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1、第 4章 习 题1. 设 照 相 物 镜 的 焦 距 等 于 75mm,底 片 尺 寸为 55mm55mm， 求 该 照 相 物 镜 的 最 大视 场 角 等 于 多 少 ？2. 设 照 相 物 镜 焦 距 f 75mm， 在 明 视 距 离观 察 时 容 许 的 弥 散 斑 直 径 Z 0.02175mm,试 分 析 光 圈 数 F 2.8、 5.6和 11时 ， 对 于对 准 平 面 P=10m的 景 深 情 况 。 O2O4A F1B O1 O3F1F2 ABF23. 如 图 所 示 ， 有 一 光 学 透 镜 组 O 1 ,O 2 的 口 径D1=D2=50mm,焦 距 f1=f2=1
2、50,两 透 镜 间 距 为 300mm,并在 中 间 置 以 光 孔 O3,口 径 D3=20mm,透 镜 O2右 侧 150mm出 置 一 光 孔 O4,孔 径 D4=40mm,平 面 物 体 处 于 透 镜 O1左侧 150mm处 。 1） 求 孔 径 光 阑 和 入 瞳 出 瞳 的 大 小 和 位 置 ？2） 求 视 场 光 阑 和 入 窗 出 窗 的 大 小 和 位 置 ？ O4 首 先 ， 将 系 统 中 所 有 零 件 的 光 孔 成 像 到 物 空 间 ，用 计 算 方 法 确 定 其 位 置 和 大 小 。第 二 步 ， 由 物 面 中 心 A点 对 各 个 像 的 边 缘
3、引 直 线 ， 入射 光 瞳 是 其 中 张 角 最 小 者 ， 对 应 的 物 为 孔 径 光 阑 。O2 A O1 O2 PP1P2F1P1P2 (2)计 算 这 些 像 的 边 缘 对 入 瞳 中 心 的 张 角 大 小 。 张 角 最小 者 即 为 入 射 窗 ， 入 射 窗 对 应 的 光 学 零 件 2入 射 窗 边 缘 对 入 瞳 中 心 的 张 角 为 物 方 视 场 角 ， 同时 也 决 定 了 视 场 边 缘 点 。 视 场 光 阑 经 后 面 光 学 零 件 所成 的 像 即 为 出 射 窗 ， 出 射 窗 对 出 瞳 中 心 的 张 角 即 为 像方 视 场 角 。2视
4、 场 光 阑 的 确 定 方 法 ： (1)将 所 有 光 孔 经 前 面 的 光 学 系 统 成 像 到 物 空 间 ， 确定 入 瞳 中 心 位 置 (实 际 上 在 确 定 孔 径 光 阑 时 这 一 步 骤已 完 成 )。 例 1： 有 一 个 由 三 个 光 学 零 件 组 成 的 光 组 ， 透 镜O1,其 口 径 D1 4mm f1=36mm， 透 镜 O2， 其口 径 D2 12mm， f2=15mm,二 透 镜 间 隔195mm， 在 离 透 镜 O1右 180mm处 设 有 一 光 孔D3 10mm， 物 点 离 透 镜 Ol为 -45mm 1） 求孔 径 光 阑 和 入
5、瞳 出 瞳 的 大 小 和 位 置 ?2)求 视 场 光阑 和 入 窗 出 窗 的 大 小 和 位 置 ？A O 1 O2D3180195 F245 D1=4m m D3=10m m D2=12m m 解 ： 光 孔 D3经 O1成 像 mmfl fll 4536180 36180 13 133 在 O1左 方 与 物 点 重 合 mmDllD 5.21018045 3 333 A O1 O2D3180195 F245 D1=4m m D3=10m m D2=12m m A O1 O2D3180195 F245 D1=4m m D3=10m m D2=12m m透 镜 O2经 O1成 像 mm
6、fl fll 15.4436195 36195 12 122 mmDllD 72.21219515.44 2222 A O1 O2D3180195 F245 D1=4m m D3=10m m D2=12m m（ 1） 求 孔 径 光 阑 、 入 瞳 、 出 瞳044.0452 1 tgU 6.115.4445 2/72.22 tgU 0 2/5.23tgUU1最 小 ， 故 物 镜 框 O1是 入 瞳 ， 也 是 孔 径 光 阑 。 它 经O2的 像 为 出 瞳 。 mmfl fll 25.1615195 15195 21 211 mmDllD 33.0419525.16 1111 A O1
7、O2D3180195 F245 D1=4m m D3=10m m D2=12m m（ 2） 求 视 场 光 阑 、 入 窗 、 出 窗 0616.015.4472.2055.0455.2 23 tgtg故 光 孔 O3为 视 场 光 阑 ， 入 窗 与 物 平 面 重 合 ， 大小 为 2.5mm， 出 窗 在 无 穷 远 。 afF 2/照 相 机 的 光 圈 数 定 义 为 ： 2222 2 2 pFf Fpf影 响 摄 影 镜 头 景 深 的 因 素 ：(1)、 镜 头 光 圈 数 ：光 圈 数 越 大 ， 景 深 越 大 ； 光 圈 数 越 小 ， 景 深 越 小 ；(2)、 镜 头
8、焦 距镜 头 焦 距 越 长 ， 景 深 越 小 ； 焦 距 越 短 ， 景 深 越 大 ；(3)、 拍 摄 距 离距 离 越 远 ， 景 深 越 大 ； 距 离 越 近 ， 景 深 越 小 。 例 2： 已 知 =0.00029rad,对 准 平 面 P=10m， 设 照 相物 镜 光 圈 数 F 2.8， 试 求 焦 距 f为 56mm时 的 景 深情 况 。解 1： 由 afF 2/ 64.972200029.0100008.2104 00029.0100008.21044 4 2222 2222 2 pa ap ： Ffa 2/ 当 56f 106.5/562/ Ffa 64.972200029.0100008.256 00029.0100008.2562 2 2222 22222 2 pFf Fpf解 2：
《工程光学教学课件》第4章习题
