工程光学眼睛及目视光学系统
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1、1第第7章章眼睛及目视光学系统眼睛及目视光学系统 7.17.1 眼睛的光学成像特性眼睛的光学成像特性 7.27.2 放大镜放大镜 7.37.3 显微镜系统显微镜系统 7.47.4 望远镜系统望远镜系统 7.57.5 目镜目镜2第第7章章 眼睛及目视光学系统眼睛及目视光学系统7.1 眼睛的光学成像特性眼睛的光学成像特性一、眼睛的结构一、眼睛的结构精巧的照相机精巧的照相机3Prl1Pl1R 令令 表示其发散度（会聚度）表示其发散度（会聚度）prl1l1PRA 1D=1m-1年龄102030404550607080Lp(mm)-70- 100-143-222-286-400-20001000400P
2、(D)-14-10-7-4.5-3.5-2.5-0.512.5lr(mm)2000800400R(D)0000000.51.252.5141074.53.52.510.250A二二. 眼睛的调节及适应眼睛的调节及适应1、视度调节、视度调节 视度视度与视网膜相共轭的物面到人眼距离的与视网膜相共轭的物面到人眼距离的倒数倒数。SD=1/l眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离物体眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离物体自动调焦的过程自动调焦的过程。调节能力用能清晰调焦的极限距离表示：调节能力用能清晰调焦的极限距离表示：lr、lp(远点距、近点距远点距、近点距)42 2、瞳孔调节、瞳孔调节3 3、适应、适应
3、适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完适应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完成。成。n 明适应：暗明适应：暗亮，瞳孔自动缩小。亮，瞳孔自动缩小。n 暗适应：亮暗适应：亮暗，瞳孔自动增大。暗，瞳孔自动增大。5三、眼睛的缺陷及校正三、眼睛的缺陷及校正n正常眼：正常眼：眼睛的远点在眼睛的远点在,或眼睛光学系或眼睛光学系统的像方焦点在视网膜上。统的像方焦点在视网膜上。n反常眼：反常眼：近视眼：近视眼：远点位于眼前有限距远点位于眼前有限距 远视眼：远视眼：远点位于眼后有限距远点位于眼后有限距 散光眼、斜视眼、散光近视散光眼、斜视眼、散光近视
4、6眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统7lylytge 四、眼睛的视角8刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张的角度的角度极限分辨角极限分辨角 。白天：白天：2mm70”0.006mm眼睛在松弛状态：眼睛在松弛状态：f =23mm 得得 = a /f = 0.006 /23 60（良好（良好照明）照明）眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统)(D140D22. 1 五、眼睛的分辨率五、眼睛的分辨率9眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统设计目视光学仪器时，必须考虑眼睛的分设计目视光学仪器时，必须考虑眼睛的分辨率。应满足：辨率。应满足： 仪仪 = tan /tan / ：被观察
5、物体所需的分辨角。被观察物体所需的分辨角。10眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统601020510 10不同瞄准方式的瞄准精度不同瞄准方式的瞄准精度六、眼睛的瞄准精度（对准精度）六、眼睛的瞄准精度（对准精度）n分辨：分辨：眼睛能区分开两个点或线之间的线距离或眼睛能区分开两个点或线之间的线距离或角距离的能力。角距离的能力。n对准：对准：垂直于视轴方向上的重合或置中过程。垂直于视轴方向上的重合或置中过程。n对准误差对准误差( (精度精度) )：对准后，偏离置中或重合的线对准后，偏离置中或重合的线距离或角距离。距离或角距离。11眼睛及其光学系统眼睛及其光学系统七七. 双目立体视觉双目立体视觉对物体位置
6、在空间分布以及对物体对物体位置在空间分布以及对物体体积的感觉体积的感觉立体视觉。立体视觉。1. 单眼观察单眼观察2双眼观察双眼观察双像双像单一像单一像物在两眼视网膜上的像必须位于视物在两眼视网膜上的像必须位于视网膜的对应点，即相对于黄斑中心网膜的对应点，即相对于黄斑中心的同一侧时，才有单像的印象的同一侧时，才有单像的印象12 tgtgtgltglyyeeei 250yLytg 人眼直接观察时：人眼直接观察时：lPyflflPytg 通过放大镜观察时：通过放大镜观察时：放大镜放大镜-L- -yAByey yy y-lfPF 7.2 放大镜放大镜一、视觉放大率一、视觉放大率 - -yyi13f25
7、0lPlf 放大镜放大镜并非常数并非常数y yy y-lfPF 14放大镜放大镜1) 当当l= ，或或P=f时时， 0=250/f 2) 正常视力的眼，正常视力的眼， P-l= 250，看书用看书用fPf2501fl1 如果眼睛紧贴放大镜，即如果眼睛紧贴放大镜，即P=0，则，则f2501 结结论论f250lPlf y yy y-lfPF 15眼瞳：眼瞳：孔径光阑，系统的出瞳孔径光阑，系统的出瞳放大镜框：放大镜框：视场光阑，入窗，出窗，同时也是渐晕光阑视场光阑，入窗，出窗，同时也是渐晕光阑（视场光阑与物面不重合视场光阑与物面不重合）放大镜放大镜虚像平面虚像平面 1 22a2hP场阑场阑出瞳出瞳y
8、KD=1KD=0.5KD=0二光束限制和线视场二光束限制和线视场16Phtg:5 . 0KD Ph500tgf2y2o 2hyFPfF 当物面位于放大镜前焦面时，其线视场当物面位于放大镜前焦面时，其线视场2y（50%渐晕）渐晕）:17P ah500tgf2y2o P ah500tgf2y2o Pahtg:1K1D Pahtg:0K2D 2hPyFf 2hyFPfF187.3 7.3 显微镜系统显微镜系统19e0e0eoeef250f250ff250fy250 y250yf ytgtg 显微镜系统显微镜系统-y FoFe眼瞳眼瞳y场阑场阑一显微镜的视觉放大率一显微镜的视觉放大率（物体一次像位于目
