什么是离轴光学系统?
离轴光学系统是一种光圈的光轴与光圈的机械中心并不重合的光学体系。离轴光学系统运用的原则是避免二次光学元件、仪器包裹或感测器遮蔽到主光圈,而且提供仪器套装软体或感测器随时进入焦点。离轴光学体系的工程考量是影像畸变的增量。
一、关于光轴
光轴是光学系统中,一条假想的线,界定(在一次近似下)光学系统怎么传导光线。光线若和光轴重合,在光学系统中光将沿光轴传递。
若此光学系统有一定程度的转动对称(像相机镜头或是显微镜),光轴一般会是光学系统的旋转中心,若光学系统是由简单的透镜和反射镜组成,光轴会经过各平面的曲率中心(如焦点),和转动对称轴重合。光轴一般会和系统的机械中心重合,但也有破例,例如离轴光学系统。
若光线和光轴角度很小,而光线接近光学体系的轴,能够用几何光学中的近轴近似来处理,能够简化数学的运算。
在光纤中,光轴会和纤维芯重合,也称为光纤轴。
二、关于光圈
光圈,是照相机上用来操控镜头孔径巨细的部件,以操控景深、镜头成像质素、以及和快门协同操控进光量。有时也表明光圈值的概念。表达光圈巨细用f值表明,关于已经制造好的镜头,不能随意改动镜头的直径,可是能够经过在镜头内部加入多边形或者圆型,而且面积可变的孔状光栅来到达操控镜头通光量,这个装置就叫做光圈,光圈f值=镜头的焦距/光圈口径。
离轴光学系统的优势
1.更广阔的视场
离轴光学系统经过运用非对称的光学元件,能够明显扩展视场范围,使得观察者能够获得更广阔的视野。这关于航天、地理、航空等领域的观测和导航具有重要意义。
2.优秀的像差纠正能力
离轴光学系统能够有效地纠正各种类型的像差,包含像散和球差。像差是光学系统中的一个重要问题,会导致图画模糊、畸变等问题。而离轴光学系统经过优化非对称的光学元件的规划,能够有效地减少这些影响,进步图画的质量和清晰度。
3.紧凑的规划
比较于传统的轴对称光学系统,离轴光学系统采用非对称的规划,能够将光路缩短、元件减少,然后完成更细巧、轻便的光学体系。这种紧凑的规划有助于减少整个体系的体积和分量,使其更适用于各种使用场景。
4.无遮拦、信噪比高
离轴反射系统比较于同轴反射系统,具有无遮拦、信噪比高级长处,这有助于进步光学系统的实践使用功能。
综上所述,离轴光学系统在扩展视场、纠正像差、完成紧凑规划以及进步信噪比等方面具有明显优势,因此在航天、地理、航空、无人驾驶等领域有着广泛的使用前景。
延伸阅览:
调节光学系统共轴的要求首要包含以下几点:
光轴、物体、透镜和像都在同一直线上:这是为了确保光线尽可能垂直地穿过光学元件,以获得更好的成像质量。
运用调理器调整光学元件:确保光线垂直穿过,并运用目视或其他仪器检查是否到达共轴。
公共的主光轴:各个透镜应调理到有公共的主光轴,而且该主光轴应与导轨平行。
粗调和细调:共轴调理分为粗调和细调两个过程。
物点与透镜共轴等高:如果达不到这一点,所成的像可能会偏离主光轴,导致数据丈量不精确。
以上要求确保了光学系统在试验或使用中的精确性和成像质量。
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