第十四章 眼睛.ppt

《第十四章 眼睛.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十四章 眼睛.ppt（32页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十四章第十四章 目视光学系统目视光学系统 141 眼睛的结构及其特性眼睛的结构及其特性(精巧的照相机精巧的照相机)1.眼睛的结构眼睛的结构感光:由视网膜上的锥状细胞以及杆状细胞完成对外界的感光功能黄斑(只有锥状细胞,大小10.8:对外界感应最敏感,黄斑中央有中心凹0.30.2),盲点:视神经入口,没有两种感光细胞,该处不能感知外界物体水晶体前后有前室和后室(玻状液),折射率都是1.336(约1.34)视轴:节点与中心凹的连线简约眼简约眼眼睛简化成一个折射球面的模型称为简约眼眼睛简化成一个折射球面的模型称为简约眼n1.33n1.0R5.56R 9.7FF物方焦距物方焦距:-16.7mm:-16

2、.7mm像方焦距像方焦距:22.26mm:22.26mm光焦度光焦度:59.88D:59.88D折射面曲率半径折射面曲率半径:5.56mm:5.56mm像方介质折射率像方介质折射率:1.333:1.333视网膜曲率半径视网膜曲率半径:9.7mm:9.7mm2.眼睛的调节眼睛的调节水晶体到网膜的距离是不变的。观察不水晶体到网膜的距离是不变的。观察不同距离的物体，同距离的物体，水晶体折射率n和视网膜的球面曲率半径r可以自动改变,由透镜焦距公式可知可以改变眼睛的焦距,水晶水晶体的焦距自动改变，使象清晰地成在网体的焦距自动改变，使象清晰地成在网膜上。眼睛对不同距离的物体的自动调膜上。眼睛对不同距离的物

3、体的自动调焦的过程称为眼睛的调节。焦的过程称为眼睛的调节。从而可以看到距离人体不同距离的物体（调焦、变焦）（调焦、变焦）调调节节：眼眼睛睛通通过过睫睫状状肌肌作作用用改改变变光光焦焦度度的的大大小小,以以看看清清不不同同距距离离物物体体的的过过程程称称为为调节。调节。：(r:远点距、p:近点距)明视距离：正常眼最方便和最习惯的工明视距离：正常眼最方便和最习惯的工作距离，它等于作距离，它等于-250mm。眼眼睛睛如如同同一一只只能能自自动动变变焦焦、自自动动对焦和自动改变光圈大小的照相机。对焦和自动改变光圈大小的照相机。从从光光学学角角度度看看，眼眼睛睛中中三三个个最最重重要要的的部部分分是是水

4、水晶晶体体、瞳瞳孔孔和和网网膜膜，它它们们分分别别对对应应与与照照相相机机中中的的镜镜头头、光阑和底片。光阑和底片。眼睛与照相机眼睛与照相机眼睛眼睛照相机照相机角膜和晶状体（相当于一角膜和晶状体（相当于一个凸透镜）个凸透镜）镜头（相当于一个凸透镜）镜头（相当于一个凸透镜）瞳孔瞳孔 光圈光圈 视网膜（有感光细胞）视网膜（有感光细胞）底片（有感光材料）底片（有感光材料）缩小、倒立、实像缩小、倒立、实像 缩小、倒立、实像缩小、倒立、实像 像距不变，当物距减小像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或（或增大）时，增大（或减小）晶状体的曲率以减减小）晶状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物小（或增大）焦

5、距，使物体在视网膜上成清晰的像体在视网膜上成清晰的像 焦距不变，当物距增大焦距不变，当物距增大（或减小）时，减小（或（或减小）时，减小（或增大）镜头到底片间的距增大）镜头到底片间的距离，使物体在底片上成清离，使物体在底片上成清晰的像晰的像 结结构构与与成成像像 调调节节作作用用远远点点：眼眼睛睛睫睫状状肌肌放放松松后后能能看看清清的的最最远远点点(眼睛肌肉完全放松眼睛肌肉完全放松)远远点点距距：用用r r表表示示，近近点点：眼眼睛睛睫睫状状肌肌调调节后能看清的最近点节后能看清的最近点(眼睛肌肉最紧张眼睛肌肉最紧张)。r表示远点到眼睛物方主点的距离表示远点到眼睛物方主点的距离;近视眼近视眼r0,

6、r0r0 p表示近点到眼睛物方主点的距离表示近点到眼睛物方主点的距离;称为远点视度称为远点视度(屈光度）屈光度）称为近点视度（屈光度）称为近点视度（屈光度）眼睛的调节能力眼睛的调节能力A A表示为表示为A、R、P的单位是屈光度（的单位是屈光度（D），），3.眼睛的缺陷及校正眼睛的缺陷及校正正常眼：远点在无限远（正常眼：远点在无限远（r=，R=0），），水晶体的像方焦点水晶体的像方焦点F在视网膜上。年龄在视网膜上。年龄大后失去正常大后失去正常反常眼：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、散光近视近视眼：近视眼：F在视网膜前，戴负透镜在视网膜前，戴负透镜校正，让无

7、穷远物点成像在眼前校正，让无穷远物点成像在眼前面有限远面有限远(R不等于不等于0，F 不在视不在视网膜上）网膜上）近视眼的矫正近视眼的矫正 近视眼的成像近视眼的成像 校正要求校正要求:眼镜片的像方焦点正好眼镜片的像方焦点正好和非正常眼的远点重合。和非正常眼的远点重合。远视眼远视眼：F在视网膜后，戴正透镜校在视网膜后，戴正透镜校正，让无穷远物点成像在眼后有限远正，让无穷远物点成像在眼后有限远(R不等于不等于0，F 不在视网膜上）不在视网膜上）r远视眼的矫正远视眼的矫正 斜视一个方向能会聚，一个方向不能会聚加柱面透镜矫正,圆柱面或双心圆柱面透镜散光眼(水晶体两表面不对称，使细光束在两个主截面 的光

8、线不交于一点)加光楔矫正4.眼睛的适应适应：眼睛对周围空间光亮适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度，通过情况的自动适应程度，通过瞳孔的自动增大或缩小完成。瞳孔的自动增大或缩小完成。明适应：暗明适应：暗亮，瞳孔自亮，瞳孔自动缩小。动缩小。暗适应：亮暗适应：亮暗，瞳孔自暗，瞳孔自动增大。动增大。对外界光亮环境的适应能力亮适应:暗处到亮处,几分钟,快暗适应:亮处到暗处,慢,可以最慢到60分钟适应锥状细胞:555nm最敏感,感受强光杆状细胞:510nm最敏感,感受微光能力好.分辨细节能力差5.眼睛的视角眼睛的视角 物体在网膜上所成象的大小决定物体在网膜上所成象的大小决定于物体对人眼的张角，称之为

9、视角。于物体对人眼的张角，称之为视角。同一位置，不同大小的物视角不同一位置，不同大小的物视角不同；同；同一物体，不同位置视角不同；同一物体，不同位置视角不同；视网膜上两个像大小的比值等于相视网膜上两个像大小的比值等于相应的两个视角正切的比值。应的两个视角正切的比值。6.6.眼睛分辨率眼睛分辨率(适用适用观观察察仪仪器器)眼睛能分辨两个很靠近的点眼睛能分辨两个很靠近的点的能力称为眼睛的分辨率。的能力称为眼睛的分辨率。极限分辨角极限分辨角 为为1=60=0.00029弧度弧度(或或0.0003弧度弧度)在明视距离在明视距离250mm处对应处对应的线距离约为的线距离约为0.0725毫米毫米刚刚能分辨

10、开的两点对眼睛物方节点所刚刚能分辨开的两点对眼睛物方节点所张的角度张的角度极限分辨角极限分辨角 。白天：白天：2mm70”0.006mm 眼睛在松弛状态：眼睛在松弛状态：f =23mm 得得=a/f=0.006 /23 60（良好照明）（良好照明）眼睛的极限分辨角眼睛的极限分辨角 计算计算极限分辨角极限分辨角 所能辨别靠近的两个点的极限值所能辨别靠近的两个点的极限值称为称为分辨率分辨率。这刚能被眼睛分辨开。这刚能被眼睛分辨开的两个点对眼睛的物方节点所张的的两个点对眼睛的物方节点所张的角度，称为角度，称为极限分辨角极限分辨角。眼睛的。眼睛的分分辨率和极限分辨角成反比辨率和极限分辨角成反比。由由衍

11、射理论：衍射理论：若取若取=0.00055mm，则眼则眼睛的极限分辨角为睛的极限分辨角为：7.视角放大率视角放大率目视光学仪器是帮助人眼扩大视觉功目视光学仪器是帮助人眼扩大视觉功能的，它的作用大小用视角放大率来描能的，它的作用大小用视角放大率来描述。述。视角放大率实际表示了用仪器观视角放大率实际表示了用仪器观察和用人眼直接观察时，视网膜上察和用人眼直接观察时，视网膜上像的大小之比，它描述了仪器放大像的大小之比，它描述了仪器放大作用的大小。作用的大小。视网膜上像的大小和视角的正切成正视网膜上像的大小和视角的正切成正比，比，同一目标用目视光学仪器观察时其物体同一目标用目视光学仪器观察时其物体成的像

12、对眼睛视角成的像对眼睛视角仪仪 人眼直接观察物体的视角人眼直接观察物体的视角 眼眼 二者正切之比称为目视光学仪器的二者正切之比称为目视光学仪器的“视角视角放大率放大率”。其它的其它的放大率及应用放大率及应用 1、横向（垂轴）放大率、横向（垂轴）放大率 2、角放大率、角放大率 3、轴向放大率、轴向放大率眼睛的瞄准精度眼睛的瞄准精度(适用适用测测量量仪仪器器)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。在光学测量中，常用某种标志对目标在垂直于在光学测量中，常用某种标志对目标在垂直于光轴的方

13、向上进行重合或置中，这一过程称为光轴的方向上进行重合或置中，这一过程称为瞄准瞄准，此标志即瞄准标志。瞄准后，偏离完全，此标志即瞄准标志。瞄准后，偏离完全重合或置中的程度称为重合或置中的程度称为瞄准精度瞄准精度不同瞄准图案的瞄准精度不同瞄准图案的瞄准精度分辨率分辨率 和瞄准精度和瞄准精度 的关系的关系K=(112)不同瞄准方式有不同的不同瞄准方式有不同的 K 值值对正常人来说，观察前方1m远的物体时，眼睛需调节多少视度？解：应用视度公式一个人近视程度是-2（屈光度），调节范围是8D，求：（1）其远点距离；（2）其近点距离；（3）配带100度的近视镜，求该镜的焦距；（4）戴上该近视镜后，求看清的远点距离；（5）戴上该近视镜后，求看清的近点距离。解：远点距离的倒数表示近视程度一双2000的近视眼，其远点在什么位置？矫正是应佩戴何种眼镜？焦距多大？若镜片的折射率为1.5，第一面的曲率半径是第二面的曲率半径的4倍，求眼镜片两个表面的曲率半径。