第八章 典型光学系统VIP免费

第八章典型光学系统•眼睛及其光学系统•放大镜•显微系统•望远系统•投影系统和照相系统•照明系统8.1人眼光学系统眼睛是一个完整的成像光学系统，同时又是目视光学系统的接收器，可以看成是整个光学系统的一个组成部分。1、眼睛结构2、人眼的调节和适应3、人眼的屈光度误差及其校正4、人眼的分辨率和瞄准精度5、双眼的立体视觉8.1.1人眼的结构•人眼的生理结构•人眼的光学结构——简约眼•人眼相当于照相机眼睛简化成一个折射球面的模型，即简约眼折射面的曲率半径像方介质的折射率网膜的曲率半径物方焦距像方焦距光焦度5.56mm1.3339.7mm-16.70mm22.26mm59.88D简约眼简约眼n=1.33n=1.0R=5.56R=9.7人眼与照相机眼睛如同一只自动变焦和自动改变光圈大小的照相机。从光学角度看，眼睛中三个最重要的部分是水晶体、瞳孔和网膜，它们分别对应与照相机中的镜头、光阑和底片。8.2人眼的调节调节：眼睛通过睫状肌作用改变光焦度的大小以看清不同距离物体的过程称为调节。远点：眼睛能看清的最远点称为远点，用R表示近点：眼睛能看清的最近点称为近点，用P表示调节范围：调节范围A表示为远点距和近点距的倒数之差A、R、P的单位是屈光度（D）。pRprA11111mD眼睛在不同年龄时的调节能力和调节范围年龄1020304050607080近点距(cm)-7-10-14-22-40-20010040远点距（cm)2008040A=R-P(屈光度)141074.52.510.250人眼的适应眼睛能适应不同亮暗环境的能力称为适应。适应可分为明适应和暗适应。前者发生在由暗处到亮处时，适应时间大约几分钟；后者发生在由亮处到暗处时，适应时间大约30-60分钟。p141，表8-38.3人眼的屈光度误差及其校正•正常人眼完全放松时，眼睛的远点在无限远，则称其为正常眼，反之，称为非正常眼。非正常眼主要有以下三种类型：•近视眼：远点距为负值，有限远•远视眼：远点距为正值，有限远•散光眼：两个垂直子午面的远点距不同近视眼-r远视眼：r散光眼-r-r第一子午面第二子午面8.4人眼的分辨力•明视距离：人眼在近距离工作时的通常距离250MM.•分辨力：眼睛能分辩两个很靠近的点的能力称为眼睛的分辨率。•最小分辨角：能够分辩的最近两点对眼睛的张角称为眼睛的最小分辩角：60秒•最小分辨距离：在明视距离处（250MM）最小分辨角对应的线量：0.0725MM。人眼的瞄准精度•人眼认为标志对目标重合而实际未重合的最大误差。•瞄准精度与分辨力成正比，但不等于分辨力。K与对准方式有关：p143表8-4分辩力和瞄准精度两个不同的概念•分辨力是对静止的两个点的分辨能力•瞄准精度是对两个相对运动点重合的判断。•两个概念又是相互联系的，高的瞄准精度不仅取决于高的分辩力，同时也取决合适的瞄准方式。8.5双眼的立体视觉8.2放大镜•放大镜概述•放大镜的工作原理•放大镜的视放大率•放大镜的光束限制•放大镜用作目镜8.2.1放大镜概述•放大镜又称助视镜，当被观察物体的细节对眼睛的张角小于最小分辩角（1’）时，眼睛便无法分辩其细节，只能借助于目视光学仪器将其放大后再去观察。由此引入视觉放大率。8.2.2放大镜的工作原理图8.2.3视觉放大率•定义：通过目视光学仪器观察物体时，其像对眼睛张角的正切与直接看物体时物体对眼睛张角的正切之比•视放大率是一种主观放大率，不同于前面介绍的三种客观放大率。tgtg'放大镜的视放大率•当人眼直接观察物体时•当人眼通过放大镜观察物体时•视放大率Dylytg'''''''''fylPlflPytg''''''fDlPlftgtg通常D=250mm一般有：当时当时当时'l'fD'fD''fP0'PlD''''''fDlPlftgtg（标称放大率）（眼睛紧贴放大镜）8.2.4放大镜的光束限制•放大镜与人眼组合成一个组合系统•孔径光阑：人眼瞳孔•视场光阑：放大镜•视场光阑与物（像面）不重合，必产生渐晕放大镜的光束限制图A1A2A3放大镜的像方视场角1'(')/'tghaP'/'tghP2'(')/'tghaPK=1.0K=0.5K=0根据像方视场角可计算出物方视场的大小。当像平面在无限远时，y=f’tgw’8.2.5放大镜用作目镜提高放大镜放大率的可能性•一般说，我们将确定为放大镜的视放大率。•...