定义
成像仪器中影响视野的透镜。
如果在成像系统中使用镜头来增加视场,则该镜头称为视场镜头。 该术语并不意味着任何特殊形式的镜头,而仅指其功能。
示例:望远镜中的视场透镜
我们首先考虑开普勒望远镜,它由两个透镜组成:物镜和目镜(目镜)。 它根据物镜和目镜的焦距之比为观察远处物体提供了一些角度放大倍率。 因此,对于大放大倍率,需要使用焦距小的眼睛,这实际上会限制目镜的尺寸,因为f值不能任意小。 问题是眼的直径限制了视野。 即使对于中等视角,一些光线也无法再进入眼睛,因此会出现一些渐晕,如图1所示。
图1:开普勒望远镜,输入来自两个遥远物体的光线:一个在光轴上(蓝线),另一个稍微偏离轴。在后一种情况下,一些光线不能再进入眼睛,因此存在渐晕效果。仿真是用RP谐振器软件完成的。
这个问题可以通过在中间图像平面中插入一个额外的镜头(场镜头)来解决(见图2)。 轴上物体点的光线不受场透镜的影响,因为它们穿过其中心。 对于离轴物体点,光线向眼睛弯曲 - 所有光线的弯曲量相同,因为它们都穿过视场透镜上的同一点 - 因此它们现在可以穿过目镜。 因此,避免了渐晕效应。 视场透镜可以帮助扩大望远镜的视野。
图2:带有视场透镜的改进望远镜,可弯曲来自离轴物体点的光线,以便它们可以穿过目镜。有效地增加了视野。
有趣的是,视场镜头(放置在中间图像平面中时)不会改变放大倍率。 此外,可以证明视场透镜和目透镜的组合与单独的目透镜具有相同的焦距。
视场镜头的普遍问题源于它被放置在图像平面中的事实:然后它的细节可以出现在生成的图像中。 例如,透镜表面的划痕或灰尘颗粒是可见的,而对于其他透镜(例如物镜的外表面),它们可能对图像没有任何明显的影响,因为它们远离图像平面。 为了缓解该问题和/或为了在图像平面中放置一些其他光学元件(例如标线),视场透镜有时会从图像平面略微移位。 在那里,它可能仍然执行基本相同的功能,同时仍然不会对图像放大率产生实质性影响。
视场透镜的另一个问题可能是它们减少了眼睛的浮雕,即出射瞳孔与眼睛镜片的距离。
视场透镜可以集成到目镜中。 然后,眼睛的第二个晶状体可以称为眼睛晶状体。
照明系统中的视场透镜
例如,在高架投影仪的照明系统中,人们经常在要成像的物体(例如幻灯片)之前使用聚光镜。 虽然该透镜不会显着改变被照物体区域的直径,但它用于弯曲来自光源的光线,使它们留在成像系统中,并获得更明亮的图像。 聚光镜也称为场透镜。