光學(xué)零件的通光口徑?jīng)Q定了能通過該零件的光束直徑或立體角的大小,故光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)零件的鏡框就是限制光束的光孔。此外,為了某些特殊需要和限制成象范圍,還需要在光學(xué)系統(tǒng)中設(shè)置一些被稱為光闌的光孔。這些光孔在多數(shù)情況下是圓形的,并與整個(gè)系統(tǒng)同軸,有不同作用的如下幾種光闌:
$Xf1|!W%a% 1、孔徑光闌:限制成象光束立體角的光闌稱為孔徑光闌,它決定了軸上點(diǎn)成象光束中最邊緣光線的傾斜角,稱其為光束的孔徑角。這種光闌在任何系統(tǒng)中都存在。
a' "4:(L 2、視場(chǎng)光闌:限制物平面或物空間能被系統(tǒng)成象的最大范圍的光闌稱為視場(chǎng)光闌,它決定了光學(xué)系統(tǒng)的視場(chǎng)。
fsa 3、漸暈光闌:光闌以減小軸外相差為目的,使物空間軸外點(diǎn)發(fā)出的、本來能通過上述兩種光孔的成象光束只能部分通過,稱漸暈光闌。
c)8V^7=Q 4、消雜光光闌:只對(duì)那些從視場(chǎng)外射入系統(tǒng)的光能和由鏡頭內(nèi)部的光學(xué)表面,金屬表面及鏡座內(nèi)壁的反射和散射所產(chǎn)生的雜光起部分限制作用。雜散光如果通過系統(tǒng),將在相面上產(chǎn)生一個(gè)雜光背景,危害象質(zhì)。大型光學(xué)儀器,尤其是天文儀器中的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和折反射系統(tǒng)等必須專門設(shè)置消雜光光闌。一般的光學(xué)儀器通常只將鏡筒內(nèi)壁車成螺紋,并涂以黑色無光漆或發(fā)黑來減少雜光的影響。
Hl"rGA> 在光學(xué)系統(tǒng)中,視場(chǎng)光闌的位置是固定的,它總是設(shè)置在系統(tǒng)的實(shí)象平面或中間實(shí)象平面上。若系統(tǒng)沒有這種實(shí)象平面,則不存在視場(chǎng)光闌,此時(shí)必須有漸暈光闌。當(dāng)然有視場(chǎng)光闌時(shí)也可能有漸暈光闌。而孔徑光闌的位置則隨系統(tǒng)而不同,有些系統(tǒng)對(duì)其位置有特定的要求,如目視光學(xué)系統(tǒng)和遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)等。除此之外,孔徑光闌的位置是可選擇的。不同的孔徑光闌位置就等于從物點(diǎn)發(fā)出的寬光束中挑選不同部分的光束參與成象。故合理選擇孔徑光闌的位置有助于改善軸外點(diǎn)的成象質(zhì)量,可阻攔偏離于理想成象要求較遠(yuǎn)的光束。此外,對(duì)于目視光學(xué)系統(tǒng),必須將眼瞳也作為系統(tǒng)中的一個(gè)光孔來考慮。并且一般都假定系統(tǒng)對(duì)光闌是理想成像的。
j.MpQ^eJ7 圖中畫出了自物體中心(即軸上點(diǎn)A)發(fā)出的與光軸成不同角度的三條光線,分別經(jīng)過三個(gè)光孔的邊緣,其中經(jīng)Q邊緣Q1點(diǎn)的光線與光軸的夾角最小,這表明,由A點(diǎn)發(fā)出的光束中,只有比此角小的光線才能通過系統(tǒng)參與成像。所以在這個(gè)系統(tǒng)中,光闌Q起著限制成像光束的作用,是系統(tǒng)的孔徑光闌(以下簡稱孔闌)。
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