數值孔徑(N.A.)

口徑(N.A.)原文為Numerical Aperture,簡寫為N.A.。N.A.為表示光學系統的亮度或解析度的數值。

N:物體周圍的媒體折射率/空氣時為1
定義為光軸上的物體入射至鏡頭之有效張角θ

N.A. = n * sin θ

光具有呈波狀擴散的現象,稱作繞射。藉由繞射,即便使用無像差的高性能鏡頭,像亦無法集中於一點,而呈圓盤狀散開。開口(N.A.)表示無像差的情況下之聚光極限,這是由於光具有波的性質所產生,將此極限值稱作繞射極限。此外,將該圓盤狀的波稱作艾瑞盤(Airy disc)。艾瑞盤的半徑(波幅)r由以下公式表示。

λ:光的波長
N.A.:數值孔徑
0.61:常數

r = 0.61 * λ/N.A.

由該公式導出的值稱作「解析度」。根據該公式,口徑(N.A.)越大,艾瑞盤的半徑越小,亦即口徑(N.A.)越大則影像越清晰。這些數值即為評估鏡頭時之共通值。

口徑(N.A.)的定義
A
像側N.A. = N * sin θ´
B
物體側N.A. = N * sin θ
C
有效直徑

索引