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1、应用光学 Applied Optics光信息0801-02 2010-2011第一学期1Applied optics第五章成像光束选择2Applied opticsC5-5C5-5. .场镜场镜 景深景深35.5-1 Properties and Applications of Field Lens场镜 1. Functions of field lens4 定义： 与像平面重合，或很靠近像平面的透镜，称为场镜 作用： 在不影响系统成像性 质（D/f, 2w, f等）的情况下，改变成像光束的位置应用： 1. 望远系统中，在物镜像平面上加场镜，可 以改变出瞳的位置：减小出瞳距离，加正场镜 （如图
2、），反之，加负场镜； 2. 某些连续成像的组合系统中，在中间实像 平面处加入正场镜，可以减小后面光组的直径 ； 3. 一些红外系统中，用于减小红外探测器的 尺寸; 53. Calculation of the effective focal length of the field lens确定场镜焦距的方法：根据某一条光线通过场镜前 后所要求的位置，用成像关系公式或组合系统的光 路计算公式计算。关键在于：如何找到这条光线？6 例：有一红外望远物镜，通过口径为25mm，焦距100mm，视场2w=6,问: 1) 不加场镜时，应选多大尺寸的探测器？ 2）若探测器的光敏面为3mm,需要在物镜像方焦面上
3、放置一块场镜，问该场镜的焦距和口径各为多少？此时探测器应放在何处，光线才能照满光敏面？扩展: 查阅、了解光电探测器的相关知识（种类、原理、基本参数等）7 例：望远系统由焦距分别为100mm和20mm的两正透镜构成，出瞳直径为5mm，由于目镜口径的限制，轴外边缘视场渐晕系数为0.5, 为了消除渐晕，需在中间像平面上加入场镜，问：在不增加目镜口径的情况下，场镜的焦距等于多大时，可以消除渐晕？8Applied optics9Applied optics105.5-2 景深 什么是景深？ 如何控制景深？ 实际用途？11入瞳出瞳BB1abB01B2PPAB2”B1”B2ABabB1AB对准平面AB景像平
4、面1. 景深的成因12 根据理想光学系统特性，物空间一个平面，在像空间只 有一个平面与之共轭。 对准平面附近的物点在“相片”（像面）上成一个弥散斑 ； 当弥散斑不能被分辨时，像面上仍能成清晰像点； 对准平面前后能够在像面成清晰像的物空间范围-系 统的景深。讨论: 景深是相对的，必须有个分辨标准； 景深内成 像清晰、景深外则成像模糊； 景深的计算和影响因 素？13任何光接收器都不能接受到真正的几何像点，且 分辨本领也不一样，因此只要像的弥散斑足够小 并能满足接受器的分辨本领，就可认为这个弥散 斑是一个点 一个光学系统是能对空间物体 成一个清晰的平面像能在像平面上获得清晰像并沿光轴 方向的物空间深
5、度称为成像空间深 度(景深)14-l2 -l -l1l1l l2AB1B2z1z2H1H2DH1H2DB2AB1zz设在B1点和B2点之间的物空间各点均能在像 平面A成清晰像：两弥散斑直径都为接收器 的分辨率z15总景深 |B1B2|前景深 |AB2|后景深 | B1A|A为对准平面，其对应的 是景像平面A-l2 -l -l1l1l l2AB1B2z1z2H1H2DH1H2DB2AB1zz16能成清晰像的最远平面（B1）称为远景能成清晰像的最近平面（B2）称为近景 -l2 -l -l1l1l l2AB1B2z1z2H1H2DH1H2DB2AB1zz17-l2 -l -l1l1l l2AB1B2
6、z1z2H1H2DH1H2DB2AB1zz18推导（略）P10119讨论： 1. 以倒数形式近似表示，前后景深相等；实际上，后 景深大于前景深； 2. 入瞳直径D：D越小，其景深越大，反之则相反；从 DF=f 可知，若想获得较大的景深需要较大的光圈 指数F （在 f 不变的情况下，入瞳较小所进入的光能 也较小，需要较长的曝光时间） 3. 景深最大情况：远景平面位于无限远20小景深：凸显目标、细节，营造朦胧视觉大景深：光学遥感成像，旅游留念2. 景深的作用和控制控制一：入瞳。入瞳大，景深小 控制二：焦距。焦距长，景深小 控制三：物距。物距大，景深小2122例题 P102作业： 照相机物镜焦距为75mm，在对准平面离相机2m时，所 用的光圈指数为11和5.6；设眼睛分辨率为1.5，求这两种情况下 的景深大小？23
