Приложна оптика - пространствени изображения на оптични системи

В действителност, много оптични системи образни обекти в космоса на равнина на изображението, наречени космическо изображение на равнината, като телескопична обективна леща, фотографска обективна леща и т.н., принадлежат към тази категория.

Точките на обекта в пространството са разпределени на различни разстояния от инцидентната зеница на оптичната система. Принципът на изображение на тези точки е същият като този на равнинни обекти.

Както е показано на фигура 1, В1, В2, В3, Б4 са всички точки в пространството, точка Р е центърът на инцидентната зеница, точка Р' е центърът на изходната зеница, а А'Б' е равнината на изображението, която се нарича сцена равнина. Равнината АВ, съединена с равнината на сцената в обектното пространство, се нарича равнина на подравняване.

Линиите на точките В1, В2, В3, Б4 и централната точка Р на инцидентната зеница са основните лъчи на тези точки съответно. Конюгатните точки на тези точки в пространството на изображението са съответно B1",B2",B3",B4". Основните лъчи, преминаващи през тези точки, се пресичат със сцената равнина А'Б' съответно в точки B1',B2',B3',B4'.

Очевидно двете точки В2 и В3, разположени на един и същ основен лъч В2П съвпадат с техните контрагенти В2' и В3' в сцената. По този начин точките В2 и В3 се конюгират с проекцията на точките В2' и В3' по посока на основния лъч в равнината на подравняване.

Ето защо изображението на пространствените точки на равнината може да бъде получено, както следва: вземете централната точка на инцидентната зеница като център на перспективата, т.е. вземете точка Р като център на проекция и проектирайте пространствените точки В1, В2, В3, Б4 към равнината на подравняване по посоката на основния лъч. След това конюгатните точки B1',B2',B3',B4' от прожекционните точки на сцената са равнинното изображение на космическите точки.

Когато зеницата има определен размер, лъчът, пълен с инцидентни зеници, излъчвани от точка В1, се пресича с равнината на подравняване като точка на дисперсия а'b', а конюгатното изображение на равнината на сцената също е точка на дисперсия аб, която е проекцията на точка на изображението В1 "на равнината на сцената.

По същия начин, всички пространствени точки, разположени извън равнината на сцената, могат да генерират точка на дисперсия в равнината на подравняване, а конюгирано изображение може да бъде получено и на равнината на сцената А 'b'.

Както може да се види от фигура 1, размерът на аб или а' b' е свързан с диаметъра на инцидентната зеница. Тъй като диаметърът на инцидентната зеница намалява, тези дисперсионни петна също намаляват. Когато диаметърът на падащата зеница е малък до известна степен, дифузната точка аб може да се разглежда като точка, а конюгираното изображение αb' също може да се разглежда като точка.

По същия начин, за точки B2, B3 и B4 на равнината на сцената, точките на дисперсия могат да се считат и за точкови изображения B2', B3' и B4' поради намаляването на инцидентните зеници. Следователно, ясни изображения на пространствени точки извън равнината на подравняване могат да бъдат получени на сцената равнина А'Б'.

Както бе споменато по-горе, изображението на обектните пространствени точки е еквивалентно на вземането на центъра на инцидентната зеница като център на проекция и основната светлина като линия на проекция, така че пространствените точки да се проектират на равнината на подравняване и след това изображението се извършва на равнината на сцената.

Или в пространството на изображението, с центъра на изходната зеница като център на проекция, всяка точка на пространственото изображение се проектира по главната светлина на равнината на сцената или равнинното изображение на точката на космическия обект може да се образува.