眼睛及其光学系统

应用光学天津职业大学第七章典型光学系统第一节

眼睛及其光学系统第二节

放大镜第三节

显微镜系统第四节

望远镜系统第五节

目镜第六节

摄影系统第七节

投影系统一、眼睛的结构——成像光学系统第一节眼睛及其光学系统眼睛的结构：三膜二室一体瞳孔直径变化：2mm～

8mm明暗适应水晶体的曲率半径：40mm～70mm远近调节黄斑上的中心凹和眼睛的水晶体的象方节点的连线称为视轴。眼睛的视场可达150°左右，但只有在视轴周围6~8°的范围内能清晰地观察物体，其他部分只能感觉到模糊的像。观察物体时，眼球自动旋转，使视轴对准物体二、眼睛的功能——辐射接收器视网膜是由锥状细胞和杆状细胞组成的辐射接收器。杆状细胞对光刺激极敏感，但完全不感色；锥状细胞对各色光有不同的感受，决定了分辨颜色的能力；（色视觉）适应是指眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度；是通过瞳孔的自动增大或缩小完成的。明适应：由暗处到亮处瞳孔？暗适应：由亮处到暗处瞳孔？三、眼睛的调节及校正眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程。视度：眼睛的调节程度。若视网膜在物空间的共轭面离开眼睛的距离为l（以米为单位），则l的倒数称为视度，用SD表示正常人眼，在没有调节的自然状态下，无限远物体的像正好成在视网膜上，即远点在无限远，此时视度为眼睛的调节能力：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：明视距离:在阅读时，或眼睛通过目视光学仪器观测物像时，为了工作舒适，习惯上把物或像置于眼前250mm处，称此距离为明视距离。此时视度为远点：当眼在调节休止状态下，与网膜的位置处于光学共轭的物点，即在视网膜上成象的外界物点的位置。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。远视眼：眼睛的像方焦点F’位于视网膜后方；远点位于人眼后有限距离处。

用来表征远点距离lr（单位为m）的倒数表示近视眼或远视眼的程度。单位为屈光度（D）。1D称为100度散光：若水晶体两表面不对称，则使细光束的两个主截面的光线不交于一点，即两主截面的远点距也不相同，视度R1≠R2，其差作为人眼的散光度AST：近视眼及其校正一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为___________

该学生裸眼所能看清的最远距离为___________。其焦距大小恰能使其后焦点F’与远点S重合，即-0.2m眼前0.2m远视眼及其校正

四、眼睛的分辨率视角：物体对人眼的张角。视角鉴别率ε：在良好的照明条件下，人眼能分辨的物点间的最小视角。眼睛分辨能力（视觉敏锐度）：眼能够分辨最靠近两相邻点的能力。视网膜上最小鉴别距离等于两神经细胞直径，即不小于0.006mm。

视觉敏锐度是极限鉴别率的倒数，定义为：在设计目视光学仪器时，应使仪器本身由衍射决定的分辨能力与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。区别分辨与对准两实线重合两直线端部重合双线对准单线叉线对准单线

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。景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。七、双目立体视觉

单眼判断物体的远近，是利用眼睛的调节变化所产生的感觉。（水晶体的曲率变化）双目观察物点时，远近不同，视差角不同，使眼球发生转动的肌肉的紧张程度也就不同个，根据这种不同的感觉，双目能容易的辨别物体的远近。

七、双目立体视觉

若物点A到基线的距离为L，则视差角为立体视差：不同距离的物体对应不同的视差角，其差异称为立体视差。体视锐度：人眼能感觉到的极限值称为体视锐度人眼能分辨远近的最大距离Lmax称作立体视觉半径立体视觉阈：双眼能分辨两点间的最短深度距离。若通过双目光学系统来增大基线b或减少Δθmin，则可以增大体视半径和减少立体视觉误差。思考题眼睛的结构？正常眼的焦点位置？近视眼的焦点位置？远视眼的焦点位置？佩戴100度的近视镜，求该镜的焦距？单眼双目立体视觉？练习题62.黄斑上的中心凹和眼睛的水晶体的象方节点的连线称为视轴.63.眼睛的视场可达150°左右，但只有在视轴周围6~8°的范围内能清晰地观察物体，其他部分只能感觉到模糊的像。64.视网膜是由锥状细胞和杆状细胞组成的辐射接收器65.杆状细胞对光刺激极敏感，但完全不感色；练习题66.锥状细胞对各色光有不同的感受，决定了分辨颜色的能力；（色视觉）67.适应是指眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度；是通过瞳孔的自动增大或缩小完成的。68.明适应：由暗处到亮处

69.暗适应：由亮处到暗处

70.眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程。练习题71.视度：眼睛的调节程度。72.在阅读时，或眼睛通过目视光学仪器观测物像时，为了工作舒适，习惯上把物或像置于眼前250mm处，称此距离为明视距离。73.远点：当眼在调节休止状态下，与网膜的位置处于光学共轭的物

点，即在视网膜上成象的外界物点的位置。74.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。练习题75.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。76.远视眼：眼睛的像方焦点F’位于视网膜后方；远点位于人眼后有限距离处。77.用来表征远点距离lr（单位为m）的倒数表示近视眼或远视眼的程度，单位为屈光度（D），1D称为100度。78.若水晶体两表面不对称，则使细光束的两个主截面的光线不交于一点，即两主截面的远点距也不相同，视度R1≠R2，其差作为人眼的散光度。练习题79.一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为__-0.2m_该学生裸眼所能看清的最远距离为眼前0.2m_.80.视角：物体对人眼的张角。81.在设计目视光学仪器时，应使仪器本身由衍射决定的分辨能力与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。练习题82.对准：是指在垂直于视轴方向上的重合或置中过程；83.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