孔徑光闌

多個(gè)光闌中對(duì)光束的限制作用，即決定成像光束大小的那個(gè)光闌，又稱有效光闌?？讖焦怅@可遮掉光束中偏離近軸光線較大的光線，對(duì)像的清晰度、正確性、亮度和景深等有直接影響。

 由于軸上點(diǎn)的成像光束被孔徑光闌所限制，易于想到，將系統(tǒng)的所有光孔分別通過(guò)其前面的光學(xué)零件成像于物空間時(shí)，其中對(duì)軸上物點(diǎn)張角為的那個(gè)像，或當(dāng)物在無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)孔徑為的那個(gè)像所對(duì)應(yīng)的光孔，一定是孔徑光闌。設(shè)計(jì)中常采用帶有曲率的傾斜反射面折疊光路，這些表面引入的非對(duì)稱像差，用傳統(tǒng)的軸對(duì)稱球面或非球面都無(wú)法完全校正?？讖焦怅@在物空間的像稱為入射光瞳，其對(duì)物點(diǎn)的張角稱為物方的光束孔徑角。同樣，孔徑光闌被其后面的光學(xué)零件成在像空間的像，稱為出射光瞳，它一定也是對(duì)軸上像點(diǎn)張角為的一個(gè)光孔像，這個(gè)張角是像方的光束孔徑角。入射光瞳、孔徑光闌與出射光瞳三者是共軛的。如果忽略光闌像差，入射光瞳是物面上各點(diǎn)成像光束的公共入口；出射光瞳是成像光束的公共出口。通過(guò)孔徑光闌中心的光線叫主光線，因共軛關(guān)系，它也通過(guò)入射光瞳中心和出射光瞳中心。因此，一般說(shuō)主光線是成像光束的中心線。

顯微鏡的光學(xué)原理

1、折射和折射率

光線在均勻的各向同性介質(zhì)中，兩點(diǎn)之間以直線傳播，當(dāng)通過(guò)不同密度介質(zhì)的透明物體時(shí)，則發(fā)生折射現(xiàn)像，這是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同造成的。當(dāng)與透明物面不垂直的光線由空氣射入透明物體時(shí)，光線在其介面改變了方向，并和法線構(gòu)成折射角。

2、透鏡的性能

透鏡是組成顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的基本的光學(xué)元件，物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個(gè)和多個(gè)透鏡組成。然而在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)中，軸外點(diǎn)成像光束往往受其他光學(xué)零件通光孔的限制，結(jié)果是軸外點(diǎn)的光束孔徑角比軸上點(diǎn)的小得多。依其外形的不同，可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負(fù)透鏡)兩大類。 當(dāng)一束平行于光軸的光線通過(guò)凸透鏡后相交于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱"焦點(diǎn)"，通過(guò)交點(diǎn)并垂直光軸的平面，稱"焦平面"。

好的光學(xué)系統(tǒng)能夠改善整個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)的分辨率，簡(jiǎn)化軟件的運(yùn)算量，提高視覺(jué)系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性；不合理的光學(xué)習(xí)太，容易引起很多問(wèn)題：

1、曝光過(guò)度則隱藏許多重要特征信息。

2、陰影會(huì)引起邊緣、位置的誤檢。

3、信噪比過(guò)低、均勻性不好，則導(dǎo)致圖像閾值分割困難，系統(tǒng)穩(wěn)定性下降等。

視覺(jué)項(xiàng)目中，如何才能選擇到的打光方案呢？這個(gè)過(guò)程中，我們需要考慮很多方面的因素，比如光的方向、光源的大小、形狀、安裝空間要求，光的強(qiáng)度、偏振、光線均勻度、漫射光還是平行光、目標(biāo)的背景等，使用光源的顏色、色溫、目標(biāo)大小、工作距離、發(fā)射角度、發(fā)光器件等也是需要考慮的因素。人們用冕牌玻璃做凸透鏡，火石玻璃做凹透鏡，組合成能會(huì)聚光的同時(shí)又能消除色差的復(fù)合透鏡，用它來(lái)做物鏡，才結(jié)束了折射望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)鏡筒的時(shí)代，成像質(zhì)量也大大增加。

高斯光學(xué)中把具體的光學(xué)系統(tǒng)抽象概括成由基點(diǎn)和基面組成的系統(tǒng)，物距、像距及焦距均以兩個(gè)主點(diǎn)為基準(zhǔn)計(jì)算。自由曲面光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)漸進(jìn)設(shè)計(jì)可以在軟件中直接加入鏡框形狀及尺寸、瞳距等針對(duì)性的設(shè)計(jì)，使鏡片的光學(xué)性能根據(jù)每個(gè)人的個(gè)人狀況得到進(jìn)一步優(yōu)化。物點(diǎn)Q和物方焦點(diǎn)F至物方主點(diǎn)H的距離s和f分別為物距和物方焦距；像方主點(diǎn)H'至像點(diǎn)Q'和像方焦點(diǎn)F'的距離分別為像距s'和像方焦距f'。物和像的位置關(guān)系由下式表示：f'/s' f/s=1此式稱高斯公式。物、像位置也可用x、x'表示，兩者間的關(guān)系為：xx'=ff'此式稱牛頓公式。