光学系统中的光束限制PPT讲稿.ppt
《光学系统中的光束限制PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《光学系统中的光束限制PPT讲稿.ppt(72页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、光学系统中的光束限制第1页,共72页,编辑于2022年,星期四本章重点本章重点u孔径光阑、视场光阑的确定方法孔径光阑、视场光阑的确定方法u远心光路远心光路u景深景深第2页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑限制轴上物点光束大小的光孔,也称为限制轴上物点光束大小的光孔,也称为“有效光阑有效光阑有效光阑有效光阑”P1P2是孔径光阑是孔径光阑,主要用于控制成像面的光能!主要用于控制成像面的光能!孔径光阑孔径光阑BAP1P2O1PO2-UUAB1 1、孔径光阑的定义与作用、孔径光阑的定义与作用 第3页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑2 2、入射光瞳和出射光瞳、入射光
2、瞳和出射光瞳 P1P2孔孔径径光光阑阑经经前前方方光光学学系系统统所所成成的的像像 P1P2称称为为入入射射光光瞳瞳,简简称称入入瞳瞳,入入瞳瞳边边缘缘对对物物点点A的的张张角角称称为为物物方方孔径角孔径角2U当当当当孔孔孔孔径径径径光光光光阑阑阑阑前前前前方方方方无无无无光光光光学学学学系系系系统统统统,则则则则孔孔孔孔径径径径光阑就是入瞳。光阑就是入瞳。光阑就是入瞳。光阑就是入瞳。孔径光阑孔径光阑BAQ1Q2P1P2P2P1O1PPO2-UU主光线主光线第4页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑2 2、入射光瞳和出射光瞳、入射光瞳和出射光瞳 P1P2孔孔径径光光阑阑经经后后
3、方方光光学学系系统统所所成成的的像像 P1P2称称为为出出射射光光瞳瞳,简简称称出出瞳瞳,出出瞳瞳边边缘缘对对物物点点A的的张张角角称称为为像像方方孔孔径径角角2U出射光瞳出射光瞳孔径光阑孔径光阑入射光瞳入射光瞳BAQ1Q2P1P2P2P1P1P2O1PPPO2-UU当当当当孔孔孔孔径径径径光光光光阑阑阑阑后后后后方方方方无无无无光光光光学学学学系系系系统统统统,则则则则孔孔孔孔径径径径光光光光阑阑阑阑就就就就是是是是出出出出瞳。瞳。瞳。瞳。第5页,共72页,编辑于2022年,星期四通过入瞳中心的光线称为通过入瞳中心的光线称为主光线主光线,也通过孔径光阑和出射,也通过孔径光阑和出射光瞳中心光瞳
4、中心,是是各个物点发出的成像光束的光束轴线。各个物点发出的成像光束的光束轴线。出射光瞳出射光瞳孔径光阑孔径光阑入射光瞳入射光瞳BAQ1Q2P1P2P2P1P1P2O1PPPO2-UU主光线主光线第6页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑3 3、关于孔径光阑需要注意的几个问题、关于孔径光阑需要注意的几个问题 物物平平面面发发生生变变更更,有有可可能能是是孔孔径径光光阑将易主。阑将易主。第7页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑3 3、关于孔径光阑需要注意的几个问题、关于孔径光阑需要注意的几个问题 首先,将系统中所有零件的光孔成像到物空间,首先,将系统中所有零件的光
5、孔成像到物空间,用计算方用计算方法法确定确定其位置和大小其位置和大小。第二步,由物面中心第二步,由物面中心A点对各个像的边缘引直线,入射光瞳是点对各个像的边缘引直线,入射光瞳是其中张角最小者,对应的物为孔径光阑。其中张角最小者,对应的物为孔径光阑。O2AO1O2PP1P2F1P1P2孔径光阑的确定方法孔径光阑的确定方法孔径光阑的确定方法孔径光阑的确定方法第8页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑3 3、关于孔径光阑需要注意的几个问题、关于孔径光阑需要注意的几个问题 若物体位于无限远,若物体位于无限远,此时仅比较各个像本身的大小,其此时仅比较各个像本身的大小,其口径最小者即为入射
6、光瞳。口径最小者即为入射光瞳。确定孔径光阑的方法,也可以先确定出射光瞳。确定孔径光阑的方法,也可以先确定出射光瞳。对对称称于于光光阑阑的的对对称称式式系系统统:入入射射光光瞳瞳和和出出射射光光瞳瞳的的大大小小和和倒倒正正都都一一样样,入入瞳瞳和和出出瞳瞳之之间间的的倍倍率率为为+1,入入射射光光瞳瞳面面和和出出射射光光瞳瞳面面分分别别与与光光学学系系统统的的物物方方主主平平面面和和像像方方主平面重合。主平面重合。第9页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑3 3、关于孔径光阑需要注意的几个问题、关于孔径光阑需要注意的几个问题 入入瞳瞳的的大大小小是是由由光光学学系系统统对对成成像
7、像光光能能的的要要求求或或者者对对物物体体细细节节的的分分辨辨能能力力(分分辨辨率率)的的要要求求来来确确定定的的。常常以以入入瞳瞳直直径径和和焦焦距距之之比比值值来来表表示示,称称为为相相对对孔孔径径,它是光学系统的一个重要的性能指标。它是光学系统的一个重要的性能指标。第10页,共72页,编辑于2022年,星期四孔径光阑孔径光阑3 3、关于孔径光阑需要注意的几个问题、关于孔径光阑需要注意的几个问题 孔径光阑的安放要遵循一定原则。孔径光阑的安放要遵循一定原则。孔径光阑的安放要遵循一定原则。孔径光阑的安放要遵循一定原则。对于目视光学系统,出瞳必须在目镜外,便于与其衔接。对于目视光学系统,出瞳必须
8、在目镜外,便于与其衔接。在投影计量光学中,要求入瞳或出瞳位于无穷远。在投影计量光学中,要求入瞳或出瞳位于无穷远。在光学设计时,可以合理设置孔径光阑位置用以校在光学设计时,可以合理设置孔径光阑位置用以校正像差。正像差。可以合理设置孔径光阑的大小来匹配光学镜组之间的可以合理设置孔径光阑的大小来匹配光学镜组之间的能量。能量。第11页,共72页,编辑于2022年,星期四视场光阑视场光阑 限制物平面或物空间范围的光阑称限制物平面或物空间范围的光阑称视场光阑视场光阑。Q1Q2是是视场光阑视场光阑。Q1Q2为入射窗为入射窗;Q1Q2本本身身也也为为出出射窗射窗。通通常常设设置置在在系系统统的的实像平面或物平
9、面实像平面或物平面出射光瞳出射光瞳孔径光阑孔径光阑入射光瞳入射光瞳BAQ1Q2P1P2P2P1P1P2O1PPPO2-UU视场光阑视场光阑(出射窗出射窗)入射窗入射窗Q1Q2第12页,共72页,编辑于2022年,星期四(2)计计算算这这些些像像的的边边缘缘对对入入瞳瞳中中心心的的张张角角大大小小。张张角角最最小小者即为入射窗,入射窗对应的光学零件者即为入射窗,入射窗对应的光学零件视场光阑视场光阑视场光阑视场光阑.入射窗边缘对入瞳中心的张入射窗边缘对入瞳中心的张角为物方视场角角为物方视场角 ,同时也,同时也决定了视场边缘点。决定了视场边缘点。视场光阑经后面光学零件所成的像即视场光阑经后面光学零件
10、所成的像即为出射窗,出射窗对出瞳中心的张角即为像方视场角为出射窗,出射窗对出瞳中心的张角即为像方视场角 。视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的。视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的。视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的。视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的。确定视场光阑的方法:确定视场光阑的方法:(1)把把孔孔径径光光阑阑以以外外的的所所有有光光孔孔经经前前面面的的光光学学系系统统成成像像到到物物空空间间,确确定定入入瞳瞳中中心心位位置置(实实际际上上在在确确定定孔孔径径光光阑阑时时这这一一步骤已完成步骤已完成)。第13页,共72页,编辑于2022年,星期四BABO2O1O2PPAP入入射射窗
11、窗出出射射光光瞳瞳孔孔径径光光阑阑入入射射光光瞳瞳孔径光阑为无限小时,物面范围由入窗边缘与入瞳中心连线孔径光阑为无限小时,物面范围由入窗边缘与入瞳中心连线孔径光阑为无限小时,物面范围由入窗边缘与入瞳中心连线孔径光阑为无限小时,物面范围由入窗边缘与入瞳中心连线决定。决定。决定。决定。线视场线视场线视场线视场:物方线视场为物高的两倍,以物方线视场为物高的两倍,以2y表示。像方线视场表示。像方线视场为像高的两倍,以为像高的两倍,以2y表示。表示。第14页,共72页,编辑于2022年,星期四减小孔径光阑并不会对视场产生影响减小孔径光阑并不会对视场产生影响孔径光阑的变化孔径光阑的变化孔径光阑孔径光阑BA
12、P1P2O1PPPO2-UU主光线主光线视场光阑在像方对光线的限制在本质上是在物方对光线的视场光阑在像方对光线的限制在本质上是在物方对光线的限制。限制。第15页,共72页,编辑于2022年,星期四例:有一个由三个光学零件组成的光组,透镜例:有一个由三个光学零件组成的光组,透镜O1,其口径其口径D14mmf1=36mm,透镜,透镜O2,其口径,其口径 D212mm,f2=15mm,二透镜间隔二透镜间隔195mm,在,在离透镜离透镜O1右右180mm处设有一光孔处设有一光孔D310mm,物点离透镜物点离透镜Ol为为-45mm1)求孔径光阑和入瞳)求孔径光阑和入瞳出瞳的大小和位置出瞳的大小和位置?2
13、)求视场光阑和入窗出窗的求视场光阑和入窗出窗的大小和位置?大小和位置?AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm第16页,共72页,编辑于2022年,星期四解:光孔解:光孔D3经经O1成像成像在在O1左方与物点重合左方与物点重合AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm第17页,共72页,编辑于2022年,星期四AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm透镜透镜O2经经O1成像成像 第18页,共72页,编辑于2022年,星期四AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm
14、(1)求孔径光阑、入瞳、出瞳)求孔径光阑、入瞳、出瞳U1最小,故物镜框最小,故物镜框O1是入瞳,也是孔径光阑。它经是入瞳,也是孔径光阑。它经O2的的像为出瞳。像为出瞳。第19页,共72页,编辑于2022年,星期四AO1O2D3180195F245D1=4mmD3=10mmD2=12mm(2)求视场光阑、入窗、出窗)求视场光阑、入窗、出窗 故光孔故光孔O3为视场光阑,入窗与物平面重合,大小为视场光阑,入窗与物平面重合,大小为为2.5mm2.5mm,出窗在无穷远,出窗在无穷远 第20页,共72页,编辑于2022年,星期四作业作业O2O4AF1BO1O3F1F2ABF2如如图图所所示示,有有一一光光
15、学学透透镜镜组组O1,O2的的口口径径D1=D2=50mm,焦焦距距f1=f2=150,两两透透镜镜间间距距为为300mm,并并在在中中间间置置以以光光孔孔O3,口口径径D3=20mm,透透镜镜O2右右侧侧150mm出出置置一一光光孔孔O4,孔孔径径D4=40mm,平平面面物物体体处处于于透透镜镜O1左左侧侧150mm处处。1)求求孔孔径径光光阑阑和和入入瞳瞳出出瞳瞳的的大大小小和和位位置置?2)求求视视场场光光阑阑和和入入窗窗出窗的大小和位置?出窗的大小和位置?O4第21页,共72页,编辑于2022年,星期四照相系统组成照相系统组成照相系统中的光阑照相系统中的光阑第22页,共72页,编辑于2
16、022年,星期四f/1f/1f/1.4f/2f/2.8f/4f/5.6f/8f/11f/16f/22f/32f/45f/64第23页,共72页,编辑于2022年,星期四光阑位置对成像光束的影响光阑位置对成像光束的影响第24页,共72页,编辑于2022年,星期四光阑位置对成像光束的影响光阑位置对成像光束的影响第25页,共72页,编辑于2022年,星期四光阑位置对成像光束的影响光阑位置对成像光束的影响孔径光阑位置移动,对轴上成像光束并无影响。孔径光阑位置移动,对轴上成像光束并无影响。孔径光阑位置移动,对轴上成像光束并无影响。孔径光阑位置移动,对轴上成像光束并无影响。第26页,共72页,编辑于202
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 光学系统 中的 光束 限制 PPT 讲稿
限制150内