1、 光圈變化對成像質(zhì)量的影響?
3B1cb[2y 由于光闌限制
光學(xué)系統(tǒng)的成像
光束口徑,從
像差的角度考慮,當(dāng)光圈變化時,凡是與口徑有關(guān)的像差,如球差(與口徑有關(guān))、彗差(既與口徑又與
視場有關(guān))將會發(fā)生變化。小光圈時,由于光闌擋去了遠軸光線,彌散圓的直徑就小,圖像就會清晰。大光圈時彌散圓直徑就大,圖像就會比較模糊,從而直接影響成像質(zhì)量。
{&"N%;`Q 在照相
鏡頭中,光圈數(shù)增加一檔(光孔縮小一檔,此時通光面積減小一倍),球差就縮小一半。因此在拍攝時,只要光線條件允許,可以考慮使用較小的光圈來減小球差的影響。
eImn+_ N3 同樣,在拍攝時也可以采取適當(dāng)采用較小的光圈來減少彗差對成象的影響。
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`U5'l 與彗差不同,像散僅僅與視場有關(guān),與孔徑?jīng)]有關(guān)系。即使光圈開得很小,在子午和弧矢方向仍然無法同時獲得非常清晰的像。在廣角鏡頭中,由于視場角比較大,像散現(xiàn)象就比較明顯。
oWYmj=D~2z 場曲是一種與孔徑無關(guān)的像差。靠減小光圈并不能改善因場曲帶來的模糊。
y@\V+ 畸變并不會影響像的清晰度,而只影響像與物的相似性;兣c鏡頭的光圈大小無關(guān),只與鏡頭的視場有關(guān)。因此,縮小光圈并不能改善畸變。
K)J(./ 結(jié)論:當(dāng)光圈變化時,由于球差和慧差發(fā)生變化,導(dǎo)致成像質(zhì)量也隨之變化。(瞳像差)
=$]uoA 2、 相對口徑與數(shù)值孔徑的區(qū)別在哪里?
dd]/.Z 相對口徑即F數(shù)的倒數(shù),其值為: =入瞳直徑/系統(tǒng)的有效
焦距;
!Q#{o^{Y~ 數(shù)值孔徑定義為:
9W(dmde> 表示最后一個光學(xué)表面與后焦點之間的介質(zhì)折射率;
_cXqAo[V 表示會聚在焦點的光錐的半角。
trAkcYd 數(shù)值孔徑和F數(shù)都可用來表示
物鏡的聚光能力。物在有限遠時(如顯微系統(tǒng))較多用數(shù)值孔徑。物在無窮遠時(如望遠系統(tǒng))較多用F數(shù)。
\Ym5<];E 若
光學(xué)系統(tǒng)在空氣中使用, 。故F數(shù)和數(shù)值孔徑可通過以下關(guān)系換算:
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k?2 理論上數(shù)值孔徑的最大值為1,即F數(shù)為0.5,其
物理意義是在焦點形成的光錐具有
2Lx3=[ik 180°的角度。由于像質(zhì)太差,F(xiàn)數(shù)為0.5的光學(xué)系統(tǒng)是沒有實用價值的。
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