3.1 光阑-视场光阑

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视场光阑位于底片上（照相机）,无限远光线， 视场角：
L1 Q1
Q2 f’
视场光阑（底片）大小决定了视场角。
视场光阑位于中间像面（望远镜）,无限远光线， 视场角：
L1 Q1
Q2 f1’
中间实像面分划板大小决定了视场角。
视场光阑位于底片上（照相机）,视场角及线视 场：
L1 Q1
的夹角即表示整个光学系统的视场角。
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注意：
• 视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的，当孔
径光阑位置改变时，原来的视场光阑将可能被另外 的光孔所代替。
• 孔径光阑限制成像光束的孔径，即决定成像的照度、 分辨率；
• 视场光阑决定视场，即物体成像的范围；
• 孔径光阑缩小时，每一物点成像光束孔径角变小， 像面照度减小，但成像范围不变；
• 视场光阑被其后面的光组在整个系统的像 空间所成的像称为出射窗（简称出窗）
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`
2、视场光阑的求法：
• 把孔径光阑以外的所有光孔通过其前面的光组成像， 则在这些像中入射窗对入瞳中心的张角为最小。该 入射窗对应的光阑就是视场光阑。
入射窗 A
B C
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孔径光阑
入射光瞳
L1
2.假设物空间有三个孔，如图所示，谁是孔阑？
a
b
c
A
B
3.孔阑与物体位置有关，物体位置变了，孔阑也变了。
1. 视场光阑
限制物、像平面上（或物、像空间中）成像范围的光阑称 为视场光阑（简称视阑）。视场光阑限制了物体AB能成像的最 大高度ymax。
孔阑
入瞳
L1
视场光阑
B’
A A’
B C
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• 与孔径光阑类似，视场光阑被其前面的光 组在整个系统的物空间所成的像称为入射 窗（简称入窗）。
• 视场光阑缩小时，成像范围变小，但像的照度不变。
3、光学系统的视场大小:
• 视场角：对远距离或无限远物体成像的光组， 常用角度来表示其视场的大小:物方视场角2ω
和像方视场角2ω'。
• 线视场：当物体在有限距离时，常用物高表示
视场，称为线视场，以2ymax表示。当y=ymax时的 边缘物点和入瞳中心的连线（主光线）与光轴 的夹角称为物方半视场角，用ω表示。
Q2 f’
视场角、物方线视场、像方线视场
L2
P’
Q
P
出视 射场 窗光
阑
例 求下面光组的视场光阑。 f1′= - f1 =100mm，D1 = 40mm；f2′= - f2 =120mm，D2 = 30mm，d1 = 20mm； D3=20mm，d2 = 30mm ，L1 = -200mm 求出系统每一个光阑被它前面光组在物空间所成的像 （此步骤在求孔径光阑时已经进行）
L2
D2 D2'
视场光阑 出窗
D3
出瞳 入瞳
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入窗
D3'
F 1'
F2'
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• 把除孔径光阑外的所有光孔通过其后面的光 组在整个系统的像空间成像时，出射窗对出
射光瞳中心的张角为最小。
• 出射窗限制了像方视场范围
• 入射窗和出射窗共轭。
• 入射窗、视场光阑和出射窗在各自的空间对 同一条主光线起限制作用，主光线和光轴间
L1 L2 Q
A
Q
Q2
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中国计量大学—光电学院
• D1′ 对入瞳中心的张角为
tg1
20 25
0.8
• D2′ 本身是入瞳，D3′对入瞳中心的张角为
tg 3
33.33 150 20
0.256
• D3′对入瞳中心的张角最小，故光阑3是视场光 阑。
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孔径光阑
L1
D1 D1'
光学与电子科技学院
College of Optical and Electronic Technology
浙江省精品课程
光学原理
第三章 光阑与像差
沈常宇
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本次课重点： 1、复习孔径光阑、入瞳、出瞳 2、学习视场光阑、视场角、线视场 3、学习渐晕光阑、渐晕系数
2
1.孔径光阑：对轴上点光束限制程度最大的光阑。孔阑决定了成 像光束的宽度，限制了最大物方孔径角Umax。（所有系统都有）