工程光学郁道银.ppt
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1、工程光学工程光学第第4章章-2光学系统中的光阑光学系统中的光阑与与光束限制光束限制本章内容提要本章内容提要第一第一节节 光光阑阑第二第二节节 照相系照相系统统的光的光阑阑 第三第三节节 望望远镜远镜系系统统中成像光束的中成像光束的选择选择第四第四节节 显显微微镜镜系系统统中的光束限制与分析中的光束限制与分析第五第五节节 光学系光学系统统的景深的景深第六第六节节 数数码码照相机照相机镜头镜头的景深(自学)的景深(自学)第三第三节节 望望远镜远镜系系统统中成像光束的中成像光束的选择选择 一、双目望远镜的组成一、双目望远镜的组成 1 1、构成、构成转转像像物物镜镜、目、目镜镜的的共同焦面上共同焦面上
2、2、光学参数、光学参数视觉视觉放大率放大率:视场视场角:角:物物镜镜焦距:焦距:目目镜镜焦距:焦距:出瞳直径:出瞳直径:出瞳距离:出瞳距离:望望远镜远镜系系统简统简化化图图与人眼联用与人眼联用,满足满足光瞳衔接原则光瞳衔接原则目目视视光学系光学系统统的的视视角放大率:角放大率:远处远处物体物体经经系系统统所成的像所成的像对对眼睛眼睛张张角角 的正切,与的正切,与该该物体直接物体直接对对眼睛眼睛张张角角 的正切之比。的正切之比。*概念区概念区别别:角放大率:角放大率复习:第二章复习:第二章3、分划板、分划板 视场视场光光阑阑分划板位于物、目两分划板位于物、目两镜镜的共同焦面上:的共同焦面上:入射
3、窗、出射窗均在无入射窗、出射窗均在无穷远处穷远处,分分别别与物、像面重合。与物、像面重合。望望远镜远镜系系统简统简化化图图出出瞳瞳入入瞳瞳hz物hz目hz分1)物)物镜镜的左的左侧侧10mm;2)物)物镜镜上;上;3)物)物镜镜右右侧侧10 mm。2 2、孔径光、孔径光阑阑的位置:的位置:二、望远镜系统中的光束限制二、望远镜系统中的光束限制 1 1、光瞳、光瞳衔衔接原接原则则:前面系前面系统统的出瞳与后面系的出瞳与后面系统统的入瞳重合。的入瞳重合。追迹主光线追迹主光线 的投射高度的投射高度望望远镜远镜系系统统的光的光阑阑位置位置实际系统中,物镜框前后实际系统中,物镜框前后实际系统中,物镜框前后
4、实际系统中,物镜框前后10mm10mm10mm10mm左右放置孔径光阑;分左右放置孔径光阑;分左右放置孔径光阑;分左右放置孔径光阑;分划板为视场光阑;孔径光阑对目镜成的像距即为出瞳划板为视场光阑;孔径光阑对目镜成的像距即为出瞳划板为视场光阑;孔径光阑对目镜成的像距即为出瞳划板为视场光阑;孔径光阑对目镜成的像距即为出瞳距离距离距离距离lz6mmlz6mmlz6mmlz6mmhz物hz目hz分1 1)光)光阑阑在物在物镜镜的左的左侧侧10mm10mm(=4.25=4.25):):正切正切计计算法算法2)光)光阑阑在物在物镜镜上:上:正切正切计计算法算法3 3)光)光阑阑在物在物镜镜右右侧侧10mm
5、10mm:正切正切计计算法算法通光口径通光口径计计算(表算(表4-14-1)h h为轴为轴上点上点边缘光光线投射高度投射高度(平行光(平行光线)三、望远镜系统光束限制的总结三、望远镜系统光束限制的总结1 1、两光学系、两光学系统联统联用用时时,一般,一般应满应满足光瞳足光瞳衔衔接原接原则则;2 2、目、目视视光学系光学系统统的出瞳一般在外,且不小于的出瞳一般在外,且不小于6mm6mm;4 4、分划板就是、分划板就是视场视场光光阑阑。3 3、孔径光、孔径光阑阑大致在物大致在物镜镜左右;左右;4 4、光、光阑阑位置位置对轴对轴外光束位置的外光束位置的选择选择(1)(1)(2)(3)(3)(2)第四
6、第四节节 显显微微镜镜系系统统中的光束限制和分析中的光束限制和分析 一、简单显微镜系统中的光束限制一、简单显微镜系统中的光束限制 1、显显微微镜镜系系统统的构成的构成二、远心光路二、远心光路 1、孔径光、孔径光阑阑在物在物镜镜上上(a)(a)测测距原理:距原理:(b)(b)调调焦不准:焦不准:2)2)由于由于调调焦不精确,引焦不精确,引 起像平面和起像平面和标标尺平面尺平面 不重合,从而不重合,从而导导致致测测 量量误误差。差。1)1)入瞳与物入瞳与物镜边镜边框重合;框重合;2、孔径光、孔径光阑阑在物在物镜镜 的像方焦平面上的像方焦平面上1)入瞳位于物方无入瞳位于物方无穷远穷远。2)A和和A1
7、、B和和B1的主的主光光线线分分别别重合,且重合,且轴轴外点的主光外点的主光线线平平行于主行于主轴轴。3)主光主光线线是物点成像是物点成像光束的中心光束的中心轴轴,则则物点物点A1 B1在刻尺平在刻尺平面构成的两个弥散面构成的两个弥散斑的斑的中心中心间间隔隔始始终终不不变变。物方远心光路物方远心光路(a)测距原理:测距原理:(b)调焦不准:调焦不准:三、场镜的应用三、场镜的应用 缺点:出射缺点:出射主光主光线线的投射太高,要求物的投射太高,要求物镜镜后面系后面系统统的口径的口径 必必须须非常大。非常大。-1-1透透镜转镜转像系像系统统:加:加长长光路。光路。1 1、长长光路光路显显微微镜镜系系
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