目視光學(xué)儀器的對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差

1.眼睛的瞳孔De2.視場2W3.眼睛的調(diào)節(jié)能力4.眼睛的光譜靈敏度大照度0.570μ中照度0.555μ小照度0.512μ5.眼睛對(duì)襯度的靈敏度

ΔB/BΔB目標(biāo)與背景亮度差,B背景亮度在正常情況下為1.7%≈2%6.眼睛的分辨率第二節(jié)目視光學(xué)儀器的對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差一、與光學(xué)測量有關(guān)得人眼特性1目前一頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)第二節(jié)目視光學(xué)儀器的對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差2目前二頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)第二節(jié)目視光學(xué)儀器的對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差3目前三頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼是非常精密的成像光學(xué)系統(tǒng)，（動(dòng)物眼睛？）但并非理想系統(tǒng)，也存在像差，以及缺陷眼睛的結(jié)構(gòu)——成像光學(xué)系統(tǒng)人眼本身相當(dāng)于攝影光學(xué)系統(tǒng)，在角膜和視網(wǎng)膜之間的生物構(gòu)造均可以看作成像元。

第二節(jié)目視光學(xué)儀器的對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差4目前四頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜1鞏膜是眼球的第一層保護(hù)膜，白色、不透明、堅(jiān)硬；角膜2角膜是鞏膜的最前端部分，無色而透明；有感覺神經(jīng)，無血管眼睛內(nèi)的折射主要發(fā)生在角膜上（三分之二的屈光度）；脈絡(luò)膜3脈絡(luò)膜是眼球的第二層膜，上面有供給眼睛營養(yǎng)的網(wǎng)狀微血管；5目前五頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜脈絡(luò)膜虹膜4虹膜是脈絡(luò)膜的最前端部分，含有色素細(xì)胞，決定眼的顏色；（不同的人種和物種有不同的顏色）瞳孔5瞳孔是虹膜中間的小孔，隨著外界明亮程度的不同，虹膜肌肉能使瞳孔的直徑

在2--8mm范圍內(nèi)變化；它是人眼的孔徑光闌。（瞳孔可以不是圓的，貓眼）6目前六頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜細(xì)胞（視錐/桿細(xì)胞），錐狀細(xì)胞直徑約5微米，長35微米；桿狀細(xì)胞直徑2微米脈絡(luò)膜，長約60微米。它們?cè)诰W(wǎng)膜上的分布式不均勻的。在黃斑中心凹處虹膜瞳孔網(wǎng)膜6視網(wǎng)膜是眼球的第三層膜，上面布滿著感光元素，即錐狀細(xì)胞和桿狀是錐狀細(xì)胞的密集區(qū)而沒有桿狀細(xì)胞，由中心向外，逐漸相對(duì)變化；黃斑中心凹7目前七頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜

光脈絡(luò)膜8盲斑（點(diǎn)）是網(wǎng)膜上沒有感光元素的地方，不能引起光刺激。虹膜瞳孔網(wǎng)膜7黃斑中心凹是人眼視覺最靈敏的地方。視神經(jīng)細(xì)胞黃斑中心凹神經(jīng)纖維盲斑大腦盲斑晶狀體8目前八頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜率都是不均勻的，由里層到外層逐漸減少，有利于提高脈絡(luò)膜成像質(zhì)量。晶狀體的平均折射率為1.40，其周圍是毛狀肌虹膜瞳孔網(wǎng)膜似雙凸透鏡，是眼睛光學(xué)系統(tǒng)的成像元件，其密度和折射

能改變晶狀體的表面曲率，使人眼在看遠(yuǎn)近不同的物體時(shí)。白內(nèi)障，嚴(yán)重時(shí)致盲！！黃斑中心凹盲斑晶狀體9晶狀體在虹膜后面，是由兩個(gè)不同曲率的面組成的透明體，9目前九頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜角膜和晶狀體之間的空間稱為前室；充滿1.336的水狀液；房水脈絡(luò)膜晶狀體和網(wǎng)膜所包圍的空間稱為后室;充滿1.336的玻狀體；叫玻璃體，具有支撐，減震，代謝作用。玻璃體混濁（飛蚊癥）虹膜瞳孔網(wǎng)膜

黃斑中心凹

盲斑晶狀體前室后室10目前十頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼的構(gòu)造剖視圖鞏膜角膜

脈絡(luò)膜眼睛的像方節(jié)點(diǎn)與中心凹的連線為眼睛的視軸,在觀察物虹膜瞳孔網(wǎng)膜

體時(shí)眼睛本能地把物體瞄準(zhǔn)在這根軸上。黃斑中心凹

盲斑晶狀體前室后室1.3761.3361.336光軸視軸11目前十一頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)

從光學(xué)角度看，最主要的是：水晶體、和瞳孔和視網(wǎng)膜。人眼瞳孔水晶體視網(wǎng)膜眼睛和照相機(jī)很相似，如果對(duì)應(yīng)起來看：???照相機(jī)光闌鏡頭底片照相機(jī)中，正立的人在底片上成倒像，人眼也是成倒像但我們感覺為什么還是正立的？這是視神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部作用的結(jié)果，相當(dāng)復(fù)雜，相當(dāng)奇妙！為了方便，人們定義了標(biāo)準(zhǔn)眼模型和簡約眼模型12目前十二頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)眼睛的調(diào)節(jié)眼睛有兩類調(diào)節(jié)功能：視度調(diào)節(jié)和瞳孔調(diào)節(jié)。1．視度調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近不同的其他物體，物距不同，則不會(huì)成像在視網(wǎng)膜上，這樣我們就看不清。

要想看清其他的物體，人眼就要自動(dòng)地調(diào)節(jié)眼睛中晶狀體的焦距，使像落在視網(wǎng)膜上。眼睛自動(dòng)改變焦距的過程稱為眼睛的調(diào)節(jié)。13目前十三頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)正常人眼在完全放松的自然狀態(tài)下，無限遠(yuǎn)目標(biāo)成像在視網(wǎng)膜上，即眼睛的像方焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜上。在觀察近距離物體時(shí)，人眼水晶體周圍肌肉收縮，使水晶體前表面半徑變?。ê蟊砻婊静蛔儯┭劬鈱W(xué)系統(tǒng)的焦距變短，后焦點(diǎn)前移，從而使該物體的像成在視網(wǎng)膜上。當(dāng)肌肉完全放松時(shí)（通過調(diào)節(jié)），眼睛所能看清的最遠(yuǎn)的點(diǎn)稱為遠(yuǎn)點(diǎn)，其相應(yīng)的距離稱為遠(yuǎn)點(diǎn)距，以r表示（米），正常眼，r無限遠(yuǎn)

當(dāng)肌肉在最緊張時(shí)（通過調(diào)節(jié)），眼睛所能看清的最近的點(diǎn)稱為近點(diǎn)，其相應(yīng)的距離稱為近點(diǎn)距，以p表示14目前十四頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)明視距是指正常的眼睛在正常照明（約50勒克斯）下最方便和最習(xí)慣的工作距離，約250mm。

它不同于人眼的近點(diǎn)距，兩者不能混淆人眼的調(diào)節(jié)能力是用遠(yuǎn)點(diǎn)距r的倒數(shù)和近點(diǎn)距p的倒數(shù)之差來描述，用A來表示，即A稱為眼睛的調(diào)節(jié)范圍或調(diào)節(jié)能力。

近點(diǎn)和遠(yuǎn)點(diǎn)間l處，總能清晰地成像在視網(wǎng)膜上。

單位為米，則其倒數(shù)稱為視度，單位為屈光度15目前十五頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)近點(diǎn)距倒數(shù)稱為近點(diǎn)視度。

在醫(yī)院和眼鏡店通常把1屈光度稱為100度。

人眼的調(diào)節(jié)能力隨年齡的增加而變化。隨著年齡的增大，近點(diǎn)位置往遠(yuǎn)移，遠(yuǎn)點(diǎn)位置往近移，因而調(diào)節(jié)范圍減少。

遠(yuǎn)點(diǎn)距倒數(shù)稱為遠(yuǎn)點(diǎn)視度，16目前十六頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)正常眼在肌肉完全放松的自然狀態(tài)下，能夠看清楚無限遠(yuǎn)處的物體，即遠(yuǎn)點(diǎn)應(yīng)在無限遠(yuǎn)（R=0），像方焦點(diǎn)正好和視網(wǎng)膜重合F'若不符合這一條件就是非正常眼，或稱視力不正常最常見的有近視眼和遠(yuǎn)視眼17目前十七頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)所謂近視眼就是其遠(yuǎn)點(diǎn)在眼睛前方有限距離處（r<0）這是由于眼球太長，像方焦點(diǎn)位于視網(wǎng)膜的前面所致。因此，只有眼前有限距離處的物體才能成像在視網(wǎng)膜上。對(duì)應(yīng)著負(fù)視度，配上適當(dāng)?shù)呢?fù)光焦度眼鏡后，即可使無限遠(yuǎn)物體成像于眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)上，然后再經(jīng)眼睛成像于網(wǎng)膜上，因而眼鏡矯正了眼睛的缺陷。近視度數(shù)：眼睛遠(yuǎn)點(diǎn)的視度*100近視200，500度：遠(yuǎn)點(diǎn)在0.5，0.2米處，需要配戴眼鏡的焦距為-500mm，-200mm18目前十八頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)所謂遠(yuǎn)視眼就是其遠(yuǎn)點(diǎn)在眼睛之后（r>0），這是由于眼球偏短，像方焦點(diǎn)位于視網(wǎng)膜的之后所致。因此，射入眼睛的光束只有是會(huì)聚時(shí)，才能正好聚焦在視網(wǎng)膜上。對(duì)應(yīng)著正視度，需以正透鏡來使其遠(yuǎn)點(diǎn)恢復(fù)到無限遠(yuǎn)19目前十九頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)瞳孔調(diào)節(jié)（適應(yīng)特性）人眼還能在不同亮暗程度的條件下工作。這就是人眼的另一個(gè)特性，具有對(duì)周圍空間光亮情況適應(yīng)的過程稱為適應(yīng)（即為瞳孔的調(diào)節(jié)）。眼睛的虹膜可以自動(dòng)改變瞳孔的大小，以控制眼睛的進(jìn)光亮（2mm~8mm)。在設(shè)計(jì)目視光學(xué)儀器時(shí)要充分考慮與眼瞳的配合。適應(yīng)是一種當(dāng)周圍照明條件發(fā)生變化是眼睛所產(chǎn)生的變態(tài)過程，可分為對(duì)暗適應(yīng)和對(duì)光適應(yīng)兩種，前者發(fā)生在光亮處到黑暗處的時(shí)候，后者發(fā)生在自黑暗處到光亮處的時(shí)候。20目前二十頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)三、眼睛的分辨率（分辨本領(lǐng)）所謂人眼的分辨能力指的是成像在中央凹區(qū)時(shí)的分辨能力。

眼睛能分辨出兩個(gè)非常近的點(diǎn)的能力稱為眼睛的分辨率（分辨本領(lǐng)）人眼的分辨率一般用極限分辨角來表示。人眼的分辨率是眼睛的重要光學(xué)特性，同時(shí)也是目視光學(xué)儀器設(shè)計(jì)的重要依據(jù)之一。用其它觀測設(shè)備（如照相機(jī)、CCD等）替代人眼時(shí)也可據(jù)此作為參考。21目前二十一頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)人眼剛能將兩點(diǎn)分開的視角稱為眼睛的極限分辨角人眼分辨率與極限分辨角成反比關(guān)系受什么因素影響？分辨本領(lǐng)多高？瞳孔的衍射極限、感光細(xì)胞的大小，眼鏡的像差首先從人眼的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)上來分析：眼睛在看物空間兩點(diǎn)時(shí)，這兩點(diǎn)對(duì)眼睛物方節(jié)點(diǎn)的張角成為兩點(diǎn)間的角距離或稱為視角22目前二十二頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)如果這兩點(diǎn)的像分別落在被分隔開的兩個(gè)視網(wǎng)膜細(xì)胞上，即得到兩個(gè)點(diǎn)的視覺由此可見，眼睛的分辨率與視網(wǎng)膜上兩像點(diǎn)距離及視覺細(xì)胞的直徑大小有關(guān)當(dāng)兩像點(diǎn)的間距大于（或等于）視覺細(xì)胞的直徑時(shí)，就認(rèn)為眼睛可以分辨。人眼的極限分辨角可表示為

（rad）23目前二十三頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)

所以人眼的極限分辨角可表示為（rad）ε—眼睛的極限分辨角(rad

)；η′

—視覺細(xì)胞的直徑，約為0.006mm；

xj′—像方節(jié)點(diǎn)到視網(wǎng)膜的距離應(yīng)為而當(dāng)眼睛處于放松狀態(tài)時(shí)，f=-17.1mm。上式可得：（秒）24目前二十四頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)可以看出，極限分辨角不僅與入射光線的波長有關(guān)，而且還與眼睛的瞳孔直徑有關(guān)。ε=50~120”；在良好的照明條件下，一般認(rèn)為ε=60”=1’

認(rèn)為人眼的極限分辨角為1′。在設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)時(shí)就必須考慮眼睛的分辨率。瞳孔衍射的極限分辨角度：視力、視力表、驗(yàn)光儀25目前二十五頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)ABD1Bb2a2b1a1BD2(1)體視效應(yīng)(2)體視銳度26目前二十六頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)眼睛在觀察物體時(shí)，除了一般的物體特征外，還能夠產(chǎn)生遠(yuǎn)近的感覺，被稱為“空間深度感覺”單眼或雙眼都能產(chǎn)生這種感覺單眼深度感覺來源：1）物體高度已知，它所對(duì)應(yīng)的視角大小來判斷其遠(yuǎn)近2）物體之間的遮蔽關(guān)系和陽光的陰影來判斷它們相對(duì)位置3）對(duì)物體細(xì)節(jié)的鑒別程度和空氣的透明度所產(chǎn)生的深度感覺4）眼睛的調(diào)節(jié)程度來判斷物體的遠(yuǎn)近。立體視覺27目前二十七頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)雙眼觀察的深度感覺除上述因素外：5）物體的距離越近，視軸之間的夾角越大，這種感覺使眼球發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的肌肉緊張程度就不同，據(jù)此就能判斷物體的遠(yuǎn)近；6）雙眼立體視覺（簡稱體視）α稱為“視差角”BAαBαAa2b2a1b1Aαa1a228目前二十八頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)其極限值稱為“體視銳度”當(dāng)A、B兩點(diǎn)距離不等時(shí)，或產(chǎn)生了遠(yuǎn)近的感覺被稱為雙眼立體視覺ABαAαBb2a2a1b1lbABαAαBb2a2a1b1約為10”，有可能達(dá)到5”或3”29目前二十九頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)當(dāng)物點(diǎn)對(duì)應(yīng)的視角差α等于時(shí)，人眼剛能分辨出它和無限遠(yuǎn)物點(diǎn)之間的距離差別即反映了人眼可能分辨出物點(diǎn)遠(yuǎn)近的最大距離人眼瞳孔之間的平均距離為b=62mm，Lmax稱為立體視覺半徑30目前三十頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)31目前三十一頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)32目前三十二頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)33目前三十三頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)34目前三十四頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)35目前三十五頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)36目前三十六頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)視力銳度、視力表眼鏡能分辨兩物點(diǎn)的最小距離的能力，視角來衡量。通常以1分視角的標(biāo)志為基本標(biāo)志，例如ESnellen視力表，對(duì)數(shù)視力表視力的表示方法：小數(shù)法，分?jǐn)?shù)法，5分紀(jì)錄法37目前三十七頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)經(jīng)常需要將一條直線重合到另一條直線，但是，要使兩條直線完全重合是不可能的眼睛雖具有發(fā)現(xiàn)一個(gè)平面上兩根平行直線的不重合能力，但也有一定的限度這個(gè)不重合限度的極限值稱為人眼的對(duì)準(zhǔn)精度。人眼的瞄準(zhǔn)精度一般用角度值來表示對(duì)準(zhǔn)精度38目前三十八頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)即兩線寬的幾何中心線對(duì)人眼的張角小于某一角度值α?xí)r，雖然還存在著不重合，但眼睛已經(jīng)認(rèn)為是完全重合的，這時(shí)α角度值即為人眼瞄準(zhǔn)精度。人眼對(duì)于線條的變形或兩條線錯(cuò)開造成的外形變化或比較兩條線寬的變化具有很高的靈敏度。人眼通過兩物的比較發(fā)現(xiàn)它們外形變化的能力比分辨它們要強(qiáng)得多。39目前三十九頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)形成對(duì)眼睛瞄準(zhǔn)有利的條件。瞄準(zhǔn)精度和分辨率是兩個(gè)概念。又有一定的聯(lián)系，經(jīng)驗(yàn)證明，人眼的最高瞄準(zhǔn)精度約為分辨率的1/6至1/10。1、兩實(shí)線瞄準(zhǔn)±60"

2、兩實(shí)線端部瞄準(zhǔn)±10~20

"3、雙線平分或?qū)ΨQ瞄準(zhǔn)±5~10"

4、虛線壓測件輪廓邊緣±20~30"

40目前四十頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)

8.眼睛的橫向?qū)?zhǔn)誤差眼睛的對(duì)準(zhǔn)誤差與對(duì)準(zhǔn)方式有關(guān)壓線

游標(biāo)

夾線對(duì)準(zhǔn)叉絲對(duì)準(zhǔn)狹縫夾線叉絲對(duì)準(zhǔn)41目前四十一頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)與調(diào)焦的概念對(duì)準(zhǔn)：垂直于瞄準(zhǔn)軸方向上目標(biāo)比較標(biāo)記重合或置中的過程調(diào)焦：目標(biāo)和比較標(biāo)記在沿瞄準(zhǔn)軸方向上重合或置中的過程2.對(duì)準(zhǔn)誤差1）、用望遠(yuǎn)鏡觀察2）、用顯微鏡觀察在明視距離，人眼直接觀察對(duì)準(zhǔn)誤差通過顯微鏡觀察

二眼睛通過光學(xué)系統(tǒng)觀測時(shí)對(duì)準(zhǔn)誤差和調(diào)焦誤差42目前四十二頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)3.對(duì)準(zhǔn)誤差與鑒別率的關(guān)系

對(duì)準(zhǔn)：目標(biāo)和分劃線的重合和置中的問題

分辨：分辨兩個(gè)靠近標(biāo)記的能力（1）望遠(yuǎn)鏡的理論分辨率（2）顯微鏡的理論分辨率43目前四十三頁\總數(shù)五十頁\編于十七點(diǎn)

4、調(diào)焦誤差