工程光学第七章典型光学系统.pptVIP

三、望远镜的视场 开普勒望远镜的物镜框是孔径光阑，也是入瞳；出瞳在目镜外面，与人眼重合。目镜框是渐晕光阑，一般允许有50%的渐晕。物镜的后焦面上放置分划板，为视场光阑。 因此，望远镜的物方视场角ω满足： 分划板半径 其2ω一般不超过15°，人眼观察时，必须满足光瞳相衔接，才能看到望远镜的全视场。 * 当前第30页\共有43页\编于星期四\23点 §7-5 目镜 目镜的作用与放大镜类似，把物镜成的像放大在人眼的远点或明视距离。其光学参数有：焦距、视场角、相对镜目距、工作距。 一、视场 目镜的视场取决于望远镜的视觉放大率和物方视场角2w，即： 一般可达40°~50°，广角目镜可达60°~80°，双目仪器不超过75°。 二、镜目距 指目镜后表面的顶点到出瞳的距离（P′）。相对镜目距是其与目镜焦距之比。 * 当前第31页\共有43页\编于星期四\23点 主要介绍以下成像光学系统的成像特征和设计方法 ①成虚象的目视光学系统（放大镜、显微镜、望远镜） ②成实像的眼睛、摄影和投影系统。 §7-1 眼睛及其光学系统 眼睛既是一个完整的成像光学系统，又是一个目视光学系统的接受器，可以看成整个光学系统的一个组成部分，因此它的构造和成像特性在设计和研究目视光学系统时要考虑。 一、眼睛结构 * 当前第1页\共有43页\编于星期四\23点 ①角膜和巩膜 眼球被一层坚韧的膜所包围，前面凸出的透明部分称为角膜，其余为巩膜，光线首先经过角膜。 ②前室 角膜后充满透明液体的空间。 ③虹膜和瞳孔 前室的后壁为虹膜，中间的圆孔为瞳孔，其直径能随外界景物亮暗程度的变化而本能的改变大小，以调节进入眼睛的光能量，是孔径光阑。 ④水晶体 在虹膜之后，它是由多层折射率不同的薄膜构成的，可看成一个双凸透镜，水晶体周围睫状肌的紧张和松弛能使其表面的曲率半径发生改变，从而使不同距离的物体都能清晰成像在网膜上。 ⑤后室 水晶体后面的空间，充满着胶状透明液体。 * 当前第2页\共有43页\编于星期四\23点 ⑥网膜 后室内壁一层由神经末稍组成的视网膜，是感光部分。物体成像在其上是倒像，但由于神经的内部作用，感觉仍然是正像。 ⑦黄斑 网膜上视觉最灵敏的区域。 ⑧盲点 视神经的出口，没有感光细胞，不产生视觉。 因此，眼睛如同一个自动调焦和自动改变光圈大小的照相机，从光学角度看，眼睛中的水晶体、瞳孔、网膜分别对应于照相机中的镜头、光阑和底片。 二、眼睛的调节及校正 （一）调节 指眼睛通过睫状肌的作用，本能地改变水晶体光焦度的大小，以看清不同距离物体的过程。 * 当前第3页\共有43页\编于星期四\23点 远点：肌肉完全放松时，眼睛能看清的最远点。 近点：肌肉处于最紧张状态时，能看清的最近点。 近点和远点到眼睛物方主点的距离，称为远点距离和近点距离。则眼的调节能力为： 远点距离 近点距离 R为远点视度，P为近点视度，单位为屈光度（D）=1/m。 医学上， 1D=100度。 随着年龄增大，肌肉调节能力下降，调节范围减小。 （二）眼的缺陷及校正 眼睛的远点在无限远或眼光学系统的后焦点在视网膜上，称为正常眼。 正常眼观察近物时，物体距眼最适宜的距离是250mm，称为明视距离M。 * 当前第4页\共有43页\编于星期四\23点 ①近视眼 近视眼的网膜离水晶体太远或水晶体表面曲率太大，无限远物点成像在网膜之前，远点在眼前有限远。 需配一负光角度凹面透镜，透镜的像方焦点与眼睛的远点重合，这样，无限远物点就能成像在网膜上。 * 当前第5页\共有43页\编于星期四\23点 ②远视眼 其网膜离水晶体太近或水晶体表面曲率不够大，导致明视距离处物点成像在网膜的后面，其远点在眼睛之后，近点在眼前较远处或眼睛之后。 配一正光焦度凸面透镜，使明视距离处物点能成像在网膜上，其焦距恰好等于远点距。 * 当前第6页\共有43页\编于星期四\23点 ③散光眼 眼的水晶体或角膜表面的不对称，眼的光焦度在不同方向上不同，造成一物点发出的光束经眼睛不能相交于一点。散光眼在观看辐射状直线圆形时只能看清某个方向的线条，与此垂直的线条则觉得模糊。在两个相互垂直的方向上（散光轴），光焦度分别有最大、最小值，两者差称为散光度。 散光眼需用柱面透镜校正。如为近视散光或远视散光用球柱面透镜校正。 * 当前第7页\共有43页\编于星期四\23点 三、眼睛对光强度变化的适应 眼对不同亮暗环境的适应能力称为眼的适应。 主要原因：①当亮照明时，起作用的视细胞是灵敏度高的锥状细胞；②暗照明时，起作用的视细胞是灵敏度低的柱状细胞。 次要原因：瞳孔的自动增大和缩小。 适应分为：①明适应：由暗处到亮处，适应时间大约几分钟；②暗适应：由亮处到暗处，适应时间大约30～60分钟。 四、眼睛的分辨率和瞄准精度 眼能分辨两个很靠近点的能力，为眼的分辨率；能分辨的两个最近两