遠心光學系統

遠心光學系統是指主光線平行於光軸的光學系統。

通過光學系統對AB成像測AB的長度，精確調焦可以精確測量。但如調焦不準，像面與分劃板不重合，產生視差。光線平行於光軸的光學系統

基本介紹

• 中文名：遠心光學系統
• 外文名：telecentric optical system
• 名詞領域：光學
• 解釋：光線平行於光軸的光學系統
• 作用：調焦計算
• 範疇：理工科

概述

有相當一部分的光學儀器是用於測量物體長度的，如工具顯微鏡、投影儀等計量儀器。其原理是在物鏡的實像平面上置一刻有標尺的透明分劃板，標尺的格值已考慮了物鏡的放大率。當被測物體成像於分劃板平面上時，按刻尺讀得的物體像的長度即為物體的長度。使用時應保證標尺分劃板與物鏡之間的距離固定不變，以確保按設計規定的物鏡的放大率為常值。

同時通過調焦（整體移動光學系統或移動工作檯）使被測物體的像重合於分劃板的刻尺平面，以免產生測量誤差。但由於存在景深，很難精確調焦到物體的像與分劃平面重合，這就難免產生誤差。如圖1，如能將物調焦到正確位置，將測得物體的精確長度為。而當調焦不準，例如在位置之前時，其像應在刻尺之後而不與之重合。此時，像點，在刻尺面上反映成覺察不出其不清晰的彌散斑，實際讀得的長度是像點，的主光線與刻尺面的交點間距離，顯然它比略長。反之，調焦於正確位置之後時，所測長度偏短。像面與分劃刻線面不重合的現象稱為視差，視差越大，光束與光軸的傾斜角越大，測量誤差也越大。

圖1

基本原理

這種由於視差而引起的測量誤差，如果給主光線的方向以適當的控制，就可以消除或減小。這隻要把孔闌設定在物鏡的像方焦面上即可。顯然，它也是物鏡的出射光瞳，如圖2所示。此時，物面上各點的成像光束經物鏡後，其主光線都通過像方焦點。相應地，物方主光線均平行於光軸。如果調焦準確，自然獲得精確長度；如果由於調焦不準，物體不在位置而在，它的像將偏離於刻尺，在刻尺平面上得到的是一投影像斑。但由於物體上同一物點的成像光束的主光線並不隨物體位置而變，過投影像斑中心的主光線仍然通過和，讀出的長度仍為。這就是說，上述調焦不準並不影響測量結果。

圖2

主光線平行於光軸的光學系統稱為遠心光學系統。上述系統物方主光線平行於光軸，相當於其會聚中心在物方無窮遠，故稱為物方遠心光學系統。

也有把孔闌設定在物方焦平面上的光學系統，如大地測量儀器。這類儀器是通過測量已知物（如遠處的標尺）的像高，求得放大率，從而得出物距的。因此標尺不動，分劃板相對於物鏡將有移動，同樣存在視差導致的測量誤差。為消除或減小視差的影響，宜將孔闌設定於物方焦平面上，使像方主光線平行於光軸。這種光學系統稱為像方遠心光學系統。