工程光學第10章課件

第十章攝影和投影光學系統(tǒng)第一節(jié)攝影光學系統(tǒng)照相物鏡的作用是把外界景物成像在感光底片上，使底片曝光產生景物像。照相物鏡的光學參數(shù)有：1、焦距f′2、相對孔徑D/f′3、視場角2ω4、分辨率N一、焦距f′在物距l(xiāng)一定的情況下，欲得到大比例尺的照片，必須增大物鏡的焦距。

例如：用于拍攝數(shù)千米甚至上萬米的遠距離照相機，為了獲得足夠大的比例尺，必須采用長焦距照相物鏡，其焦距一般為上百mm，甚至可達數(shù)米二、相對孔徑

照相物鏡像平面光照度和相對孔徑的平方成正比，所以照相物鏡的相對孔徑主要影響像平面的光照度。為了滿足較暗景物的攝影，或對高速運動的物體攝影，都需要采用大相對孔徑的物鏡，以提高像平面上的光照度。四、分辨率

照相物鏡分辨率表示照相物鏡分辨被攝物體細節(jié)的能力是衡量照相物鏡成像質量的重要指標之一，通常用像平面上每mm能分辨開的黑白線條對數(shù)來表示，照相物鏡的理想分辨率N物經(jīng)推導得：照相分辨率用N總來表示，他由照相物鏡本身的分辨率N物和底片的分辨率N底決定，三者之間的關系：例：照相物鏡的作用是什么？表征照相物鏡光學特性的是哪些參量？答：照相物鏡的作用是把外界景物成像在感光底片上，使底片曝光產生景物像。照相物鏡的光學參數(shù)有：1、焦距f′2、相對孔徑D/f′3、視場角2ω4、分辨率N第二節(jié)、投影光學系統(tǒng)投影儀是將一定大小的物體用光源照明后，成像在屏幕上進行觀察或測量的一種光學儀器，除了要求物象相似，成像清晰，還要求有一定的光照度，并且整個像面得光照度盡可能一致.投影系統(tǒng)投影物鏡照明系統(tǒng)投影物鏡的作用是把投影物體成像在屏幕上，并保證成像清晰，物像相似，投影物鏡的光學參數(shù)為：視場、相對孔徑、放大率和工作距離表示照明系統(tǒng)的作用是把光源的光通量盡可能多的聚焦到投影物鏡中去，并使被投影物體照明均勻一、投影物鏡①視場投影系統(tǒng)中成像的范圍不用視場角表示，而直接用投影物體的最大尺寸——線視場來表示。屏幕框實際上就是投影系統(tǒng)的視場光闌，它的大小決定了投影物鏡的線視場。根據(jù)放大率公式：將已知屏幕尺寸帶入y’，便可根據(jù)放大率β求出投影物鏡的最大線視場。③放大率上述討論已知，放大率和投影物鏡的最大線視場以及相對孔徑有關。除此之外還和測量精度、投影儀的結構尺寸有關。由放大率的公式，當投影物體尺寸一定時，放大率越高，在屏幕上的像就越大，測量精度則越高。投影物鏡的物距：當物鏡的焦距一定時，放大率增加，像距l(xiāng)’加大，物像之間的共軛距加大，整個投影儀的結構尺寸加大。④工作距離投影儀的屏幕距離是確定的，我們把與屏幕共軸的物平面到投影物鏡第一面的距離叫做工作距離。工作距離得大小將直接影響投影儀的使用范圍，如果工作距離太小，則投影儀的使用范圍必將受到限制。①臨界照明照明系統(tǒng)中的光學鏡頭稱為聚光鏡，為了照明物面，最簡單的方式就是將光源通過聚光鏡成像在物平面上，這種照明方式稱為臨界照明。適用于小面積投影缺點：光源像的亮度不均勻將直接反應到物面上，造成像面照度不均勻②柯拉照明照明系統(tǒng)將光源成像在投影物鏡的入瞳上，投影物體位于聚光鏡附近，能夠使像面照度均勻化，適用于大面積投影。一般在燈泡后面放一個球面反射鏡，以增加光能的利用率。例1：用一個250W的溴鎢燈作為16mm電影放映機的光源，光源的光視效能為30lm/W，燈絲外形面積為5*7mm2，可以近似看做一個兩面發(fā)光的發(fā)光面，采用第一種照明方式。燈泡的后面加有球面反射鏡，使燈絲的平均光亮度提高50%，銀幕寬度為4m，放映物鏡的相對孔徑為1：1.8，系統(tǒng)的透過率為0.6，求銀幕的光照度。（16mm放映機的片門尺寸為10*7mm2）。解：采用了反光鏡，所以光亮度提高50%2解：①物體被照明表面的面積聚光鏡接收到得光通量：通過聚光鏡后的光通量：②求投影儀像平面上的光照度經(jīng)過物鏡的光通量：被照像平面的半徑為∴∴像平面的光照度為題型及分值分配：1、填空（10分)2、作圖（15分）3、簡答（30分）4、計算（45分）復習范圍：1、高斯公式牛頓公式（要求會利用符號規(guī)則畫出光路，在光路上標出各量進行計算）2、作圖法求像（要求理解并掌握課上練習及作業(yè)本上的作業(yè)）3、平面鏡棱鏡系統(tǒng)的作用，屋脊棱鏡的定義及方法，掌握棱鏡展開的方法并掌握典型棱鏡展開的結構參數(shù)，掌握棱鏡出射方向的判斷方法。4、掌握視場光闌孔徑光闌的定義，出瞳入瞳的概念，以及在望遠系統(tǒng)和顯微系統(tǒng)中光闌的設置情況，漸暈的概念及表示方法。5、掌握物方遠心光路和像方遠