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景深越大 3、镜头焦距:镜头焦距越长
日期:2019-09-23 11:35

  工程光学 (上) 串讲 刘惠兰 副教诲 仪器科学与光电工程学院 光电工程系 无人机东配楼305室 82316906-878 .cn 工程光学 (上) 目 第一章 1 2 录 北航仪器 第五级 光电学院 几何光学的根本定理与成像观点 几何光学的根本定律和道理 成像的根本观点和完好成像条目 光途筹算和近轴光学体系 球面光学成像体系 3 4 工程光学 (上) 第一节 几何光学的根本定律和道理 四个根本定律、一个情景、一个道理 (1)光的直线宣扬定律; 北航仪器 第五级 光电学院 (2)光的独立宣扬定律; (3)光的折射、反射定律; (4)光的全反射情景; 产生全反射的条目;临界角的筹算 I ? ?I n sin I ? n sin I (5)光途的可逆性道理. 工程光学 (上) 第一节 几何光学的根本定律和道理 费马道理 北航仪器 第五级 光电学院 光程:是指光正在介质中宣扬的几何旅程与地址介质的折 射率的乘积。 费马道理指出:光从一点宣扬到另一点,本质旅途是沿着 光程为极值的旅途宣扬的。或者说,光沿着光程为极大、极 小或常量的旅途宣扬。 马吕斯定律 光束正在各向同性的匀称媒质中宣扬时,永远仍旧着与波面 正交性,而且入射波面与出射波面临应点之间的光程为定 值。 工程光学 (上) ? 完好像点 ? 完好像 ? 完好成像条目 ? 物、像的底细 ? 符号正派 北航仪器 第五级 光电学院 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 单个折射球面光途筹算 l ?r i? u r L?r sin I ? sin U r n sin I ? sin I 公式: n r sin I L ? r ? sin U 近轴区 n i? ? i n? u ? ? u ? i ? i? ri? l? ? r ? u? lu ? l ?u? ? h 1 1 1 1 n ( ? ) ? n( ? ) ? Q r l r l n? n n? ? n ? ? l? l r n ?u ? ? nu ? h ( n ? ? n) r 物像的地点相合 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 垂轴放大率 ?? y? nl ? ? y n?l 成像正倒;底细;放大、缩小 ? 轴向放大率 ? 角放大率 ? 三者之间相合 ? 拉赫稳定量 引导书 外1-2 ? ?? ? ? J ? nuy ? n?u?y? 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 球面反射镜成像 n? n n? ? n n? ?? n 成像公式: ? ? ??? ? l? l r y? nl ? ? ? ? ? y ? n?l ? 2 ? dl n? 2nl ? n??? n 放大率公式:????? ? ? 2 ??? ? n n?l dl ? ? 1 u l? ? n ? ? ? ?? ? u n ?l ? 1 1 2 ? ? l? l r ? l? ?? ?? l ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 1 ?? ? ? ? ? ? J ? nuy ? n?u?y? J ? uy ? ?u y 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 共轴球面体系 过渡公式 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 第二章 志向光学体系 1 2 3 4 5 6 志向光学体系与共线成像表面 志向光学体系的基点和基面 志向光学体系的物象相合 志向光学体系的放大率 志向光学体系的组合 透镜 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 志向光学体系:恣意大的空间、以恣意宽的光 束都成完好像的光学体系。 ? 共线成像 ? 共轴体系的基点和基面 (特征) ★一对主点、一对主平面; ★一对重心、一对焦平面; ★一对节点、一对节平面; (共轭) (非共轭) (共轭) 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 图解法求像 ? 解析法求像: ? 牛顿公式 ? 高斯公式 ? 由众个光组构成的志向光学体系的成像 ? 相对地点:光学间隔(重心间隔);主面间隔 ? 过渡相合和放大率 工程光学 (上) ?? 北航仪器 第五级 光电学院 ? 志向光学体系两焦距之间的相合(人眼、浸液物 镜) f? n? f n ? 志向光学体系的放大率 三种放大率及其相合 ? 用平行光管测定焦距 分划 板 待测光学系 统 ) ?? 平行光管物 镜 工程光学 (上) ? 北航仪器 第五级 光电学院 志向光学体系的组合 两个光组组合 ? ? d ? f1? ? f 2 ? ?? xF f 2 f 2? ? f 2 f 2? ? ?? xF ? 原点! f1 f1? xF ? ? f1?f 2? f??? ? d d d d ? ? ? ? l ? f (1 ? ) l ? f lH ? ? f lF ? f (1 ? ) H F ? f1 f2 f1? f2 工程光学 (上) ★ 光焦度的界说:像方焦距的倒数。 ?? 1 f? 北航仪器 第五级 光电学院 1 1 1 d ? ? ? f? f1? f 2? f1?f 2? ? ? ?1 ? ?2 ? d ?1?2 密接薄透镜组 (d = 0) ? ? ?1 ? ?2 工程光学 (上) 薄透镜:d=0 北航仪器 第五级 光电学院 1 (n ? 1)2 ?? ? (n ? 1)( ?1 ? ?2 ) ? ?1?2 d f? n 众光组组合筹算:正切筹算法 远摄型光组 反远距型光组 ?明晰根本的光途特征、成像特点等。 望远体系 显微镜体系 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 第四章 光学体系中的光阑与光束范围 1 2 光阑 摄影体系中的光阑 望远体系中成像光束的遴选 显微镜体系中的光束范围与认识 光学体系的景深 3 4 5 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 光 阑:光学体系顶用于范围成像光束的宽度、优乐娱乐 地点和成像鸿沟的圆孔。光阑分为孔径光阑和 视场光阑。 ★孔径光阑的界说:范围轴上物点孔径角的巨细,或者 说范围轴上物点成像光束宽度、并有遴选轴外物点成 像光束地点功用的光阑。 入射光瞳和出射光瞳 主光后 孔径光阑切实定举措 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 视场光阑 ? 入射窗 ?出射窗 ? 摄影体系中的光阑 ? 可变光阑:孔径光阑 ? 感光底片(暗盒):视场光阑 ? 渐晕光阑 渐晕系数 ? 望远体系中成像光束的遴选 ? 物镜框为孔径光阑;分划板为视场光阑; ? 物镜对目镜成的像距即为出瞳间隔lz6mm 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 显微镜体系中的光束范围与认识 物方远心光途 工程光学 (上) ? 不会调换原成像体系的特点。 ? 也不会调换轴上点光束的行进走向。 北航仪器 第五级 光电学院 ? 正在物镜的成像面地点安放一个薄透镜---场镜 光学体系的景深 前景深度近景深度 影响拍照镜头景深的成分: 1、镜头光圈数:光圈数越大,景深越大 2、拍摄间隔:间隔越远,景深越大 3、镜头焦距:镜头焦距越长,景深越小 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 第七章 范例光学体系 一、眼睛及其光学体系 二、放大镜 三、显微镜体系 四、千里镜体系 五、目镜 六、拍照体系 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ?眼睛 ? 远点间隔lr和近点间隔lp 。 ? 矫正,屈光度 ? 眼睛的辨别率 ?放大镜 ? 视觉放大率 ? 明视间隔 yi? tg? ? ?? ? ? tg? ye D 250 ?0 ? ? f? f? 正在本质利用中,物大致位于物方重心处:l =∞ 人眼的眼瞳可能举动孔径光阑,也是出瞳; 放大镜的镜框举动视场光阑,既是出射窗也是 入射窗。 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ?显微镜体系 ? 视觉放大率 tg?? 250? ?? ?? ? ?? e tg? f0? f e? ?? 250mm f? ? 数值孔径 ? 出瞳的直径 ? 显微镜的辨别率 道威判据:σ=0.5λ/NA 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ?千里镜体系 ? 两种 ? 视觉放大率 ? 极限辨别角 f 0? D 1 ??? ?? ? f e? D? ? a 140?? ? ? a ? 120?? ?? ? f 0? D f 0? D ? 视觉放大率和辨别率 ?? ? 60?? 的相合 ? ? 60?? / ? ? D / 2.3 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ?目镜 ? 目镜的功用似乎于放大镜,把物镜所成的像 放大正在人眼的远点或明视间隔上以供人眼观 察。 ? 视度医治搬动量 ?拍照体系 ? 重要参数征求:焦距f‘、相对孔径D/f’和视场角2ω。 ? 视场的巨细由物镜的焦距和接纳器的尺寸决策。 ? 拍照体系的辨别率取决于物镜的辨别率和接纳器的 辨别率。 ? 拍照体系的像面照度取决于相对孔径。 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 第三章 平面与平面体系 1 2 平面镜成像 平行平板 反射棱镜 折射棱镜和光楔 3 4 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 平面反射镜又称平面镜,是光学体系中最 简 单况且也是独一能成完好像的光学元件。 ? 像与物全体对称于平面镜 ? 平面镜奇数次反射成镜像,偶数次反射成类似 像。 ? 平面镜转动α角,反射光后α角 ? 基于平面镜的测微道理 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 平行平板的成像是不完好的 1 ? 平行平板的等效光学体系 ?l ? d (1 ? ) n 光后经平行玻璃平板后相当于把原物点搬动了一段间隔 等效氛围平板 C D n d ? d ? Δl ? d ? d (1 ? 1 / n) ? d / n E _ B p B O O1 d O2 A ?l A ?l ? 工程光学 (上) ? 反射棱镜 ? ? ? ? 主截面 道威(Dove)棱镜 屋脊棱镜 转像棱镜 北航仪器 第五级 光电学院 ? 棱镜体系的成像对象决断 ? 反射棱镜的等效功用与睁开 A 45°. B’ C’’’ D C B A’’ L 工程光学 (上) 北航仪器 第五级 光电学院 ? 折射棱镜的倾向角 光后的光途对称于折射棱镜时,折射棱镜的倾向角 博得最小值。 1 ? sin[ (? ? ? m )] ? n sin 2 2 ? 光楔 ? ? ? (n ? 1) 棱镜色散 红光,折射率小,倾向角小

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