5.4 渐晕光阑.ppt

5 4渐晕光阑 一 轴外点光束渐晕 结论 1 三者共轭 2 入 出射窗分别在物 像空间拦截轴外点成像光束 3 可能有多个渐晕光阑 光学系统中 渐晕光阑多为透镜框 5 4渐晕光阑 Vignettingstop 渐晕轴外光束被拦截的现象称为 渐晕 渐晕光阑产生渐晕的光阑称为 渐晕光阑 结果拦截轴外点光束 使其孔径角小于轴上物点孔径角 渐晕光阑多是透镜框 作用 提高轴外点成像质量 减小光学零件尺寸 入射窗 渐晕光阑被前面光学元件在物空间所成的像 出射窗 渐晕光阑被后面光学元件在像空间所成的像 视场光阑有时与渐晕光阑重合 故有以下定义 透镜L2边框拦截光束上半部 1 透镜L1边框拦截光束下半部 2 透镜L1本身在物空间 应为第一入窗 在物空间限制下边缘光束 透镜L1被后面元件成像应为第一出窗 在像空间限制下边缘光束 P111 图5 9的说明 有2个渐晕光阑的光学系统示例 3 L2本身在像空间 应为第二出窗 在像空间限制上边缘光束 L2被前面元件成像应为第二入窗 在物空间限制上边缘光束 光学系统可以简化为 传递能量由入瞳入 出窗拦 即 物平面发出光能 入瞳进入 入窗拦截 二 物平面的三个渐晕区域 P116的图5 10 只有一个入窗 第一区域 P2M2 B1 物平面上以AB1为半径的圆 充满入瞳的全部光束成像100 无渐晕 照度最大 第三区域 P2M2 B3 B2B3物面上圆环内 充满入瞳光束的50 0 渐晕增大到最大 直至无照度 第二区域 P2M2 B2 物面B1B2的圆环内 充满入瞳光束100 50 渐晕逐渐增大 照度逐渐减小 1 当系统存在渐晕时 视场没有确定的界线 只能是对确定的渐晕 有确定的视场大小 2 存在渐晕时 轴上物点像亮 边缘像点逐渐变暗 3 渐晕产生的原因多是透镜框 4 透镜横向尺寸渐晕小 渐晕越大透镜横向尺寸越小 5 可利用渐晕拦截像差大的成像光束 提高成像质量 6 当一个系统的入瞳入窗的位置与大小确定后 物体上各点的成像光束情况也就确定了 结论 三 消除渐晕的条件 即渐晕区B2B3为零 物面上AB1内无渐晕 相当于入射窗和物平面重合 出射窗和象平面重合 像面上有清晰的边界 在有的光学系统中 不存在实像平面 视场光阑无法与像平面重合 这种系统的视场边缘存在一个由亮到暗的过渡区域 没有清晰的视场边界 讨论 1 系统没有渐晕光阑 只有视场光阑 B1点以外对成像无贡献 2 系统内的光阑通过光组成像在物面上 通过后面光组成像在像面上 3 入窗不与物面重合 q p 就存在渐晕 存在B1点以外的轴外光束参与成像 分析 1 视场光阑在像平面无渐晕时 视场光阑严格限制视场大小 2 有视场光阑 但也有渐晕光阑 必先确定渐晕大小 再确定相应视场 3 没有视场光阑 渐晕光阑限制视场 但亦先确定渐晕 再确定相应视场 四 渐晕系数实质说明有多大宽度的轴外光束参与成像 通常用线渐晕系数 2b 子午面内斜光束宽度 2h 子午面内轴上点光束宽度 理想情况下出瞳面上的光束宽度之比 如在入射光瞳平面时 几何渐晕系