光學(xué)系統(tǒng)中的光闌課件

光闌光闌概述夾持光學(xué)零件的金屬框（透鏡框、棱鏡框）限制了成像光束的大小，光學(xué)中這種限制成像光束的光孔稱為光闌。當(dāng)光孔的大小可變化時，這種光闌稱為“可變光闌”。

光闌在光學(xué)系統(tǒng)中的作用：決定像面的照度決定系統(tǒng)的視場限制光束中偏離理想位置的一些光線，用以改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量攔截系統(tǒng)中有害的雜散光

孔徑光闌

它是限制軸上物點成像光束立體角（錐角）的光闌。也就是起到?jīng)Q定有多少光能通過光學(xué)系統(tǒng)（即像平面照度）作用的光闌。

CBA(∞)孔徑光闌的位置可能隨物點位置改變而改變孔徑光闌光學(xué)系統(tǒng)收集的光的角度范圍通過數(shù)值孔徑來衡量，用NA表示，有n為物方空間的介質(zhì)折射率。數(shù)值孔徑越大，其物方孔徑角也越大隨之進(jìn)入系統(tǒng)的光能越多，理論分辨本領(lǐng)越高。因為孔徑光闌對于物方孔徑角有直接的影響，從而影響到系統(tǒng)像面的照度。2022/11/286中國計量學(xué)院計量測試工程學(xué)院光學(xué)系統(tǒng)入射、出射光瞳將光闌通過其前面的透鏡成像到物空間去，則其像就決定了光學(xué)系統(tǒng)的物方孔徑角

。光闌被其前面的光組在光學(xué)系統(tǒng)物空間所成的像稱為入射光瞳，簡稱入瞳。光闌被其后面的光組在像空間所成的像稱為出射光瞳，簡稱出瞳，其決定了系統(tǒng)像方孔徑角。與入射光瞳、出射光瞳對應(yīng)的那個實際起著限制光束作用的光闌即為孔徑光闌。入射光瞳通過整個光學(xué)系統(tǒng)所成的像就是出射光瞳入瞳與出瞳對整個光學(xué)系統(tǒng)是共軛的。如果光闌在整個光學(xué)系統(tǒng)的像空間，那么它本身也就是出射光瞳;反之，若在物空間，它就是入射光瞳7中國計量學(xué)院計量測試工程學(xué)院-y

-UP'P1′P2′PP1P2U'y'QQ2Q出射光瞳入射光瞳孔徑光闌L1L2U—物方孔徑角U′—像方孔徑角2022/11/288中國計量學(xué)院計量測試工程學(xué)院與孔徑光闌類似，視場光闌被其前面的光組在整個系統(tǒng)的物空間所成的像稱為入射窗（簡稱入窗）視場光闌被其后面的光組在整個系統(tǒng)的像空間所成的像稱為出射窗（簡稱出窗）入射窗和出射窗共軛。入射窗、視場光闌和出射窗在各自的空間對同一條主光線起限制作用，主光線和光軸間的夾角即表示整個光學(xué)系統(tǒng)的視場角

視場光闌

AB2B1B3入射窗入射光瞳光學(xué)系統(tǒng)景深任何光接收器都不能接受到真正的幾何像點，且分辨本領(lǐng)也不一樣，因此只要像的彌散斑足夠小并能滿足接受器的分辨本領(lǐng)，就可以認(rèn)為這個彌散斑是一個點。一個光學(xué)系統(tǒng)能對空間物體成一個清晰的平面像，清晰像沿光軸方向的物空間深度稱為成像空間深度(景深)

光學(xué)系統(tǒng)空間像入瞳出瞳BB1abB01B2B3B4PP’AB04B03B02B2”B3”B4”B1”B4’B3’B2’A’B’a’b’B1’對準(zhǔn)平面景像平面△l△l1△l2p2P

p1P’1P’P’2AB1B2z1z2P1P2DP1’P2’D’B2’A’B1’z2’z1’光學(xué)系統(tǒng)景深示意圖光學(xué)系統(tǒng)景深人在看圖片時，一般是把圖片放在眼前250mm處，被稱為明視距離M

為人眼的極限分辨角，則有光學(xué)系統(tǒng)景深總景深物方遠(yuǎn)心光路孔徑光闌（出瞳）F’B2B1A1A2B2B1B2’B1’MM2M1分劃板物方遠(yuǎn)心光路示意圖因為這種光學(xué)系統(tǒng)物方主光線平行于光軸，主光線的會聚中心位于物方無限遠(yuǎn)，故稱為物方遠(yuǎn)心光路，需要把孔徑光闌設(shè)置在物鏡的像方焦平面?？讖焦怅@（入瞳）分劃板M1M2MFB1B2’