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文档简介

目视光学系统的基本要求主讲人：夏锦涛知识目标掌握人眼分辨率的基本概念掌握目视光学系统的视放大率概念能力目标思政目标能对人眼对目视光学系统出射光线的要求和屈光力的调节进行基本运算具有工匠精神

学

习

目

标将人眼作为光学系统成像接收器的光学系统称为目视光学系统。人眼的分辨率是眼睛的重要光学性能；也是设计目视光学仪器的重要依据之一。通常把眼睛刚好能够分辨的两个物点在视网膜上成的两个像点之间的距离定义为人眼的分辨率λ。由解剖学的分析得到，人眼分辨率λ大小为0.006mm。人眼的分辨率在视网膜上的两个像点距离的大小，是可以用物空间两个物点对人眼的张角来表示的。应用光学中把物体对人眼的张角定义为视角ω。如图所示，ω为视角，y’为被观察物体在视网膜上成像的高度。按视角定义，将人眼分辨率λ=0.006mm对应到人眼物空间两物点对人眼的张角ωmin，并把人眼刚能分辨的两物点对眼睛的张角称为人眼的视角分辨率，用它来表示人眼的分辨能力。通过计算，人眼的视角分辨率ωmin应为1'。人眼的分辨率

根据人眼的视角分辨率的定义，只有当两个物点对人眼的张角大于1'时，才能被人眼区分开是两个物点。

当两个物点对人眼张角小于1'时，就无法被人眼分辨。如用光学仪器对这两个物点成像，并使它们的两个像点对人眼的张角大于1'时，人眼就能借助光学仪器看清这两个物点。这就是说，使用光学仪器可以扩大视角，可以看到或看清楚用眼睛直接观察时看不到或看不清楚的物体。目视光学系统的视放大率

如图：J

为人眼简化为一光学系统后人眼的节点；j是人眼简化为一光学系统后人眼的节距，若忽略眼睛调节的影响

j

是一常数。由图中几何关系，可得到人眼直接观察物体时所成像高

y'

眼

的计算公式为：目视光学系统的视放大率

物体通过光学系统后对人眼的视角为ω仪，在视网膜上对应的被光学系统放大视角后的像高为

y'仪，其计算公式为：对同一物体，用光学系统观察能够在视网膜上产生一个比用人眼直接观察放大的像，光学系统的放大作用，可以为人眼提供看得更清楚和看得更远的条件。用光学系统观察时，视网膜上的像高与用人眼直接观察视网膜上的像高之比，来表示光学系统放大的程度，即光学系统的视放大率Γ，由上面的关系式得到光学系统的视放大率Γ为：目视光学系统的视放大率

人眼对目视光学系统出射光线的要求和屈光力的调节对于正常眼来说，在眼睛没有调节的状态下，无限远目标是成像在视网膜上。人眼作为光学系统接收器，只有来自光学系统的出射光线是平行光束时，人眼才是处于一种自然状态，不需做调节，不易产生疲势。这就是说人眼要求目视光学系统应将被观察目标成像在无限远处。人眼对目视光学系统出射光线的要求和屈光力的调节为了适应近视眼和远视眼裸眼观察仪器的需要，目视仪器设置有屈光力调节机构。通过移动目镜改变与其前方系统所成像的像面位置来获得不同的屈光力。一般目视光学仪器设置±5.00D的调节范围。屈光力和目镜调节量的计算公式为：

其中：F：屈光力，单位为

Df：光学系统目镜的像方焦距X：目镜沿光方向的调节距离

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