第章-典型光学系统.ppt

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1、调节肌2、角膜(Cornea)：眼球前突出的透明球面膜，r≈8mm，n≈1.38；——主要折射成像界面(角膜—空气)1、巩膜：包围眼球的白色不透明外层，D≈25mm.眼球横切面一、眼睛(Eyes)的结构3、前室：角膜后水晶体前的空间，充满透明水状液n=1.336。§7.1眼睛及其光学系统调节肌5、虹彩膜：脉络膜前方的彩帘（水晶体前），眼球前的颜色。8、后室：水晶体后、由视网膜包围的空间，玻璃液n=1.336。4、脉络膜：巩膜内侧、视网膜外侧包围的黑色膜层，吸收从视网膜透过的光线，把后室变为暗室。6、瞳孔(Pupil)：虹膜中央圆孔，孔径光阑，限制

2、进入人眼光通量，D≈2～8mm.7、水晶体(Crystallinelens)：双凸透镜★调节肌作用改变水晶体曲率(焦距)，不同距离物均成像于视网膜。★自外层至内层的折射率n逐渐增大（1.37→1.41）——校正像差(3)盲斑（点）：视神经的出口，无感光细胞，视网膜的像被传输至大脑形成视觉。辐射接收器杆状细胞：对光刺激极敏感，感光（明暗视觉）.锥状细胞：感色（色视觉）9、视网膜(Retina)：后室内壁、连接脉络膜的一薄膜，由神经细胞和神经纤维构成。——感光和成像的位置。调节肌黄斑(Macula)：视网膜中部、黄色椭圆形区域。中心凹：黄斑点中心D≈

3、0.25mm区域，密集感光细胞，视觉最灵敏。二、眼睛——共轴光学系统2、视轴：黄斑中心与眼睛光学系统像方节点的连线。——眼球转动，使视轴对准观察物体并成像于黄斑上，视觉最清晰。1、成像过程：——折射球面：外界光线经角膜折射——孔径光阑：瞳孔自动调节直径控制入射光能——变焦系统：水晶体自动调节，保证成像于视网膜上——成像面：视网膜3、视场(角度)水平视场约达160°垂直视场约达130°最清晰的视场范围：视轴周围6°～8°3、简化眼模型角膜顶点视网膜眼睛像方焦点与视网膜重合4、物体经眼睛成像于视网膜★视角ω：★人眼对物体大小的感觉，取决于像在视网膜上

4、的大小；或，视网膜上的像对眼睛光心张角（视角）的大小。★视角取决于物的大小和物距，但是物距必须在近点之外。视角大小超过人眼极限分辨角的物体细节，才可被分辨。★眼睛的光心O0：眼睛节点、主点近似看做重合的位置。（进一步简化）三、眼睛的调节及校正1、调节：眼睛成像系统对任意距离物体成像时，通过改变水晶体曲率达到自动调焦的过程。★能清晰调焦的极限距离：远点(farpoint)距离lr近点(nearpoint)距离lp远点lr(调节肌完全放松)近点lp(调节肌最大收缩，曲率半径最小)幼年∞-7～-8cm青中年∞-14→-40cm（明视距离-25cm）老年

5、+200→+40cm约-200cm★远点发散度（会聚度）：★近点发散度（会聚度）：★眼睛的调节能力：眼睛的视度★眼睛的视度(diopter)：通常所说的眼镜度数对应视度数值×100。2、非正常眼睛及其矫正1）近视眼：无穷远物点成像于视网膜之前，远点为有限远。加正透镜将远点校正到无穷远2）远视眼：无穷远物点成像于视网膜之后；近点变远，非明视距离。加负透镜将远点校正到无穷远50岁之后，老花眼！Myopia/NearsightednessHyperopia/Farsightedness例：某60岁老人，裸眼看到的近点距离为-200cm，远点距离+200

6、mm，估算老人佩戴的远视眼镜的视度？★远视眼镜的视度：★眼睛的调节能力：例：已知远视眼的近点lp=-400mm，需加校正透镜的光焦度为多大，才能看清眼前250mm处的物体。手术治疗（4）白内障：水晶体变为浑浊而不透明。（3）散光眼(Astigmatism)：★原因：角膜、或水晶体（两表面）不对称，是非球面造成.此时，眼轴上的物点对应有两条像线，眼睛在两个对称主截面上的焦距不同，即远点距离不同。像散导致不同方向的线条不能同时看清。视度★眼睛的散光度：圆柱面透镜可校正散光四、眼睛的适应能力★适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。明适应：从暗处到

7、亮处——瞳孔自动缩小暗适应：从亮处到暗处——瞳孔自动增大五、眼睛的分辨率★眼睛的分辨能力：人眼能分开最靠近两个相邻点的距离.★眼睛的极限分辨角：刚能分辨开的两点对人眼的张角，即人眼最小的视角。★视角：物体对人眼的张角。1、概念补充：根据瑞利判据计算理想光学系统分辨率（波动性）2、人眼的分辨能力⑴极限分辨角：白天的瞳孔直径D=2mm对应于视网膜上极限分辨距离：0.006mm约为两个视神经细胞直径，超过该距离的两像点可被分辨.★通常认为，白天人眼的极限分辨角：★照明条件变差，瞳孔直径增大，眼睛系统的像差增大，分辨能力下降。六、眼睛的对准精度★对准误差

8、（人眼的瞄准精度）偏离置中或偏离重合的线距离或角距离。★对准：垂直于视轴方向上的重合或置中过程。双线端部对准单线误差±10″叉线对准单线