•最大调节范围＝近点视度－远点视度
第三章眼睛的目视光学系统应用光学
2、瞳孔调节
• 虹膜可以自动瞳孔大小，以控制人眼的进光量
• 强光下，白天 D=2mm; 夜晚，D=8mm
• 设计光学仪器时，仪器的出射瞳孔要和人眼瞳孔大 小配合，白天使用的可以小些，夜晚使用的则要大 一些
第三章眼睛的目视光学系统应用光学
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2、近视眼的特点 • 近视眼像方焦点在视网膜前方，无限远物不能成
像在网膜上
•F ’
• 近视眼看不清无限远目标，看到的最远距离（远 点）是有限的，这个距离是近视眼视网膜的物方 共轭面；眼睛依靠调节只能看清远点以内的物体
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• 近视程度用远点距离对应的视度表示
•直接观察：
•ω眼
•－y’眼 •π ’
•-y’眼=π’tgω眼
•用仪器观察：
• ω仪
•－y’仪 •π ’
•-y’仪=π’tgω仪
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•用仪器观察时网膜上的像高和人眼直接观察时 网膜上的像高之比表示了仪器的放大作用，称为 视角放大率，用Г 表示。
•2、成像在无限远（出射平行光）
• 放大镜工作原理
•只要物体对人眼的张角大于人眼的视角分辨率即 可看清楚
• 如果物体对人眼张角小于60”，人眼看不见， 则可以考虑借用仪器来观察。
• 1. 物体必须放在系统的物方焦平面处，使得 出射光为平行光。
• 2.从仪器出射的光线对人眼的张角必须大于人
眼直接观察时物体对人眼的张角，人眼直接观察
•例如：15倍的放大镜，焦距为16.6，假设双凸，则 两个半径为17毫米左右，若平凸，则半径为8.5毫米 左右。 为此，设计了显微镜，即复杂化的放大镜
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• 显微镜的工作原理
•物镜
•目镜
• y’
•-y
•F’物
•F目
• ω仪
•f ’物
•Δ
•-f目
• 显微镜同放大镜一样，需将物体放在物方焦平面处，为 提高放大率，先将此物体放大，经过两次放大，放大率 就有很大提高。前面的系统叫物镜，后面的系统叫目镜
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•二、体视误差
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/7
第三章眼睛的目视光学系统应用光学
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目视光学仪器的视放大率大于1 目视光学仪器所成的像应该位于无限远。 这是对目视光学仪器的两个共同要求。 根据所观察目标的情况不同，目视光学仪器分为 两大类：一类叫望远镜，它是用于观察远距离目标的； 另一类叫显微镜，它是用于观察近距离微小目标的。
第三章眼睛的目视光学系统应用光学
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•二、双眼深度感觉 •1、转动视轴，注视目标时肌肉紧张程度
•视轴：眼睛像方节点与黄斑中心连线
•A •α1 •B •α2
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•2、立体视觉－－体视
体视的产生(视差角)
•B
•A
•αB •αA
•A、B离眼睛距离相同，此时： •αA= aB
• b1、b2都在a1、a2的同侧； • a1b1=a2b2
移动量，但此时移动的是目镜，目镜移动方向为朝 向物镜；
•当SD为“＋”时，x为“－”， x远离目镜，目镜
移动方向为远离物镜；
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第五节 空间深度感觉和双眼立体视觉
一、单眼深度感觉
单眼判断远近的依据： 1、物高已知时，根据视角判断； 2、根据物体之间的遮蔽关系和日光阴影等； 3、根据对物体细节的分辩程度、空气透明度； 4、根据眼睛的调节程度
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•二、目视光学仪器的视度调节
•物镜
•目镜
•F’物
•F目
•F
’
•正常眼
•近视眼
•F目
•F ’
•F目
•远视眼 •F ’
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•调节量的计算
•由 xx’=ff’，
•
x=-f’目2/ x’= -SD f’目2 /1000 (mm)
•注意：
•当SD为“－”时，x为“＋”， x是物相对于目镜
•开普勒望远镜：•Г<0，成倒像，系统中存在实像
•F’物 •F目
•伽利略望远镜：•Г>0，成正像，系统中存在虚像
•F’物 •F目
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•性质：
•y • -y’
•Г=•γ •=1/β =D/D’
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第四节 眼睛的缺陷和目视光学仪器的视度调 节
• 以上是对应视轴周围很小范围内的视角分辨率。当物 体偏离视轴时，视神经细胞加大，分辨率迅速下降，如图 曲线所示。 • 图中横坐标代表物点和眼的连线与视轴之间的夹角， 纵坐标代表相对分辨率（假定黄斑的分辨率等于1）。
•图 5-4
•视角分辨率（相对值）•Fra bibliotek侧黄斑
鼻侧
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•对线的分辨率： •一直线的像刺激着一系列视神经细胞，而另一直线的 像又刺激着旁边的另一列视神经细胞，所以眼睛能够 敏锐地感觉到它们之间的位移。 •分辨率可以提高到10’’
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• 立体视觉半径 • 立体视觉误差
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第六节 双眼观察仪器
一、体视放大率 若人眼直接观察的视差角为α眼，通过仪器后视
差角放大为α仪，则体视放大率定义为
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•人眼直接观察时 •进入仪器物方视差 角 •通过仪器的视差角 •因此
第三章眼睛的目视光学 系统应用光学
2020/12/7
第三章眼睛的目视光学系统应用光学
本章主要解决的问题： • 眼睛的构造 • 望远镜、显微镜的工作原理 • 眼睛与目视光学仪器配合的问题、眼睛缺陷
及调整
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第一节 人眼的光学特性 • 人眼的构造
•从光学角度看，主要有三部分： •水晶体 •－－－－镜头 •视网膜 •－－－－底片 •瞳孔 •－－－－光阑
1
•a •b 22
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体视锐度、体视半径、体视误差 ➢视差角之差Δα的大小标志着物体远近差别的大小
•Δα≤10″时，人眼就分不清A、B的远近区别了，这一极限值
称为体视锐度
➢人眼有体视的最大距离称为体视半径
➢能够判断远近的体视范围内，对两物体是否处在同 一空间深度的判断是有误差的，称为体视误差
• y’
•F’物 •F目
• ω’
• －f
目
•用了仪器以后目标像对人眼的张角 •仪器的像方视场角 •人眼直接观察物体时对人眼的张角
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• • • •
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• 要增大视角
•
成正像
•
成反像
• 两类系统
• 1。刻卜勒望远镜
• 2。伽利略望远镜
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•一、眼睛的缺陷和校正
•1、正常人眼的焦点F’、远点和近点
正常人眼在自然状态下，无限远物体成像在网膜 上，即焦点F’与网膜重合
•F’
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正常人眼观察近距离物体时，依靠人眼视度调节 可以将F’点前移，使像成在网膜上 人眼能看清的最远距离称为远点，远点是人眼自 然状态下与网膜像相共轭的物平面位置 人眼依靠调节能看清的最近距离称为近点
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• 在瞄准测量中常常把对线的分辨率叫做对准 精度。 综合一下，看得清的条件： 必要条件：成像在视网膜上
充分条件：对二点,视角 》60” 对二线,视角 》10”
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第二节 放大镜和显微镜的工作原理
人眼的视角分辨率（60”）。物高y和物距l满足关系： y/L≥0.0003（≈60“）
时物体放在250毫米处
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•F
•-f=f ’
• ω仪
•－y’
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放大镜的视放大率只与放大镜的焦距有关
注意，这里统一规定人眼直接观察时，物体放在离人 眼250毫米处，如果不能满足这个条件，公式就不是 250除以焦距
要提高放大镜的倍率，就必须减小透镜的焦距，单个 透镜的焦距不可能做的很小，为什么？
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•4、远视眼的特点 • 远视眼像方焦点在视网膜后方，依靠调节有可能
看清无限远物体
•F’
• 远视眼的远点在眼睛后方；近点距离比正常人眼 增加
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•F’
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•A3
•A2
•A1
•A4
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• 眼睛的调节：视度调节、瞳孔调节
•1、视度调节 定义：随着物体距离改变，人眼自动改变焦距，使 落在视网膜上的过程。
•F’
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• 调节量的表示：视度 •与网膜共轭的物面到眼睛的距离的倒数
• l 单位为米 • 明视距离和近点、远点
•明视距离：眼睛前方250mm，SD=(1 / (-0.25))= -4 • 近点：眼睛通过调节能看清物体的最短距离 • 远点：眼睛能看清物体的最远距离
这个公式同单个放大镜的视放大率一样，因此显微镜 可看成一个复杂化的放大镜 不同倍率的物镜和目镜都可以互换，为保证互换性， 要求显微镜物镜的物平面到像平面的距离都等于195 毫米