单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,9.1,光学系统的光束限制,一、光阑及其分类,二、孔径光阑和入瞳、出瞳,三、视场光阑和入窗、出窗,四、渐晕,1,、渐晕及渐晕系数,2,、光学系统消渐晕条件,五、景深,9.1 光学系统的光束限制 一、光阑及其分类,一、光阑及其分类,-,光学系统的光束限制,1,、光阑,光学系统中可以限制光束的光学元件的边框，或者带孔的金属薄片通称为光阑。,2,、光阑的分类,光阑根据在光学系统中的作用不同主要有三类,：,孔径光阑,、,视场光阑,和,消杂光光阑,。,一、光阑及其分类-光学系统的光束限制 1、光阑,二、孔径光阑和入瞳、出瞳,-,光学系统的光束限制,1,、孔径光阑,光学系统中对于光轴上物点发出的光束起主要限制作用的光阑。,2,、孔径光阑的确定方法,3,、入瞳和出瞳,4,、几组相关的概念,(1),物方和像方孔径角,(2),主光线,(3),相对孔径和,F,数,二、孔径光阑和入瞳、出瞳-光学系统的光束限制 1、孔径光阑,2,、孔径光阑的确定方法,-,孔径光阑和入瞳、出瞳,(1),作出光学系统中所有光阑在系统物,(,像,),空间的像；,(2),在系统的物,(,像,),空间比较光阑的,像对,A,(,A,),的,张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为孔径光阑。,M,3i,A,A,M,3,M,2,M,1,说明,:,(1),光学系统孔径光阑与系统和物平面位置有关。,(2),当物,(,像,),位于无穷远时，在物,(,像,),空间比较张角变为比较光阑的像的大小。,2、孔径光阑的确定方法-孔径光阑和入瞳、出瞳(1)作出光学,3,、入瞳和出瞳,-,孔径光阑和入瞳、出瞳,A,A,M,3,M,2,M,1,M,3i,入瞳,:,孔径光阑在光学系统物空间的像。,出瞳,:,孔径光阑在光学系统像空间的像。,说明,:,入瞳和出瞳关于光学系统共轭,。,3、入瞳和出瞳-孔径光阑和入瞳、出瞳AAM3M2M1M3i,4,、几组相关的概念,-,孔径光阑和入瞳、出瞳,(1),物方和像方孔径角,物方孔径角,:,光轴上物点对入瞳的半,张角,(,U,).,像方孔径角,:,光轴上像点对出瞳的半张角,(,U,),A,A,D,D,-U,U,(2),主光线,轴外物点发出的经过入瞳中心的光线,.,(3),相对孔径和,F,数,相对孔径,:,D,/,f,;,F,数,:,f,/,D.,4、几组相关的概念-孔径光阑和入瞳、出瞳(1)物方和像方孔径,三、视场光阑和入窗、出窗,-,光学系统的光束限制,1,、视场光阑,光学系统中对物面上成像范围起主要限制作用的光阑。,2,、视场光阑的确定方法,3,、入窗和出窗、物方和像方半视场角,三、视场光阑和入窗、出窗-光学系统的光束限制 1、视场光阑,2,、视场光阑的确定方法,-,视场光阑和入窗、出窗,(1),作出光学系统中除孔径光阑外其余光阑在系统物,(,像,),空间的像；,(2),在系统的物,(,像,),空间比较光阑的像对入,(,出,),瞳中心的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为视场光阑。,M,3i,A,A,M,3,M,2,M,1,说明,:,光学系统视场光阑与光学系统和物平面位置有关。,2、视场光阑的确定方法-视场光阑和入窗、出窗(1)作出光学,3,、入窗和出窗,-,视场光阑和入窗、出窗,入窗,:,视场光阑在光学系统物空间的像。,出窗,:,视场光阑在光学系统像空间的像。,D,D,w,w,4,、物方和像方半视场角,物方半视场角,:,入瞳中心对入窗的半张角,(,w,).,像方半视场角,:,出瞳中心对出窗的半张角,(,w,),3、入窗和出窗-视场光阑和入窗、出窗入窗:视场光阑在光,D,入窗,入瞳,物面,1,、渐晕及渐晕系数,-,渐晕,(1),渐晕,A,1,A,2,轴外物点发出的充满入瞳的光束被别的光阑部分遮挡的现象，称为渐晕。,(2),渐晕系数,线渐晕系数,：轴外物点发出的成像光束在入瞳面上光束的宽度和入瞳直径的比值，表示为,K,D,。,面渐晕系数,：轴外物点发出的成像光束在入瞳面上光束的截面和入瞳截面的比值，表示为,K,S,。,D入窗入瞳物面1、渐晕及渐晕系数-渐晕(1)渐晕 A,D,入窗,入瞳,物面,-,q,-,p,2,、光学系统消渐晕条件,-,渐晕,(1),、分析,B,1,B,2,B,3,B,0,(2),、条件,(a),入窗和入瞳重合,(,q,=0),(b),入窗和物面重合,(,q,=,p,),D入窗入瞳物面-q-p2、光学系统消渐晕条件-渐晕(1)、分,D,出瞳,景像平面,D,入瞳,对准平面,-p,五、景深,-,光学系统的光束限制,远景,:,在景象平面上能够成,“,清晰,”,像的最远的平面。,近景,远景,-p,2,-p,1,D,1,D,2,A,B,A,近景,:,在景象平面上能够成,“,清晰,”,像的最近的平面。,远景深度,:,远景到对准面的距离,;,近景深度,:,近景到对准面的距离。,景深,:,远景和近景之间的距离。,D出瞳景像平面D入瞳对准平面-p五、景深-光学系统的光束,例题,-,光学系统的光束限制,例题,1:,如图,一个开孔的金属板和两个焦距依次为,10cm,和,20cm,的透镜构成光学系统,三者之间的空间间隔均为,30cm,。如果金属板的孔径和两个透镜的孔径依次为,2cm,4cm,和,5cm,试问,(1),当物位于无穷远时的孔径和视场光阑，入瞳、入窗的位置及物方视场角,.(2),位于金属板前,20cm,的物平面来说，孔径和视场光阑分别是哪个，入瞳、入窗的位置及物方视场角和孔径角的大小。,M,3,M,2,M,1,30,30,M,3i,15,例题-光学系统的光束限制 例题1:如图,一个开孔的金属板和,作业,-,光学系统的光束限制,9-1(8-18),9-2(8-19),作业-光学系统的光束限制 9-1(8-18),