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光學(xué)知識(shí)之理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面

2011-01-19

                                                光學(xué)知識(shí)之理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面

一、基本概念

無(wú)限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)和它對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)F’

無(wú)限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)：

論：無(wú)限遠(yuǎn)的軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)與光軸平行。

像方焦點(diǎn)、焦平面；像方主點(diǎn)、主平面；像方焦距

定義：像方焦點(diǎn)、焦平面；像方主點(diǎn)、主平面；像方焦距

：

無(wú)限遠(yuǎn)的軸外物點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)：

由于光學(xué)系統(tǒng)的口徑大小總是有限的，所以無(wú)限遠(yuǎn)的軸外物點(diǎn)發(fā)出的、能進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光線(xiàn)總是相互平行的，且與光軸有一定的夾角ω。

明：

ω的大小反映了軸外物點(diǎn)離開(kāi)光軸的角距離，當(dāng)ω→0時(shí)，軸外物點(diǎn)就重合于軸上物點(diǎn)。

這一束平行光線(xiàn)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)后，一定相交于像方焦平面上的某一點(diǎn)。

無(wú)限遠(yuǎn)的軸上像點(diǎn)和它對(duì)應(yīng)的物點(diǎn)F

定義：物方焦點(diǎn)、物方焦面、物方主點(diǎn)、物方主面、物方焦距

物方主平面與像方主平面的關(guān)系

結(jié)論：物方主平面與像方主平面是一對(duì)共軛面；主平面的垂軸放大率為+1，即：出射光線(xiàn)在像方主平面上的投射高度一定與入射光線(xiàn)在物方主平面上的投射高度相等。

常用的共軸系統(tǒng)的基點(diǎn)和基面：一對(duì)主平面、無(wú)限遠(yuǎn)軸上物點(diǎn)和像方焦點(diǎn)F’、物方焦點(diǎn)F和像方無(wú)限遠(yuǎn)軸上點(diǎn)通常用一對(duì)主平面和兩個(gè)焦點(diǎn)位置來(lái)表示一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)

實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)位置和焦距的計(jì)算

方法：在實(shí)際系統(tǒng)的近軸區(qū)追跡平行于光軸的光線(xiàn)，就可以計(jì)算出實(shí)際系統(tǒng)的近軸區(qū)的基點(diǎn)位置和焦距。

例：已知三片型照相物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下，求光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)位置和焦距。

/mmd/mmn

26.675.201.6140

189.677.95

-49.661.6 1.6745

25.476.7

72.112.8 1.6140

-35.00

為求物鏡的像方焦距f’、像方焦點(diǎn)的位置F’、像方主點(diǎn)的位置H’，可沿正向光路追跡一條平行于光軸的光線(xiàn)利用近軸光線(xiàn)的光路計(jì)算公式逐面計(jì)算，其結(jié)果為：

利用近軸光線(xiàn)的光路計(jì)算公式逐面計(jì)算，其結(jié)果為：

求物鏡的物方焦距f、物方焦點(diǎn)的位置F、物方主點(diǎn)的位置H，可沿反向光路追跡一條平行于光軸的光線(xiàn),結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

/mmd/mmn

35.002.8 1.6140

-72.116.7

-25.471.6 1.6745

49.667.95

-189.675.2 1.6140

-26.67