安徽科技学院：《工程光学》课程教学资源（PPT课件）第五章 光学系统的光束限制

第五章光学系统的光束限制 概述 2 孔径光阑 3 视场光阑 渐晕光阑及场镜的应用 n5nn14● 景深和焦深

第五章 光学系统的光束限制 2 孔径光阑 4 渐晕光阑及场镜的应用 31 概述 3 视场光阑 35 景深和焦深

第一节概述 在光学系统中，对光束起限制作用的光学 元件称为光阑。 根据各种光阑限制光束的目的，它们大体 分为以下几种： 一孔径光阑 一视场光阑 -渐晕光阑 - 消杂光光阑

第一节 概述 • 在光学系统中，对光束起限制作用的光学 元件称为光阑。 • 根据各种光阑限制光束的目的，它们大体 分为以下几种： –孔径光阑 –视场光阑 –渐晕光阑 –消杂光光阑

第一节概述 孔径光阑： 光学系统中用于限制成像光束大小的 光阑称为孔径光阑，如照相机中的可调 光圈就是该系统的孔径光阑。 在光学系统中，描述成像光束大小的 参量称为孔径，系统对近距离物体成像 时，其孔径大小用孔径角俵示，对无限 远物体成像时，孔径大小用孔径高度表 示，如图5-1所示

第一节 概述 ▪孔径光阑： 光学系统中用于限制成像光束大小的 光阑称为孔径光阑，如照相机中的可调 光圈就是该系统的孔径光阑。 在光学系统中，描述成像光束大小的 参量称为孔径，系统对近距离物体成像 时，其孔径大小用孔径角U表示，对无限 远物体成像时，孔径大小用孔径高度h表 示，如图5-1所示

第一节概述 孔径光阑 孔径光阑 -U 图5-1

第一节 概述 图5-1

第一节概述 视场光阑 在光学系统中，用于限制成像范围大 小的光阑称为视场光阑，如照相机中的 底片框就是该系统的视场光阑。 光学系统中描述成像范围大小的参量 称为视场，系统对近距离物体成像时， 视场大小一般用物体的高度y表示，对远 距离物体成像时，视场大小用视场角ω （斜平行光线的角度)表示。如图5-2所 示

第一节 概述 ▪视场光阑 在光学系统中，用于限制成像范围大 小的光阑称为视场光阑，如照相机中的 底片框就是该系统的视场光阑。 光学系统中描述成像范围大小的参量 称为视场，系统对近距离物体成像时， 视场大小一般用物体的高度y表示，对远 距离物体成像时，视场大小用视场角ω （斜平行光线的角度）表示。如图5-2所 示

第一节概述 入瞳 孔径光阑 视场光阑 图5-2

第一节 概述 y  入瞳 孔径光阑  F y' 视场光阑 图5-2

第一节概述 渐晕光阑 所谓渐晕，是指视场范围内部分区域 物点的成像光束较之另一部分区域物点 的光束出现减弱的现象。这些光束的减 少有些是不可避免产生的，而有些是刻 意设置的。 渐晕光阑就是对轴外物点的成像光束 起到部分拦光作用的一种光阑，它使轴 外物点通过系统的光束小于轴上物点， 其目的是为了改善轴外点的成像质量或 减小部分光学完件的横问尺守

第一节 概述 ▪渐晕光阑 所谓渐晕，是指视场范围内部分区域 物点的成像光束较之另一部分区域物点 的光束出现减弱的现象。这些光束的减 少有些是不可避免产生的，而有些是刻 意设置的。 渐晕光阑就是对轴外物点的成像光束 起到部分拦光作用的一种光阑，它使轴 外物点通过系统的光束小于轴上物点， 其目的是为了改善轴外点的成像质量或 减小部分光学元件的横向尺寸

第一节概述 消杂光光阑 消杂光光阑用来限制一些非成像光线， 这些光线常常是由于镜头表面、金属表 面以及镜筒内壁反射或散射所产生的杂 散光，它们通过系统后将在像面上产生 杂光背景，破坏像的对比度和清晰度

第一节 概述 ▪消杂光光阑 消杂光光阑用来限制一些非成像光线， 这些光线常常是由于镜头表面、金属表 面以及镜筒内壁反射或散射所产生的杂 散光，它们通过系统后将在像面上产生 杂光背景，破坏像的对比度和清晰度

第一节概述 尽管有上述多种目的的光束限制， 但任何一种光学系统，都必须具备两 种最基本的光束限制，即对成像光束 大小的限制和对成像范围大小的限制。 因此，孔径光阑和视场光阑在光学系 统中不可缺少的

第一节 概述 尽管有上述多种目的的光束限制， 但任何一种光学系统，都必须具备两 种最基本的光束限制，即对成像光束 大小的限制和对成像范围大小的限制。 因此，孔径光阑和视场光阑在光学系 统中不可缺少的

第二节孔径光阑 ·光学系统的所有元件都有有限的通光 口径，其中必有一个元件的口径限制 着给定轴上物点所能进入系统的最大 光束，这就是孔径光阑。 1、光速限制的共轭原则 2、孔径光阑的判断 3、入射光瞳和出射光瞳

第二节 孔径光阑 • 光学系统的所有元件都有有限的通光 口径，其中必有一个元件的口径限制 着给定轴上物点所能进入系统的最大 光束，这就是孔径光阑。 1、光束限制的共轭原则 2、孔径光阑的判断 3、入射光瞳和出射光瞳