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孔徑光闌被其后面的光學(xué)零件成在像空間的像,稱為出射光瞳,它一定也是對(duì)軸上像點(diǎn)張角為的一個(gè)光孔像,這個(gè)張角是像方的光束孔徑角。入射光瞳、孔徑光闌與出射光瞳三者是共軛的。如果忽略光闌像差,入射光瞳是物面上各點(diǎn)成像光束的公共入口;出射光瞳是成像光束的公共出口。通過(guò)孔徑光闌中心的光線叫主光線,因共軛關(guān)系,它也通過(guò)入射光瞳中心和出射光瞳中心。因此,一般說(shuō)主光線是成像光束的中心線。
相對(duì)孔徑
成像儀器中物鏡直徑D與焦距f的比值。用來(lái)描述物鏡集光能力的物理量,因?yàn)橄衩嫔系墓馔棵芏扰c(D/f)2成正比。相對(duì)孔徑的倒數(shù)稱光圈系數(shù),或稱F數(shù)。攝影鏡頭都設(shè)有可調(diào)光闌(俗稱光圈),用來(lái)調(diào)節(jié)相對(duì)孔徑的大小,從而調(diào)節(jié)感光片上的光通量密度。鏡頭上刻有一系列的F數(shù),F(xiàn)數(shù)每減小原值的2-1/2倍,光通量密度增大2倍。通用的F數(shù)系列值為
1,1.4,2,2.8,4,5.6,8,11,16,22,…
上述各檔數(shù)值由下式算得(經(jīng)四舍五入):11
光圈系數(shù)(F數(shù))=(21/2)x
x為正整數(shù),稱光圈系數(shù)的指數(shù),也叫AV值。上述F數(shù)系列中相鄰兩檔的數(shù)值相差2倍,相應(yīng)光通量密度相差2倍,AV值相差一級(jí)。
傳統(tǒng)的幾何光學(xué)是以提高光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量為宗旨的學(xué)科,它所追求的是如何在焦平面上獲得的圖象。就傳統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)匯聚光的性能而言,任何利用成像原理聚光的系統(tǒng)都遠(yuǎn)未達(dá)到理論上的聚光能力。因此,對(duì)于各種純聚光要求的應(yīng)用來(lái)說(shuō),如太陽(yáng)能領(lǐng)域和高能物理領(lǐng)域,只有放棄成像要求才有可能獲得理想的結(jié)果。正由于此,新興的技術(shù)科學(xué),非成像光學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。
多個(gè)光闌中對(duì)光束的限制作用,即決定成像光束大小的那個(gè)光闌,又稱有效光闌。孔徑光闌可遮掉光束中偏離近軸光線較大的光線,對(duì)像的清晰度、正確性、亮度和景深等有直接影響。在理想情況下,軸上點(diǎn)和軸外點(diǎn)的光束都受孔徑光闌的限制,有基本相同的光束孔徑角,如果視場(chǎng)不太大,整個(gè)視場(chǎng)的像面照度基本均勻??讖焦怅@被其后面的光學(xué)零件成在像空間的像,稱為出射光瞳,它一定也是對(duì)軸上像點(diǎn)張角為的一個(gè)光孔像,這個(gè)張角是像方的光束孔徑角。