詳解各種光學(xué)儀器成像原理
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幾何光學(xué)是光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),要做好光學(xué)設(shè)計(jì)必須懂得一些光學(xué)儀器的成像原理,今天光電資訊為大家整理了一些關(guān)于各種光學(xué)儀器成像原理內(nèi)容,后面還有ZEMAX的學(xué)習(xí)視頻,大家不要錯(cuò)過哦!

光學(xué)成像
利用折射、反射等手段將物的信息再現(xiàn)。成像是幾何光學(xué)研究的核心問題之一。
實(shí)像與虛像、實(shí)物與虛物
投影儀
投影儀的結(jié)構(gòu)

投射比:投影距離D / 畫面寬度W。(越小說明在相同距離下,投射的畫面越大) 計(jì)算投影和幕布大小、距離之間的最佳關(guān)系。

關(guān)于投影的幕布選擇
玻珠幕, 表面增加了光學(xué)晶體玻璃球的涂層。特點(diǎn)是畫面有鮮明的焦點(diǎn)感和活力,增益高、視角小。而最大的特點(diǎn)是“光線回歸性”,即反射光線沿入 射光線的方向返回,這也是增益高的一個(gè)原因,對(duì)光線有一定的“收集”效果。
白塑幕,直接采用粗白紋面料,不做表面處理。特點(diǎn)是能把投影機(jī)的性能,原原本本的表現(xiàn)出來, 不加修飾,增益低、視角很大、顏色自然。

照相機(jī)

特點(diǎn):無反光鏡,直接取景對(duì)焦。
缺點(diǎn):早先對(duì)焦慢,現(xiàn)代數(shù)碼無反相機(jī)(微單)對(duì)焦速度可達(dá)0.06秒以內(nèi)(sony a6000)!
雙鏡頭反光照相機(jī)( “雙反” Twin-Lens Reflex-TLR)

特點(diǎn):兩個(gè)鏡頭,上面的鏡頭通過固定的反光鏡負(fù)責(zé)取景聚焦,與下面鏡頭聯(lián)動(dòng);下面的鏡頭負(fù)責(zé)將影像傳送到膠片上。
缺點(diǎn):體積較大,操作不便,更換鏡頭時(shí) 需要兩個(gè)一起更換。



單反到無反的輪回

照相機(jī)的幅面與視角

照相機(jī)鏡頭的焦距與視場(chǎng)角


鏡頭的焦距決定了視場(chǎng),也就是鏡頭能夠拍到多“寬”的畫面。如果光線的交 點(diǎn)離傳感器比較近的情況。
這會(huì)讓被攝體的成像較小,反之則會(huì)較大。因此, 短焦距會(huì)產(chǎn)生較寬的視場(chǎng)——這就是短焦距鏡頭被稱作“廣角”鏡頭的原因。
反之也成立:長(zhǎng)焦距產(chǎn)生較窄的視場(chǎng),這類鏡頭被稱作“長(zhǎng)焦”鏡頭。
照相機(jī)鏡頭的焦距與縱向間隔
短焦距,縱向間隔大 ,長(zhǎng)焦距,縱向間隔小。
鏡頭的視場(chǎng)與像場(chǎng)

孔徑光闌和光瞳是對(duì)特定共軛物、像點(diǎn)而言的,不同的共軛點(diǎn)可以有不同的孔徑光闌和光瞳。
主光線:物、像共軛光束中,與通過入射光瞳和出射光瞳中心光線共軛的光線。
視場(chǎng)光闌(field diaphragm):決定軸外物點(diǎn)的主光線能否通過光具組的光闌。恰好能通過光具組主光線與光軸在物方和像方的夾角叫做入射視場(chǎng)角和出射視場(chǎng)角。視場(chǎng)光闌是軸外物點(diǎn) 傍軸條件的要求。
入射窗(window)和出射窗:視場(chǎng)光闌在物方像方的共軛。
漸暈:當(dāng)物點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離光軸時(shí),參與成像的光線逐漸減少,導(dǎo)致圖像逐漸昏暗, 稱作漸暈。當(dāng)入射窗就在物平面上時(shí),漸暈將不出現(xiàn)。

照相機(jī)的光圈











像差—球面像差
軸上物點(diǎn)發(fā)出的大孔徑光線不聚焦于一點(diǎn)。

像差—彗形像差
軸外物點(diǎn)發(fā)出的寬光束不再交于一點(diǎn),形成狀如彗星的亮斑,稱為彗差。

像差—像散
軸外物點(diǎn)發(fā)出的寬光束,水平方向和豎直方向的光線的匯聚點(diǎn)在不同平面上,并且兩處的匯聚點(diǎn)演化為兩條相互垂直的線, 稱為像散。
明晰圈是放置底片的 最佳位置。


像差—畸變
對(duì)于物平面上所有的點(diǎn),橫向放大率隨離光軸的距離變化,使像平面上的圖形與原物不成比例。與球差、彗差和像散不同, 畸變不破壞光束的同心性,從而不影響像的清晰度。


放大鏡和目鏡
放大鏡是一種目鏡,作用是成一放大的虛像,便于眼睛觀察。
特點(diǎn):物在物方焦面內(nèi)側(cè),像距約為明視距離。


目鏡用在光學(xué)儀器上,作用與放大鏡相似,都是在明視距離附近成一個(gè)眼睛可直接觀察的虛像。 通常都與物鏡結(jié)合使用,觀察物鏡所成的實(shí)像。目鏡設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一是消除視覺色差。

顯微鏡

顯微鏡的光路與原理


顯微物鏡的色環(huán)和數(shù)值孔徑



Galileo望遠(yuǎn)鏡




眼睛


人類視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)

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