第十四章 眼睛

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1、第十四章目視光學(xué)系統(tǒng)§14－1眼睛的結(jié)構(gòu)及其特性(精巧的照相機(jī))1.眼睛的結(jié)構(gòu)感光:由視網(wǎng)膜上的錐狀細(xì)胞以及桿狀細(xì)胞完成對外界的感光功能黃斑(只有錐狀細(xì)胞,大小1×0.8:對外界感應(yīng)最敏感,黃斑中央有中心凹0.3×0.2),盲點(diǎn):視神經(jīng)入口,沒有兩種感光細(xì)胞,該處不能感知外界物體水晶體前后有前室和后室(玻狀液),折射率都是1.336(約1.34)視軸:節(jié)點(diǎn)與中心凹的連線簡約眼眼睛簡化成一個折射球面的模型稱為簡約眼n1.33n1.0R5.56R9.7FF’物方焦距:-16.7mm像方焦距:22.26mm光焦度:59.88D折射面曲率半徑:5.56mm像方介質(zhì)折射率:1.33

2、3視網(wǎng)膜曲率半徑:9.7mm2.眼睛的調(diào)節(jié)水晶體到網(wǎng)膜的距離是不變的。觀察不同距離的物體，水晶體折射率n和視網(wǎng)膜的球面曲率半徑r可以自動改變,由透鏡焦距公式可知可以改變眼睛的焦距,水晶體的焦距自動改變，使象清晰地成在網(wǎng)膜上。眼睛對不同距離的物體的自動調(diào)焦的過程稱為眼睛的調(diào)節(jié)。從而可以看到距離人體不同距離的物體（調(diào)焦、變焦）調(diào)節(jié)：眼睛通過睫狀肌作用改變光焦度的大小,以看清不同距離物體的過程稱為調(diào)節(jié)。：(r:遠(yuǎn)點(diǎn)距、p:近點(diǎn)距)明視距離：正常眼最方便和最習(xí)慣的工作距離，它等于-250mm。眼睛如同一只能自動變焦、自動對焦和自動改變光圈大小的照相機(jī)。從光學(xué)角度看，眼睛中三個最重

3、要的部分是水晶體、瞳孔和網(wǎng)膜，它們分別對應(yīng)與照相機(jī)中的鏡頭、光闌和底片。眼睛與照相機(jī)眼睛照相機(jī)角膜和晶狀體（相當(dāng)于一個凸透鏡）鏡頭（相當(dāng)于一個凸透鏡）瞳孔光圈視網(wǎng)膜（有感光細(xì)胞）底片（有感光材料）縮小、倒立、實(shí)像縮小、倒立、實(shí)像像距不變，當(dāng)物距減?。ɑ蛟龃螅r，增大（或減小）晶狀體的曲率以減?。ɑ蛟龃螅┙咕啵刮矬w在視網(wǎng)膜上成清晰的像焦距不變，當(dāng)物距增大（或減?。r，減?。ɑ蛟龃螅╃R頭到底片間的距離，使物體在底片上成清晰的像結(jié)構(gòu)與成像調(diào)節(jié)作用遠(yuǎn)點(diǎn)：眼睛睫狀肌放松后能看清的最遠(yuǎn)點(diǎn)(眼睛肌肉完全放松)遠(yuǎn)點(diǎn)距：用r表示，近點(diǎn)：眼睛睫狀肌調(diào)節(jié)后能看清的最近點(diǎn)(眼睛肌肉最緊張)。r

4、表示遠(yuǎn)點(diǎn)到眼睛物方主點(diǎn)的距離;近視眼r<0,遠(yuǎn)視眼r>0p表示近點(diǎn)到眼睛物方主點(diǎn)的距離;稱為遠(yuǎn)點(diǎn)視度(屈光度）稱為近點(diǎn)視度（屈光度）眼睛的調(diào)節(jié)能力A表示為A、R、P的單位是屈光度（D），3.眼睛的缺陷及校正正常眼：遠(yuǎn)點(diǎn)在無限遠(yuǎn)（r=∞，R=0），水晶體的像方焦點(diǎn)F′在視網(wǎng)膜上。年齡大后失去正常反常眼：近視眼：遠(yuǎn)點(diǎn)位于眼前有限距遠(yuǎn)視眼：遠(yuǎn)點(diǎn)位于眼后有限距散光眼、斜視眼、散光近視近視眼：F′在視網(wǎng)膜前，戴負(fù)透鏡校正，讓無窮遠(yuǎn)物點(diǎn)成像在眼前面有限遠(yuǎn)(R不等于0，F(xiàn)′不在視網(wǎng)膜上）近視眼的矯正近視眼的成像校正要求:眼鏡片的像方焦點(diǎn)正好和非正常眼的遠(yuǎn)點(diǎn)重合。遠(yuǎn)視眼：F′在視網(wǎng)膜后，

5、戴正透鏡校正，讓無窮遠(yuǎn)物點(diǎn)成像在眼后有限遠(yuǎn)(R不等于0，F(xiàn)′不在視網(wǎng)膜上）r遠(yuǎn)視眼的矯正斜視一個方向能會聚，一個方向不能會聚加柱面透鏡矯正,圓柱面或雙心圓柱面透鏡散光眼(水晶體兩表面不對稱，使細(xì)光束在兩個主截面的光線不交于一點(diǎn))加光楔矯正4.眼睛的適應(yīng)適應(yīng)：眼睛對周圍空間光亮情況的自動適應(yīng)程度，通過瞳孔的自動增大或縮小完成。明適應(yīng)：暗——亮，瞳孔自動縮小。暗適應(yīng)：亮——暗，瞳孔自動增大。對外界光亮環(huán)境的適應(yīng)能力亮適應(yīng):暗處到亮處,幾分鐘,快暗適應(yīng):亮處到暗處,慢,可以最慢到60分鐘適應(yīng)錐狀細(xì)胞:555nm最敏感,感受強(qiáng)光桿狀細(xì)胞:510nm最敏感,感受微光能力好.分辨細(xì)節(jié)

6、能力差5.眼睛的視角物體在網(wǎng)膜上所成象的大小決定于物體對人眼的張角，稱之為視角。同一位置，不同大小的物視角不同；同一物體，不同位置視角不同；視網(wǎng)膜上兩個像大小的比值等于相應(yīng)的兩個視角正切的比值。6.眼睛分辨率(適用觀察儀器)眼睛能分辨兩個很靠近的點(diǎn)的能力稱為眼睛的分辨率。極限分辨角?為1′=60"=0.00029弧度(或0.0003弧度)在明視距離250mm處對應(yīng)的線距離約為0.0725毫米剛剛能分辨開的兩點(diǎn)對眼睛物方節(jié)點(diǎn)所張的角度——極限分辨角?。白天：2mm——70”——0.006mm眼睛在松弛狀態(tài)：f’=23mm得?=a/f’=0.006/23?60"（良好照明）眼

7、睛的極限分辨角?計(jì)算極限分辨角所能辨別靠近的兩個點(diǎn)的極限值稱為分辨率。這剛能被眼睛分辨開的兩個點(diǎn)對眼睛的物方節(jié)點(diǎn)所張的角度，稱為極限分辨角。眼睛的分辨率和極限分辨角成反比。由衍射理論：若取λ=0.00055mm，則眼睛的極限分辨角為：7.視角放大率Γ目視光學(xué)儀器是幫助人眼擴(kuò)大視覺功能的，它的作用大小用視角放大率來描述。視角放大率實(shí)際表示了用儀器觀察和用人眼直接觀察時，視網(wǎng)膜上像的大小之比，它描述了儀器放大作用的大小。視網(wǎng)膜上像的大小和視角的正切成正比，同一目標(biāo)用目視光學(xué)儀器觀察時其物體成的像對眼睛視角ω儀人眼直接觀察物體的視角