1、一、光闌及其分類(lèi)一、光闌及其分類(lèi)1 1、光闌光闌 光學(xué)系統(tǒng)中可以限制光束的光學(xué)元件的邊框，光學(xué)系統(tǒng)中可以限制光束的光學(xué)元件的邊框，或者帶孔的金屬薄片通稱(chēng)為光闌。或者帶孔的金屬薄片通稱(chēng)為光闌。2、光闌的分類(lèi)、光闌的分類(lèi) 光闌根據(jù)在光學(xué)系統(tǒng)中的作用不同主要光闌根據(jù)在光學(xué)系統(tǒng)中的作用不同主要有三類(lèi)有三類(lèi)： 孔徑光闌孔徑光闌、視場(chǎng)光闌視場(chǎng)光闌和和消雜光光闌消雜光光闌。光闌在光學(xué)系統(tǒng)中的作用：1 1、決定像面的照度。、決定像面的照度。2 2、決定系統(tǒng)的視場(chǎng)。、決定系統(tǒng)的視場(chǎng)。 3 3、限制光束中偏離理想位置的、限制光束中偏離理想位置的一些光線，用以改善系統(tǒng)的成一些光線，用以改善系統(tǒng)的成像質(zhì)量像質(zhì)量4 4

2、、攔截系統(tǒng)中有害的雜散光。、攔截系統(tǒng)中有害的雜散光。以普通照相機(jī)來(lái)說(shuō)明光闌以普通照相機(jī)來(lái)說(shuō)明光闌可變光闌可變光闌底片底片4-1 孔徑光闌和入瞳、出瞳孔徑光闌和入瞳、出瞳一、孔徑光闌、入瞳和出瞳一、孔徑光闌、入瞳和出瞳 定義：定義： 光學(xué)系統(tǒng)中對(duì)于光軸上物點(diǎn)發(fā)出的光束起主要限制作用的光學(xué)系統(tǒng)中對(duì)于光軸上物點(diǎn)發(fā)出的光束起主要限制作用的光闌。光闌?？讖焦怅@與入瞳、出瞳之間的關(guān)系 通過(guò)入射光瞳通過(guò)入射光瞳中心中心的光線稱(chēng)為的光線稱(chēng)為主光線主光線o 由于共軛關(guān)系，主光線也必然通過(guò)孔徑由于共軛關(guān)系，主光線也必然通過(guò)孔徑光闌中心和出瞳中心。光闌中心和出瞳中心。o 顯然，主光線是各個(gè)物點(diǎn)發(fā)出顯然，主光線是各個(gè)

3、物點(diǎn)發(fā)出的成像光束的光束軸線。的成像光束的光束軸線。o光束的孔徑角是表征實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)功光束的孔徑角是表征實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)功能的重要性能參數(shù)之一。能的重要性能參數(shù)之一。o它不但決定了像面的它不但決定了像面的照度照度，而且，而且還決定了光學(xué)系統(tǒng)還決定了光學(xué)系統(tǒng)分辨能力分辨能力。 對(duì)于不同類(lèi)型的光學(xué)系統(tǒng)，有不同的表示方法來(lái)表征這對(duì)于不同類(lèi)型的光學(xué)系統(tǒng)，有不同的表示方法來(lái)表征這種孔徑角相應(yīng)的性能參數(shù)種孔徑角相應(yīng)的性能參數(shù) o 顯微系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的物鏡常用顯微系統(tǒng)和投影系統(tǒng)的物鏡常用nsinsinU Umaxmax表示，表示，被稱(chēng)之為被稱(chēng)之為數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑，用，用NANA表示，即表示，即maxUsinnN

4、A n n n 物方空間的介質(zhì)折射率。物方空間的介質(zhì)折射率。n 物方孔徑角物方孔徑角U Umaxmax越大，其越大，其數(shù)值孔徑數(shù)值孔徑也越大也越大。n 進(jìn)入系統(tǒng)的光能越多，理論分辨本領(lǐng)越高。進(jìn)入系統(tǒng)的光能越多，理論分辨本領(lǐng)越高。o 望遠(yuǎn)系統(tǒng)和攝影系統(tǒng)常用望遠(yuǎn)系統(tǒng)和攝影系統(tǒng)常用相對(duì)孔徑相對(duì)孔徑A來(lái)表示來(lái)表示 fDA AD fF1n D 入瞳直徑入瞳直徑 f物鏡焦距物鏡焦距n 相對(duì)孔徑相對(duì)孔徑A越大，表明能進(jìn)入系統(tǒng)的光能也越多越大，表明能進(jìn)入系統(tǒng)的光能也越多o 而照相機(jī)，則常用另一個(gè)術(shù)語(yǔ)而照相機(jī)，則常用另一個(gè)術(shù)語(yǔ)光闌指數(shù)光闌指數(shù)，用用F來(lái)表示，它是相對(duì)孔徑的倒數(shù)，即來(lái)表示，它是相對(duì)孔徑的倒數(shù)，即n

5、 F俗稱(chēng)俗稱(chēng)光圈光圈，相對(duì)孔徑越大時(shí)，光圈數(shù)值愈小，相對(duì)孔徑越大時(shí)，光圈數(shù)值愈小。 必須注意：1、 光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌只是對(duì)一定位置的物光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌只是對(duì)一定位置的物體而言的。體而言的。2 2、如果物體位置發(fā)生變化，原來(lái)限制光束的孔徑、如果物體位置發(fā)生變化，原來(lái)限制光束的孔徑光闌將會(huì)失去限制光束的作用，光束會(huì)被其他光闌將會(huì)失去限制光束的作用，光束會(huì)被其他光孔所限制。光孔所限制。3 3、對(duì)于對(duì)于無(wú)限遠(yuǎn)的物體無(wú)限遠(yuǎn)的物體，光學(xué)系統(tǒng)的所有光孔被其，光學(xué)系統(tǒng)的所有光孔被其前面的光學(xué)零件在物空間所成的像中，直徑最前面的光學(xué)零件在物空間所成的像中，直徑最小的一個(gè)光孔像就是系統(tǒng)的入瞳。小的一個(gè)光孔像就

6、是系統(tǒng)的入瞳。二、孔徑光闌設(shè)置原則二、孔徑光闌設(shè)置原則例例:與眼睛配合使用的目視儀器與眼睛配合使用的目視儀器光闌位置與光學(xué)零件重合光闌位置與像方焦平面重合o 在光學(xué)儀器中，很大一部分儀器用來(lái)測(cè)量在光學(xué)儀器中，很大一部分儀器用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度。長(zhǎng)度。 o 一類(lèi)儀器是光學(xué)系統(tǒng)有一定放大率，使被一類(lèi)儀器是光學(xué)系統(tǒng)有一定放大率，使被測(cè)物的像和標(biāo)準(zhǔn)刻尺相比，求被測(cè)物體的測(cè)物的像和標(biāo)準(zhǔn)刻尺相比，求被測(cè)物體的長(zhǎng)度，如長(zhǎng)度，如工具顯微鏡工具顯微鏡等計(jì)量?jī)x器。等計(jì)量?jī)x器。o 另一類(lèi)儀器是把一標(biāo)尺放在不同的位置，另一類(lèi)儀器是把一標(biāo)尺放在不同的位置，光學(xué)系統(tǒng)改變放大率，使標(biāo)尺的像等于一光學(xué)系統(tǒng)改變放大率，使標(biāo)尺的像等于一

7、個(gè)已知值，來(lái)求儀器到標(biāo)尺間距離，如個(gè)已知值，來(lái)求儀器到標(biāo)尺間距離，如大大地測(cè)量?jī)x器地測(cè)量?jī)x器中的視距測(cè)量。中的視距測(cè)量。 物方物方遠(yuǎn)心光路和遠(yuǎn)心光路和像方像方遠(yuǎn)心光路遠(yuǎn)心光路o 在工具顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)像平面上，放置已知刻度在工具顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)像平面上，放置已知刻度值的透明刻尺（稱(chēng)為分劃板）值的透明刻尺（稱(chēng)為分劃板）o 分劃板上刻尺的格值已考慮了物鏡的放大率。分劃板上刻尺的格值已考慮了物鏡的放大率。 o 按此方法測(cè)量，刻尺與物鏡之間的距離應(yīng)保持不變，按此方法測(cè)量，刻尺與物鏡之間的距離應(yīng)保持不變，使物鏡的放大率保持常數(shù)使物鏡的放大率保持常數(shù)o 這種測(cè)量方法的這種測(cè)量方法的測(cè)量精度測(cè)量精度在很

8、大程度上取決于像平面在很大程度上取決于像平面與刻尺平面的重合程度。與刻尺平面的重合程度。 分劃分劃板板物鏡物鏡yBAyAB由于入瞳在無(wú)限遠(yuǎn)處，物方主光線平行于光由于入瞳在無(wú)限遠(yuǎn)處，物方主光線平行于光軸的光學(xué)系統(tǒng)，故稱(chēng)為軸的光學(xué)系統(tǒng)，故稱(chēng)為物方遠(yuǎn)心光路物方遠(yuǎn)心光路。 o 在大多數(shù)的計(jì)量光學(xué)儀器中，其孔徑光闌在大多數(shù)的計(jì)量光學(xué)儀器中，其孔徑光闌（或出瞳）常安置在顯微鏡物鏡或投影物鏡（或出瞳）常安置在顯微鏡物鏡或投影物鏡像方焦平面上以形成物方遠(yuǎn)心光路以提高觀像方焦平面上以形成物方遠(yuǎn)心光路以提高觀測(cè)精度。測(cè)精度。o 在光學(xué)儀器中常采用另一種光路在光學(xué)儀器中常采用另一種光路像方遠(yuǎn)心像方遠(yuǎn)心光路。光路。o

9、 它是孔徑光闌（或入瞳）安置在整個(gè)光組的它是孔徑光闌（或入瞳）安置在整個(gè)光組的物方焦平面上形成的物方焦平面上形成的。光闌位置與光學(xué)零件重合光闌位置與物方焦平面重合o像方遠(yuǎn)心光路常用在大地測(cè)量?jī)x像方遠(yuǎn)心光路常用在大地測(cè)量?jī)x器（光組為望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)）中以提器（光組為望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)）中以提高測(cè)距精度。高測(cè)距精度。o這種光路也常用在照明系統(tǒng)中，這種光路也常用在照明系統(tǒng)中，以使它與成像系統(tǒng)的物方遠(yuǎn)心光以使它與成像系統(tǒng)的物方遠(yuǎn)心光路相配合。路相配合。利用像方遠(yuǎn)心光路測(cè)量距離三、場(chǎng)鏡的應(yīng)用三、場(chǎng)鏡的應(yīng)用4-2 視場(chǎng)光闌、入射窗、出射窗視場(chǎng)光闌、入射窗、出射窗o 光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍是有限的。光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍是有限的

10、。n 照相機(jī)中底片框限制了被成像范照相機(jī)中底片框限制了被成像范圍的大小圍的大小。 n 工具顯微鏡中分劃板的直徑?jīng)Q定工具顯微鏡中分劃板的直徑?jīng)Q定成像物體的大小成像物體的大小。o 這種限制物體成像范圍的光闌稱(chēng)為這種限制物體成像范圍的光闌稱(chēng)為視場(chǎng)視場(chǎng)光闌光闌。視場(chǎng)光闌與光窗視場(chǎng)光闌與光窗o與孔徑光闌類(lèi)似，視場(chǎng)光闌被其與孔徑光闌類(lèi)似，視場(chǎng)光闌被其前面的光組在整個(gè)系統(tǒng)的物空間前面的光組在整個(gè)系統(tǒng)的物空間所成的像稱(chēng)為所成的像稱(chēng)為入射窗（簡(jiǎn)稱(chēng)入入射窗（簡(jiǎn)稱(chēng)入窗）窗）。o視場(chǎng)光闌被其后面的光組在整個(gè)系視場(chǎng)光闌被其后面的光組在整個(gè)系統(tǒng)的像空間所成的像稱(chēng)為統(tǒng)的像空間所成的像稱(chēng)為出射窗出射窗（簡(jiǎn)稱(chēng)出窗）（簡(jiǎn)稱(chēng)出窗）

11、o把孔徑光闌以外的所有光孔通把孔徑光闌以外的所有光孔通過(guò)其前面的光組成像，則在這過(guò)其前面的光組成像，則在這些像中些像中入射窗對(duì)入瞳中心的張入射窗對(duì)入瞳中心的張角為最小角為最小。o可找出系統(tǒng)中哪一個(gè)光孔是視場(chǎng)可找出系統(tǒng)中哪一個(gè)光孔是視場(chǎng)光闌。光闌。o入射窗限制著物空間的成像范圍。入射窗限制著物空間的成像范圍。o 把除孔徑光闌外的所有光孔通過(guò)其后面把除孔徑光闌外的所有光孔通過(guò)其后面的光組在整個(gè)系統(tǒng)的像空間成像時(shí)，的光組在整個(gè)系統(tǒng)的像空間成像時(shí)，出出射窗對(duì)出射光瞳中心的張角為最小射窗對(duì)出射光瞳中心的張角為最小。 o 出射窗限制了像方視場(chǎng)范圍出射窗限制了像方視場(chǎng)范圍o 入射窗和出射窗共軛入射窗和出射窗

12、共軛。 o 入射窗、視場(chǎng)光闌和出射窗在各自的空入射窗、視場(chǎng)光闌和出射窗在各自的空間對(duì)同一條主光線起限制作用，間對(duì)同一條主光線起限制作用，主光線主光線和光軸間的夾角即表示整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的和光軸間的夾角即表示整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)角。視場(chǎng)角。o 當(dāng)物體在當(dāng)物體在無(wú)限遠(yuǎn)無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，常用時(shí)，常用視場(chǎng)角視場(chǎng)角表示光學(xué)系表示光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)，以統(tǒng)的視場(chǎng)，以2表示。表示。o 當(dāng)物體在當(dāng)物體在有限距離有限距離時(shí)，常用物高表示視場(chǎng)，時(shí)，常用物高表示視場(chǎng)，稱(chēng)為稱(chēng)為線視場(chǎng)線視場(chǎng)，以，以2y表示。表示。o視場(chǎng)光闌是對(duì)一定位置的孔徑光闌而言視場(chǎng)光闌是對(duì)一定位置的孔徑光闌而言的的。n 當(dāng)孔徑光闌位置改變時(shí)，原來(lái)的視場(chǎng)光闌將可能當(dāng)孔

13、徑光闌位置改變時(shí)，原來(lái)的視場(chǎng)光闌將可能被另外的光孔所代替被另外的光孔所代替。 漸暈現(xiàn)象漸暈現(xiàn)象o以上只討論了入射光瞳為無(wú)限小時(shí)的以上只討論了入射光瞳為無(wú)限小時(shí)的情況。情況。o實(shí)際上光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳總有一定實(shí)際上光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳總有一定的大小的大小。o在多數(shù)情況下，入射窗并不能完全在多數(shù)情況下，入射窗并不能完全決定光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍。決定光學(xué)系統(tǒng)的成像范圍。A物平面物平面B1B2B3M1M2M入射窗入射窗入射光瞳入射光瞳P1P2PP2P2P2P P P1P1P1在物面上按其成像光束孔徑角的不同可在物面上按其成像光束孔徑角的不同可分為三個(gè)區(qū)域：分為三個(gè)區(qū)域：o 第一個(gè)區(qū)域第一個(gè)區(qū)域是以是以B1

14、A為半徑的圓形區(qū)，為半徑的圓形區(qū)，其中每個(gè)點(diǎn)均以充滿(mǎn)入射光瞳的全部光其中每個(gè)點(diǎn)均以充滿(mǎn)入射光瞳的全部光束成像。束成像。o 此區(qū)域之邊緣點(diǎn)此區(qū)域之邊緣點(diǎn)B1由入射光瞳下邊緣由入射光瞳下邊緣P2和入射窗下邊緣點(diǎn)和入射窗下邊緣點(diǎn)M2的連線所確定。的連線所確定。 A物平面物平面B1B2B3M1M2M入射窗入射窗入射光瞳入射光瞳P1P2PP2P2P2P P P1P1P1o 第二個(gè)區(qū)域第二個(gè)區(qū)域是以是以B1B2繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所形成的環(huán)形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，每一點(diǎn)已形成的環(huán)形區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)，每一點(diǎn)已不能用充滿(mǎn)入瞳的光束成像，在含軸面內(nèi)不能用充滿(mǎn)入瞳的光束成像，在含軸面內(nèi)看光束，由看光束，由B

15、1點(diǎn)到點(diǎn)到B2點(diǎn)，其能通過(guò)入射點(diǎn)，其能通過(guò)入射光瞳的光束，由光瞳的光束，由100%到到50%漸變，漸變，這這就是就是軸外點(diǎn)的漸暈現(xiàn)象軸外點(diǎn)的漸暈現(xiàn)象。o 此區(qū)域的邊緣點(diǎn)此區(qū)域的邊緣點(diǎn)B2由入射光瞳中心由入射光瞳中心P和入和入射窗下邊緣射窗下邊緣M2的連線確定。的連線確定。A物平面物平面B1B2B3M1M2M入射窗入射窗入射光瞳入射光瞳P1P2PP2P2P2P P P1P1P1o第三個(gè)區(qū)域是以第三個(gè)區(qū)域是以B2B3繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所繞光軸旋轉(zhuǎn)一周所形成的環(huán)形區(qū)域，形成的環(huán)形區(qū)域，o在此區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的光束漸暈更為嚴(yán)重，在此區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的光束漸暈更為嚴(yán)重，由由B2點(diǎn)到點(diǎn)到B3點(diǎn)，其漸暈系數(shù)由點(diǎn)，其漸暈系數(shù)

16、由50%降降低到低到0。oB3點(diǎn)是可見(jiàn)視場(chǎng)最邊緣點(diǎn)，它由入射光點(diǎn)是可見(jiàn)視場(chǎng)最邊緣點(diǎn)，它由入射光瞳上邊緣點(diǎn)瞳上邊緣點(diǎn)P1和入射窗下邊緣點(diǎn)和入射窗下邊緣點(diǎn)M2的連的連線所決定。線所決定。 A物平面物平面B1B2B3M1M2M入射窗入射窗入射光瞳入射光瞳P1P2PP2P2P2P P P1P1P1o以上三個(gè)區(qū)域只是大致的劃分，實(shí)以上三個(gè)區(qū)域只是大致的劃分，實(shí)際上在物平面上，由際上在物平面上，由B1到到B3點(diǎn)的點(diǎn)的漸暈系數(shù)由漸暈系數(shù)由100%到到0是漸變的是漸變的，并沒(méi)有明顯的界限。并沒(méi)有明顯的界限。減少漸暈現(xiàn)象的方法o 入射光瞳具有一定大小時(shí)，入射光瞳具有一定大小時(shí)，沒(méi)有漸暈的情況也是存在沒(méi)有漸暈的情

17、況也是存在的。的。 o 入射窗和物平面相重合。入射窗和物平面相重合。 o 或者或者把視場(chǎng)光闌設(shè)置在像把視場(chǎng)光闌設(shè)置在像平面上。平面上。o 視場(chǎng)具有清晰的界限。視場(chǎng)具有清晰的界限。 物平面物平面入窗入窗入瞳入瞳出瞳出瞳像平面像平面視場(chǎng)光闌視場(chǎng)光闌出窗出窗光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)大小用兩種方法表示光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)大小用兩種方法表示 o線視場(chǎng)：線視場(chǎng)：對(duì)近距離成像的光組，常對(duì)近距離成像的光組，常用能看到的物平面直徑來(lái)表示。用能看到的物平面直徑來(lái)表示。 o視場(chǎng)角：視場(chǎng)角：對(duì)遠(yuǎn)距離或無(wú)限遠(yuǎn)物體成對(duì)遠(yuǎn)距離或無(wú)限遠(yuǎn)物體成像的光組，常用角度來(lái)表示其視場(chǎng)像的光組，常用角度來(lái)表示其視場(chǎng)的大小。的大小。n 這就是前面談到過(guò)的這

18、就是前面談到過(guò)的物方物方視場(chǎng)角視場(chǎng)角2和和像方像方視場(chǎng)角視場(chǎng)角2。 o綜上所述，孔徑光闌和視場(chǎng)光闌是光綜上所述，孔徑光闌和視場(chǎng)光闌是光學(xué)系統(tǒng)中起重要作用的兩種光闌，學(xué)系統(tǒng)中起重要作用的兩種光闌，n 前者主要限制成像光束的孔徑，即決定像的前者主要限制成像光束的孔徑，即決定像的照度。照度。n 后者決定視場(chǎng)，即物體被成像的范圍。后者決定視場(chǎng)，即物體被成像的范圍。n o切不可把孔徑光闌和視場(chǎng)光闌混為一切不可把孔徑光闌和視場(chǎng)光闌混為一談?wù)?4-3 4-3 光學(xué)系統(tǒng)的景深和焦深光學(xué)系統(tǒng)的景深和焦深o上節(jié)討論在垂直于光軸的平面上點(diǎn)上節(jié)討論在垂直于光軸的平面上點(diǎn)的成像問(wèn)題。的成像問(wèn)題。n 如：照相制版物鏡和電

19、影放映物鏡如：照相制版物鏡和電影放映物鏡o實(shí)際上有很多光學(xué)儀器需要把空間實(shí)際上有很多光學(xué)儀器需要把空間中的物點(diǎn)成像在一個(gè)像平面上（稱(chēng)中的物點(diǎn)成像在一個(gè)像平面上（稱(chēng)為平面上的空間像），如望遠(yuǎn)鏡和為平面上的空間像），如望遠(yuǎn)鏡和照相物鏡等就屬于這一類(lèi)。照相物鏡等就屬于這一類(lèi)。 入瞳入瞳出瞳出瞳BB1abB01B2B3B4PPAB04B03B02B2”B3”B4”B1”B4B3B2ABabB1AB對(duì)準(zhǔn)平面對(duì)準(zhǔn)平面AB景像平面景像平面oab和和a b 的大小和入射光瞳的直徑有的大小和入射光瞳的直徑有關(guān)，入射光瞳直徑減少，彌散斑也隨之關(guān)，入射光瞳直徑減少，彌散斑也隨之減少減少 o物空間各空間點(diǎn)的成像，相當(dāng)

20、于以入射物空間各空間點(diǎn)的成像，相當(dāng)于以入射光瞳中心為光瞳中心為投影中心投影中心，以，以主光線主光線為投影為投影線，將各點(diǎn)投影到對(duì)準(zhǔn)平面上后，再成線，將各點(diǎn)投影到對(duì)準(zhǔn)平面上后，再成像到景象平面上。像到景象平面上。n 或者在像空間以出射光瞳中心為投影中心，各空或者在像空間以出射光瞳中心為投影中心，各空間像點(diǎn)沿主光線投影到景象平面上，即是空間物間像點(diǎn)沿主光線投影到景象平面上，即是空間物點(diǎn)的平面像。點(diǎn)的平面像。 o 如果入瞳位置對(duì)如果入瞳位置對(duì)于物方空間點(diǎn)于物方空間點(diǎn)（即景物）位置（即景物）位置發(fā)生變化，則景發(fā)生變化，則景象也隨之變化。象也隨之變化。o 投影中心作前后投影中心作前后移動(dòng)時(shí)，投影像移動(dòng)時(shí)

21、，投影像的變化和景物是的變化和景物是不成比例的，這不成比例的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為種現(xiàn)象稱(chēng)為景象景象畸變畸變，也稱(chēng)為，也稱(chēng)為透透視失真。視失真。對(duì)準(zhǔn)平面對(duì)準(zhǔn)平面AAAAPPS1S2入射光瞳入射光瞳出射光瞳出射光瞳景像平面景像平面Po根據(jù)理想光學(xué)系統(tǒng)特性，物根據(jù)理想光學(xué)系統(tǒng)特性，物空間一個(gè)平面，在像空間只空間一個(gè)平面，在像空間只有一個(gè)平面與之共軛。有一個(gè)平面與之共軛。o討論討論:當(dāng)入射光瞳一定時(shí)，在物空間有當(dāng)入射光瞳一定時(shí)，在物空間有多大深度范圍的物體能在景象平面上成清多大深度范圍的物體能在景象平面上成清晰像晰像(以攝影物鏡為例）。以攝影物鏡為例）。 任何光接收器都不能接受到真正的幾何像點(diǎn)，且任何光接收

22、器都不能接受到真正的幾何像點(diǎn)，且分辨本領(lǐng)也不一樣，因此只要像的彌散斑足夠小分辨本領(lǐng)也不一樣，因此只要像的彌散斑足夠小并能滿(mǎn)足接受器的分辨本領(lǐng)，就可人為這個(gè)彌散并能滿(mǎn)足接受器的分辨本領(lǐng)，就可人為這個(gè)彌散斑是一個(gè)點(diǎn)斑是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)是能對(duì)一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)是能對(duì)空間物體空間物體成一個(gè)清晰的成一個(gè)清晰的平面像平面像能在像平面上獲得清晰像并沿光軸能在像平面上獲得清晰像并沿光軸方向的方向的物空間深度物空間深度稱(chēng)為稱(chēng)為成像空間深成像空間深度度(景深景深)ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1設(shè)在設(shè)在B1點(diǎn)和點(diǎn)和B2點(diǎn)之間的物空間各點(diǎn)均能在點(diǎn)之間的物空間各點(diǎn)均

23、能在像平面像平面A成清晰像成清晰像ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1l1=p1-p稱(chēng)為后景深；稱(chēng)為后景深；l2=p-p2稱(chēng)為前景深稱(chēng)為前景深總景深總景深l=l1+l2=p1-p2為前后景深之和為前后景深之和ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1A為為對(duì)準(zhǔn)平面對(duì)準(zhǔn)平面，其對(duì)應(yīng)的是，其對(duì)應(yīng)的是景像平面景像平面All1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1能成清晰像的能成清晰像的最遠(yuǎn)最遠(yuǎn)平面（平面（B1）稱(chēng)為）稱(chēng)為遠(yuǎn)景遠(yuǎn)景能成清晰像的能成清晰像的最近最近

24、平面（平面（B2）稱(chēng)為）稱(chēng)為近景近景 11z z22z zll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1DpppzpppDz111111DpppzpppDz222222ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1222ppz Dp111ppz Dpll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1人在看圖片時(shí)，一般是把圖片放在眼前人在看圖片時(shí)，一般是把圖片放在眼前250mm處，被稱(chēng)為處，被稱(chēng)為明視距離明視距離Mll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP

25、1P2DB2AB1z2z1若彌散斑在明視距離對(duì)眼睛的張角若彌散斑在明視距離對(duì)眼睛的張角小于小于分辨角分辨角，看上去就是一點(diǎn)看上去就是一點(diǎn)ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z112z z M人眼的分辨率人眼的分辨率ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z111DppDz 22DppDz ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1MDpDp2MDpDp1ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1MDMpppl11MDMpppl22前景深前景深后景深后景深ll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1pf 由于由于那么那么p fxfll1l2p2P p1P1PP2AB1B2z1z2P1P2DP1P2DB2AB1z2z1MDMpppl11MDMpppl22p fxfMpDfMpl21Mp