第7章工程光学

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1、第7章第7章眼睛及目视光学系统§7.1眼睛的光学成像特性眼睛及目视光学系统7.1.1眼睛的结构—精巧的照相机•§7.1眼睛及其光学系统人眼是与目视光学系统•§7.2放大镜配合使用•§7.3显微镜系统的，所以眼•§7.4望远镜系统睛应该看成•§7.5目镜是整个光学系统的一个部分。127.1.2眼睛的调节2.瞳孔调节1.视度调节视度——与视网膜相共轭的物面到人眼距离的倒数。SD=1/l适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离物体自动调焦的过程。应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完成。调节能力用能

2、清晰调焦的极限距离表示：lr、lp(远点距、近点距)明适应：暗——亮，瞳孔自动缩小。暗适应：亮——暗，瞳孔自动增大。令R1lrP1lP表示其发散度（会聚度）11眼睛的虹彩可自动改变瞳孔大小，以控制眼睛的眼睛的调节能力表示为ARP1D=1m-1lrlp进光量，一般人眼在白天光线较强时，瞳孔缩到2mm年龄102030404550607080左右，夜晚光线较暗时，瞳孔扩大到8mm左右。设计目视光学系统时，要考虑仪器与人眼瞳孔的配合。Lp(mm)-70-100-143-222-286-400-20001000400P

3、(D)-14-10-7-4.5-3.5-2.5-0.512.5l(mm)∞∞∞∞∞∞2000800400rR(D)0000000.51.252.5A141074.53.52.510.25034眼睛及其光学系统7.1.3眼睛的缺陷及校正正常眼：眼睛的远点在∞,或眼睛光学系统的像方焦点在视网膜上。反常眼：近视眼：远点位于眼前有限距眼睛的折光能力太强要加个负透镜抵消远视眼：远点位于眼后有限距眼睛的折光能力太弱要加个正透镜加强。散光眼眼的光焦度在不同方向不同，造成一物点发出的光束经眼睛不能相交于同一点上。一般在某正交的方向上

4、作矫正。斜视眼、散光近视561眼睛及其光学系统四、眼睛的视角五、眼睛的分辨率眼睛的分辨率是眼睛的重要光学特性，也是设计目视光学仪器的重要依据之一；眼睛分辨率：将眼睛刚能分辨的两物点在网膜上成的两像点间的距离称为眼睛分辨率.眼的分辨率与网膜上神经细胞大小有关。要使两像点能被分辨，它们间距离至少要大于两个神经细胞的直径。黄斑上视神经细胞直径约为0.001-0.003mm，所以一般取0.006mm为人眼的分辨率。另外一个最常用的描述人眼分辨能力的是0.006mm对人眼的物空间张角刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张的角度——极

5、限分辨角。1.22140yy()DDtg白天：2mm——70”——0.006mmlle'眼睛在松弛状态：f’=23mm得=a/f’=0.006/2360"（良好照明）78眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统六、眼睛的瞄准精度（对准精度）分辨：眼睛能区分开两个点或线之间的线距离或设计目视光学仪器时，必须考虑眼睛的分角距离的能力。辨率。应满足：对准：垂直于视轴方向上的重合或置中过程。对准误差(精度)：对准后，偏离置中或重合的线仪=tan/tan/距离或角距离。：被观察物体所需

6、的分辨角。±60"±10~20"±10"±5~10"不同瞄准方式的瞄准精度910眼睛及其光学系统7.1.7双目立体视觉7.2放大镜对物体位置在空间分布以及对物体人眼感觉到的物体大小取决于其像在视网膜上的大小，因眼睛焦体积的感觉——立体视觉。距一定，故取决于物体对人眼所张的视角大小。距离眼睛越近视角越大。但必须满足两个条件：1.单眼观察（1）物体位于近点之外（2）物体细节对眼睛的张角不得小于眼睛的极限分辨角60”。2．双眼观察双像单一像物在两眼视网膜上的像必须位于视网膜的对应点，即相对于黄斑中心对目视光学系统的两个基本要求

7、的同一侧时，才有单像的印象（1）其像对人眼的张角大于人眼直接观察时物体对人眼的张角；11（2）目标物通过仪器后应成像在无限远处。1227.2放大镜7.2放大镜7.2.1放大镜的视觉放大率7.2.1放大镜的视觉放大率目视光学仪器的放大率不能用理想光学系统中所讨论设人眼后节点到视网膜的距离为l'，上式的横向放大率或角放大率等来理解。理想光学系统的放y'l'tgtg又可写作iii大率是对于一对共轭物像位置的放大率，它是客观存在y'el'tgetge（7-10）式中，的，与人的因素无关，因而也称客观放大率。而

8、用眼睛i为用仪器观察物体时，物体的像对人眼所张的视角，通过仪器观察物体时，有意义的是像在视网膜上的大小。e为人眼直接观察物体时对人眼所张的视角。视觉放大目视光学仪器的放大率用视觉放大率表示，其定义为，率是用人眼来“测量”像的大小变化，因此也称主观放大率。用仪器观察物体时视网膜上的像高'与用人眼直接yi'观察物体时