞳和出瞳的中心。1u1'u1'B2u2A2B1A1B1'A2'A2'B2'u2''B导轨移动方向OO'物面移动产生的测量误差安装刻尺的导轨移动时，由于导轨误差，导轨移动后，另两条刻线位于A2B2，像位置移到A2'B2'。在共轭点O和O'上的角放大率是常数...