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如何仿真针孔相机观测到的金环日食

  • 2 September 2022
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本文为翻译帖,作者是Takashi Matsumoto

原文链接:ピンホールカメラで観測した金環日食のシミュレーション | Zemax Community

以下是使用以下帖子创建的针孔摄像机观测 2012 5 21 日金环日食时的模拟示例

ピンホールカメラの解析 | Zemax Community

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Best answer by yuan.chen 2 September 2022, 08:28

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首先,我们查看当天的太阳和月亮数据。
如国立天文台网站日食各地预报指定地点预报所示,视场半径为太阳948秒,月亮891秒,东京最大食量,两者中心距离为2秒。
 

本文分析的针孔摄像机光学系统,入射光瞳直径为 0.7 有关详细信息,请参阅此帖子。

使用Zemax仿真针孔相机

这一次,我将首先将两个表面添加到上述文件中。
将第二面的厚度设置为 206265mm,并将物体面设置为光圈面之前的位置。

这种厚度的含义是
206265×Tan1秒)=1
,所以1毫米的表面对应于1秒的视角。

与针孔摄像机的分析示例不同,这次到物体表面的距离是有限的,因此,在光阑面上安装了焦距等于上述距离的近轴透镜,以便从物体表面发出的光线作为平行光入射到图像平面。
从光阑表面到图像平面的距离是任意的,不会影响仿真结果。这次使用针孔摄像机分析中使用的 300mm

 

 

在第一个表面设置中,设置半径为 948mm 的圆形孔径,如下所示,以表示太阳。

 

第二个表面表示月亮,将半径为 891mm 的圆形遮光设置为 2mm 中心,如下所示。

 

 

现在打开设置选项卡的视场数据编辑器,然后选择视场数据类型为对象高度

这是后续分析所需的设置。

 


然后,从分析选项卡上的扩展光源分析图标中,单击几何光学图像分析

 

几何光学图像分析设置如下所示。

 


视场大小表示适用于对象平面的 IMA BIM 文件的 Y 方向的总尺寸。
由于此单位使用视场单位,因此由于设置了对象高度,因此为距离mm)。 因此,这意味着定义直径为 1896mm 的表面光源。
另一方面,图像大小表示图像平面上的分析范围,表示探测器大小的 Y 方向的总宽度。 在功能模式下使用时,将调整功能模式单位,因此图像的像素表示单位为弧度
将文件Square. IMA“指定为待仿真的图像,因此我们将使用此文件。
最后,在底部的 BIM 文件列中,输入eclipse1,以使用此名称创建 BIM 文件。
结果如下。

 


上图是当日食达到最大值时的模拟,但如下图所示,如果第二个面的数据中心为 57,则当月亮和太阳的边缘接触时,可以模拟它。


结果如下。

本文展示的设计档可以在原文链接中下载。

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