目视光学系统培训课程.ppt

二、眼睛的调节 眼睛的调节：眼睛对不同距离的物体的自动调焦的过程。 视度：与网膜共轭的物面到眼睛的距离的倒数，SD＝1/l （单位：屈光度，其中l以米为单位） 远（近）点：眼睛自动调焦所可能看清最远（近）的点， 远（近）点距离：远（近）点到眼物方主点的距离。 正常眼：眼睛的远点在无限远，近点很近，水晶体的像方焦点与视网膜重合。 明视距离：正常眼最方便和最习惯的工作距离，它等于 -250mm。 人眼的最大调节范围：近点和远点所对应的视度之差（SD近-SD远） 。范围随年龄变化如表6－1： 问：老花眼和远视是一回事吗？ 三、眼睛的分辨率 眼睛的分辨率：眼睛刚能分辨的两物点在网膜上成的两像点之间的距离。 人眼的生理结构决定这个距离至少要大于两个神经细胞的直径。 视神经细胞直径约0.003mm 一般取人眼的分辨率0.006mm 视角分辨率：眼睛刚能分辨的两物点对眼睛的张角ωmin。 在眼睛没有调节的松弛状态下，f ≈－16.68mm，可得ωmin≈60″： 由 可得 6.2 放大镜 一、工作原理 物体对人眼的张角称为视角。 人眼要看清物体，必须是物体对人眼的视角大于人眼分辨率。 放大镜不能满足对更细小的物体观察，考虑可以先用一组透镜把物体放大成像到放大镜前焦面上，再通过放大镜观察； 这样经过两级放大形成的光学系统称为显微镜系统； 靠近物体，把物体尺寸放大的透镜叫做显微物镜 靠近眼睛，用来扩大视角的放大镜叫做显微目镜。 1、衍射分辨率P123 一、工作原理 目视光学仪器的两个要求 扩大视角 出射平行光 显微镜是将近物成像于无限远，望远镜使无限远物体成像在无限远，所以望远镜是一个无焦系统 由于是无焦系统，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，光学筒长?＝0 望远镜有两种基本型式：伽利略望远镜、开普勒望远镜。 二、仪器的视度调节 以开普勒望远镜为例： 对近视眼：目镜应向物镜方移动，物镜的像点落在目镜物方焦点之内，经目镜后形成一视度为负的虚像。若此虚像位于近视眼远点，则通过人眼，成像于视网膜上。 对远视眼：目镜应向远离物镜方移动，物镜的像点落在目镜物方焦点之外，经目镜后形成一视度为正的实像。若此实像位于远视眼远点，则通过人眼，成像于视网膜上。 对于伽里略望远镜，近视或远视视度调节时，目镜该如何移动？ 4）倒像系统斜光束渐晕 当斜光束的对称轴线——主光线和光轴的交点在两透镜中间时，斜 光束的宽度最大。 F1 F2′ y -y′ ω′ ω 6.4 视度调节 一、眼睛的缺陷及校正 正常眼：远点在无限远，水晶体的像方焦点F′在视网膜上。 近视眼：F′在视网膜前，戴负透镜校正。 远视眼：F′在视网膜后，戴正透镜校正。 远点的倒数表示近视或远视的程度，称视度。1D＝100度。校正镜片焦距 例如：近视200度，表示SD=-2，远点距离 镜片焦距： 眼镜片的像方焦点正好和非正常眼的远点重合。 * * 第六章 目视光学系统 目视光学系统 眼睛的特性 放大镜 显微镜系统 望远镜系统 6.1、 眼睛的结构及其特性 人 眼——相机 水晶体——镜头:f=-17mm f′=23mm (在调焦范围内，-f=14.2~17.1mm , f1=18.9~22.8mm) 视网膜——底片 瞳 孔——光阑 ：2~8mm 一、人眼的结构 相当于自动调焦 的透镜系统 提高人眼分辨率的方法： 二、视（角）放大率Γ 目视光学仪器是帮助人眼扩大视角功能的，它的作用大小用视（角）放大率来描述。 视网膜上像的大小和视角的正切成正比，因此，把同一目标用仪器观察的视角ω仪 (ω′)和人眼直接观察的视角 ω眼 (ω)二者正切之比称为目视光学仪器的“视角放大率”。 要使光学仪器有扩大视角功能，则Γ大于1 一、放大镜的视角放大率 注：目视光学仪器目镜的工作原理和视角放大率的计算与放大镜完 全相同。 二、放大镜的光束限制和视场 注：放大镜的视场与视角放大率、放大镜口径、观察距离有关。 眼瞳为孔阑，放大镜为渐晕光阑，渐晕系数为1,0.5,0时，像方视场角分别为： 当物面放在放大镜前焦面时，像面无限远，k＝0.5时的线视场 6.3 显微系统 主要内容： 1、显微镜的成像原理及视角放大率 ； 2、孔径光阑与出瞳直径； 3、分辨率与有效放大率； 一、显微镜的成像原理及视角放大率 光学筒长△：F′物 到F目之间的距离。 人眼直接观察物视角 通过显微镜观察视角 故显微镜可以看成一个组合放大镜 当ω和ω′符号相反，观察到倒立的像 可得 习题1