光學(xué)成像原理課件

光學(xué)成像原理朱磊一、幾何光學(xué)基本定律與成像概念二、理想光學(xué)系統(tǒng)三、平面與平面系統(tǒng)四、光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制五、像差光學(xué)成像原理朱磊一、幾何光學(xué)基本定律與成像概念二、理想光1幾何光學(xué)基本定律與成像概念光就其本質(zhì)而言是一種電磁波，只是光波波長比普通無線電波的波長要短?？梢姽怆S波長的不同而引起人眼不同的顏色感覺。（單色光與復(fù)色光)通常，我們把能夠輻射光能量的物體稱為發(fā)光體或光源。（光線、波面、光束）波面可分為平面波、球面波和任意曲面波。（平行光束、同心光束）幾何光學(xué)基本定律與成像概念光就其本質(zhì)而言是一種電磁波，只是光2幾何光學(xué)基本定律與成像概念基本定律光的直線傳播定律。例:缺點(diǎn)：有局限性，會(huì)發(fā)生“衍射”光的獨(dú)立傳播定律。缺點(diǎn)：沒有考慮光的波動(dòng)性，“干涉”光的折射定律與反射定律。光的全反射現(xiàn)象。條件：①光線從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)入射；②入射角大于臨界角：“小孔成像”幾何光學(xué)基本定律與成像概念基本定律光的直線傳播定律。例:3幾何光學(xué)基本定律與成像概念光學(xué)系統(tǒng)的主要作用之一是對物體成像。(完善像點(diǎn)，完善像)光學(xué)系統(tǒng)通常是由若干個(gè)光學(xué)元件（由表面為球面、平面或非球面，期間具有一定折射率的介質(zhì)構(gòu)成的）組成。完善成像條件：入射波面為球面波時(shí)，出射波面也為球面波。實(shí)像點(diǎn)、虛像點(diǎn)實(shí)像可記錄，虛像不能。幾何光學(xué)基本定律與成像概念光學(xué)系統(tǒng)的主要作用之一是對物體成像4幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈠垂軸放大率

由可知：>0,y’與y同號，成正像；反之，成倒像。>0,l’與l同號，物象虛實(shí)相反；反之，物象虛實(shí)相同。>1,，成放大像；反之，成縮小像。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈠垂軸放大率由可知：>0,y’與y5幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈡軸向放大率表示光軸上一對共軛點(diǎn)沿軸向的移動(dòng)量之間的關(guān)系，它定義為物體沿光軸作微小移動(dòng)dl時(shí)，所引起的像點(diǎn)移動(dòng)量dl’與物點(diǎn)移動(dòng)量dl之比，用表示軸向放大率：，它與垂軸放大率的關(guān)系為：由此得出結(jié)論：①折射球面的軸向放大率恒為正。因此，當(dāng)物體沿軸向移動(dòng)時(shí)，其像點(diǎn)沿光軸同向移動(dòng)；②軸向放大率與垂軸放大率不等。因此，空間物體成像時(shí)要變形。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈡軸向放大率，它與垂軸放大率的關(guān)系6幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈢角放大率定義為一對共軛光線與光軸的夾角u’與u之比，即利用l’u’=lu，得：

我們得到三者之間的關(guān)系：最后得：nuy=n’u’y’=J這表明，實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)在近軸區(qū)成像時(shí)，在物象共軛面內(nèi)，物體大小y、成像光束的孔徑角u和物體所在介質(zhì)折射率n的乘積為一常數(shù)J，稱為拉赫不變量。它是表征光學(xué)系統(tǒng)性能的一個(gè)重要參數(shù)。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈢角放大率7理想光學(xué)系統(tǒng)由于實(shí)際使用的共軸光學(xué)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的對稱性，共軸理想光學(xué)系統(tǒng)所成的像還有如下的性質(zhì)：㈠位于光軸上的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛像點(diǎn)也必然位于光軸上；位于過光軸的某一個(gè)截面內(nèi)的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛圖像必位于該平面的共軛相面內(nèi)；同時(shí)，過光軸的任意截面成像性質(zhì)都是相同的。㈡垂直于光軸的平面物所成的共軛平面像的幾何形狀完全與物相似。㈢如果已知兩對共軛面的位置和放大率，或者一對共軛面的位置和放大率，以及軸上的兩對共軛面的位置，則其他一切物點(diǎn)的像點(diǎn)都可以根據(jù)這些已知的共軛面和共軛點(diǎn)來表示。理想光學(xué)系統(tǒng)由于實(shí)際使用的共軸光學(xué)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的對稱性，共8理想光學(xué)系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用中，時(shí)常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的光學(xué)系統(tǒng)組合在一起使用。典型光組組合，例如：遠(yuǎn)攝型光組、反遠(yuǎn)距型光組、望遠(yuǎn)系統(tǒng)、顯微鏡系統(tǒng)等。透鏡：是構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的最基本單元，由兩個(gè)折射面包圍一種透明介質(zhì)所形成的光學(xué)零件。按其對光線的作用可分為兩類：匯聚透鏡（正透鏡）和發(fā)散透鏡（負(fù)透鏡）。理想光學(xué)系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用中，時(shí)常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的光學(xué)系9平面與平面系統(tǒng)平面反射鏡：簡稱平面鏡，它是唯一能成完善像的最簡單的光學(xué)元件，即物體上任意一點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)過平面鏡后仍為同心光束。對平面鏡而言，實(shí)物成虛像，虛像成實(shí)像。平行平板：由兩個(gè)相互平行的折射平面構(gòu)成的光學(xué)元件，如劃分版、測微平板、保護(hù)玻璃等。平行板不能成完善像。反射棱鏡：㈠簡單棱鏡一次反射棱鏡，例：道威（Dove）棱鏡等。二次反射棱鏡,例：半五角棱鏡，斜方棱鏡等。三次反射棱鏡。(斯密特棱鏡)平面與平面系統(tǒng)平面反射鏡：簡稱平面鏡，它是唯一能成完善像的最10平面與平面系統(tǒng)㈡屋脊棱鏡：兩個(gè)相互垂直的反向面叫屋脊面，帶有屋脊面的棱鏡叫~。㈢立方角錐棱鏡：由立方體切下一角形成的。特性：光線以任意方向從底面入射，經(jīng)過三個(gè)直角面依次反射后，出射光線始終平行于入射光線。㈣棱鏡的組合——復(fù)合棱鏡復(fù)合棱鏡分光棱鏡分色棱鏡轉(zhuǎn)像棱鏡雙像棱鏡平面與平面系統(tǒng)㈡屋脊棱鏡：兩個(gè)相互垂直的反向面叫屋脊面，帶有11平面與平面系統(tǒng)光線的光路對稱于折射棱鏡時(shí)，折射棱鏡的偏向角取得最小值。這證明了折射棱鏡的偏向角隨入射角變化的過程中存在一個(gè)最小偏向角。光學(xué)上常用測量折射棱鏡最小偏向角的方法來測玻璃折射率。折射棱鏡的工作原理光楔：折射率很小的棱鏡。當(dāng)光線垂直入射或接近垂直入射時(shí)，所產(chǎn)生的偏向角僅由光楔的楔角和折射率決定。因此光楔在小角度和微位移測量中有著重要的應(yīng)用。平面與平面系統(tǒng)光線的光路對稱于折射棱鏡時(shí)，折射棱鏡的偏向角取12光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光闌:通常，光學(xué)系統(tǒng)中用一些中心開孔的薄金屬片來合理地限制成像光束的寬度、位置和成像范圍。這些限制成像光束和成像范圍的薄金屬片就稱為光闌。主要有兩類：孔徑光闌和視場光闌。㈠孔徑光闌：限制軸上物點(diǎn)孔徑角的大小，或者說限制軸上物點(diǎn)成像光束寬度、并有選擇軸外物點(diǎn)成像光束位置作用的光闌。（入射光瞳和出射光瞳）㈡視場光闌：通常在物面或像面上安放一個(gè)中間開孔的光闌，光闌孔的大小限定了物面或像面的大小，即限定了光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍。這個(gè)限定成像范圍的光闌稱為視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光闌:通常，光學(xué)系統(tǒng)中用一些中心開孔的薄13光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制照相系統(tǒng)中的光闌：普通照相系統(tǒng)是由三個(gè)主要部分組成的，即照相鏡頭、可變光闌和感光底片。分析光闌與成像后，可總結(jié)如下幾點(diǎn)：⑴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(gè)空氣間隔中。⑵在有漸暈的情形下，軸外點(diǎn)光束寬度不僅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)。（漸暈）⑶照相光學(xué)系統(tǒng)中，感光底片的框子就是視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制照相系統(tǒng)中的光闌：⑴在照相光學(xué)系統(tǒng)中，根14光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇：望遠(yuǎn)物鏡和目鏡是望遠(yuǎn)系統(tǒng)的基本組成部分。⑴兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)用時(shí)，一般應(yīng)滿足光瞳銜接原則（即前面系統(tǒng)的出瞳與后面系統(tǒng)的入瞳重合）。⑵目視光學(xué)系統(tǒng)的出瞳一般在外，且出瞳距不能短于6mm。（避免眼睫毛不致和目鏡最后一個(gè)表面相碰）⑶望遠(yuǎn)系統(tǒng)的孔徑光闌大致在物鏡左右，具體位置可根據(jù)盡量減小光學(xué)零件的尺寸和體積的考慮去設(shè)定。⑷可放劃分劃板的望遠(yuǎn)系統(tǒng)中，分劃板框是望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇：⑴兩個(gè)光學(xué)系15光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制一般的顯微鏡由物鏡和目鏡所組成，系統(tǒng)中成像光束的口徑往往由物鏡框限制，物鏡框是孔徑光闌。位于目鏡物方焦面上的圓孔光闌或分劃板框限制了系統(tǒng)的成像范圍，成為系統(tǒng)的視場光闌?？偨Y(jié)：⑴一般顯微鏡系統(tǒng)中，孔徑光闌置于顯微物鏡上。⑵顯微鏡系統(tǒng)用于測長等目的時(shí)，為了消除測量誤差，孔徑光闌安放在顯微物鏡的像方焦面處，稱為“物方遠(yuǎn)心光路”（入瞳位于無窮遠(yuǎn)，軸外點(diǎn)主光線平行于光軸）⑶在長光路系統(tǒng)中，往往利用場鏡達(dá)到前后系統(tǒng)的光瞳銜接，以減小光學(xué)零件的口徑。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制一般的顯微鏡由物鏡和目鏡所組成，系統(tǒng)中成16光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光學(xué)系統(tǒng)的景深：當(dāng)入射光瞳直徑為定值時(shí)，便可確定成像空間的深度，在此深度范圍內(nèi)的物體對一定的接收器可得清晰圖像。在景象平面上所獲得的成清晰像的最近的平面稱為成像空間的景深，簡稱景深?！窬吧钍沁h(yuǎn)景深度和近景深度之和?！袢肷涔馔闹睆皆叫。纯讖浇窃叫?，景深越大。例如：在拍照片時(shí)，把光圈縮小可以獲得最大的空間深度的清晰像，其原因就在于此。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光學(xué)系統(tǒng)的景深：17像差“理想成像位置”系由單色、近軸成像規(guī)律決定。研究像差的性質(zhì)，估算像差的大小并設(shè)法校正和減小像差，就成為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)極為重要的問題。像差單色像差球差彗差像散場曲畸變色差:不同波長成像的位置及大小都有所不同。縱向色差橫向色差像差“理想成像位置”系由單色、近軸成像規(guī)律決定。像差單色像差18像差球差:軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，不再是同心光束，不同入射高度（孔徑角）的光線將交光軸于不同位置，相對于理想像點(diǎn)有不同程度的偏離，這就是球差。正透鏡――產(chǎn)生負(fù)球差；負(fù)透鏡――產(chǎn)生正球差；將正負(fù)透鏡組合，則有可能消除球差。彗差:軸外一點(diǎn)發(fā)出的寬光束通過一個(gè)消球差透鏡的不同環(huán)帶后仍不會(huì)聚于一點(diǎn)，在像面上呈現(xiàn)彗星形狀的光斑，這就是“彗差”。分為子午彗差和弧矢彗差經(jīng)；透鏡邊緣的光線所成的點(diǎn)像大于通過中間光線所成的像，只有主光線形成理想像點(diǎn)。像差球差:軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，不再是同心19像差若系統(tǒng)不存在彗差，則這三條光線的像方光線應(yīng)該相交于一點(diǎn)，但是如果存在彗差，則可能會(huì)不再相交共點(diǎn)，而是失去了對稱性。稱上、下光線交點(diǎn)到主光線的垂軸距離叫子午彗差。像差20像差

像散:

主光線和光軸構(gòu)成的平面稱為子午面，包含主光線并與子午面垂直的平面，則叫做弧矢面。當(dāng)軸外點(diǎn)以細(xì)光束成像時(shí)，沒有彗差，由于子午面和弧矢面相對折射球面的位置不同，它們在球面上的截線曲率不等，子午像點(diǎn)和弧矢像點(diǎn)不重合，兩者分開的軸向距離稱為像散。像差像散:主光線和光軸構(gòu)成的平面稱為子午面，包含主光線并21由于像散的存在，觀察到的物點(diǎn)的像沿著光軸方向會(huì)有不同的形狀。像差由于像散的存在，觀察到的物點(diǎn)的像沿著光軸方向會(huì)有不同的形狀。22場曲:

像散必然引起像面彎曲。像散的大小隨視場而變，即物面上離光軸不同距離的各點(diǎn)在成像時(shí)，像散值各不相同，一個(gè)平面物必然形成兩個(gè)曲面像，即子午像面和弧矢像面。像差場曲:像散必然引起像面彎曲。像散的大小隨視場而變，即物23畸變:它主要是指主光線的像差。理想成像時(shí)，其垂軸放大率為常數(shù)。視場較大時(shí)，放大率隨視場而變，不再是常數(shù)，使像相對于物失去相似性，這種成像缺陷稱為畸變。枕形畸變――正畸變，實(shí)際像高＞理想像高；

桶形畸變――負(fù)畸變，實(shí)際像高＜理想像高；

色差:透鏡對不同波長的光具有不同的折射率，導(dǎo)致入射復(fù)色平行光束被聚焦后，會(huì)有不同的焦點(diǎn)位置，稱為色差。像差畸變:它主要是指主光線的像差。理想成像時(shí)，其垂軸放大率為24Thankyou!!Thankyou!!25光學(xué)成像原理朱磊一、幾何光學(xué)基本定律與成像概念二、理想光學(xué)系統(tǒng)三、平面與平面系統(tǒng)四、光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制五、像差光學(xué)成像原理朱磊一、幾何光學(xué)基本定律與成像概念二、理想光26幾何光學(xué)基本定律與成像概念光就其本質(zhì)而言是一種電磁波，只是光波波長比普通無線電波的波長要短。可見光隨波長的不同而引起人眼不同的顏色感覺。（單色光與復(fù)色光)通常，我們把能夠輻射光能量的物體稱為發(fā)光體或光源。（光線、波面、光束）波面可分為平面波、球面波和任意曲面波。（平行光束、同心光束）幾何光學(xué)基本定律與成像概念光就其本質(zhì)而言是一種電磁波，只是光27幾何光學(xué)基本定律與成像概念基本定律光的直線傳播定律。例:缺點(diǎn)：有局限性，會(huì)發(fā)生“衍射”光的獨(dú)立傳播定律。缺點(diǎn)：沒有考慮光的波動(dòng)性，“干涉”光的折射定律與反射定律。光的全反射現(xiàn)象。條件：①光線從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)入射；②入射角大于臨界角：“小孔成像”幾何光學(xué)基本定律與成像概念基本定律光的直線傳播定律。例:28幾何光學(xué)基本定律與成像概念光學(xué)系統(tǒng)的主要作用之一是對物體成像。(完善像點(diǎn)，完善像)光學(xué)系統(tǒng)通常是由若干個(gè)光學(xué)元件（由表面為球面、平面或非球面，期間具有一定折射率的介質(zhì)構(gòu)成的）組成。完善成像條件：入射波面為球面波時(shí)，出射波面也為球面波。實(shí)像點(diǎn)、虛像點(diǎn)實(shí)像可記錄，虛像不能。幾何光學(xué)基本定律與成像概念光學(xué)系統(tǒng)的主要作用之一是對物體成像29幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈠垂軸放大率

由可知：>0,y’與y同號，成正像；反之，成倒像。>0,l’與l同號，物象虛實(shí)相反；反之，物象虛實(shí)相同。>1,，成放大像；反之，成縮小像。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈠垂軸放大率由可知：>0,y’與y30幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈡軸向放大率表示光軸上一對共軛點(diǎn)沿軸向的移動(dòng)量之間的關(guān)系，它定義為物體沿光軸作微小移動(dòng)dl時(shí)，所引起的像點(diǎn)移動(dòng)量dl’與物點(diǎn)移動(dòng)量dl之比，用表示軸向放大率：，它與垂軸放大率的關(guān)系為：由此得出結(jié)論：①折射球面的軸向放大率恒為正。因此，當(dāng)物體沿軸向移動(dòng)時(shí)，其像點(diǎn)沿光軸同向移動(dòng)；②軸向放大率與垂軸放大率不等。因此，空間物體成像時(shí)要變形。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈡軸向放大率，它與垂軸放大率的關(guān)系31幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈢角放大率定義為一對共軛光線與光軸的夾角u’與u之比，即利用l’u’=lu，得：

我們得到三者之間的關(guān)系：最后得：nuy=n’u’y’=J這表明，實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)在近軸區(qū)成像時(shí)，在物象共軛面內(nèi)，物體大小y、成像光束的孔徑角u和物體所在介質(zhì)折射率n的乘積為一常數(shù)J，稱為拉赫不變量。它是表征光學(xué)系統(tǒng)性能的一個(gè)重要參數(shù)。幾何光學(xué)基本定律與成像概念㈢角放大率32理想光學(xué)系統(tǒng)由于實(shí)際使用的共軸光學(xué)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的對稱性，共軸理想光學(xué)系統(tǒng)所成的像還有如下的性質(zhì)：㈠位于光軸上的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛像點(diǎn)也必然位于光軸上；位于過光軸的某一個(gè)截面內(nèi)的物點(diǎn)對應(yīng)的共軛圖像必位于該平面的共軛相面內(nèi)；同時(shí)，過光軸的任意截面成像性質(zhì)都是相同的。㈡垂直于光軸的平面物所成的共軛平面像的幾何形狀完全與物相似。㈢如果已知兩對共軛面的位置和放大率，或者一對共軛面的位置和放大率，以及軸上的兩對共軛面的位置，則其他一切物點(diǎn)的像點(diǎn)都可以根據(jù)這些已知的共軛面和共軛點(diǎn)來表示。理想光學(xué)系統(tǒng)由于實(shí)際使用的共軸光學(xué)系統(tǒng)，由于系統(tǒng)的對稱性，共33理想光學(xué)系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用中，時(shí)常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的光學(xué)系統(tǒng)組合在一起使用。典型光組組合，例如：遠(yuǎn)攝型光組、反遠(yuǎn)距型光組、望遠(yuǎn)系統(tǒng)、顯微鏡系統(tǒng)等。透鏡：是構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)的最基本單元，由兩個(gè)折射面包圍一種透明介質(zhì)所形成的光學(xué)零件。按其對光線的作用可分為兩類：匯聚透鏡（正透鏡）和發(fā)散透鏡（負(fù)透鏡）。理想光學(xué)系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用中，時(shí)常將兩個(gè)或兩個(gè)以上的光學(xué)系34平面與平面系統(tǒng)平面反射鏡：簡稱平面鏡，它是唯一能成完善像的最簡單的光學(xué)元件，即物體上任意一點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)過平面鏡后仍為同心光束。對平面鏡而言，實(shí)物成虛像，虛像成實(shí)像。平行平板：由兩個(gè)相互平行的折射平面構(gòu)成的光學(xué)元件，如劃分版、測微平板、保護(hù)玻璃等。平行板不能成完善像。反射棱鏡：㈠簡單棱鏡一次反射棱鏡，例：道威（Dove）棱鏡等。二次反射棱鏡,例：半五角棱鏡，斜方棱鏡等。三次反射棱鏡。(斯密特棱鏡)平面與平面系統(tǒng)平面反射鏡：簡稱平面鏡，它是唯一能成完善像的最35平面與平面系統(tǒng)㈡屋脊棱鏡：兩個(gè)相互垂直的反向面叫屋脊面，帶有屋脊面的棱鏡叫~。㈢立方角錐棱鏡：由立方體切下一角形成的。特性：光線以任意方向從底面入射，經(jīng)過三個(gè)直角面依次反射后，出射光線始終平行于入射光線。㈣棱鏡的組合——復(fù)合棱鏡復(fù)合棱鏡分光棱鏡分色棱鏡轉(zhuǎn)像棱鏡雙像棱鏡平面與平面系統(tǒng)㈡屋脊棱鏡：兩個(gè)相互垂直的反向面叫屋脊面，帶有36平面與平面系統(tǒng)光線的光路對稱于折射棱鏡時(shí)，折射棱鏡的偏向角取得最小值。這證明了折射棱鏡的偏向角隨入射角變化的過程中存在一個(gè)最小偏向角。光學(xué)上常用測量折射棱鏡最小偏向角的方法來測玻璃折射率。折射棱鏡的工作原理光楔：折射率很小的棱鏡。當(dāng)光線垂直入射或接近垂直入射時(shí)，所產(chǎn)生的偏向角僅由光楔的楔角和折射率決定。因此光楔在小角度和微位移測量中有著重要的應(yīng)用。平面與平面系統(tǒng)光線的光路對稱于折射棱鏡時(shí)，折射棱鏡的偏向角取37光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光闌:通常，光學(xué)系統(tǒng)中用一些中心開孔的薄金屬片來合理地限制成像光束的寬度、位置和成像范圍。這些限制成像光束和成像范圍的薄金屬片就稱為光闌。主要有兩類：孔徑光闌和視場光闌。㈠孔徑光闌：限制軸上物點(diǎn)孔徑角的大小，或者說限制軸上物點(diǎn)成像光束寬度、并有選擇軸外物點(diǎn)成像光束位置作用的光闌。（入射光瞳和出射光瞳）㈡視場光闌：通常在物面或像面上安放一個(gè)中間開孔的光闌，光闌孔的大小限定了物面或像面的大小，即限定了光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍。這個(gè)限定成像范圍的光闌稱為視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光闌:通常，光學(xué)系統(tǒng)中用一些中心開孔的薄38光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制照相系統(tǒng)中的光闌：普通照相系統(tǒng)是由三個(gè)主要部分組成的，即照相鏡頭、可變光闌和感光底片。分析光闌與成像后，可總結(jié)如下幾點(diǎn)：⑴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(gè)空氣間隔中。⑵在有漸暈的情形下，軸外點(diǎn)光束寬度不僅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)。（漸暈）⑶照相光學(xué)系統(tǒng)中，感光底片的框子就是視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制照相系統(tǒng)中的光闌：⑴在照相光學(xué)系統(tǒng)中，根39光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇：望遠(yuǎn)物鏡和目鏡是望遠(yuǎn)系統(tǒng)的基本組成部分。⑴兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)聯(lián)用時(shí)，一般應(yīng)滿足光瞳銜接原則（即前面系統(tǒng)的出瞳與后面系統(tǒng)的入瞳重合）。⑵目視光學(xué)系統(tǒng)的出瞳一般在外，且出瞳距不能短于6mm。（避免眼睫毛不致和目鏡最后一個(gè)表面相碰）⑶望遠(yuǎn)系統(tǒng)的孔徑光闌大致在物鏡左右，具體位置可根據(jù)盡量減小光學(xué)零件的尺寸和體積的考慮去設(shè)定。⑷可放劃分劃板的望遠(yuǎn)系統(tǒng)中，分劃板框是望遠(yuǎn)系統(tǒng)的視場光闌。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中成像光束的選擇：⑴兩個(gè)光學(xué)系40光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制一般的顯微鏡由物鏡和目鏡所組成，系統(tǒng)中成像光束的口徑往往由物鏡框限制，物鏡框是孔徑光闌。位于目鏡物方焦面上的圓孔光闌或分劃板框限制了系統(tǒng)的成像范圍，成為系統(tǒng)的視場光闌。總結(jié)：⑴一般顯微鏡系統(tǒng)中，孔徑光闌置于顯微物鏡上。⑵顯微鏡系統(tǒng)用于測長等目的時(shí)，為了消除測量誤差，孔徑光闌安放在顯微物鏡的像方焦面處，稱為“物方遠(yuǎn)心光路”（入瞳位于無窮遠(yuǎn)，軸外點(diǎn)主光線平行于光軸）⑶在長光路系統(tǒng)中，往往利用場鏡達(dá)到前后系統(tǒng)的光瞳銜接，以減小光學(xué)零件的口徑。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制一般的顯微鏡由物鏡和目鏡所組成，系統(tǒng)中成41光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光學(xué)系統(tǒng)的景深：當(dāng)入射光瞳直徑為定值時(shí)，便可確定成像空間的深度，在此深度范圍內(nèi)的物體對一定的接收器可得清晰圖像。在景象平面上所獲得的成清晰像的最近的平面稱為成像空間的景深，簡稱景深?！窬吧钍沁h(yuǎn)景深度和近景深度之和?！袢肷涔馔闹睆皆叫?，即孔徑角越小，景深越大。例如：在拍照片時(shí)，把光圈縮小可以獲得最大的空間深度的清晰像，其原因就在于此。光學(xué)系統(tǒng)中的光束限制光學(xué)系統(tǒng)的景深：42像差“理想成像位置”系由單色、近軸成像規(guī)律決定。研究像差的性質(zhì)，估算像差的大小并設(shè)法校正和減小像差，就成為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)極為重要的問題。像差單色像差球差彗差像散場曲畸變色差:不同波長成像的位置及大小都有所不同?？v向色差橫向色差像差“理想成像位置”系由單色、近軸成像規(guī)律決定。像差單色像差43