《典型光学系统》PPT课件.ppt

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1、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-16.70mm22.26

2、mm59.88D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）。眼睛在不同年龄时的调节能力和调节范围年龄102030

3、4050607080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

4、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

5、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

6、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。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通常D=250mm一般有：当时当时当时（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

7、的可能性一般说，我们将确定为放大镜的视放大率。放大率取决于焦距，与焦距成反比。当单透镜的焦距不能减小时，放大率受到限制，于是，有了显微镜。8.3显微系统显微系统的构成显微镜的成像原理显微镜的视放大率显微镜中的光束限制显微镜的分辨力显微镜的有效放大率照明系统8.3.1显微系统的构成照明系统＋成像系统成像系统=物镜＋目镜8.3.2显微镜成像系统工作原理8.3.3显微镜的视放大率（一）人眼直接观察物体人眼观察显微镜的像显微镜的视放大率显微镜的视放大率（二）显微镜为两次放大，放大率为两次放大的乘积显微镜实质上就是一个组合的放大镜对显微镜成像的

8、几点分析物平面应位于物镜的物方焦点到两倍焦距之间，以实现物镜的一级放大。物平面应位于整个显微镜组合物方焦点以内，并十分靠近物方焦点处，以使得物体经显微镜成像于250MM以外至∞处。显微镜可以通过调换不同倍率的物镜和目镜，