第三章-眼睛和目視光學(xué)系統(tǒng)

第三章眼睛和目視光學(xué)系統(tǒng)目視光學(xué)系統(tǒng):和人眼配合使用的/可直接擴(kuò)大人眼的視覺能力的光學(xué)系統(tǒng)本章主要解決的問題：眼睛的構(gòu)造望遠(yuǎn)鏡/顯微鏡的工作原理眼睛與目視光學(xué)儀器配合的問題眼睛的缺陷及其調(diào)整

§3-1人眼的光學(xué)特性

人眼的結(jié)構(gòu)人眼的結(jié)構(gòu)與照相機(jī)類似,從光學(xué)角度看,主要有三個(gè)主要組成部分：水晶體－－鏡頭Lens

視網(wǎng)膜－－底片F(xiàn)ilm

瞳孔－－光闌Stop

人眼相當(dāng)于一臺最高檔的超級照相機(jī),可以自動(dòng)調(diào)焦,自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入人眼的光能量角膜:角質(zhì)構(gòu)成的透明球面薄膜,入射光線首先通過角膜

前室:角膜后的空間,充滿透明的

n=1.3374的水狀液,會(huì)聚光線.水晶體:雙凸透鏡,通過其周圍肌肉的調(diào)節(jié)可以改變其前表面的曲率半徑,從而使眼睛的有效焦距發(fā)生改變.

角膜,前室和水晶體可以看作鏡頭的一個(gè)組成部分.視網(wǎng)膜:視神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)纖維,作為感光底片.黃斑:視網(wǎng)膜上視覺最敏感的區(qū)域.

視網(wǎng)膜和黃斑可看作是照相機(jī)的感光部分.虹膜:水晶體和前室之間的隔膜.其中心有一圓孔,為瞳孔,限制進(jìn)入眼睛的光能量,作為相機(jī)中的可調(diào)光圈.盲點(diǎn):視神經(jīng)纖維在眼睛的出口,沒有感光細(xì)胞,不能形成視覺.盲點(diǎn)的測試

視覺的產(chǎn)生外部光線進(jìn)入人眼在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)像,通過視神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生了一個(gè)視覺信號刺激通過視神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X.最后經(jīng)過高級神經(jīng)活動(dòng)形成視覺.這個(gè)過程包括物理學(xué)/生理學(xué)和心理學(xué).成倒像視軸:黃斑中心與眼睛光學(xué)系統(tǒng)像方節(jié)點(diǎn)的連線.人眼的視覺特征人眼的視場:人眼的視場可以達(dá)到150度.如果頭保持不動(dòng),我們只能看清視軸中心附近6o－8o的范圍.為了看到更大的范圍,可以自由旋轉(zhuǎn)眼球,頭也動(dòng).眼睛的調(diào)節(jié):

視度調(diào)節(jié)

和瞳孔調(diào)節(jié).

1.視度調(diào)節(jié)定義:隨著物體距離的改變,人眼自動(dòng)改變焦距,使像落在視網(wǎng)膜上的過程.F’調(diào)節(jié)倘量的艱表示局:溝視度策SD與視蜓網(wǎng)膜縮慧共軛關(guān)的物繩面到錫眼睛夢的距撞離的來倒數(shù)1lSD些=明視俗距離罵和近何點(diǎn)/射遠(yuǎn)點(diǎn)明視肉距離含:接眼睛挎前方戚25閣0m杰m糞距離菊處，貪SD皂=(賢1元/略(-陵0.弦25享))喘=踐-4l的單調(diào)位是披米,征且有俗正有閉負(fù)近點(diǎn)稱:眼睛劫通過足調(diào)節(jié)頌?zāi)芸瓷跚逦锔w的灣最短亞距離饞.遠(yuǎn)點(diǎn)裝:炒眼睛昌能看肌清物爪體的珍最遠(yuǎn)光距離最大棉調(diào)節(jié)計(jì)范圍會(huì)=醋近顛點(diǎn)視皆度班–面遠(yuǎn)點(diǎn)診視度年齡最大調(diào)節(jié)范圍/視度近點(diǎn)距離(mm)

101520253035404550-14-12-10-7.8-7.0-5.5-4.5-3.5-2.57083100130140180220290400不同購年齡抱段正貪常的毫人眼才調(diào)節(jié)運(yùn)能力2.煤瞳藥孔調(diào)鐘節(jié)虹膜誓可以秒自動(dòng)怎調(diào)節(jié)逆瞳孔弊的大媽小,突來控必制眼慮睛的留進(jìn)光殿量.強(qiáng)光蝴下,罰白天引,市D=晨2m誤m;夜晚摘,廊D=狂8m也m當(dāng)設(shè)醉計(jì)目幕視光少學(xué)儀巷器時(shí)竊,尼儀器聞的出千射瞳逢孔要選和人好眼的悔瞳孔堪大小佳相配滑合.窯白沾天使父用的惜出射棚瞳孔兄可以目小些緞;殲晚上滅使用遮的則脫要大變些.外界唐物體政的亮戀度是落隨著爬物體幣種類桶/天陵氣和揚(yáng)時(shí)間手不斷東變化嘆著的畜.眼睛腔的視付覺靈蝦敏度假設(shè)碧有兩塌個(gè)物趁點(diǎn)成僻像在掠視網(wǎng)匠膜上盈.材如果撲這兩鮮個(gè)像揚(yáng)點(diǎn)之販間的碧間距蜂足夠襯大,棄就繞認(rèn)為逝是可奇以用懶肉眼地分辨鐮的,洽當(dāng)曲間距濃很小坑時(shí),挨人根眼就婆有可鍬能分號辨不烈開.兩個(gè)些物點(diǎn)甜的視坐覺靈晉敏度鴿：為什夸么？視網(wǎng)桿膜的吉結(jié)構(gòu)視網(wǎng)佛膜是尼由視指神經(jīng)繪細(xì)胞榨構(gòu)成詳,榮這里臣包括弄視錐肆細(xì)胞槐和桿飲狀視誓神經(jīng)寶細(xì)胞視錐刻細(xì)胞豬:檔在強(qiáng)抱光條依件下木工作桿狀輸視神端經(jīng)細(xì)遼胞:物在勿弱光昆情況訓(xùn)下工志作如果方兩個(gè)無像點(diǎn)沾之間由的距群離大淚于視吩神經(jīng)瀉細(xì)胞粥直徑總的兩賞倍,哄或者暴這兩撥個(gè)像諒點(diǎn)分份別位吃于兩券個(gè)不抄相鄰歸的兩鐘個(gè)細(xì)誘胞上磚時(shí),驚這壇兩個(gè)旁像點(diǎn)味就可柜以被雷分辨籌.mm構(gòu),威一般巾取受0.母00趟6m含m境作為臭眼睛蹤蝶的分直辨率景,這瓦是人除眼視反網(wǎng)膜熄上可穿以分倘辨的峽最短截距離選.通常須用這猜段距拳離在愉物空泰間對學(xué)應(yīng)的旋張角愛ω布來貓表示栗,時(shí)稱為賭視角沉分辨被率.y’mi頌n=-兵0.焦00尤6m跡m，街f=龍-1增6.漏68貓mm所以表征倍人眼御的分壟辨能獻(xiàn)力對線葉分辨斥率:止一乎直線醫(yī)的像獅刺激蠢著一餃系列置視神飼經(jīng)細(xì)互胞,掃而另伐一直籍線的小像又這刺激僅著旁薯邊另旅一列散視神零經(jīng)細(xì)羊胞,絹所以滅眼睛愧能夠晃敏銳狗地感乞覺到或它們疏之間雁的位比移,流這時(shí)嶄的分伶辨率槽可以珠提高猶到肢10驢”一些凱測量恒儀器賄都采習(xí)取這慚種類尋型的味對準(zhǔn)各方式散來提赤高測寺量精識度.眼睛川的像佩方節(jié)哀點(diǎn)J記’到寄視網(wǎng)渡膜的畢距離帥,忽到略眼較睛的畜調(diào)節(jié)渴作用落,認(rèn)辯為是腰一個(gè)指常數(shù)人眼士在完炕全放膜松的碧自然眾狀態(tài)廢下,仗無限棟遠(yuǎn)目非標(biāo)成賊像于討視網(wǎng)蛛膜上描,為亂了使者用儀洲器觀測察時(shí)盆,人摧眼不傳至于啟疲勞獎(jiǎng),目飄標(biāo)通闖過儀牙器后患應(yīng)成鎖像在單無限肺遠(yuǎn),巡壽或者憶說要峰出射幫平行隱光束F-f獻(xiàn)=f芽’－y’ω儀Г添＝tgω儀tgω眼=25異0f’tgω眼=yf’=tgω儀y-l=y25少0注意優(yōu):被25盼0m慕m是史一般斜人閱鋼讀或投操作楊時(shí)被觀煙察目計(jì)標(biāo)放木在眼寄前的濁距離虛,明物視距多離半徑腔這樣停小的逆透鏡補(bǔ)很難汗加工之出來喉,因田此放殼大鏡滋不超向過1扶5倍F’物F目-yy’ω儀f’物-f目Δtgω眼=25罪0y=y’f’目tgω儀β物=y’y-Δf’物==-Δf’物f’目yГ杯＝tgω儀tgω眼=-2行50Δf’物f’目例題奸1如果揮要求抱讀數(shù)金顯微六鏡的呀對準(zhǔn)魚精度糠為0囑.0掙01艱mm紗，求扭顯微稿鏡的孩放大欲率。解：要能拘區(qū)分姑：已知孕顯微間鏡的搏視放火大率央為-屯30奶0，怨目鏡牲焦距杏為2醋0m蒜m，扁求顯勺微鏡敢物鏡傘的倍晃率。職若人掏眼的脆視角煤分辨姥率為吧60殿‘’縱，則晴用該喬顯微僻鏡能勞分辨魄的兩苦物點(diǎn)錄的最淡小距植離是鐘多少犧？可以亞安裝溫分劃根板,報(bào)便于抓瞄準(zhǔn)蔬和測濁量無法另安裝臨分劃材板,熟常用聽于觀闖劇鏡望遠(yuǎn)腥鏡視筍放大嶺率的防測量榮:在蛇望遠(yuǎn)蕩鏡前綿垂軸衡放置萬一個(gè)棉有刻俯劃的緣瑞物體追,在謊望遠(yuǎn)鞠鏡后擦測量灶像高體的大失小,暈二者痰的比凝值即此為望賀遠(yuǎn)系歡統(tǒng)的謎視放饅大率用一避5倍圈的開型普勒納望遠(yuǎn)濱鏡觀幼察5扮00鉤mm棵處的聾目標(biāo)肥，物閃鏡焦奔距為誤10姐0m粗m，給求實(shí)叔際視灘放大井率。5倍獅是觀飽測遠(yuǎn)危處物我體的刺視放佛大率困，但青現(xiàn)在贏是觀召測近控處的是目標(biāo)白。此公機(jī)式只梅適用喂于物乎距小簽于十凱分之頭一立水體視摟覺半鐮徑雙眼程儀器琴的基鬼線長(雙麥眼儀齒器的眉二個(gè)挺入射犧光軸俱之間龍的距艇離)二、愧體視偶誤差三、矛對雙追眼儀望器的蜜要求1、顧左右堅(jiān)光軸顧平行珠；2、低左右治兩系把統(tǒng)放沙大率雨一致脊；3、歐左右哭兩系揀統(tǒng)不境應(yīng)有戒像傾扒斜。例1暗：顯寒微鏡醉的放很大率塑為5效8，逼采用籠夾線鞭對準(zhǔn)口方式鮮，求什顯微挺鏡的慕物方銳對準(zhǔn)群誤差使，如匠果采捏用1隆0倍已的目拐鏡，津物鏡坡的倍籍率應(yīng)飾為多侮大，螺目鏡伙的焦走距為罩多少脈？解：對準(zhǔn)趙誤差具：求物撕鏡的概倍率求目潔鏡焦幅距例2朝：若必顯微派鏡的翅對準(zhǔn)銷精度孔為0夫.0藍(lán)01扔mm館，采魄用壓腦線對擇準(zhǔn)，宰視角蜓分辨還率為賽60失”,原問顯背微鏡原的視抬放大向率為仔多少莊？解：例3斃：測濤微目榆鏡的瓦對準(zhǔn)愛精度儲為0迅.0珠01榆mm叢，采奸用叉叛線對升準(zhǔn)，挨視角崇分辨潔率為肌10孩”,授問應(yīng)百采用怎多大秘焦距違的目膜鏡？解：例4界：一杰個(gè)大窩地測敏量用高望遠(yuǎn)棍鏡使撲用夾蓋線瞄組準(zhǔn)，雀如果支在1固公里掏內(nèi)的鈴瞄準(zhǔn)范誤差六要求涌