工程光学眼睛及目视光学系统PPT(共 52张)
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工程光学眼睛及目视光学系统ppt课件
±60"
±10~20"
±10"
±5~10"
不同瞄准方式的瞄准精度
10
眼睛及其光学系统
七. 双目立体视觉
对物体位置在空间分布以及对物体 体积的感觉——立体视觉。 1. 单眼观察 2．双眼观察 双像 单一像 物在两眼视网膜上的像必须位于视 网膜的对应点，即相对于黄斑中心 的同一侧时，才有单像的印象
11
看书用
如果眼睛紧贴放大镜，即P’=0，则 1
250 f
y’
P’ ’
y
f’
F’
-l’
14
二．光束限制和线视场
放大镜
眼瞳：孔径光阑，系统的出瞳 放大镜框：视场光阑，入窗，出窗，同时也是渐晕光阑 （视场光阑与物面不重合） 虚像平面
KD=0 KD=0.5 KD= 1
场阑
出瞳
y
1’ 2’ ’
1．显微镜的孔径光阑、出瞳直径 普通显微镜：物镜框——孔径光阑。 测量显微镜：物镜像方焦面——孔径光阑
B’ A-U’源自Fo’BU’ A’
Fe
20
显微镜系统
•显微镜的出瞳直径
物镜满足正弦条件： ny sin U n y sin U
x ' D ' 2 D ' D ' D ' NA n sin U n ' sin U ' f ' f f ' f ' 2 2f' 50 1 2 1 2
5
眼睛及其光学系统
6
四、眼睛的视角
y y tg l l ' e
7
眼睛及其光学系统
初中八年级下册物理《眼睛和眼镜》常见的光学仪器PPT优秀课件
四、眼镜的度数
THANKS
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演讲人: XXX
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近观时：睫状体收缩，晶状体较厚，焦距较短，近处物 PPT模板： PPT背景： PPT下载： 资料下载：
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科学课件： 物理课件：
化学课件： 生物课件：
地理课件：
历史课件：
眼睛和眼镜
新知探究
一、眼球的结构
眼球好像一架照相机；晶状体和角膜的共同作用相当于 一个凸透镜；视网膜相当于胶卷底片，物体在它上面成像。
二、眼睛的调节
正 常 的 眼 睛
远眺时：睫状体放松，晶状体较薄，焦距较长，远处物 体射来的光刚好会聚在视网膜上，人便能看清楚远处的物体。
二、眼睛的调节
正 常 的 眼 睛
体射来的光又会聚在视网膜上，人便能看清楚近处的物体。
三、视力的矫正 近视眼
晶状体太厚，折 光能力太强，或者眼 球在前后方向上太长， 远处物体某点发出的 光会聚视网膜前，到 达视网膜时已经是一 个模糊的光斑。
三、视力的矫正 远视眼来自晶状体太薄，折 光能力太弱，或者眼 球在前后方向上太短， 远处物体某点发出的 光会聚视网膜后，到 达视网膜时已经是一 个模糊的光斑。
课件工程光学-08典型光学系统.ppt
1.0
0.8
光谱光效率
为什么暗环境下能
0.6
做饭、洗衣，但不
0.4
能描龙绣凤？
0.2
2024/10/8
0.0 400 500 600 700 800
l(nm)
光谱光效率函数曲线
第七章 光度学基础
7
§8.1.5 眼睛的分辨率
眼睛刚能分辨开二个很靠近点的能力称为眼睛的分辨率。 二者成反 比
刚能分辨的二个点对眼睛物方节点的张角称为极限分辨角。
瞄准精度和前面讲到的分辨率是不是一个概念？
瞄准精度随所选取的瞄准标志而异，最高精度可达人眼分辨率的1/6到1/10。
二实线重合 60
2024/10/8
二直线端部对准 叉线对准单线
（10～20）
10
第七章 光度学基础
双线对称夹单线 （5～10）
9
§8.1.7 眼睛的立体视觉
眼睛观察空间物体时，能区别它们的相对远近而具有立体视觉。简称体视。 C
若以50％渐晕点为界来决定线视场2 y
F
2 y 2B2F
f tanW2
f h d
250 f
2 y 500h d
W F
f 眼瞳
W3W2 W1 2a 2h
眼瞳
d
2024/10/8
第七章 光度学基础
14
讨论：
逢年过节，要买放大镜孝敬老人， 该如何选择其放大倍率？
2y h
2y 1
2y 1 d
（2）与照明光谱成份有关：单色光分辨率高（眼睛有色差）； （3）与视网膜上成像位置有关，黄斑处分辨率最高。
对眼睛张角小物体的要借助望远镜或显微镜等仪器，仪器 应有适当的放大率，使能被仪器分辨的也能被眼睛分辨。
工程光学第7眼睛、放大镜、显微镜、望远镜
0.40
2.5
2021/2/23
(屈光度)
14 10 7 4.5 2.5 1.00 0.25 0.00
18
表7-1：
随着年龄的增大，调节范围变小。 60岁时，远点在200cm，即只有入射汇聚光束， 汇聚点在眼睛后200cm时才能在视网膜形成清晰 的像。
D 1 0.1 屈光度。 l
2021/2/23
16
➢ 远点距倒数 1 R r
称为远点视度，
➢ 近点距倒数 1 P p
称为近点视度。
➢ 在医院和眼镜店通常把1屈光度称为100度。
➢ 人眼的调节能力随年龄的增加而变化。
➢ 随着年龄的增大，近点位置往远移，远点位置往近 移，因而调节范围减少。
表是正常眼在不同年龄时的调节能力：
人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
巩膜
网
总能将像成在网膜上。
后室
角膜和晶状体之间的空间称为前室；充满1.336的水状液；
晶状体和网膜所包围的空间称为后室;充满1.336的玻状体
2021/2/23
9
人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
1.376
前室
1.336
晶状体
巩膜
2021/2/23
折射面半径：r1=5.77mm
像方焦距：f '≈23mm
网膜半径：r2=9.7mm
13
Ø空气和角膜之间的界面有较大的折射率差，物体 主要通过这个界面成像在视网膜上； Ø水晶体的曲率半径可调（40mm-70mm），改变 焦距，使不同距离的物体均能在视网膜成像；水 晶体的折射率逐渐增加的； Ø瞳孔直径可自动变化（2-8mm），调节进入人眼 的光能（孔径光阑）；
➢眼睛和照相机很相似，如果对应起来看：
《眼睛及其光学系统》课件
白内障：由于晶状体混浊，导致光线无法 正常进入视网膜
干眼症：由于泪液分泌不足或蒸发过快， 导致眼睛干涩不适
眼病的预防与治疗
定期检查：定期进行眼科 检查，及时发现并治疗眼 病
健康饮食：多吃富含维生 素A、C、E的食物，有助 于保护眼睛
合理用眼：避免长时间使 用电子产品，保持良好的 用眼习惯
眼部卫生：保持眼部清洁， 避免细菌感染
单击此处添加副标题
眼睛及其光学系统
汇报人：
目录
01
添加目录项标题
02
眼睛概述
03
眼睛的光学原理
04
眼睛的视觉系统
05
眼睛的疾病与保护
06
光学眼镜与隐形眼镜
01
添加目录项标题
02
眼睛概述
眼睛的构造
眼球：由角膜、虹膜、晶状体、玻璃体 和视网膜组成
晶状体：位于虹膜和玻璃体之间，具 有折射光线的作用
产生电信号
光线传输：电 信号通过视神 经传输到大脑，
形成视觉
眼睛的光学特性
眼睛的屈光系统： 包括角膜、晶状体、 玻璃体等，负责将 光线聚焦到视网膜 上
眼睛的折射率：角 膜、晶状体、玻璃 体的折射率不同， 共同作用使光线聚 焦到视网膜上
眼睛的散光：由于 角膜、晶状体等屈 光系统的形状不规 则，导致光线不能 完全聚焦到视网膜 上
适当使用眼药水，如人工 泪液等，缓解眼部疲劳
保持眼部卫生，避免用手 揉眼，定期清洗眼部用品
06
光学眼镜与隐形眼镜
光学眼镜的种类与选择
光学眼镜的种类：包括近视眼镜、远视眼镜、散光眼镜等 光学眼镜的选择：根据个人视力情况、脸型、舒适度等因素选择合适的眼镜 光学眼镜的材质：包括玻璃、树脂、PC等，不同材质的眼镜有不同的特点和适用人群 光学眼镜的保养：定期清洗、更换镜片、避免接触高温等，保持眼镜的清洁和性能
干眼症：由于泪液分泌不足或蒸发过快， 导致眼睛干涩不适
眼病的预防与治疗
定期检查：定期进行眼科 检查，及时发现并治疗眼 病
健康饮食：多吃富含维生 素A、C、E的食物，有助 于保护眼睛
合理用眼：避免长时间使 用电子产品，保持良好的 用眼习惯
眼部卫生：保持眼部清洁， 避免细菌感染
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眼睛及其光学系统
汇报人：
目录
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眼睛概述
03
眼睛的光学原理
04
眼睛的视觉系统
05
眼睛的疾病与保护
06
光学眼镜与隐形眼镜
01
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02
眼睛概述
眼睛的构造
眼球：由角膜、虹膜、晶状体、玻璃体 和视网膜组成
晶状体：位于虹膜和玻璃体之间，具 有折射光线的作用
产生电信号
光线传输：电 信号通过视神 经传输到大脑，
形成视觉
眼睛的光学特性
眼睛的屈光系统： 包括角膜、晶状体、 玻璃体等，负责将 光线聚焦到视网膜 上
眼睛的折射率：角 膜、晶状体、玻璃 体的折射率不同， 共同作用使光线聚 焦到视网膜上
眼睛的散光：由于 角膜、晶状体等屈 光系统的形状不规 则，导致光线不能 完全聚焦到视网膜 上
适当使用眼药水，如人工 泪液等，缓解眼部疲劳
保持眼部卫生，避免用手 揉眼，定期清洗眼部用品
06
光学眼镜与隐形眼镜
光学眼镜的种类与选择
光学眼镜的种类：包括近视眼镜、远视眼镜、散光眼镜等 光学眼镜的选择：根据个人视力情况、脸型、舒适度等因素选择合适的眼镜 光学眼镜的材质：包括玻璃、树脂、PC等，不同材质的眼镜有不同的特点和适用人群 光学眼镜的保养：定期清洗、更换镜片、避免接触高温等，保持眼镜的清洁和性能
(工程光学教学课件)第7章 典型光学系统
D' l'z D lz
[例7-4] 有一显微镜，物镜的放大率β=-40×，目镜的倍率 为Γe=15（均为薄透镜），物镜的共轭距为195mm，求物 镜和目镜的焦距、物体的位置、光学筒长、物镜和目镜的间 距、系统的等效焦距和总倍率。
解： 已知物镜的共轭距L=195mm和放大率β=-40×
11 1
l' l f0'
眼睛的视角分辨率相适应，即光学系统的放大率和被观察物体所
需的分辨率的乘积等于眼睛的分辨率。
五、眼睛的对准精度
对准：是指在垂直于视轴方向上的重合或置中过程； 对准误差：对准后，偏离置中或重合的线距离或角距离。
六、眼睛的景深
当眼睛调焦在某一对准平面时，眼睛不必调节 能同时看清对准平面前和后某一距离的物体， 称作眼睛的景深。
设艾里斑的半径为 a,则 :
a 0.61 n'sin u'
道威判断：两个相邻像点之间的两衍射斑中心距为 0.85a 时，则能被光学系统分辨。
设显微镜能分辨的物方两点间最短距离为
由瑞利判断可得：
a 0.61 0.61 n sin u NA
（7-28）
由道威判断或得：
0.85a 0.5 NA
眼睛的调节能力：用能清晰调焦的极限距离表示， 即远点距离lr和近点距离lp。以远点距离lr和近点 距离lp的倒数差来度量：
1 1 RP A lr lp
(7-1)
正常眼：眼睛的像方焦点F’与视网膜重合； 远点位于人眼前无限远处。
近视眼：眼睛的像方焦点F’位于视网膜前方； 远点位于人眼前有限距离处。
开普勒望远镜746三望远镜的视场孔径光阑渐晕光阑y为分划板半径2一般在1015伽利略望远镜孔径光阑视场光阑例76有一架开普勒望远镜视觉放大率为6物方视场角28出瞳直径d5mm物镜和目镜之间距离l140mm假定孔径光阑与物镜框重合系出瞳距离目镜口径分划板直径物镜口径和目镜焦距物镜焦距目镜的作用类似于放大镜把物镜所成的像放大在人眼的远点或明视距离供人眼观察其光学特性参数有
《眼睛和眼镜》常见的光学仪器PPT
二.近视眼
近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体
近视眼成因
后 天 近 视
先 天 近 视
晶状体太厚折 光能力太强,像 成在视网膜前 方
眼球前后方
手术矫正 激光切薄角膜基质层，改变 角膜厚度从而达到矫正视力 的目的。
验光配镜 近视眼镜-凹透镜,对光线具有发 散作用,使光线延迟会聚
三.远视眼 远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体
远视眼成因
眼球晶状体太薄折光能力 太弱,,像成在视网膜前方
眼球在前后方向上太 短
远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体
远视眼的矫正
手术矫正 用准分子激光屈光性角膜切 削术、激光角膜原位磨镶术 等改善相关情况，有利于眼 部健康。
验光配镜 远视眼镜或者老花镜-凸透镜,对光 线具有会聚作用,使光线提前会聚
8.如图所示，把眼镜片放在烛焰与凸透镜之间，调节光屏得到烛焰清晰的像，撤去 眼镜片，像变得模糊，调节光屏适当远离凸透镜，光屏上重新得到清晰的像．则此 眼镜片是（ D ）
A.凹透镜，属近视眼镜
B.凹透镜、属远视眼镜
C.凸透镜，属近视眼镜
D.凸透镜、属远视眼镜
9.对下列四幅图阐述正确的是（ D ）
A.甲图：近视眼成像在视网膜前，用凸透镜矫正 B.乙图：远视眼成像在视网膜后，用凹透镜矫正 C.让近视镜片正对太阳光，在镜片另一侧能呈现一个明亮小光斑 D.凹透镜成的是正立的虚像
四.散光
课堂检测
1.人的眼球好比一部照相机，角膜和晶状体的共同作用相当于一个 __凸__透__镜__镜，来自物体的光在视网膜上形成__倒__立____、__缩__小____的 实像．如果青少年不注意用眼卫生，长时间上网阅读、观看视频，沉 迷游戏等，容易导致近视，近视眼看远处物体时像成在视网膜的 __前__方____（选填“前方”或“后方”），需要配戴_凹__透_镜____（选填 “凸透镜”或“凹透镜”）来矫正． 2.戴近视镜的小强发现其眼镜与爷爷的老花镜外观相同，为了区分它 们，他把其中一副眼镜靠近物理课本，发现课本上的文字变大了，则 说明这副眼镜是__老__花_镜___（选填“近视镜”或“老花镜”）．小强带 上合适的近视镜后，眼睛成像在视网膜之__后______．
工程光学 典型光学系统PPT课件
眼睛及其光学系统
放大镜 显微镜系统 望远镜系统
目视 光学系统
目镜
第一节 眼睛及其光学系统
一、眼睛(Eyes)的结构
调节肌
1、巩膜：包围眼球的白色 不透明外层，D≈25mm.
2、角膜(Cornea)：眼球前突出的透明球面膜，
r≈8mm，n ≈1.38；
——主要折射成像界面(角膜—空气)
眼球横切面
3、前室：角膜后水晶体前的空间，充满透明水状液n =1.336。
1、调焦（对准）平面上的物点——视网膜上的点像
2、远景、近景平面上的物点——视网膜上的像为弥散斑
若弥散斑可看作一像点， 则要求其对人眼张角小于极限分辨角。
八、双目立体视觉
1,视差角
A
A
A
B
l
B
a1
a2 b2a2源自b1 a1b视觉基线
2,视差、体视锐度
视差：
视差越大，两物体的纵向 深度越大，反之越小
二、瑞利判据 ：等亮度的两个物点，其一衍射图样的中央 极大与另一衍射图样的第一级极小重合时，认 为刚好能分辨这两个物点。
——能分辨的两个等亮度点间的距离对应于艾里斑半径。
无限远物点被理想光学系统成衍射图案： 第一暗环半径对出瞳中心的张角：
=1.22 / D,入瞳直径D的函数
——能分辨的二点间的最小角距离
2、眼睛+目视光学仪器：视角可被目视光学仪器放大。 观察物体所需分辨率×目视光学仪器的放大率=眼睛分辨率
★ 不同的目视光学仪器，通常选择的物距为： 1）放大镜、显微镜：观察物位于明视距离附近； 2）望远镜：观察物位于远处或无穷远。
第二节 放大镜 （The Magnifying Glass）
一、放大镜的成像原理
《工程光学》课件
光学信号处理原理
光学信号处理概述 简要介绍了光学信号处理的基本 概念和原理，包括光波的干涉、 衍射、傅里叶变换等方面的知识 。
全息术与光学信息处理 简要介绍了全息术的基本原理和 应用，以及光学信息处理技术的 发展和应用前景。
干涉测量技术 详细介绍了干涉测量技术的基本 原理和应用，包括干涉仪的结构 和工作原理、干涉图样的分析和 解释等方面的知识。
的发展提供了新的机遇和挑战。
工程光学在各领域的应用
能源领域
太阳能利用、激光焊接、激光切割等 。
通信领域
光纤通信、光网络技术等。
环境监测领域
光谱分析、大气污染监测等。
生物医学领域
医学成像、光谱诊断、激光医疗等。
CHAPTER 02
工程光学基础知识
光的本质与传播
光的本质
光是一种电磁波，具有波粒二象性。 其电磁场振动方向与传播方向垂直， 表现出横波的特征。
显微镜
介绍了显微镜的基本原理和结构，包括透射光显微镜和反 射光显微镜等类型，以及显微镜的性能参数和选择方法。
激光器
简要介绍了激光器的基本原理和结构，包括气体激光器、 固体激光器、光纤激光器等类型，以及激光器的性能参数 和应用领域。
光学系统设计原理
光学系统设计基础
介绍了光学系统设计的基本概念和原则， 包括光学材料、光学镀膜、光学元件加工
光学信息处理实验
研究光学信息处理技术，如傅里叶 变换、光学图像处理等，掌握光学 信息处理系统的基本构成和操作方 法。
光学系统设计与制造实践
光学系统设计实践
通过实践了解光学系统设计的基本原理和方法，掌握光学设 计软件的使用技巧，熟悉光学元件的选择和加工工艺。
光学制造工艺实践
目视光学系统PPT课件
目视光学系统PPT课件
contents
目录
• 目视光学系统概述 • 目视光学系统的基本原理 • 目视光学系统的应用 • 目视光学系统的设计与优化 • 目视光学系统的未来发展 • 目视光学系统案例分析
01 目视光学系统概述
定义与分类
定义
目视光学系统是指通过光学原理，将目标物体成像并呈现给观察者，以便进行 观察、识别和测量的系统。
光学系统初步设计
根据系统目标和性能参数，选择 合适的光学元件和设计光学系统 结构。
光学系统仿真与优化
利用光学仿真软件进行光学系统 的模拟，对设计进行优化，提高 光学性能。
总结词
设计原则与流程
实际制作与测试
根据优化后的设计，制作实际的 光学系统，并进行性能测试和评 估。
光学元件的选择与优化
总
光学元件的选择与优化
02 目视光学系统的基本原理
光的性质与传播
光的波粒二象性
光的反射、折射和散射
光既具有波动性，又具有粒子性。光 波在空间传播时会产生衍射、干涉等 现象。
当光遇到不同介质时，会发生反射、 折射和散射现象，这些现象对目视光 学系统的成像质量有重要影响。
光的传播速度
光在真空中的传播速度最快，约为 299，792，458米/秒，在其他介质 中的传播速度会减慢。
性。
测量与定位
目视光学系统还可以用于测量和 定位，通过观察和测量目标物体 的位置和尺寸等信息，可以用于 各种领域，如科学研究、工业制
造、军事侦察等。
促进科技发展
目视光学系统的发展和应用推动 了多个领域的科技进步，如天文 学、生物学、医学、地理学等， 为人类认识世界和改造世界提供
了重要的工具。
目视光学系统的历史与发展
contents
目录
• 目视光学系统概述 • 目视光学系统的基本原理 • 目视光学系统的应用 • 目视光学系统的设计与优化 • 目视光学系统的未来发展 • 目视光学系统案例分析
01 目视光学系统概述
定义与分类
定义
目视光学系统是指通过光学原理，将目标物体成像并呈现给观察者，以便进行 观察、识别和测量的系统。
光学系统初步设计
根据系统目标和性能参数，选择 合适的光学元件和设计光学系统 结构。
光学系统仿真与优化
利用光学仿真软件进行光学系统 的模拟，对设计进行优化，提高 光学性能。
总结词
设计原则与流程
实际制作与测试
根据优化后的设计，制作实际的 光学系统，并进行性能测试和评 估。
光学元件的选择与优化
总
光学元件的选择与优化
02 目视光学系统的基本原理
光的性质与传播
光的波粒二象性
光的反射、折射和散射
光既具有波动性，又具有粒子性。光 波在空间传播时会产生衍射、干涉等 现象。
当光遇到不同介质时，会发生反射、 折射和散射现象，这些现象对目视光 学系统的成像质量有重要影响。
光的传播速度
光在真空中的传播速度最快，约为 299，792，458米/秒，在其他介质 中的传播速度会减慢。
性。
测量与定位
目视光学系统还可以用于测量和 定位，通过观察和测量目标物体 的位置和尺寸等信息，可以用于 各种领域，如科学研究、工业制
造、军事侦察等。
促进科技发展
目视光学系统的发展和应用推动 了多个领域的科技进步，如天文 学、生物学、医学、地理学等， 为人类认识世界和改造世界提供
了重要的工具。
目视光学系统的历史与发展
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N n A sU i n n 'sU i' n x 'D '2 D ' D ' D ' f 1 ' f 2 f 1 'f 2 '22f5 '00 D 50 N0 A
21
2、显微镜的视场光阑
显微镜系统
显微镜的线视场取决于视场光阑的大小。所以，显微 镜的线视场：
调节能力用能清晰调焦的极限距离表示：lr、lp(远点距、近点距)
令 R 1 lr P 1 lP 表示其发散度（会聚度）
11 ARP
lr lp
1D=1m-1
A
3
2、瞳孔调节 3、适应
适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动 适应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完 成。
明适应：暗——亮，瞳孔自动缩小。 暗适应：亮——暗，瞳孔自动增大。
的角度——极限分辨角 。
1.2214(0)
DD
白天：2mm——70”——0.006mm
眼睛在松弛状态： f ’ =23mm 得= a /f ’= 0.006 /2360"（良好 照明）
8
眼睛及其光学系统
设计目视光学仪器时，必须考虑眼睛的分 辨率。应满足：
仪 = tan/tan / ：被观察物体所需的分辨角。
第7章 眼睛及目视光学系统
• §7.1 眼睛的光学成像特性 • §7.2 放大镜 • §7.3 显微镜系统 • §7.4 望远镜系统 • §7.5 目镜
1
第7章 眼睛及目视光学系统 §7.1 眼睛的光学成像特性
一、眼睛的结构
精巧的照相机
2
二. 眼睛的调节及适应
1、视度调节 视度——与视网膜相共轭的物面到人眼距离的倒数。SD=1/l 眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离物体自动调焦的过程。
4
三、眼睛的缺陷及校正 正常眼：眼睛的远点在∞,或眼睛光学系
统的像方焦点在视网膜上。 反常眼：近视眼：远点位于眼前有限距
远视眼：远点位于眼后有限距 散光眼、斜视眼、散光近视பைடு நூலகம்
5
眼睛及其光学系统
6
四、眼睛的视角
tgyy
l le' 7
五、眼睛的分辨率
眼睛及其光学系统
刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张
18
显微镜系统
一．显微镜的视觉放大率（物体一次像位于目镜物方焦面）
tg y ' y y ' 25 2 05 20 50
250
tg f e 2 5 y f e 0 f o f e f 0 e
f 0 e
yi
ye
llee''ttgg ttgg
人眼直接观察时： tg yLy250
通过放大镜观察时：tg P'y lff lP'y l
放大镜
P’ F’ f’
12
fl250
P'l f
并非常数
放大镜
P’ y’
’ y
F’
-l’
艾里斑半径：a=0.61 /n’sinu’
分辨率是能分辨物方两点间最短距离：
an0.s6i1nu0.N 61A
24
道威判断：
显微镜系统
两相邻像点间隔0.85a时，被系统分辨： = 0.85a =0.5 /NA
以道威判断作为系统的目视衍射分辨率或理 想目视衍射分辨率。
25
显微镜系统
对物体位置在空间分布以及对物体 体积的感觉——立体视觉。 1. 单眼观察
2．双眼观察 双像 单一像
物在两眼视网膜上的像必须位于视 网膜的对应点，即相对于黄斑中心 的同一侧时，才有单像的印象
眼睛及其光学系统
11
§7.2 放大镜 一、视觉放大率
A -
-y
B
-L
ye’
y’ ’ y
yi’
-y’
-’
-l’
2y2 ' y2fe t g5 0 t g e0 5 0 t g0
场阑
眼瞳
y’
-y
Fo’
Fe
22
三．显微镜的分辨本领、有效放大率
1．显微镜的分辨本领
23
瑞利判断：
显微镜系统
当一个像点衍射斑中心落在另一像点衍 射光环第一个暗环时，则两像点刚好能被分 辨（即两相邻点之间隔等于艾里斑半径时）。
2．显微镜的有效放大率
便于眼睛分辨的角距离为2'~4' ，在明视距离 上对应的线距离s' ：
0.145m '0 m .29mm
' = = 0.85a =0.5/NA =555nm
y
2y2ftg 50h0
F
oP'
’
F’
f’
P’
16
y
’
2y2ftg5o00hP 'a'
F f’
KD1: tg 1 hP 'a
2y2ftg5o00hP 'a'
y F
KD0: tg 2 hP 'a
’
F’ f’
P’
17
§7.3 显微镜系统
P’
F’ f’
14
放大镜
二．光束限制和线视场
眼瞳：孔径光阑，系统的出瞳
放大镜框：视场光阑，入窗，出窗，同时也是渐晕光阑
虚像平面
（视场光阑与物面不重合）
KD=0
KD=0.5
KD= 1
场阑
出瞳
y
1’ 2’ ’
15
• 当物面位于放大镜前焦面时，其线视场2y （50%渐晕）:
K D 0 .5 : tg h P '
场阑
眼瞳
y’
-y
Fo’
Fe
19
显微镜系统
二、显微镜的光束限制和线视场
1．显微镜的孔径光阑、出瞳直径 普通显微镜：物镜框——孔径光阑。 测量显微镜：物镜像方焦面——孔径光阑
A -U B
B’
U’
Fo’
A’
Fe
20
•显微镜的出瞳直径
显微镜系统
物镜满足正弦条件：nsyiU n n y siU n
f’
13
结 论
1) 当l’= ∞，或P’=f’时，0=250/f ’
f l 250
P'l f
2)
正常视力的眼， P’-l’= 250，
1l 1250P'
f
f f
放大镜
看书用
如果眼睛紧贴放大镜，即P’=0，则
1 250 f
y’ ’ y
-l’
9
眼睛及其光学系统
六、眼睛的瞄准精度（对准精度）
分辨：眼睛能区分开两个点或线之间的线距离或 角距离的能力。
对准：垂直于视轴方向上的重合或置中过程。 对准误差(精度)：对准后，偏离置中或重合的线
距离或角距离。
±60"
±10~20"
±10"
不同瞄准方式的瞄准精度
±5~10"
10
七. 双目立体视觉
21
2、显微镜的视场光阑
显微镜系统
显微镜的线视场取决于视场光阑的大小。所以，显微 镜的线视场：
调节能力用能清晰调焦的极限距离表示：lr、lp(远点距、近点距)
令 R 1 lr P 1 lP 表示其发散度（会聚度）
11 ARP
lr lp
1D=1m-1
A
3
2、瞳孔调节 3、适应
适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动 适应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完 成。
明适应：暗——亮，瞳孔自动缩小。 暗适应：亮——暗，瞳孔自动增大。
的角度——极限分辨角 。
1.2214(0)
DD
白天：2mm——70”——0.006mm
眼睛在松弛状态： f ’ =23mm 得= a /f ’= 0.006 /2360"（良好 照明）
8
眼睛及其光学系统
设计目视光学仪器时，必须考虑眼睛的分 辨率。应满足：
仪 = tan/tan / ：被观察物体所需的分辨角。
第7章 眼睛及目视光学系统
• §7.1 眼睛的光学成像特性 • §7.2 放大镜 • §7.3 显微镜系统 • §7.4 望远镜系统 • §7.5 目镜
1
第7章 眼睛及目视光学系统 §7.1 眼睛的光学成像特性
一、眼睛的结构
精巧的照相机
2
二. 眼睛的调节及适应
1、视度调节 视度——与视网膜相共轭的物面到人眼距离的倒数。SD=1/l 眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离物体自动调焦的过程。
4
三、眼睛的缺陷及校正 正常眼：眼睛的远点在∞,或眼睛光学系
统的像方焦点在视网膜上。 反常眼：近视眼：远点位于眼前有限距
远视眼：远点位于眼后有限距 散光眼、斜视眼、散光近视பைடு நூலகம்
5
眼睛及其光学系统
6
四、眼睛的视角
tgyy
l le' 7
五、眼睛的分辨率
眼睛及其光学系统
刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张
18
显微镜系统
一．显微镜的视觉放大率（物体一次像位于目镜物方焦面）
tg y ' y y ' 25 2 05 20 50
250
tg f e 2 5 y f e 0 f o f e f 0 e
f 0 e
yi
ye
llee''ttgg ttgg
人眼直接观察时： tg yLy250
通过放大镜观察时：tg P'y lff lP'y l
放大镜
P’ F’ f’
12
fl250
P'l f
并非常数
放大镜
P’ y’
’ y
F’
-l’
艾里斑半径：a=0.61 /n’sinu’
分辨率是能分辨物方两点间最短距离：
an0.s6i1nu0.N 61A
24
道威判断：
显微镜系统
两相邻像点间隔0.85a时，被系统分辨： = 0.85a =0.5 /NA
以道威判断作为系统的目视衍射分辨率或理 想目视衍射分辨率。
25
显微镜系统
对物体位置在空间分布以及对物体 体积的感觉——立体视觉。 1. 单眼观察
2．双眼观察 双像 单一像
物在两眼视网膜上的像必须位于视 网膜的对应点，即相对于黄斑中心 的同一侧时，才有单像的印象
眼睛及其光学系统
11
§7.2 放大镜 一、视觉放大率
A -
-y
B
-L
ye’
y’ ’ y
yi’
-y’
-’
-l’
2y2 ' y2fe t g5 0 t g e0 5 0 t g0
场阑
眼瞳
y’
-y
Fo’
Fe
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三．显微镜的分辨本领、有效放大率
1．显微镜的分辨本领
23
瑞利判断：
显微镜系统
当一个像点衍射斑中心落在另一像点衍 射光环第一个暗环时，则两像点刚好能被分 辨（即两相邻点之间隔等于艾里斑半径时）。
2．显微镜的有效放大率
便于眼睛分辨的角距离为2'~4' ，在明视距离 上对应的线距离s' ：
0.145m '0 m .29mm
' = = 0.85a =0.5/NA =555nm
y
2y2ftg 50h0
F
oP'
’
F’
f’
P’
16
y
’
2y2ftg5o00hP 'a'
F f’
KD1: tg 1 hP 'a
2y2ftg5o00hP 'a'
y F
KD0: tg 2 hP 'a
’
F’ f’
P’
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§7.3 显微镜系统
P’
F’ f’
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放大镜
二．光束限制和线视场
眼瞳：孔径光阑，系统的出瞳
放大镜框：视场光阑，入窗，出窗，同时也是渐晕光阑
虚像平面
（视场光阑与物面不重合）
KD=0
KD=0.5
KD= 1
场阑
出瞳
y
1’ 2’ ’
15
• 当物面位于放大镜前焦面时，其线视场2y （50%渐晕）:
K D 0 .5 : tg h P '
场阑
眼瞳
y’
-y
Fo’
Fe
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显微镜系统
二、显微镜的光束限制和线视场
1．显微镜的孔径光阑、出瞳直径 普通显微镜：物镜框——孔径光阑。 测量显微镜：物镜像方焦面——孔径光阑
A -U B
B’
U’
Fo’
A’
Fe
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•显微镜的出瞳直径
显微镜系统
物镜满足正弦条件：nsyiU n n y siU n
f’
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结 论
1) 当l’= ∞，或P’=f’时，0=250/f ’
f l 250
P'l f
2)
正常视力的眼， P’-l’= 250，
1l 1250P'
f
f f
放大镜
看书用
如果眼睛紧贴放大镜，即P’=0，则
1 250 f
y’ ’ y
-l’
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眼睛及其光学系统
六、眼睛的瞄准精度（对准精度）
分辨：眼睛能区分开两个点或线之间的线距离或 角距离的能力。
对准：垂直于视轴方向上的重合或置中过程。 对准误差(精度)：对准后，偏离置中或重合的线
距离或角距离。
±60"
±10~20"
±10"
不同瞄准方式的瞄准精度
±5~10"
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七. 双目立体视觉