典型光学系统典型光学系统 1眼睛及其光学系统 q眼睛的结构眼睛的结构21)水晶体好似是一双凸透镜，故可用单透镜系统进行分析计算；但是此 单透镜的折射率不是一成不变的，它是一个变折射率系统。 2)人眼系统的物、像方焦距并不相等，f=-17.055mm,f=22.875mm； 眼睛像个能自动对焦、变焦、自动改变光圈的超级照相机，在调焦范 围内，-f=14.217.1mm，f=18.922.8mm3)视场较大，大约150度左右。但是并不是视场内所有 物体都能成清晰像。只有在视轴周围度68度范围 内 的物体才能成清晰像，从而清晰的观察到物体4)成倒像5)瞳孔尺寸可变，大小可以调节。 当外界亮时变小，最小可达2mm 当外界暗时变大，最大可达8mm 3q眼睛的视见函数与光谱响应眼睛的视见函数与光谱响应锥状细胞：颜色敏感杆状细胞：强度敏感视见函数：波长是550nm和的两种光引起相同的明暗感觉， 它们分别需要辐射能通量550和瓦特，其比值4q眼睛的调节与适应眼睛的调节与适应调节：眼睛对不同距离的物体的自动调焦的过程远点：眼睛自动调焦所能看清最远的点，远点到眼物方 主点的距离叫远点距离， 。10cm 近点：眼睛自动调焦所能看清最近的点，近点到眼物方 主点的距离叫近点距离， 。明视距离:眼在不很紧张的情况下，能在视网膜上形成 清晰的像，观察起来不易感到疲劳, 25cm 调节能力说明：人眼的调节能力不是一成不变的，它随人的年纪变化而变化5q眼睛的眼睛的缺陷及其校正缺陷及其校正正常眼：眼睛的远点在无限远，眼睛光学系统的后焦点在视 网膜上非正常眼：眼睛光学系统的后焦点不在视网膜上l近视眼：远点位于眼前有限距离 眼睛放松时，远物成像在视网膜前 如果眼睛的调节能力不变，则近视眼的明视距离 和近点距离都将缩短。 近视的视度加上正常人眼的近点视度就等于近视眼的近点视度。例：近视为2个视度的青年人，假定其眼睛的调节能力为10个视度，则他的近点视度为： 67 远视眼（老花眼）远视眼（老花眼）远视眼（老花眼）远视眼（老花眼） 眼睛放松时，眼睛放松时，眼睛放松时，眼睛放松时，远物成像在视网膜后眼睛前加凸透镜，使近远物成像在视网膜后眼睛前加凸透镜，使近远物成像在视网膜后眼睛前加凸透镜，使近远物成像在视网膜后眼睛前加凸透镜，使近点以内的物发出的光，经凸透镜折射后，成像于视网膜上点以内的物发出的光，经凸透镜折射后，成像于视网膜上点以内的物发出的光，经凸透镜折射后，成像于视网膜上点以内的物发出的光，经凸透镜折射后，成像于视网膜上8l例：例： 某人在其眼前某人在其眼前2.52.5m m远的物看不清，问远的物看不清，问需要佩戴怎样光焦度的眼睛才能使眼睛恢复需要佩戴怎样光焦度的眼睛才能使眼睛恢复正常。正常。 解：某人在其眼前解：某人在其眼前2.52.5m m远的物看不清，说远的物看不清，说明远点由无穷远变为明远点由无穷远变为-2.5-2.5m m，远点折光度数远点折光度数为为-0.4-0.4D D，所以应该佩戴的眼镜的度数为近所以应该佩戴的眼镜的度数为近视视4040度；度； 9散光10q眼睛的分辨率11q人眼的对准精度 12对于空间一点A：l视差角：两视轴之间夹角Al视觉基线：两眼节点J1和 J2的连线，以b表示l公式：Ab/L双目观察仪器：如“双眼望远镜”、“双目显微镜”等。q双目立体视觉13放大镜 q视觉放大倍率 通过放大镜观察物体时，其像对眼睛所张角度的正切，与眼直接看物体时对眼所张角度的正切之比。 141516q光束限制 渐晕系数1718显微镜系统19显微镜放大率20显微镜结构物镜通过转换器旋转式接到镜筒的下端面 目镜以插入式接镜筒的上端面 双目镜筒是通过加反射棱镜和平行平板实现的 21参数：l共轭距：显微镜物镜从物平面到像平面的距离，约180mml机械筒长：把显微镜的物镜和目镜取下后，所剩的镜筒长度。（我国规定为160mm）l常用的物镜倍率：4x、 10x、 40x和100xl常用的目镜倍率：5x、10x和15xNAD/500D为出射光束光瞳 显微镜的数值孔径：NAnsinU22l例：例： 已知显微镜目镜已知显微镜目镜1515，问它的焦距为多少？物问它的焦距为多少？物镜镜0 0-2.5-2.5，共轭距共轭距L L=180mm=180mm，求其焦距及物方和像求其焦距及物方和像方截距。问显微镜总放大率为多少，总焦距为多少？方截距。问显微镜总放大率为多少，总焦距为多少？ 解：由于：由于1515 ，由由 250/250/f fe e，所以所以f fe e50/3mm50/3mm； o o-2.5-2.5l l/ /l l，又又l ll l180mm180mm，可以得到可以得到l l51.43mm51.43mm，l l128.57mm128.57mm，由薄透镜成像公式可以由薄透镜成像公式可以得到得到f fo o36.73mm36.73mm； 显微镜的总放大率为显微镜的总放大率为 o o e e-2.5-2.51515- -37.537.5，总焦距为总焦距为f f250/ 250/ -6.67mm-6.67mm。23显微镜的分辨率及有效放大率 24提高显微镜的分辨能力方法 1）减小波长; 2）物方介质折射率增大（油侵物镜）; 3）提高sinU值;25有效放大率 指对显微镜达到的分辨率极限经适当放大后恰好达到人眼分辨能力的适当放大率26显微镜的物镜 27显微镜照明方法 28透明物体照明亮度高但不均匀均匀照明29望远镜系统30开普勒望远镜311.只要物镜焦距大于目镜焦距，就扩大了视角，起到望远作用。2. 可正可负，与物镜、目镜焦距的符号有关。3. 为负时，观察得到的像为倒立的像。32q分辨率及工作放大率 瑞利判断3334开普勒望远系统应用军用望远镜35伽利略望远系统 结构紧凑，筒长短，较为轻便，光能损失少，并且使物体呈正立的像。但是由于没有中间实像，不能安装分划板，因而不能用来瞄准和定位36GalilieoKeplerf目0y物为虚像y物为实像镜筒短：Lf物f目镜筒长：L f物f目望远镜成正像望远镜成倒像一般用作扩束望远，但需加倒像系统37q反射式望远镜物镜优点：l重量轻l完全没有色差，各种波长的 光所成像严格一致l可以在紫外到红外很大波长 范围内工作l这种系统对玻璃材料在光学性能上没有特殊要求,反射镜的材料比 透镜的材料容易制造，特别对大口径零件更是如此 大口径的望远镜都采用反射式反射望远镜.缺点:稳定性差。温度的变化和物镜自重所引起的镜面变形， 对成像质量有较大的影响。 38q牛顿系统一个抛物面和一块与光轴成45度的平面反射镜构成；q格里高里系统一个抛物面主镜和一个椭球面副镜构成牛顿系统39q卡塞格林系统一个抛物面主镜和一个双曲面副镜构成 对轴上点成像理想，但对轴外点存在很大像差，视场范围有限，为获得较大视场，在像面附近加入透镜式视场校正器40目镜o目镜的作用把物镜所成之像再放大从而成像在明视距离处或无穷远o视度调节41o惠更斯目镜42o冉斯登目镜43o凯涅尔目镜 44o无畸变目镜 45o长出瞳目镜 46摄影系统474849光圈数越大，曝光量越小；反之，光圈数越小，曝光量越大。 50摄影物镜的结构类型 普通摄影物镜、大孔径摄影物镜、广角摄影物镜、远摄物镜、变焦距物镜等51变焦距物镜52投影系统53照明系统照明系统54The end55