第六章 目視光學(xué)系統(tǒng)

第六章目視光學(xué)系統(tǒng)許劍QQ：381203482Phone：138260419412015年秋第五章光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量評(píng)價(jià)人眼的光學(xué)特性放大鏡顯微鏡系統(tǒng)人眼的光學(xué)特性人眼的構(gòu)造：人眼照相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦，自動(dòng)調(diào)節(jié)曝光度，水晶體鏡頭大視場(chǎng)，小景深，靈活的轉(zhuǎn)向。網(wǎng)膜底片man-madebeyondman-made！瞳孔光闌人眼的光學(xué)特性眼睛可以適應(yīng)不同遠(yuǎn)近，明暗的環(huán)境，所以眼睛有兩類調(diào)節(jié)功能。視度調(diào)節(jié)：眼睛成像系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)任意距離物體的改變焦距。正常人眼睛在完全放松的自然狀態(tài)下，無(wú)限遠(yuǎn)物體成像在視網(wǎng)膜上（即眼睛的像方焦點(diǎn)在網(wǎng)膜上），觀察近距離物體時(shí)，水晶體周圍的肌肉向內(nèi)收縮——水晶體前表面半徑變小，焦距縮短，后焦點(diǎn)前移，使有限距離的物體成像在網(wǎng)膜上.人眼的光學(xué)特性人眼在自然狀態(tài)下物（像）方焦距為：-16.7mm（22.8mm）。由單透鏡公式可知，r1變小后，f’也變小。人眼的光學(xué)特性為了描述人眼調(diào)節(jié)的程度，需要怎樣的物理量？視度：與網(wǎng)膜共軛的物面到眼睛距離的倒數(shù)。

SD的絕對(duì)值越大，說(shuō)明調(diào)節(jié)量越大。從－∞至－250mm內(nèi)可毫不費(fèi)力地調(diào)節(jié)。一般人閱讀或操作時(shí)常把觀察物放在。250mm處。調(diào)節(jié)范圍：能看清的最遠(yuǎn)與最近的視度之差。見(jiàn)表6.1人眼的光學(xué)特性瞳孔調(diào)節(jié)：眼睛虹膜自動(dòng)改變瞳孔的大小，以控制眼睛的進(jìn)光量。一般瞳孔可以在2mm到8mm之間調(diào)節(jié)。一個(gè)年齡為50歲的人，近點(diǎn)距離為-0.4m，遠(yuǎn)點(diǎn)距離為無(wú)限遠(yuǎn)。試求他的眼睛的調(diào)節(jié)范圍。設(shè)近點(diǎn)距離為p，遠(yuǎn)點(diǎn)距離為r調(diào)節(jié)范圍A為：人眼的光學(xué)特性人眼分辨率：眼睛剛能分辨的物點(diǎn)在網(wǎng)膜上成的兩像點(diǎn)之間距離。組成網(wǎng)膜的視神經(jīng)細(xì)胞的直徑在0.001~0.003mm之間，所以分辨率一般取0.006mm。但這個(gè)并不實(shí)用，如何用更直觀的物理量來(lái)描述它？視角分辨率！由和近軸區(qū)近似可得：人眼的光學(xué)特性換言之，只有物體成的像的視角大于1分，即60秒，人眼才能看清楚。另一方面，也有：要更好地看清物體，必須減少物距，但人眼調(diào)節(jié)能力有限，。為了看清微小物體，即擴(kuò)大人眼的視覺(jué)能力，人們常在人眼與物之間加入目視光學(xué)儀器（放大鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等）。放大鏡視放大率：

用儀器觀察物體時(shí)，視網(wǎng)膜上的像高與用人眼直接觀察物體時(shí)視網(wǎng)膜上的像高之比。ω儀為儀器觀察時(shí)，物體的像對(duì)人眼所張的視角；ω眼眼直接觀察時(shí)，物對(duì)眼的張角。放大鏡一般用眼直接觀察物體時(shí)，會(huì)把物體放在明視距離上。如圖可知：另一方面，由垂直放大率有：所以放大率：放大鏡兩種特殊情況：如果物體位于放大鏡前焦面F處，即l’=∞；或者眼睛位于放大鏡后焦點(diǎn)F’處，即p’=f’，有：如果像位于明視處，即p’-l’=250mm，有：放大鏡放大鏡的光束限制：光瞳是孔徑光闌，又是出瞳；放大鏡框是視場(chǎng)光闌和出、入射窗。均對(duì)光束起限制作用。所以，當(dāng)漸暈系數(shù)k分別為100%，50%，0時(shí)，像方視場(chǎng)角分別為：放大鏡放大鏡的視場(chǎng)：設(shè)物面在放大鏡的前焦平面上，則像平面在無(wú)限遠(yuǎn)，以漸暈50%計(jì)，有：即，此時(shí)的線視場(chǎng)：放大鏡放大鏡焦距為25mm，通光口徑為18mm，眼睛距放大鏡為50mm，像距離眼睛在明視距離，漸暈系數(shù)0.5，求：1）視放大率；2）線視場(chǎng)；3）物體位置1）視放大率2）線視場(chǎng)3）物體位置由可得顯微鏡顯微鏡由物鏡和目鏡組成，物體經(jīng)物鏡放大后成像在目鏡的物方焦平面上作為目鏡的物。首先有，和牛頓公式，另一方面，設(shè)Δ稱為光學(xué)筒長(zhǎng)，有顯微鏡的組合焦距為：所以放大率：顯微鏡從上式可見(jiàn)，實(shí)際上物體經(jīng)物鏡和目鏡兩次放大，目鏡的作用與放大鏡相同：顯微物鏡的β物和目鏡的Г目都刻在鏡筒上，講兩者相乘即得顯微鏡的放大率。顯微鏡顯微鏡能分辨開(kāi)的兩物點(diǎn)的最小距離σ為分辨率：NA為數(shù)值孔徑。視放大率和分辨率是互相制約的，它們必須滿足：一般取有效放大率為：顯微鏡已知顯微鏡目鏡Γ＝15×，問(wèn)焦距為多少？物鏡β=-