Слайд 2
Оптическая система
Оптическая система – совокупность оптических сред, разделенных
оптическими поверхностями, и содержащая диафрагмы
Оптическая система предназначена для
формирования изображения посредством перераспределения электромагнитного поля, исходящего от предмета
Слайд 4
Характеристики оптических систем
Присоединительные характеристики
Характеристики предмета и изображения
Зрачковые характеристики
Спектральные
характеристики
Слайд 5
Характеристики предмета и изображения
Предмет – это совокупность точек,
из которых выходят лучи, попадающие в оптическую систему
Ближний тип
– предмет или изображение расположены на конечном расстоянии
Дальний тип – предмет или изображение расположены в бесконечности
Слайд 6
Близкий
предмет и изображение
y
x
y
x
- S, [мм]
предмет
изображение
Слайд 7
Удаленный
предмет и изображение
ωy
y
- S, [дптр]
предмет
изображение
Слайд 8
Обобщенные характеристики предмета и изображения
Обобщенные размеры поля предмета
и изображения (2y0 max, 2y′0 max) – это удвоенные
максимальные размеры предмета и изображения
Передний и задний отрезки (S, S ′) – указывают положение предмета (изображения) по отношению к оптической системе
Слайд 9
Типы оптических систем
Телескопическая система:
дальний предмет
дальнее изображение
Фотографический объектив:
дальний предмет
ближнее
изображение
Микроскоп:
ближний предмет
дальнее изображение
Репродукционная система:
ближний предмет
ближнее изображение
Слайд 10
Зрачковые характеристики
Апертурная диафрагма – это диафрагма, которая ограничивает
размер осевого пучка, то есть пучка, идущего из осевой
точки предмета
Слайд 11
Входной и выходной зрачок
Входной зрачок оптической системы –
это изображение апертурной диафрагмы в пространстве предметов, сформированное предшествующей
частью оптической системы в обратном ходе лучей
Слайд 12
Входной и выходной зрачок
Выходной зрачок – это изображение
апертурной диафрагмы в пространстве изображений, сформированное последующей частью оптической
системы в прямом ходе лучей
Слайд 13
Апертура
Передняя (задняя) апертура – это размер входного (выходного)
зрачка
Числовая апертура – это произведение размера зрачка на показатель
преломления
близкий предмет:
близкое изображение:
удаленный предмет:
удаленное изображение:
Слайд 14
Положение зрачков
Для удаленного предмета или изображения:
положение зрачка
(Sp или S′p) измеряется относительно оптической системы в обратных
миллиметрах, то есть в килодиоптриях
Для близкого предмета или изображения:
положение зрачка (Sp или S′p) измеряется в миллиметрах от предмета (изображения)
Слайд 15
Спектральные характеристики
λн, λв – нижняя и верхняя границы
спектрального интервала
λ0 – центральная (основная) длина волны
Функция относительного спектрального
пропускания τ(λ) показывает, какое количество света пропускает оптическая система по отношению к падающему свету
Слайд 16
Характеристики оптических систем
Воздействие оптической системы:
преобразование расходящегося пучка
лучей, исходящего от предмета, в сходящиеся пучки (изменение масштаба)
ограничение
размеров пучка лучей и ослабление интенсивности света (передача энергии)
искажение структуры предмета вследствие нарушения формы пучка лучей (передача структуры)
Передаточные характеристики:
масштабные передаточные характеристики
энергетические передаточные характеристики
структурные передаточные характеристики
Слайд 17
Масштабные передаточные характеристики
Видимое увеличение – это отношение тангенса
угла, под которым предмет наблюдается через оптическую систему, к
тангенсу угла, под которым предмет наблюдается невооруженным глазом
Слайд 19
Дисторсия
Дисторсия – увеличение в различных точках поля не
одинаковое
Пример
Слайд 20
Энергетические передаточные характеристики
Слайд 21
Структурные передаточные характеристики
Функция рассеяния точки (ФРТ) описывает распределение
интенсивности в изображении светящейся точки. Изображение светящейся точки называют
пятном рассеяния
Слайд 22
Разрешающая способность
Разрешающая способность оптической системы – это способность
изображать раздельно два близко расположенных точечных предмета
Слайд 23
Разрешающая способность
по Рэлею
Предел разрешения – минимальное расстояние,
при котором два близко расположенных точечных предмета будут изображаться
как раздельные
Слайд 24
Разрешающая способность
по Фуко
Разрешающая способность определяется как максимальная
пространственная частота периодического тест-объекта, в изображении которого еще различимы
штрихи
Пространственная частота измеряется:
для удаленного изображения [лин/рад]
для близкого изображения [лин/мм]
Слайд 25
Частотно-контрастная характеристика
Слайд 26
Аберрации
Аберрация – это отклонение хода реального луча от
идеального. Аберрации приводят к ухудшению качества изображения
если аберрации малы
и преобладает дифракция, то такие системы называются дифракционно-ограниченными
если аберрации велики, и дифракция теряется на фоне аберраций, то такие системы называются геометрически-ограниченными
Слайд 27
Волновая аберрация
Волновая аберрация – это отклонение выходящего волнового
фронта от идеального, измеренное вдоль данного луча в количестве
длин волн:
Слайд 28
Поперечные аберрации
Поперечные аберрации Δx′, Δy′ – это отклонения координат
точки пересечения реального луча с плоскостью изображения от координат
точки идеального изображения:
для изображения ближнего типа – [мм]
для изображения дальнего типа – [рад]
Слайд 29
Продольная аберрация
Продольная аберрация ΔS′ – это отклонение координаты
точки пересечения реального луча с осью от координаты точки
идеального изображения вдоль оси:
для изображения ближнего типа – [мм]
для изображения дальнего типа – [мм–1]