光学系统的基本性能参数
光学系统的基本性能由三个主要参数表征,即焦距 f ¢ ,相对孔径 D/ f ¢ 和视场角2w 。除此之外,为表述上述三个主要参数的其它参数,还有前主点和后主点,孔径光阑,入射光瞳和出射光瞳,视场光阑,入射窗和出射窗,等等。
1.1 焦距
焦距是焦点距离的简称,是平行光线经光学系统聚焦的轴向距离。公式为f ¢=h/u¢
式中:h ——入射光瞳的半孔径
u¢ ——光线聚焦的半孔径角
物方平行光线经光学系统聚焦的称像方焦距,像方平行光线经光学系统聚焦的称物 方焦距,两者数值相同,而符号相反。 由不同弯曲状况的透镜或多组不同透镜组成的光学系统,其最后一面半径顶点到焦 点的距离为后工作距离l¢ 。后工作距离往往并不等于焦距,焦距量度的起点为后主点
H¢。光学系统反向追迹,物方焦距量度的起点则为前主点 H 。上述参数的物理意义如 图 1-1 所示。 光学系统的焦距决定所成像的大小,当物体处于有限距离时,像的大小为:
y¢ = (1- b ) f ¢tgw (1-2)
式中: y¢——像高;
b ——横向放大率;
w ——半视场角。 当物体处于无限远时,式(1-2)简化为:y¢ = f ¢tgw
可以看出,像的大小与光学系统的焦距成正比。为了分辨远处的物体目标,光学系统所 成的像越大越好,所以焦距越长越好。