光瞳与光阑的介绍.

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4.6光阑

4. 6 光阑（stop）光瞳（pupil）1 光学成像系统的光阑(aperture stop)实际成像系统对成像光线的限制，例：透镜的大小照相机的光圈底片的尺寸等等1) 光阑的作用：（1）保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深．（2）控制成像物空间的范围．（3）控制像面的亮度．2)有效光阑：诸挡光孔中,最有效的控制成像光束能量者，称为有效光阑．AB’BA’有效光阑2 光瞳（pupil）入射光瞳(入瞳)：限制入射光束的有效孔径,是有效光阑对前方光学系统所成的像出射光瞳(出瞳)：限制出射光束的有效孔径,有效光阑对后方光学系统所成的像有效光阑在像空间中的等效孔径有效光阑与光轴上物点位置有关，欲确定孔阑，必须首先明确是对光轴上哪个物点．将系统所有的通光孔成像于光学系统的物空间，其中对轴上物点张角最小者，称为入瞳，怎样确定有效光阑？入瞳对应的物叫做有效光阑．有效光阑对后光学系统的像，为出射光瞳，简称出瞳．有效光阑入瞳–有效光阑对前方系统成的像u u’入射孔径角出射孔径角在这个系统中，有效光阑同时也是出瞳在这个系统中，有效光阑同时也是入瞳有效光阑出瞳—有效光阑对后方系统成的像u u’入射孔径角出射孔径角？入瞳出瞳入瞳出瞳有效光阑共轭共轭u u’有效光阑出瞳入瞳？？共轭入瞳出瞳某种相机镜头的有效光阑、光瞳3 主光线（chief ray）和边缘光线（marginal ray）主光线---通过孔径光阑中心的光线;边缘光线---通过孔径光阑边缘的光线;AB’BA’边缘光线主光线有效光阑出瞳入瞳主光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的中心边缘光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的边缘关于有效光阑：有效光阑是成像系统中限制入射光束最厉害的光阑，即入射孔径角最小的光阑; 与物点的位置有关P1P1’P2P2 u1u2有效光阑与物点位置的关系例、相距d=5cm 的两个薄透镜L1和L2，焦距分别为f1’= 9cm 和f2’= 3cm ，直径分别为D1= 6cm和D2= 4cm ，直径D = 3cm 的圆孔光阑A放在透镜间距L22cm处，当轴上一物点在L1左方12cm处时，求：a）有效光阑；b）光瞳的位置和大小6cm4cm3cmP12cm2cm3cm解：cmf f cm f f 3' ,9'2211-=-=-=-=已知：先求出各光阑对其前面光具组所成像的位置和大小：'1'f fs s+=''ns n s β=和L 1：透镜本身：cmD D 6'11==2cmD 1=6cmD 2= 4cmD=3cmP12cm3cmP 点到L 1的距离：cmL PD 12'1=D 对透镜L 1成的像D’ ：3s cm =' 4.5s cm=23=βcm D D 5.4'==βcm L PD 5.16'=L 2对透镜L 1成的像D 2’ ：5s cm='11.25s cm=cm D D 9'22==βcmL PD 25.23'2=49=β2cmD 1=6cmD 2= 4cmD=3cmP12cm3cmcm D D 6'11==cmL PD 12'1=cm D D 5.4'==βcmL PD 5.16'=cmD D 9'22==βcmL PD 25.23'2=D 1’=6cmD 2’= 4cmP12cm3cmD’=4.5cm16.5cm'1'112'2tan PD D L D u =185.4=''2'2tan PD D L D u =335.4='2'222'2tan PD D L D u =5.235.4=''21'D D D u u u <<光阑为有效光阑。

4.6光阑_光瞳

3 主光线（chief ray）和边缘光线（marginal ray）主光线---通过孔径光阑中心的光线; 边缘光线---通过孔径光阑边缘的光线; A B’ B A’ 边缘光线主光线
出瞳
有效光阑
入瞳
主光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的中心
边缘光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的边缘
关于有效光阑：
L2对透镜L1成的像D2’ ：
s 5cm
s ' 11.25 cm
9 4
D1’=6cm
D’=4.5cm
D2’= 4cm
P 12cm
3cm
16.5cm
D1 ' D1 6cm LPD1 ' 12cm
4.5 tan 2 LPD1 ' 18
2
2
D' D 4.5cm LPD ' 16.5cm
4. 6 光阑（stop）光瞳（pupil）
1 光学成像系统的光阑(aperture stop)
透镜的大小
实际成像系统对成像光线的限制，例：
照相机的光圈
底片的尺寸等等
1) 光阑的作用：
（1）保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深．（2）控制成像物空间的范围．（3）控制像面的亮度．
u tan D ' 2 2 LPD'
1
23.25cm
D2 ' D2 9cm
LPD2 ' 23.25cm
tan u D2 ' 2
u D1 '
D1 '
D'
4.5 33
4. 5 LPD2 ' 23.5
2

光栏与光瞳的概念及设置方法

光栏与光瞳的概念及设置方法光学设计中一个重要的概念是光栏及与光栏相关的光瞳。

在拍照的时候，大多情况下都会用到光栏。

高质量的手机都有内置的可调节的光栏，以便可以控制暴光量,它不仅可以控制到达像面的光通量，设计者还可以通过光栏的位置和大小来控制像差。

当你设计一个摄影镜头时，你会体会到光栏决定了光学系统中的两条重要光线，主光线和边缘光线。

当你做近轴光线追迹的时候，这些是你要考虑的光线，主光线和边缘光线。

他在镜面上产生的高度和角度是用来计算像差的。

5.1光阑与光瞳光阑是光学系统的物理孔径，它起着通光的作用，只允许部分光线通过像面，而阻挡其他部分通过。

光栏可以通过光学器件的自身的孔径来定义或者由光学系统中的孔隙面来确定，如图5.1所示。

在图5.1b中，因为光阑位于镜头的正前面，所以又称为入瞳，光阑作为物方对镜头的成像，这个像又称为出瞳（图5.2）。

如果做无穷远处成像在像方焦点光线的反向延长线，可以确定出瞳的大小（图5.3）。

在图5.4中，所放置的光栏位于镜头的后面，光栏又称之为出瞳，光栏由左边镜头的成像（光线由右像追迹），这个物方的成像又称之为入瞳（图5.5）。

如图5.6所示，无穷远处的成像光线由入瞳所限制。

图5.7中，光栏的位置位于系统的中间，它既不是入瞳也不是出瞳，我们仍然将它视为物，光栏对左边系统的成像为入瞳，对右边系统的成像为出瞳（如图5.8a&b）。

对无穷远的物方成像，所有的光线在入瞳边缘聚焦入射，在出瞳边缘出射（图5.9）。

5.2主光线，边缘光线对轴上点物体，通过光栏边缘的光线（入瞳和出瞳）称之为边缘光线。

现在我们来看决定最大视场角的这些点，从这些点发出的光线直接透过光栏的中心被称之为主光线，如图5.10所示的简单的系统。

通常，主光线以正的入射角入射（也就是说轴外的物点为-y），当PRTE （33页方程式4.1和4.2）应用于主光线时，这时水平杠加在变量高度和角度上：5.3用PRTE方式得出内置光栏系统的入瞳和出瞳如图5.11所示，我们用内置光栏的三片式透，我们来追迹系统的边缘和主光线。

光瞳与光阑的介绍

A'
(1) 作出光学系统中所有光阑在系统物(像)空间的像； (2) 在系统的物(像)空间比较光阑的像对A(A')的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为孔径光阑。
说明: (1)学系统孔径光阑与系统和物平面位置有关。
(2)当物(像)位于无穷远时，在物(像)空间比较张角变为比较光阑的像的大小。
3、入瞳和出瞳-孔径光阑和入瞳、出瞳
三、视场光阑和入窗、出窗-光学系统的光束限制
1、视场光阑
光学系统中对物面上成像范围起主要限制作用的光阑。
2、视场光阑的确定方法 3、入窗和出窗、物方和像方半视场角
2、视场光阑的确定方法-视场光阑和入窗、出窗
M2 M1 M3i M3
A
A'
(1) 作出光学系统中除孔径光阑外其余光阑在系统物(像)空间的像； (2)在系统的物(像)空间比较光阑的像对入(出) 瞳中心的张角，张角最小的光阑的像对应的光阑即为视场光阑。
二、孔径光阑和入瞳、出瞳-光学系统的光束限制
1、孔径光阑
光学系统中对于光轴上物点发出的光束起主要限制作用的光阑。
2、孔径光阑的确定方法 3、入瞳和出瞳 4、几组相关的概念
(1) 物方和像方孔径角 (2) 主光线 (3) 相对孔径和F数
2、孔径光阑的确定方法-孔径光阑和入瞳、出瞳
M2 M1 M3i A M3
M2 M1 M3i A M3
A'
入瞳: 孔径光阑在光学系统物空间的像。出瞳: 孔径光阑在光学系统像空间的像。
说明: 入瞳和出瞳关于光学系统共轭。
4、几组相关的概念-孔径光阑和入瞳、出瞳
D' D
-U
A
U'
A'

光栏与光瞳的概念及设置方法

光栏与光瞳的概念及设置方法光学设计中一个重要的概念是光栏及与光栏相关的光瞳。

在拍照的时候，大多情况下都会用到光栏。

高质量的手机都有内置的可调节的光栏，以便可以控制暴光量,它不仅可以控制到达像面的光通量，设计者还可以通过光栏的位置和大小来控制像差。

当你设计一个摄影镜头时，你会体会到光栏决定了光学系统中的两条重要光线，主光线和边缘光线。

当你做近轴光线追迹的时候，这些是你要考虑的光线，主光线和边缘光线。

他在镜面上产生的高度和角度是用来计算像差的。

◆光阑与光瞳光阑是光学系统的物理孔径，它起着通光的作用，只允许部分光线通过像面，而阻挡其他部分通过。

光栏可以通过光学器件的自身的孔径来定义或者由光学系统中的孔隙面来确定，如图5.1所示。

在图5.1b中，因为光阑位于镜头的正前面，所以又称为入瞳，光阑作为物方对镜头的成像，这个像又称为出瞳（图5.2）。

如果做无穷远处成像在像方焦点光线的反向延长线，可以确定出瞳的大小（图5.3）。

在图5.4中，所放置的光栏位于镜头的后面，光栏又称之为出瞳，光栏由左边镜头的成像（光线由右像追迹），这个物方的成像又称之为入瞳（图5.5）。

如图5.6所示，无穷远处的成像光线由入瞳所限制。

对无穷远的物方成像，所有的光线在入瞳边缘聚焦入射，在出瞳边缘出射（图5.9）。

◆ 主光线，边缘光线对轴上点物体，通过光栏边缘的光线（入瞳和出瞳）称之为边缘光线。

现在我们来看决定最大视场角的这些点，从这些点发出的光线直接透过光栏的中心被称之为主光线，如图5.10所示的简单的系统。

4.2）应用于主光线时，这时水平杠加在变量高度和角度上：◆ 用PRTE方式得出内置光栏系统的入瞳和出瞳如图5.11所示，我们用内置光栏的三片式透，我们来追迹系统的边缘和主光线。

光瞳与光阑的介绍.

M1 M3i A M2 M3
A'
入瞳: 出瞳:
孔径光阑在光学系统物空间的像。孔径光阑在光学系统像空间的像。
说明: 入瞳和出瞳关于光学系统共轭。
4、几组相关的概念-孔径光阑和入瞳、出瞳
D' D
-U
A
U'
A'
(1)物方和像方孔径角物方孔径角:光轴上物点对入瞳的半张角(U). 像方孔径角:光轴上像点对出瞳的半张角(U') (2)主光线轴外物点发出的经过入瞳中心的光线. (3)相对孔径和F数相对孔径:D/f'; F数: f'/D.
物面 B0 B1 B2 B3
入窗
入瞳
D
-q -p
(1)、分析 B B ( R R )( p q) / q, ( K 1 ) 0 1 2 1 D B0 B2 R2 ( p q) / q, (0.5 K D 1) B0 B3 ( R2 R1 )( p q) / q, (0 KD 0.5) (2)、条件 (a)入窗和入瞳重合(q=0)
§9. 1 光学系统的光束限制
一、光阑及其分类二、孔径光阑和入瞳、出瞳三、视场光阑和入窗、出窗四、渐晕
1、渐晕及渐晕系数 2、光学系统消渐晕条件
五、景深
一、光阑及其分类-光学系统的光束限制
1、光阑
光学系统中可以限制光束的光学元件的边框，或者带孔的金属薄片通称为光阑。
2、光阑的分类
光阑根据在光学系统中的作用不同主要有三类：孔径光阑、视场光阑和消杂光光阑。
轴外物点发出的充满入瞳的光束被别的光阑部分遮挡的现象，称为渐晕。
物面入窗入瞳
D
(2) 渐晕系数

孔径光阑出射光瞳入射光瞳

入射光瞳
A
-U
L1 孔径光阑 L2
L2
入射光瞳的特性
入射光瞳必定是对物面中心的张角最小的一个
将光学系统中所有光学零件的通光孔，分别通过其后面的光学零件成像到整个系统的像空间去，则出射光瞳必然是其中对像平面中心的张角为最小的一个。
出射光瞳
U
A

L1
L1 孔径光阑 L2
出射光瞳的特性
出射光瞳必定是对像面中心的张角最小的一个
出
入
射
射
光
光
瞳孔径光阑
瞳
B
A

A
B
(8) 这种轴外光束被部分拦截的现象
渐晕
渐晕的原因：轴外点的成像光束小于轴上点的成像光束。
渐晕的危害：使得像面边缘的光照度相对于中心有所下降的。
显然物点离光轴愈远，渐晕愈大。其成像的孔径角也比轴上点成像光束的孔径角小得多。
渐晕系数：轴外点成像光束与轴上点成像光束在光瞳面上的线度之比值。
入射光瞳(入瞳) 入瞳实际上限制着光学系统的物方孔径角 U (2) 孔径光阑通过其后面的透镜成像到像空间去，出射光瞳(出瞳)
出瞳实际上限制着光学系统的像方孔径角 U
(3) 入瞳位于物空间的；出瞳位于像空间的。
(4) 入射光瞳和出射光瞳对于整个光学系统是共轭的，即：入射光瞳通过整个系统所成的像就是出射光瞳。
一. 名词
孔径角
A

U
B
U
U
C
视场成像范围
通光孔径
光学系统中，装夹透镜和其他零件的金属框的内孔边缘。
二. 光阑及其作用
1. 作用限制成像光束的孔径角，成像的范围，当然也就限制了进光量的多少，像的亮度；就限制了成像的大小了。

几何光学学习笔记（19）-5.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳

⼏何光学学习笔记（19）-5.2光学系统的孔径光阑、⼊射光瞳和出射光瞳⼏何光学学习笔记（19）- 5.2光学系统的孔径光阑、⼊射光瞳和出射光瞳5.2光学系统的孔径光阑、⼊射光瞳和出射光瞳1.孔径光阑、⼊射光瞳和出射光瞳光学零件的直径是有⼀定⼤⼩的，不可能让任意⼤的光束通过，⽽实际光学系统总是对⼀定孔径的光束成像。

因此，必须有⼀个光孔(可能是⼀个透镜框，也可能是⼀个专门设置的光阑)限制着光束的⼤⼩。

这个光孔就叫做孔径光阑。

孔径光阑通过其前⾯的透镜成像到物空间去，其像决定了光学系统的物⽅孔径⾓，就形成了⼊射光瞳，简称⼊瞳；孔径光阑通过其后⾯的透镜成像到像空间去，其像决定了光学系统的像⽅孔径⾓，就形成了出射光瞳，简称出瞳；显然，⼊射光瞳通过整个光学系统所成的像就是出射光瞳，⼆者对整个光学系统是共辄的。

如果光阑在整个系统的像壁间，那么它本⾝也是出射光瞳。

反之，在物空间，它就是⼊射光瞳。

使所有的光学零件的通光孔通过其前⾯的光学零件成像到物空间去，则出射光瞳对物⾯中⼼的张⾓最⼩，此即像⽅孔径⾓ U。

使所有的光学零件的通光孔通过其后⾯的光学零件成像到像空间去，则出射光瞳对像⾯中⼼的张⾓最⼩，此即像⽅孔径⾓ U’。

由物⾯中⼼通过⼊射光瞌边缘的光线常称为第⼀辅助光线。

如果透镜L1和 L2完全相同，并对称于光阑放置，则其⼊射光瞳和出射光瞳的⼤⼩和倒正完全⼀样，即⼊射光瞳和出射光瞳之间的垂轴放⼤率为+1。

因⽽结构对称于光阑的对称式系统⼊射光瞳和出射光瞳与光学系统的物⽅主⾯和像⽅主⾯相重合。

2.孔径光阑、⼊射光瞳和出射光瞳之间的关系，主光线P PP 12P P P 1′′2′通过⼊射光瞳中⼼的光线称为主光线。

对于理想光学系统，主光线也必然通过孔径光阑和出射光瞳中⼼。

主光线是物⾯上发出充满光学系统⼊射光瞳的成像光束的轴线。

由物⽅视场边缘发出通过⼊射光瞳中⼼的近轴光线，称为第⼆近轴光线。

因为近轴光计算具有理想光学系统计算的性质，故其必然通过孔径光阑中⼼和出射光瞳中⼼。

光阑&光瞳

u tan D ' 2 2 LPD' D'
23.25cm
D2 ' D2 9cm
LPD2 ' 23.25cm
tan u D2 ' 2
4.5 33
4. 5 LPD2 ' 23.5
2
D2 '
u u 2 u1
光阑为孔径光阑
4．场阑入窗出窗
确定场阑，应首先给出入瞳中心．将系统所有的孔作为物对前光学系统成像，诸像中对入瞳中心张角最小者为入射窗，简称入窗．与入窗对应的孔为视场光阑，简称场阑．
怎样确定孔阑？
将系统所有的通光孔成像于光学系统的物空间，其中对轴上物点张角最小者，称为入瞳，入瞳对应的物叫做孔阑．
孔阑对后光学系统的像，为出射光瞳，简称出瞳．
孔径光阑
入瞳-- 孔径光阑对前方系统成的像
u 入射孔径角
u’
出射孔径角
在这个系统中，孔径光阑同时也是出瞳
出瞳--孔径光阑对后方系统成的像
出瞳
孔径光阑
入瞳
主光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的中心
边缘光线或其延长线分别通过光阑和光瞳的边缘
关于孔径光阑：
孔径光阑是成像系统中限制入射光束最厉害的光阑，即入射孔径角最小的光阑; 与物点的位置有关
P1
u1 P2
u2
P1’
P2’
孔径光阑与物点位置的关系
例、相距 d=5cm 的两个薄透镜 L1和 L1 ，焦距分别为 f1’= 9cm 和 f2’= 3cm ，直径分别为 D1= 6cm和 D2= 4cm ，直径 D = 3cm 的圆孔光阑 A放在透镜间距 L2 2cm处，当轴上一物点在 L1左方 12cm 处时，求： a）孔径光阑； b）光瞳的位置和大小

入瞳、出瞳与光阑的位置

光阑的作用：
（1）保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深．（2）控制成像物空间的范围．（3）控制像面的亮度．
2) 光阑的种类：孔径光阑和视场光阑等
（1）孔径光阑：
光学系统中用于限制轴上点成像光束大小的光阑。如：照相机中的可调光圈就是该系统的孔径光阑。
A 底片 B’ B
A’
物镜
分划板
目镜
半视场角

l z'
物镜框为孔径光阑，决定光束大小。
入瞳就是物镜框。
出瞳是物镜框经目镜成的像分划板框为视场光阑，决定视场大小。
• 眼睛只有在出瞳附近，才可看到整个视场。 • 出瞳距不能太短。一般大于6cm。军用20cm。
谢谢大家
☆如果孔阑在系统的最前面，它与入
瞳重合（入瞳即为孔阑）。
例外：☆如果系统只有一个光阑，它既是
入瞳、又是出瞳，三者合一
例如，一个薄透镜、单个的薄透镜只有一个光阑。孔径光阑就是透镜的孔径。同时孔径光阑就是薄透镜的入射光瞳和出射光瞳。孔径光阑入瞳出瞳 O 薄透镜 A’
A
例：几种特殊系统的光束选择——照相机
孔径光阑
（2）视场光阑：
光学系统中用于限制成像范围大小的光阑如：照相机中的底片框就是系统的视场光阑。
A 底片 B’ B A’ 孔径光阑视场光阑
用一个小例子，来说明孔径光阑与视场光阑的区别：
物点
瞳孔
人眼瞳孔：孔径光阑
（光束大小）窗：视场光阑
（成像范围）
窗
光瞳（pupil）入射光瞳(入瞳)：限制入射光束的有效孔径, 是孔径光阑对前方光学系统所成的像
老师的问题：入瞳和出瞳只能分布在孔径光阑的前后吗

光阑光瞳

D ' D 6 cm 1 1
L 12 cm PD ' 1
D1=6cm
D2= 4cm
P
12cm
D：入瞳即为对透镜L1成的像D’
3cm 2cm
3 ' 4 . 5 cm s 3 cm s 2
D=3cm
D ' D 4 . 5 cm
L 16 . 5 cm PD '
L2：入瞳即为对透镜L1成的像D2’
4-6 光阑（stop）光瞳（pupil）
1 光学成像系统的孔径光阑(aperture stop) 和视场光阑(field stop) 透镜的大小
实际成像系统对成像光线的限制，例：
照相机的光圈
底片的尺寸等等
1) 光阑的作用：
（1）保证近轴条件，改善成像质量（像的清晰度），控制景深．（2）控制成像物空间的范围．（3）控制像面的亮度．
作业: P208:4-9 4-10
' 11 . 25 cm 9 s 5 cms
D ' D 9 cm 2 2
4
L 23 . 25 cm PD ' 2
D1’=6cm
D’=4.5cm
D2’= 4cm
P 12cm
3cm
16.5cm
23.25cm
D ' D 9 cm D ' D 4 . 5 cm 2 2 D ' D 6 cm 1 1 23 . 25 cm L 16 . 5 cm L L 12 cm PD ' PD ' PD ' 2 1
L1
L
2
4．场阑入窗出窗
确定场阑，应首先给出入瞳中心．将系统所有的孔作为物对前光学系统成像，诸像中对入瞳中心张角最小者为入射窗，简称入窗．与入窗对应的孔为视场光阑，简称场阑．

4.6光阑光瞳

L1
Q
P
10
物理学教程（第二版）
解： ①求出光阑的边缘对透镜所成像的位置和大小.
s 3cm
f 5cm
f s 53 s 7.5cm f s 53
1 1 1 s s f
s 7.5 y y y 5 12.5cm s 3
12
6
物理学教程（第二版）
若有效光阑在整个系统最前面，则有效光阑与入瞳重合；若有效光阑在整个系统最后面，则有效光阑与出瞳重合。
有效光阑、出瞳和入瞳均是对给定物点而言的，对于薄
透镜三者都是透镜边缘。人眼的有效光阑就是瞳孔。
7
典型系统的光阑
物理学教程（第二版）
放大镜：一般说来低倍的放大镜都是由平凸或双凸单透镜构成，在讨论放大镜的光束限制时，应与人眼一起考虑，在人眼与放大镜组成的系统中，瞳孔是有效光阑。望远镜：前一个系统的出瞳与后一系统的入瞳相重合，一般情况下，物镜镜框是它的孔径光阑，也是系统的入瞳。它经目镜所成的像就是系统的出瞳，它一般与人瞳孔相重合。分划板是系统的视场光阑。它放置于实像平面上，主要用于限制视场的大小。显微系统：对低倍显微系统而言，其孔径光阑一般是物镜框（入瞳），而出瞳也与人眼眼瞳相重合，其视场光阑则是分划板。照机系统：可变光阑是系统的孔径光阑，其大小尺寸是可以调节变化的。底片是其视场光阑。
比较透镜边缘和光阑的像对参考点的孔径角.
6 1 tgu 1 12 2
12.5 12.5 tgu 2 12 7.5 19.5
透镜是有效光阑.
11
u1 u2
物理学教程（第二版）
(2)物体对透镜所成的像.
s 12 cm

入瞳、出瞳与光阑的位置

光阑是指用来限制成像光束大小或成像空间范围的光具组件中光学元件的边缘框架或特别设置的带孔屏障
入瞳、出瞳与光阑的位置
光阑（stop）光瞳（pupil）
光阑的定义：
光阑（stop）
光阑是指用来限制成像光束大小或成像空间范围的光具组件中光学元件的边缘、框架或特别设置的带孔屏障。
光，控制景深．（2）控制成像物空间的范围．（3）控制像面的亮度．
视场光阑
用一个小例子，来说明孔径光阑与视场光阑的区别：
物点
瞳孔
人眼瞳孔：孔径光阑
（光束大小）
窗
窗：视场光阑
（成像范围）
光瞳（pupil）入射光瞳(入瞳)：限制入射光束的有效孔径,
是孔径光阑对前方光学系统所成的像
孔径光阑在物空间中的等效孔径出射光瞳(出瞳)：限制出射光束的有效孔径,
孔径光阑对后方光学系统所成的像
入瞳、又是出瞳，三者合一
例如，一个薄透镜、单个的薄透镜只有一个光阑。孔径光阑就是透镜的孔径。同时孔径光阑就是薄透镜的入射光瞳和出射光瞳。
孔径光阑
入瞳
出瞳
O
A’
A
薄透镜
例：几种特殊系统的光束选择——照相机
➢光圈是孔径光阑； ➢入瞳和出瞳可认为是光圈本身； ➢底片框是视场光阑。
例：几种特殊系统的光束选择——显微镜
物镜
分划板目镜
➢物镜框为孔径光阑，决定光束大小。 ➢入瞳就是物镜框。 ➢出瞳是物镜框经目镜成的像 ➢分划板框为视场光阑，决定视场大小。
• 眼睛只有在出瞳附近，才可看到整个视场。
例：几种特殊系统的光束选择——望远镜
物镜
分划板目镜
半视场角
l
' z
➢物镜框为孔径光阑，决定光束大小。 ➢入瞳就是物镜框。 ➢出瞳是物镜框经目镜成的像 ➢分划板框为视场光阑，决定视场大小。

光瞳与光阑的介绍.

光学系统的光束限制一光阑及其分类二孔径光阑和入瞳出瞳三视场光阑和入窗出窗2光学系统消渐晕条件五景深一光阑及其分类光学系统的光束限制1光阑光学系统中可以限制光束的光学元件的边框或者带孔的金属薄片通称为光阑
§9. 1 光学系统的光束限制
一、光阑及其分类二、孔径光阑和入瞳、出瞳三、视场光阑和入窗、出窗四、渐晕
说明: 光学系统视场光阑与光学系统和物平面位置有关。
3、入窗和出窗 -视场光阑和入窗、出窗入窗: 出窗: 视场光阑在光学系统物空间的像。视场光阑在光学系统像空间的像。
D'
w
D
w'
4、物方和像方半视场角物方半视场角:入瞳中心对入窗的半张角(w). 像方半视场角:出瞳中心对出窗的半张角(w')
1、渐晕及渐晕系数-渐晕 (1) 渐晕
(b)入窗和物面重合(q=p)
五、景深 -光学系统的光束限制
远景
对准平面近景
A
入瞳
D
出瞳
D'
景像平面
B
D1
A'
-p -p2
D2
-p1
远景:在景象平面上能够成“清晰”像的最远的平面。近景:在景象平面上能够成“清晰”像的最近的平面。远景深度:远景到对准面的距离;近景深度:近景到对准面的距离。景深:远景和近景之间的距离。
物面 B0 B1 B2 B3
入窗Biblioteka 入瞳D-q -p
(1)、分析 B B ( R R )( p q) / q, ( K 1 ) 0 1 2 1 D B0 B2 R2 ( p q) / q, (0.5 K D 1) B0 B3 ( R2 R1 )( p q) / q, (0 KD 0.5) (2)、条件 (a)入窗和入瞳重合(q=0)