今天接着进行学习几何光学的第四章内容
1.物方视场角:入窗对入瞳中心的张角2,表示物方成像范围的大小;
像方视场角:出窗相对于出瞳中心的张角2,表示像方成像范围的大小。
主光线:通过入瞳(孔阑、出瞳)中心的光线。因此,视场角为相应主光线与光轴的夹角。
入射光窗:视场光阑经过其前面部分的光学系统在整个系统的物方空间所成的像,主要限制系统物方空间中物体成像的范围。简称入窗。
出射光窗:视场光阑经过其后面部分的光学系统在整个系统的像方空间所成的像,主要限制系统像方空间中成像的范围。简称出窗。
渐晕:轴外物点发出的充满入瞳的光线被部分地遮拦的现象。导致轴外物点的成像光束小于轴上物点,边缘像比中心暗。
渐晕光阑:产生渐晕的光阑。一般为孔阑与场阑之外的其他光学元件的镜框。
渐晕与视场:在不设场阑的系统(伽俐略望远镜)中,视场由渐晕光阑确定,即视场与渐晕大小有关。
渐晕系数k:轴外点与轴上点通过孔阑的光束直径之比为线渐晕系数,面积之比为面渐晕系数。
视场与渐晕的关系:1.视场越大,渐晕越大。如果:视场大到一定程度,轴外物点充满入瞳的光束将会被渐晕光阑全部拦掉。2.最大视场:规定渐晕系数后由渐晕光阑决定。
照相机系统、开普勒望远镜系统、伽利略望远镜系统、显微镜系统的物镜、目镜、光阑、分划板、场阑的关系。
光瞳衔接原则:两个光学系统联用时,前一系统的出瞳与后一系统的入瞳重合,否则会产生光束切割,即前一系统的成像光束中有一部分被后面的系统拦截不能参与成像。
出瞳距:目视系统与人眼联用,人眼的入瞳即是眼瞳。为满足光瞳衔接原则,目视系统的出瞳在目镜后,而且到目镜像方主面应保持一定距离,这个距离即称出瞳距lz。
镜目距:目镜最后一面顶点到出瞳的距离p
远心光路:在测量显微镜中,分划板(场阑)与物镜固定以保证设计的放大倍率。孔阑设置为物镜框,调焦不准,像面与分划板不重合,产生测量误差。物方远心光路:为减小测量误差,将孔阑设置在物镜的像方焦平面上:主光线平行光轴入射,不同位置物点的出射主光线方向不变。尽管成像光束在分划板上为一弥散斑,但其中心位置不变,故不会产生测量误差。像方远心光路:将孔阑设在物镜的物方焦面上,则通过孔阑中心的主光线经过物镜后均平行于光轴,即出瞳在像方无穷远处。所以,在测量光学系统中尽量考虑远心光路。
景深的基本概念:由于接收器的缺陷,当入瞳大小一定时,能在景像平面上成清晰像的物方空间深度叫做景深。能成清晰像的最近和最远物面叫做近景平面和远景平面,它们到对准平面的距离分别为近景深度和远景深度。
远景深度
近景深度
系统景深
结论:当景像平面上允许的弥散斑大小确定后,景深与系统入瞳直径、焦距和对准平面的位置有关。
近景距离和远景距离分别为:
所以近景景深、远景景深、系统景深表达式可以写成:
所以通过表达式可以得到结论:入瞳直径越小,即孔径角越小,景深越大。