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轴上像点的光照度和轴外像点的照度
dA和dA'分别代表轴上点附近的物和像的微小面积，物方孔径角为U, 像方孔径角为U', 物面和像面的光亮度分别为L和L'。若物被看做是余弦辐射体，则微面积dA 向孔径角为U的成像光学系发出的光通量
，
出瞳入射到像面dA'微面积上的光通量为
在光学系统中传播时，存在能量损失，若光学系统的光透过率为t，则
因此
轴上像点的光照度为
又有
所以
当系统满足正弦条件时
轴上像点的照度与孔径角正弦的平方成正比，和线放大率的平方成反比。
二、轴外像点的照度
轴外像点M'的主光线和光轴间有一夹角w'，此角就是轴外点M 的像方视场角。它的存在使轴外点的像方孔径角U'm比轴上点的像方孔径角U'小。在物面亮度均匀的情况下，轴 外像点的照度比轴上点低。
在物面亮度均匀的情况下，轴外像点M'的照度可表示为
当U'm较小时，有
其中，D'为出瞳直径，Io'为像面到出瞳的距离。把sinUm'代入得到
即
式中,
为像面轴上点的照度。
轴外像点的光照度随视场角w的增大而降低。
表示了对应于不同视场角w的轴外像点照度降低的情况。
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