渐晕光阑.ppt

1、 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(Vignetting stop),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

2、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：P2M2B1，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

3、大；,第三区域： P2M2B3 ， 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： P2M2B2 ，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,

4、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（qp），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，,几何渐晕系数:,线渐