光瞳與光闌的介紹

1、光瞳與光闌的介紹第1頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一一、光闌及其分類-光學系統(tǒng)的光束限制 1、光闌 光學系統(tǒng)中可以限制光束的光學元件的邊框，或者帶孔的金屬薄片通稱為光闌。2、光闌的分類 光闌根據(jù)在光學系統(tǒng)中的作用不同主要有三類： 孔徑光闌、視場光闌和消雜光光闌。 第2頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一二、孔徑光闌和入瞳、出瞳-光學系統(tǒng)的光束限制 1、孔徑光闌 光學系統(tǒng)中對于光軸上物點發(fā)出的光束起主要限制作用的光闌。2、孔徑光闌的確定方法3、入瞳和出瞳4、幾組相關(guān)的概念 (1) 物方和像方孔徑角 (2) 主光線 (3) 相對孔徑和F數(shù) 第3頁，共14

2、頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一2、孔徑光闌的確定方法-孔徑光闌和入瞳、出瞳(1) 作出光學系統(tǒng)中所有光闌在系統(tǒng)物(像)空間的像；(2) 在系統(tǒng)的物(像)空間比較光闌的像對A(A)的張角，張角最小的光闌的像對應(yīng)的光闌即為孔徑光闌。 M3iAAM3M2M1說明: (1)光學系統(tǒng)孔徑光闌與系統(tǒng)和物平面位置有關(guān)。 (2)當物(像)位于無窮遠時，在物(像)空間比較張角變?yōu)楸容^光闌的像的大小。 第4頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一3、入瞳和出瞳-孔徑光闌和入瞳、出瞳AAM3M2M1M3i入瞳: 孔徑光闌在光學系統(tǒng)物空間的像。出瞳: 孔徑光闌在光學系統(tǒng)像空間的像。 說

3、明: 入瞳和出瞳關(guān)于光學系統(tǒng)共軛。第5頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一4、幾組相關(guān)的概念-孔徑光闌和入瞳、出瞳(1)物方和像方孔徑角 物方孔徑角:光軸上物點對入瞳的半張角(U). 像方孔徑角:光軸上像點對出瞳的半張角(U)AADD-UU(2)主光線 軸外物點發(fā)出的經(jīng)過入瞳中心的光線.(3)相對孔徑和F數(shù) 相對孔徑:D/f; F數(shù): f/D.第6頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一三、視場光闌和入窗、出窗-光學系統(tǒng)的光束限制 1、視場光闌 光學系統(tǒng)中對物面上成像范圍起主要限制作用的光闌。2、視場光闌的確定方法3、入窗和出窗、物方和像方半視場角第7頁，共

4、14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一2、視場光闌的確定方法-視場光闌和入窗、出窗(1) 作出光學系統(tǒng)中除孔徑光闌外其余光闌在系統(tǒng)物(像)空間的像；(2)在系統(tǒng)的物(像)空間比較光闌的像對入(出)瞳中心的張角，張角最小的光闌的像對應(yīng)的光闌即為視場光闌。M3iAAM3M2M1說明: 光學系統(tǒng)視場光闌與光學系統(tǒng)和物平面位置有關(guān)。第8頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一3、入窗和出窗 -視場光闌和入窗、出窗入窗: 視場光闌在光學系統(tǒng)物空間的像。出窗: 視場光闌在光學系統(tǒng)像空間的像。DDww4、物方和像方半視場角物方半視場角:入瞳中心對入窗的半張角(w).像方半視場角:

5、出瞳中心對出窗的半張角(w)第9頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一D入窗入瞳物面1、漸暈及漸暈系數(shù)-漸暈(1) 漸暈 A1A2 軸外物點發(fā)出的充滿入瞳的光束被別的光闌部分遮擋的現(xiàn)象，稱為漸暈。(2) 漸暈系數(shù) 線漸暈系數(shù)：軸外物點發(fā)出的成像光束在入瞳面上光束的寬度和入瞳直徑的比值，表示為KD。 面漸暈系數(shù)：軸外物點發(fā)出的成像光束在入瞳面上光束的截面和入瞳截面的比值，表示為KS。第10頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一D入窗入瞳物面-q-p2、光學系統(tǒng)消漸暈條件-漸暈(1)、分析 B1B2B3B0(2)、條件 (a)入窗和入瞳重合(q=0) (b)入窗

6、和物面重合(q=p) 第11頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一D出瞳景像平面D入瞳對準平面-p五、景深 -光學系統(tǒng)的光束限制 遠景:在景象平面上能夠成“清晰”像的最遠的平面。近景遠景-p2-p1D1D2ABA近景:在景象平面上能夠成“清晰”像的最近的平面。遠景深度:遠景到對準面的距離;近景深度:近景到對準面的距離。景深:遠景和近景之間的距離。 第12頁，共14頁，2022年，5月20日，4點47分，星期一例題-光學系統(tǒng)的光束限制 例題1: 如圖,一個開孔的金屬板和兩個焦距依次為10cm和20cm的透鏡構(gòu)成光學系統(tǒng),三者之間的空間間隔均為30cm。如果金屬板的孔徑和兩個透鏡的孔徑依次為2cm,4cm和5cm,試問 (1)當物位于無窮遠時的孔徑和視場光闌，入瞳、入窗的位置及物方視場角. (2) 位于金屬板前20cm的物平面來說，孔徑和視場光闌分別是哪個，入瞳、入窗的位置及物方視場角和孔徑角的大小。M3M2M13