1、復(fù)習(xí),孔徑光闌：在光學(xué)系統(tǒng)中對成像光束大小起限制作用； 入瞳和出瞳：分別是孔徑光闌在光學(xué)系統(tǒng)的物空間和像空間所對應(yīng)的像，分別在這兩個空間對成像光束起限制作用。 視場光闌：在光學(xué)系統(tǒng)中對成像范圍起限制作用； 入射窗和出射窗：分別是視場光闌在光學(xué)系統(tǒng)的物空間和像空間所對應(yīng)的像，分別在這兩個空間對成像范圍起限制作用。,主光線通過入瞳中心的光線，根據(jù)共軛關(guān)系，它也必然通過孔徑光闌中心和出瞳中心。顯然，主光線是各物點(diǎn)發(fā)出的光束的軸線。 相對孔徑即為入瞳直徑與焦距之比值（D/ f ） 是光學(xué)系統(tǒng)的一個重要性能指標(biāo)。,P,Q,L,F,F,A,-u,入瞳 孔徑光闌,出瞳,入窗,視場光闌 出窗,- ,L2,L1

2、,F2,F1,A,-u,入瞳 孔徑光闌,出瞳,入窗,視場光闌 出窗,- ,-,5.2 景深和焦深,本節(jié)要求： 掌握光學(xué)系統(tǒng)中景深的概念 了解景深的計算,幻燈 照相制版,望遠(yuǎn)鏡 照相機(jī),光學(xué)系統(tǒng)的空間像,是指能在景象平面上獲得清晰像（此即物點(diǎn)所成像的彌散圓直徑與接收器（如人眼）中心之張角小于1視角）的物空間深度，以表示之。 遠(yuǎn)景和近景能否同時清晰成像在景象平面（底片）上呢？如果可以，在多大范圍內(nèi)能清晰成像？,景 深,光學(xué)系統(tǒng)的景深,遠(yuǎn)景和近景(Depth of Field , DOF),能成清晰像的最遠(yuǎn)平面，稱為遠(yuǎn)景； 能成清晰像的最近平面，稱為近景； 它們到對準(zhǔn)平面（A）的距離分別稱為遠(yuǎn)景深度

3、（1）（也稱后景深）和近景深度（2）（也稱前景深）。 景深是遠(yuǎn)景深度（1）與近景深度（2）之和， = 1 + 2,遠(yuǎn)景深度,近景深度,景深,景深關(guān)系式推導(dǎo):,影響景深的因素,清晰像,如果彌散斑足夠小，可視為成清晰像； 清晰的標(biāo)準(zhǔn)是什么？ 與觀測系統(tǒng)有關(guān)，對人眼，物點(diǎn)所成像的彌散圓直徑與人眼中心之張角小于1 （極限分辨角） 對照相機(jī)，應(yīng)小于底片的感光劑顆粒大小，或者CCD像素點(diǎn)；,A,B,眼睛的分辨率,兩個物點(diǎn)的像分別落在被分隔開的兩個視網(wǎng)膜細(xì)胞上，即得到兩個點(diǎn)的視覺。可見，眼睛的分辨率與視網(wǎng)膜上兩像點(diǎn)距離及視覺細(xì)胞的直徑大小有關(guān)。 視網(wǎng)膜上能分辨的兩像點(diǎn)間最小距離應(yīng)至少要大于2個視神經(jīng)細(xì)胞的直

4、徑，即不少于0.006mm。 眼能夠分辨最靠近兩相鄰點(diǎn)的能力稱為眼的分辨能力，或視覺敏銳度。,視角分辨率,人眼能分辨的物點(diǎn)間最小視角稱為眼的視角分辨率 而當(dāng)眼睛處于放松狀態(tài)時，f = 16.5mm，上式可得：,何謂焦深（depth of focus)？,對于確定的對準(zhǔn)平面（即物平面），能獲得清晰像的像空間深度為焦深。即前焦深（1）與后焦深（2）之和 = 1+ 2,焦 深,由相似三角形關(guān)系，并設(shè) 1= 2= ， 可得焦深的關(guān)系式為,A,l,l1,l2,A,P1,P2,P,入瞳,P1,P2,P,出瞳,（對焦面） 對準(zhǔn)平面,景像平面,1,2,-l,A1,A2,1, 2,焦 深,影響焦深的相關(guān)因素,隨

5、入瞳直徑（也即孔徑角）的增大而減??； 但隨像距的增大而增大； 若對彌散斑大小限制要求不高時，則焦深可相應(yīng)增大。,應(yīng)用:攝影時怎樣控制景深？,要拍攝小景深的照片(人物)，如特定鏡頭，應(yīng)選擇長焦距、大的相對孔徑即小的光圈數(shù)，對準(zhǔn)距離近。,要拍攝大景深的照片（風(fēng)景），如遠(yuǎn)景鏡頭，應(yīng)選擇短焦距、小的相對孔徑即大的光圈數(shù)，對準(zhǔn)距離遠(yuǎn)。,F-number光圈大小,At f/32, the background is distracting,At f/5.6, the flowers are isolated from the background.,景深 (DOF),Shot with a 50mm le

6、ns,Shot from the same distance with a 100mm lens,作業(yè),1. 有一個焦距為50mm的放大鏡，其孔徑D=40mm，眼睛離放大鏡20mm處觀看位于物方焦平面附近的物體，眼睛直徑為4mm （1）試判斷此系統(tǒng)中，哪一個光孔為孔徑光闌？哪一個為視場光闌？并求入瞳和出瞳、入窗和出窗的位置和大??？ （2）人眼所看到的視場有多大？,2. 有一f=140mm的薄透鏡組，通光直徑為40mm，在鏡組前50mm處有一直徑為30mm的圓形光孔。問實(shí)物處于什么范圍時，光孔為入射光瞳？處于什么范圍時，鏡組本身為入射光瞳？對于無窮遠(yuǎn)物體，鏡組無漸暈成像的視場角和漸暈一半時的視場

7、角各為多少？,1. 有一個焦距為50mm的放大鏡，其孔徑D=40mm，眼睛離放大鏡20mm處觀看位于物方焦平面附近的物體，眼睛直徑為4mm （1）試判斷此系統(tǒng)中，哪一個光孔為孔徑光闌？哪一個為視場光闌？并求入瞳和出瞳、入窗和出窗的位置和大??？(3) （2）人眼所看到的視場有多大？(1),孔闌（出瞳）,視闌（入窗）,入瞳,33.33,6.66,200,出窗,100,50,80,2. 有一f=140mm的薄透鏡組，通光直徑為40mm，在鏡組前50mm處有一直徑為30mm的圓形光孔。問實(shí)物處于什么范圍時，光孔為入射光瞳？處于什么范圍時，鏡組本身為入射光瞳？對于無窮遠(yuǎn)物體，鏡組無漸暈成像的視場角和漸暈一