投影物镜

投影物镜的作用是将被光源照明的投影物体成像在屏幕上，保证成像清晰、物像相似，与照明系统合理配合，保证屏幕上有足够的光照度。

（一）投影物镜的光学特性有：

（1）  视场

投影系统中，成像范围不用视场角表示，而直接用投影物体的尺寸----线视场表示。

屏幕尺寸是确定的，屏幕框实际上就是投影系统的视场光阑，它的大小就决定了投影物镜的线视场。

根据放大率公式，

将已知屏幕尺寸带入y`，便可根据放大率β算出投影物镜的最大线视场。

（2）  相对孔径

投影物镜的作用是把投影物体成像在屏幕上，通常，屏幕距投影物镜距离与物镜焦距相比，达数十倍，因此，可认为投影物平面近似为物镜的物方焦平面。

像面光照度：

由上式可知，光照度与相对孔径的平方成正比，因此相对孔径是投影物镜的一个重要光学性能。

另外，光照度与放大率的平方成反比，当放大率增大时，为了保证屏幕上具有一定光照度，必须加大相对孔径。

需要注意的是，相对孔径加大，像差也加大，为了获得清晰的像，物镜的结构必然要复杂。

（3）  放大率

放大率影响投影物镜的最大线视场和相对孔径。

放大率越大，屏幕上的像越大，测量精度越高。

对于测量用的投影仪，放大率的准确性十分重要，它直接影响测量精度，为此必须严格校正投影物镜的畸变，通常要求不同视场的相对畸变量不超过0.1%。

（4）  工作距离

投影仪的屏幕距离是确定的，我们把与屏幕共轭的物平面到投影物镜第一面的距离叫作工作距离。

工作距离的大小直接影响投影仪的使用范围。

工作距离与物镜放大率，物像之间的共轭距有关；物镜焦距一定，放大率低，工作距离就长；当放大率一定时，物像之间的共轭距大，工作距离就长。

物镜的工作距离与它的结构型式有关，在焦距相同条件下，反摄远物镜具有较长的工作距离。

（二）投影物镜的结构型式：

投影物镜和照相物镜的工作状态恰好相反，但从视场角、相对孔径等光学特性角度来看，二者同属一类光学系统。

视场较小时：校正球差，彗差，轴向色差，多采用等明型物镜。

视场较大时：校正球差，彗差，轴向色差，还需校正像散，场曲，通常采用三片型物镜、天塞型物镜，双高斯型物镜。

要求工作距离长时，需要用反摄远型物镜。

测量用长工作距离透镜，结构简单，但系统较长，大约是焦距的3.9倍。

检查仪上用的长工作距离物镜，系统长度较小，仅为焦距的1.4倍。

如果投影物体是不透明的，投影物镜只能用被光源照明后从投影物体上漫发射出来的光线成像，其光能量仅为透明物体情况下的几十分之一。为了在屏幕上得到足够光照度，必须采用大相对孔径物镜。