工程光学教学课件-第4章习题

A
D1=4mm D3=10mm D3 D2=12mm
O1
F2
O2
45
180
195
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（2）求视场光阑、入窗、出窗
t g32 4 .5 50.05 t5 g24 2.7 .1 42 50.0616
故光孔O3为视场光阑，入窗与物平面重合，大 小为2.5mm，出窗在无穷远。
照相机的光圈数定义为： Ff'/2a
例1：有一个由三个光学零件组成的光组，透镜
O1,其口径D1＝4mm．f’1=36mm，透镜O2，其 口径 D2＝12mm，f’2=15mm,二透镜间隔 195mm，在离透镜O1右180mm处设有一光孔 D3＝10mm，物点离透镜Ol为-45mm．1）求 孔径光阑和入瞳出瞳的大小和位置?2)求视场光
(2)计算这些像的边缘对入瞳中心的张角大小。张角最 小者即为入射窗，入射窗对应的光学零件视场光阑.
入射窗边缘对入瞳中心的张角为物方视场角 2 ，同
时也决定了视场边缘点。视场光阑经后面光学零件所 成的像即为出射窗，出射窗对出瞳中心的张角即为像 方视场角 2' 。 视场光阑是对一定位置的孔径光阑而言的。
解1： 由 Ff'/2a ： af'/2F
当 f '56
af'/2F5/6 5.610
Δ 4 a 4 2 a p 22 p 2 4 4 1 1 2 0 2 0 2 ..8 8 2 1 10 0 2 2 0 0 0 0 .0 .0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 92 2 7 .6 9 9
解2：
2 f' F2p2 5 6 2 .8 10 2 0 0 .0000029 Δ f'2 F 2p 22 52 6 2 .8 2 10 2 0 0 .000 2 0 0 92 7 .69 2
A F1
O1
O3
O2
A'OF4'2 B'
3. 如 图 所 示 ， 有 一 光 学 透 镜 组 O1,O2 的 口 径 D1=D2=50mm,焦距f’1=f’2=150,两透镜间距为300mm,并 在中间置以光孔O3,口径D3=20mm,透镜O2右侧150mm 出置一光孔O4,孔径D4=40mm,平面物体处于透镜O1左 侧150mm处。1）求孔径光阑和入瞳出瞳的大小和位置？ 2）求视场光阑和入窗出窗的大小和位置？
O1
F2
O2
45
180
195
（1）求孔径光阑、入瞳、出瞳
2 tgU1 450.044
tg2U425.742/4 .2151.6
tgU3 2.50/2
U1最小，故物镜框O1是入瞳，也是孔径光阑。它经 O2的像为出瞳。
l'1l1l1 f'f2'2 1 19 9 1 1 5 55 5 1.2 6m 5 m D'1ll'11•D111.6295 540.3m 3 m
Δ
2f ' Fp2 f '2F2 p22
影响摄影镜头景深的因素： (1)、镜头光圈数： 光圈数越大，景深越大；光圈数越小，景深越小； (2)、镜头焦距 镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大； (3)、拍摄距离 距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。
例2：已知ε=0.00029rad,对准平面P=10m，设照相 物镜光圈数F＝2.8，试求焦距f’为56mm时的景深 情况。
P'1
O'2 A
P1
O1
O2 P'
F'1
P2
孔径光阑的确定方法
P'2
➢首先，将系统中所有零件的光孔成像到物空间，
用计算方法确定其位置和大小 。
➢第二步，由物面中心A点对各个像的边缘引直线，入 射光瞳是其中张角最小者，对应的物为孔径光阑。
视场光阑的确定方法： (1)将所有光孔经前面的光学系统成像到物空间，确 定入瞳中心位置 (实际上在确定孔径光阑时这一步骤 已完成)。
第4章习题
1. 设照相物镜的焦距等于75mm,底片尺寸 为55mm55mm，求该照相物镜的最大 视场角等于多少？
2. 设照相物镜焦距f’＝75mm，在明视距离 观察时容许的弥散斑直径Z’＝0.02175mm, 试分析光圈数F＝2.8、5.6和11时，对于 对准平面P=10m的景深情况。
B
F1
F2
O'4
45 •D3180102.5mm
A
D1=4mm D3=10mm D3 D2=12mm
O1
F2
O2
45
180
195
透镜O2经O1成像 l'2l2l2 f'f1'1 1 19 9 3 3 5 56 6 4.1 4m 5 m
D'2ll'22•D241.4 195 512 2.7m 2 m
A
D1=4mm D3=10mm D3 D2=12mm
阑和入窗出窗的大小和位置？
A
D1=4mm D3=10mm D3 D2=12mm
O1
F2
O2
45
180
195
A
D1=4mm D3=10mm D3 D2=12mm
O1
F2
O2
45
180
195
解：光孔D3经O1成像
l'3l3l3f'f1'1
180364m 5 m 18036
在O1左方与物点重合
D'3ll'33