工程光学第六章人眼的光学结构1共35页文档
人眼睛光学
人眼睛光学人眼睛光学是指人眼接收和处理光的能力。
眼睛是人体感觉器官中最为重要的之一，能够感知光的强弱、颜色和方向等信息。
在人眼睛光学方面的研究中，涉及到眼睛的结构、视觉感知、眼球运动等多个方面。
本文将从这些方面进行讨论。
首先，我们需要了解人眼的基本结构。
人眼由眼球和附属结构组成。
眼球由眼球壁、水晶体和视网膜等组织构成。
眼球壁主要包括角膜、巩膜、脉络膜和视网膜等。
角膜是眼球壁的前部，具有凸透镜的功能，能够折射光线。
巩膜是眼球的外层，具有保护眼球的功能。
脉络膜是眼球的中层，含有丰富的血管，为眼球供应氧气和养分。
视网膜是眼球壁的内层，是感光细胞的聚集区域，其中包括杆状细胞和锥状细胞等感光细胞。
视觉感知是人眼睛光学中最重要的功能之一。
光线通过眼角膜和水晶体的折射，聚焦在视网膜上产生倒立的图像。
然后，光线被视网膜上的感光细胞接收，转化为电信号，并传输到大脑的视觉中枢进行处理和解释。
通过神经信号的传递和加工，我们最终能够感知到光的信息，并形成图像和颜色的认知。
这个过程涉及到光的折射和反射等光学原理。
眼般运动是指眼睛在观察物体时的运动。
眼睛可以通过调节角膜的弧度和水晶体的形状，来改变光线的折射程度，使视物清晰。
这种能力被称为眼般调节。
眼球还可以通过水平运动、垂直运动和扭转运动等，来调整视野的角度和范围。
这些眼球运动的协调性和准确性，对于我们健康的视觉感知至关重要。
人眼睛光学的研究对于我们理解视觉系统的运作机制具有重要意义。
它帮助我们更好地了解光的传播规律、眼球结构的特点以及视觉感知过程中的生理机制等。
通过研究人眼睛光学，我们可以深入了解各种视觉问题的成因，如近视、远视、散光等。
这些视觉问题的治疗和预防，离不开对人眼光学的深入研究。
除了对人类视觉的理解，人眼睛光学的研究还对光学仪器的设计和应用有着重要的指导意义。
例如，眼镜、隐形眼镜、显微镜和望远镜等光学仪器的设计和优化，都需要考虑到人眼光学的特性。
通过研究人眼光学，我们可以更好地改进这些光学仪器的光学性能和适用性。
光学-第六章
F
4 n 3 O
F’
R 9.8mm
f 17.1m m
f 22.8mm
光心
三、人眼的调节功能
1、定义：为使不同距离的物体都能在视网膜上成清晰像而 改变眼睛的焦距的过程。 人眼的调节方式有两种：自动调节和被动调节（矫正）。 2、自调节：正常人眼靠睫状肌的松驰或紧张来改变晶状体的 曲率半径，从而改变人眼焦距的过程。是人眼自 动完成的。
结论：
物体相距较远时，照相物镜的像面照度正比于其相对孔径的
平方，而与物体的位置及横向放大率无关。给定物体和照相物镜 时，参数 L0 n 唯一确定。改变照相物镜像面照度的有效途径是改 变其相对孔径的大小。 相对孔径大小与照相物镜的光圈（孔径光阑）直径大小成正 比，与物镜焦距成反比。对于给定焦距的物镜，其光圈孔径越 大，像面照度越大。从而对同一种感光介质而言，所需要的曝 光时间越短。
y
U
s
y
s
y y U s s
• 说明：
① 在人眼的可调节范围内 s const ② y U ③ 当 s 一定时,U y
④ 当 y 一定时,U s
人眼对物体大小的感觉取决于其在视网膜上像的大小，因 而取决于视角U的大小，当U＜1' 时，人眼已无法区分了。
•
性质：是一种放大镜。只是不是将物体直接放大，而是 将远物移近,从而增大视角。
二、结构及分类 1、结构：物镜系统+目镜系统
2、分类： ① 按物镜的种类分： A、反射式望远镜：物镜为反射镜； B、折射式望远镜：物镜为透镜。 ② 按目镜种类分： A、开普勒望远镜：目镜为会聚透镜； B、伽利略望远镜：目镜为以散透镜。
工程光学眼睛及目视光学系统
工程光学眼睛及目视光学系统摘要工程光学是光学理论和实践在工程中的应用，而工程光学眼睛及目视光学系统则是工程光学在人类视觉系统中的应用。
本文将介绍工程光学眼睛及目视光学系统的基本原理、设计与应用。
引言视觉是人类最重要的感官之一，还是获取外界信息、进行空间定位和感知的主要途径。
目视光学系统是指由人类眼睛和光学仪器组成的视觉系统。
而工程光学则是研究光的传播和控制规律的学科，应用工程光学来优化目视光学系统，改善人类视觉的清晰度和舒适度，成为了工程光学眼睛及目视光学系统的目标。
工程光学眼睛眼睛的解剖结构人类眼睛是一个复杂的器官，它的解剖结构可以分为以下几个部分：•眼球：具有球形形状，由多个结构组成。
•角膜：位于眼球前部，负责折射光线。
•晶状体：位于眼球内部，负责进一步折射光线并对焦。
•玻璃体：位于眼球后部，填充在晶状体和视网膜之间。
光在眼睛中的传播当光线从外界进入眼球时，它首先穿过角膜，然后通过晶状体进一步折射，最后在视网膜上形成倒立的图像。
这个过程中，角膜和晶状体的曲率决定了光线的折射程度，而晶状体的变焦能力使眼睛能够对不同距离的物体进行清晰的焦点调节。
工程光学在眼睛中的应用工程光学可以应用在眼睛中的多个方面，以提高视觉质量和视觉舒适度。
以下是工程光学在眼睛中的一些常见应用：隐形眼镜设计隐形眼镜是一种矫正视觉缺陷的眼镜，它可以直接放置在眼球上，而不需要使用框架。
工程光学可以应用在隐形眼镜的镜片设计中，以纠正近视、远视、散光等视觉问题，并提供更自然、舒适的视觉体验。
眼镜镜片设计对于那些需要佩戴眼镜的人来说，工程光学可以应用在眼镜镜片的设计中，以纠正近视、远视、散光等视觉问题。
并且，通过优化镜片的材料和形状，可以减少眩光、提高对比度和降低视疲劳。
视网膜成像技术工程光学可以应用在视网膜成像技术中，通过光的探测和分析，得到关于眼球内部结构和疾病状态的信息。
这可以帮助眼科医生进行诊断和治疗，并实现早期疾病的预防和干预。
眼球光学的基本概 ppt课件
1993年中国北京首先开始应用 1995年10月FDA正式批准PRK手术 1996年台湾通过人体试验而正式使用
眼球光学的基本概
常用准分子激光仪
眼球光学的基本概
目前国内使用的准分子激光治疗仪主要品牌有：
博士伦（美国博士伦公司）主要型号：Technolas217，117。 尼德克NIDEK（日本NIDEK公司）主要型号：EC-5000，EC-5000CX，
轴性 各屈光成分基本正常，眼轴延长。如大多数单纯性近视眼
及病理性近视眼。
眼球光学的基本概
按病程进展和病理变化分类
单纯性近视眼： 屈光度＜-6.00D,成人后稳定，配镜可矫正。 病理性近视眼：又称进行性近视眼。20岁后眼轴仍在增长，眼部组
织会发生一系列变性，如视网膜的退行性改变。
按有无调节作用参与分类
晶状体 屈光力约为21D，中央厚度 可变化，对不同距离物体提供聚焦作 用（调节）
玻璃体 透明凝胶，屈光力轻微 视网膜 眼光学系统的成像屏幕。
眼球光学的基本概
模型眼 将眼球的屈光介质都纳入理论研究和计算的光学结构 简略眼 将眼的光学系统简略为仅有一个折射面的光学结构
眼球光学的基本概
光学像 物体经过光学系统所成的清晰像，可位于视网膜上或 者其前、后
右；戴镜第一夜可降低300度左右；以后每日戴镜1周后可达最大降幅；
戴镜2周后可维持一天稳定清晰的裸眼视力，即矫治期结束。
之后进入维护期：患者可根柜自身反弹的快慢情况定时配戴，以
维持矫治效果。
停戴后角膜复原周期： 塑型镜没有破坏角膜的解剖结构。如要停戴
镜片，角膜将在30天内恢复到原有的形态，快的只需7-10天。所以长期戴镜
工程光学第六章人眼的光学结构1-35页精品文档
相当于置于眼前明视距离处多大的物体？
5.眼睛的分辨率与瞄准精度有何不同？
23.09.2019
Next
34
人眼的调节范围是用远点距r的倒数和近点 距p的倒数之差来描述，用A来表示，即
A 1 1 RP rp
A称为眼睛的视度调节范围或调节能力。
A的单位：屈光度（D）， 1D=m-1
23.09.2019
14
其中，远点距倒数 1
度，
r
R
称为远点视
1 近点距倒数 P
p
称为近点视度。
在医院和眼镜店通常把1屈光度称为100度。
眼睛和照相机很相似，如果对应起来看：
人眼 水晶体 视网膜
瞳
孔
↕
↕
↕
照相机 镜头
底片
光阑
23.09.2019
10
人眼相当于一架照相机，它可以自动对 目标调焦
人眼在视网膜上成的是倒像。 但我们感觉为什么还是正立的？
这是视神经系统内部作用的结果。
23.09.2019
11
§6-2 眼睛的缺陷及矫正
A'
FA
ω’
F'
P'
-f
f’
-x’
a’
250 x' f ' x'a'
250 f'
放大镜的放大率仅由放大镜的焦距f ′ 所决定， 焦距越大则放大率越小。
23.09.2019
30
三、放大镜(+人眼)系统的光束限制
孔径光阑：眼瞳 入瞳： 眼瞳对放大镜成的像
眼瞳
出瞳： 眼瞳本身
视场光阑：无
23
两线宽的几何中心线对人 眼的张角小于某一角度值
工程光学眼睛及目视光学系统
一.目镜的主要光学参数
2’ 、fe’、p’/ fe’、lF 1. 视场角2’
tg’=tg
2.镜目距p’:出瞳到目镜后表面的距离，≥6mm
相对镜目距p’/ fe’
3.工作距lF ——目镜第一面的顶点到其物方焦平面的距离 lF > 视度调节的深度
43
眼睛及其光学系统
二 . 光学仪器中目镜的视度调节
1物镜；2小灯泡；3物体；4载物台 工具显微镜反射照明
亮视场照明图
单向暗视场照明
29
显微镜系统
2. 透射光照明：
亮视场照明：临界照明、柯勒照明（像方远心） a. 临界照明——光源成像于物平面。
多用于投影物体面积较小的情况。 光源表面亮度的 不均匀性影响观察效果。
“窗对窗，瞳对瞳”
30
显微镜系统
b. 柯勒照明：光源成像于物镜的入瞳面上。
±5~10"
39
三.望远镜的视场
望远镜系统
1.开普勒望远镜
物镜框：孔径光阑、入瞳；出瞳在目镜外，与人眼重 合。
目镜框：渐晕光阑，允许50%渐晕；
分划板：视场光阑。
40
2.伽俐略望远镜
(场阑、入窗） 出窗
y y’ ’
-Li(L) L i l’ ’
孔阑
lz
’
lz
望远镜系统
DP
41
(1)当K=50%，tg = -D/2lz
0.145mm ' 0.29mm
' = = 0.85a =0.5/NA =555nm
按道威判断，得： 523NA≤ ≤ 1046NA 取 500NA ≤ ≤ 1000NA
min = 0.0725mm
人眼的结构 光学-概念解析以及定义
人眼的结构光学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述人眼是人类身体最神奇的器官之一，它不仅能感知外界的光线和影像，还能将这些信息传输到大脑进行分析和理解。
人眼的结构和光学原理是人类视力得以正常运作的关键，它包括了各种精密的组织和器官，如角膜、晶状体、视网膜等。
本文将深入探讨人眼的结构和光学原理，旨在让读者更深入地了解人眼的奇妙之处并探讨其在科学研究和日常生活中的意义与应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下所示：文章结构部分主要介绍了整篇文章的构成和组织形式。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，我们将对人眼的结构和光学原理进行简要的概述，并介绍本文的目的和意义。
在正文部分，将详细介绍人眼的结构、光学原理和视觉机制等内容。
最后，在结论部分，将对人眼结构与光学关系进行总结，并探讨其意义与应用，并展望未来研究的方向。
通过这样清晰的结构安排，读者可以更好地理解和掌握整篇文章的内容。
1.3 目的：本文旨在深入探讨人眼的结构和光学原理，以及与视觉机制的关系，以便更好地理解人眼的视觉过程和视觉系统的工作原理。
通过对人眼的结构与光学的分析，可以揭示人眼对光信号的接收、处理和转换过程，从而揭示视觉感知的基本机制。
深入探讨人眼的结构与光学关系，有助于综合理解人眼的复杂功能，为医学、生物学、光学等相关领域的研究和实践提供理论基础和科学依据。
同时，对人眼结构与光学关系的深入研究也有助于推动人工视觉技术和视觉辅助设备的发展，为人类提供更好的视觉保护和改善视觉功能的方法和技术。
通过本文的研究，还可以为未来对人眼的结构与光学的更深层次探究提供基础和方向。
因此，深入探讨人眼结构与光学关系的目的是为了更好地理解人眼的视觉系统，推动相关领域的科学研究和技术创新，为人类的健康和生活品质提供更好的支持和保障。
2.正文2.1 人眼结构人眼是人体视觉系统的重要组成部分，其结构复杂而精密。
人眼的主要结构包括角膜、晶状体、虹膜、视网膜等。
人眼的光学结构
人眼的光学结构
人眼的光学结构是指眼球中负责接收和聚焦光线的各个组成部分。
主要包括以下几个部分：
1.角膜（Cornea）：角膜是眼球前部透明的凸面结构，它是
光线进入眼球的第一个光学元件。
角膜对光线的折射起着关键作用，约占眼球的三分之一。
2.瞳孔（Pupil）：瞳孔是位于虹膜中央的一个孔洞，具有调
节进入眼球的光线量的功能。
瞳孔的大小可以通过肌肉的收缩和舒张来调节，以控制光线的强弱。
3.晶状体（Lens）：晶状体位于瞳孔后方，是一个透明的双
凸透镜。
它的作用是对入射光进行调焦，使光线准确地聚焦在视网膜上。
4.玻璃体（Vitreous Humor）：玻璃体是填充在晶状体后方的
凝胶状液体，它占据了眼球的大部分空间。
玻璃体与晶状体共同参与光线的折射，以确保光线能够准确地达到视网膜。
5.视网膜（Retina）：视网膜是位于眼球后部的感光层组织，
其中包含光敏细胞（视锥细胞和视杆细胞）。
当光线通过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体后到达视网膜时，光敏细胞将光信号转化为神经信号，通过视神经传递到大脑进行图像处理和感知。
以上是人眼光学结构的主要组成部分。
它们协同工作，使得光
线能够准确地聚焦在视网膜上，为我们提供清晰、锐利的视觉感知。
《眼睛及其光学系统》课件
干眼症：由于泪液分泌不足或蒸发过快， 导致眼睛干涩不适
眼病的预防与治疗
定期检查：定期进行眼科 检查，及时发现并治疗眼 病
健康饮食：多吃富含维生 素A、C、E的食物，有助 于保护眼睛
合理用眼：避免长时间使 用电子产品，保持良好的 用眼习惯
眼部卫生：保持眼部清洁， 避免细菌感染
单击此处添加副标题
眼睛及其光学系统
汇报人：
目录
01
添加目录项标题
02
眼睛概述
03
眼睛的光学原理
04
眼睛的视觉系统
05
眼睛的疾病与保护
06
光学眼镜与隐形眼镜
01
添加目录项标题
02
眼睛概述
眼睛的构造
眼球：由角膜、虹膜、晶状体、玻璃体 和视网膜组成
晶状体：位于虹膜和玻璃体之间，具 有折射光线的作用
产生电信号
光线传输：电 信号通过视神 经传输到大脑，
形成视觉
眼睛的光学特性
眼睛的屈光系统： 包括角膜、晶状体、 玻璃体等，负责将 光线聚焦到视网膜 上
眼睛的折射率：角 膜、晶状体、玻璃 体的折射率不同， 共同作用使光线聚 焦到视网膜上
眼睛的散光：由于 角膜、晶状体等屈 光系统的形状不规 则，导致光线不能 完全聚焦到视网膜 上
适当使用眼药水，如人工 泪液等，缓解眼部疲劳
保持眼部卫生，避免用手 揉眼，定期清洗眼部用品
06
光学眼镜与隐形眼镜
光学眼镜的种类与选择
光学眼镜的种类：包括近视眼镜、远视眼镜、散光眼镜等 光学眼镜的选择：根据个人视力情况、脸型、舒适度等因素选择合适的眼镜 光学眼镜的材质：包括玻璃、树脂、PC等，不同材质的眼镜有不同的特点和适用人群 光学眼镜的保养：定期清洗、更换镜片、避免接触高温等，保持眼镜的清洁和性能
目视光学系统培训课程
这样经过两级放大形成的光学系统称为显微镜系统；
靠近物体，把物体尺寸放大的透镜叫做显微物镜 靠近眼睛，用来扩大视角的放大镜叫做显微目镜。
光学筒长△：F′物 到F目之间的距离。
人眼直接观察物视角 通过显微镜观察视角
焦点与视网膜重合。 明视距离：正常眼最方便和最习惯的工作距离，它等于
-250mm。 人眼的最大调节范围：近点和远点所对应的视度之差
（SD近-SD远） 。范围随年龄变化如表6－1：
问：老花眼和远视是一回事吗？
三、眼睛的分辨率
眼睛的分辨率：眼睛刚能分辨的两物点在网膜 上成的两像点之间的距离。
人眼的生理结构决定这个距离至少要大于两个 神经细胞的直径。
⑴、显微镜的视角放大率； ⑵、出瞳距离（镜目距）； ⑶、斜入射光照明，波长为0.55微米，求其分辨率； ⑷、物镜通光孔径； ⑸、出瞳直径； ⑹、设物高2y＝6mm，K=50％，求目镜的通光口径。
6.4 望远镜系统
主要内容： 1、工作原理； 2、视放大率； 3、分辨率及工作放大率； 4、透镜转象系统；
➢提高显微镜分辨率的途径： 1）增大数值孔径 NA，即增大孔径角或物方折射率n， （采用浸液物镜） 2）缩短工作波长λ；（采用紫光光源）
NA ，λ 时， σ ，分辨率
3、有效放大率（要使显微镜分辨的细节能被人眼所分辨）
便于眼睛分辨的角距离为 2 ~ 4
该角距离在眼睛的明视距离250mm处所对应的线距离σ眼，可表示为：
tg y
250
tg y
f目
物＝
y y
f物
又
f f物 f目
光学仪器的基本原理一眼睛的结构及其视觉原理课件
丝或刻度尺与物镜成的实象经目镜系统同样放大，就能准 确地测量象的长度和位置；惠镜中刻度尺或叉丝只能放在
F2面上测中间象，并因刻度尺或叉丝仅经视镜一次成象， 使目镜系统的消色差作用对它们不发挥作用，仅能在近 轴的小范围内给出清晰的刻度尺或叉丝的象。
2.冉斯登目镜
结构特点：由两个同种玻璃的平凸透镜构成，场镜、视镜 焦距相等，凸面相对，平面向外。
f1 f2
d＝
2 3
f1
M
25
f'
f’为目镜的象方焦距
第25页，共27页。
冉斯登目镜
第26页，共27页。
3.差别：
❖ 相同处：都有对各自物镜的象有再成象和放大作用
❖ 差别：惠目镜，物方焦点F在两镜间，冉镜物焦点F在 镜外。
ff’才能满足高斯公式，这就要求眼睛必须可自动
调焦。
第3页，共27页。
二.简化眼模型 从几何光学观点看，人眼是由角膜，晶 状体等各折射球面构成的共轴球面系统， 这一系统能在视网膜上形成清晰的象。 眼的光心——人眼的等效折射球面的曲率 中心c
第4页，共27页。
第5页，共27页。
第6页，共27页。
❖ 正常眼睛的近点约15cm（与年龄有关）
❖ 远点和近点之间的范围，即:眼睛的调节（焦）范围，即 物体位于此范围内均能在视网膜上成象。
第9页，共27页。
4.明视距离：
在适当的照明条件下，眼睛处于正常状态（即睫 状肌肉既不完全张紧，也不完全放松）所能看 清眼前物的距离，称明视距离,正常眼睛 d=25cm。
s' s
第8页，共27页。
工程光学人眼的光学结构
水晶体 后室
2020/4/11
黄斑 盲点
5
简约眼
眼睛简化成一个折射球面的模型，即简约眼
折射面的曲率半径 像方介质的折射率 网膜的曲率半径 物方焦距 像方焦距 光焦度
5.56mm 1.333 9.7 mm -16.70mm 22.26 mm 59.88D
2020/4/11
6
简约眼
R =5.56
n=1.0
➢ 随着年龄的增大，近点位置往远移，远点 位置往近移，因而调节范围减少。
2020/4/11
14
眼睛在不同年龄时的调节能力和调节范围
年 龄 10 20 30 40 50 60 70 80
近点距 (mm)
-7 -10 -14 -22 -40 -200 100 40
远点距 （mm)
200 80 40
矫正方法：配戴 f lr 的凹透镜。
原理：加凹透镜使无限远物体经凹透镜后 成像于该近视眼的远点处。
其它矫正方法：角膜激光手术。
3 2020/4/11
F’ F’
18
2、远视眼及矫正方法 远视眼：人眼在完全放松情况下， 无限远物体成像于视网膜后。 或：人眼在完全放松情况下，眼后 有限远物体成像于视网膜上。 不恰当描述：远视眼就是越远的 物体越能看清楚。
A=R-P (屈光度)
14
10
7
4.5 2.5
1 0.25 0
2020/4/11
15
3.人眼的适应
眼睛能适应不同亮暗环境的能力称为适应。
适应可分为明适应和暗适应。前者发生在 由暗处到亮处时，适应时间大约几秒钟； 后者发生在由亮处到暗处时，适应时间大 约30-60秒钟。
2020/4/11
人眼睛光学
人眼睛光学
人眼是一个非常复杂的光学系统，主要由角膜、晶状体、玻璃体和视网膜等组成。
当光线进入眼睛时，会依次经过这些光学结构，最终在视网膜上形成图像。
角膜是眼睛最前面的透明组织，它的主要作用是折射光线并保护眼睛。
晶状体位于角膜后面，它可以通过改变形状来调节焦距，使我们能够看清远近不同的物体。
玻璃体是一种胶状物质，它填充了眼球的大部分空间，并支撑着晶状体和视网膜。
视网膜是眼睛的感光部分，它包含了感光细胞，能够将光线转化为神经信号，并通过视神经传递给大脑。
在正常情况下，人眼能够自动调节晶状体的形状，以使我们能够看清不同距离的物体。
这种调节能力称为调节力，它随着年龄的增长而逐渐减弱。
此外，人眼还能够适应不同强度的光线，这是通过瞳孔的收缩和扩张来实现的。
总之，人眼是一个非常精密的光学系统，它能够使我们看到清晰、真实的世界。
光学基础及眼球光学结构
光学基础及眼球光学结构一、光学基础知识1、光与光线（1）光线：表示光的传播方向的理论线段散开光线：光源<5m，成虚焦点平行光线：光源≥5m，永不聚焦聚合光线：自然界无，成实焦点衍射光线：遇到障碍时转弯（2）光：电磁波的一种，具有波动性和粒子性不可见放射线：γ射线、x射线、紫外线可见光：380nm-780nm不可见热线：红外线、无线电波2、光的主要现象吸收：光能转化为热能透射：不变方向、无衰减反射：由界面返回原介质折射：通过界面并改变方向散射：部分光偏离主传播方向色散：复色光分解为单色光衍射：绕过障碍物继续传播能量守恒3、光的几何光学定律--光的传播规律直线传播定律：光在均匀介质中都直线传播独立传播定律：不同光束相遇后互不干扰光的反射定律：入射角=出射角光的衍射定律：n1sinl-n2simr光路可逆原理：光可在传播路径上逆向传播4、物理光学的描述（1）光的传播特征波动特征：具有周期性、频率、波长、速度、振幅、相位电磁波特征：速度、电场磁场、方向、干涉和偏振现象等（2）光的能量转移以振动形式在物质中转移依靠光子随波迁移能量5、光学系统（1）定义物理光学系统：由透镜、反射镜、棱镜及光阑等光学元件组成，具有光的折射、反射、衍射等作用眼球光学系统：由多组光学元件构成的复杂光学系统，负责将进入眼球的光折射并聚焦到视网膜上--屈光系统（2）屈光系统的组成按解剖结构：三屈光单元---角膜、晶状体、玻璃体按折射功能：两屈光体---角膜、晶状体按光路追迹：三透镜系统---房水、晶状体、玻璃体二、眼球光学结构眼球光学结构（光学元件）包括从角膜到视网膜的所有结构，它们都参与了人眼的折射成像过程从光学意义上讲，眼球可视为一台照相机，二者的结构能一一对应眼睑不参与屈光，但在限制外界光进入眼球，维护眼球表面结构与功能等方面有重大作用（一）、眼睑-----照相机镜头盖1、应用解剖眼球前可开合的帘状结构睑裂长28mm，宽7.5mm睑缘后唇有数十个睑板腺睑缘前后有一排睫毛2、主要功能（1）屏障功能眼帘：阻隔异物及强光，减少泪液蒸发睫毛：阻挡灰尘，减弱强光（2）瞬目作用主动性闭睑（保护性）：视听刺激非随意瞬目（生理性）：眼表刺激睫毛反射（保护性）：睫毛刺激（3）非随意瞬目的生理意义泪液分布动力调节泪液蒸发速度促使睑板腺释放脂质，维持泪膜稳定性、保护眼表（4)脂质腺的作用参与构成泪膜脂质层，防止水分蒸发润滑眼表，利于眼球活动，防止损伤3、受损后果眼表泪液病斜、弱视屈光不正眼球意外伤害，最终光学性能下降（二）、泪液膜-----照相机镜头镀膜覆盖于角、结膜前表面的一层流动性液体1、主要功能维护眼表：供营养，防干燥，抵御理化伤害免疫防御：是人眼抗感染免疫第一道防线光学意义：折射率近视角膜，为眼屈光起点，填补角膜粗糙面，提高折射质量维持角膜透明2、受损后果眼表结构与功能损害----光学性能下降（三）、角膜---照相机镜头眼球最前端的透明纤维薄膜1、结构稳定极坚韧，保护眼球内容意义重大有弹性，有记忆，屈光力稳定2、透光性好透过率：近红外>可见>其他反射率<2.5%吸收率<1%--100%3、屈光性能（1）为薄膜透镜，屈光力主要来自前表面。
人眼光学结构的研究
题目：人眼光学结构的研究学生姓名：朴哲龙学院：理学院专业：物理系光通信班级：07级指导教师：崔慢爱讲师摘要眼睛能看清死物体是由于物体发出的光线经过眼内的折光系统发生折射，成像于视网膜：光线→角膜→瞳孔→晶状体（折射光线）→玻璃体（固定眼球）→视网膜（形成物像）→视神经（传导视觉信息）→大脑视觉中枢（形成视觉）近视眼的形成原因有很多种因素，有遗传因素也有环境因素。
了解眼睛的生理结构和研究眼睛的光学结构，是治疗近视眼的必要前提。
关键词：眼睛；光学结构；折光异常AbstractEyes can see dead bodies are due to the light emitted by objects after intraocular refractive system occurring refraction, imaging in the retina, the light - cornea - pupil - lens (refract the light) - vitreous (fixed eye) - the retina (form) - the optic nerve (conduction filled visual information) - the brain visual central (form visual)The reasons for the formation of myopic, there are many factors of a genetic elements have environmental factors. Understand the physiological structure and research eyes eyes optical structure, is the necessary premise to treat myopia.Keywords：eyes；Optical structure；Refraction abnormal目录引言 (4)第一章眼睛的结构 (6)1.1 眼睛的生理结构 (6)第二章光学结构的研究 (8)2.1 视觉的产生 (8)2.2 视觉的调整 (9)2.3 眼的折光异常及矫正 (9)结论………………………………………………………………………………12注释………………………………………………………………………………10参考文献…………………………………………………………………………13谢辞………………………………………………………………………………14引言眼睛是一个可以感知光线的器官，最简单的眼睛结构可以探测周围环境的明暗，更复杂的眼睛结构可以提供视觉。
眼睛及其光学系统
用。
睫状体
02
位于虹膜后方，具有分泌房水和调节晶状体曲度的作用，参与
眼内压的维持和视物的调节。
脉络膜
03
位于视网膜和巩膜之间，具有营养视网膜外层、遮光暗房和维
持眼内压的作用。
视网膜感光原理
01
感光细胞
视网膜上分布着视杆细胞和视锥细胞两种感光细胞，分别对暗光和彩色
光敏感。
02
感光物质
视杆细胞内的感光物质为视紫红质，视锥细胞内的感光物质为视蛋白。
探讨未来发展趋势和挑战
眼科医疗技术的不断创新
随着科技的不断发展，眼科医疗技术也在不断创新，例如激光手术、人工晶体植入等新型 治疗方法的出现，为眼科疾病的治疗提供了更多选择。
眼健康知识的普及和推广
未来需要加强对眼健康知识的普及和推广，提高公众对眼健康的认识和重视程度，促进全 民眼健康水平的提升。
应对老龄化带来的挑战
远视
眼球前后径过短或折光系统折光能力过弱，使得平行光线 无法聚焦在视网膜上。矫正方法主要是佩戴凸透镜。
散光
角膜或晶状体表面不规则，导致平行光线无法形成单一焦 点。矫正方法包括佩戴柱镜或进行角膜塑形术。
白内障、青光眼等常见疾病介绍
白内障
晶状体混浊导致视力下降，常见于老年人。治疗方法包括药物治疗和手术摘除 混浊晶状体。
白内障
由于晶状体混浊导致光线无法正常通过， 进而影响视觉质量。
远视
由于眼球前后径过短或折光系统折光能力 过弱，导致平行光线无法清晰成像在视网 膜上。
青光眼
由于眼压升高导致视神经受损，进而影响 视觉信号处理和传递，严重者可导致失明 。
散光
由于角膜或晶状体表面不规则，导致平行 光线无法汇聚成一个清晰的点，而是形成 多个焦点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
23
两线宽的几何中心线对人 眼的张角小于某一角度值
α 时，虽然还存在着不重
合，但眼睛已经认为是完
全重合的，这时α 角度值 即为人眼瞄准精度。
人眼对于线条的变形或两条线 错开造成的外形变化或比较两 条线宽的变化具有很高的灵敏 度。
15.11.2019
24
如果选用合适的瞄准方式，可以提高人眼的分辨能力。
矫正方法：配戴 f lr的凹透镜。
原理：加凹透镜使无限远物体经凹透镜后 成像于该近视眼的远点处。
其它矫正方法：角膜激光手术。
3 15.11.2019
F’ F’
19
2、远视眼及矫正方法 远视眼：人眼在完全放松情况下， 无限远物体成像于视网膜后。 或：人眼在完全放松情况下，眼后 有限远物体成像于视网膜上。 不恰当描述：远视眼就是越远的 物体越能看清楚。
借助放大镜或显微镜将其放大，使像的视角大于人 眼的极限分辨角 — 扩大视角是目视光学仪器的第一 个要求。
人眼在观察物体时完全放松的自然状态，即无限远 目标成像到视网膜上。在利用仪器观察时，目标通 过仪器后应成像在无限远处，即要求仪器出射平行 光束 — 对目视光学仪器的第二个要求。
15.11.2019
以 r 表示（米）。
当肌肉在最紧张时（通过调节），眼睛所能 看清的最近的点称为近点，其相应的距离称
为近点距，以 p 表示（米）
正常眼睛的远点距为负的无限远，非正常眼睛 （远视或近视）的远点距为一正/负的有限值。
正常眼睛的近点距约为眼前100mm。
15.11.2019
13
2.视度调节范围
26
二、目视仪器的视角放大率
通过仪器观察物体时，物体像的视角ω’正 切与人眼直接观察该物体时的视角ω正切 之比。
- y′
tg仪 tg' tg眼 tg
- y〞
15.11.2019
27
B' 2.放大镜原理图
y' B y
A'
FA
ω’
F'
P'
-f
f’
-x’
a’
y
250 mm
tg y
眼睛的像方节点与中心凹的连线为眼睛的视轴, 在观察物体时眼睛本能 地把物体瞄准在这根轴上。
15.11.2019
3
角膜：角膜是由角质构成的透明球面，厚度约为0.55毫米， 折射率为1.3771，外界的光线就是首先通过角膜进入眼睛 的。
前室：角膜后面的一部分空间称为前室。前室中充满了折 射率为1.3374的透明液体，称为水状液，前室的深度大约 为3.05毫米。
渐晕光阑：透镜边框。 由于存在渐晕系数为零的视场位置，故透镜边框
实际上起到了限制视场的作用。
经推导可得：
2 y 500 h (50%渐晕时) p
物方线视场
结 放大镜直径越大 论 人眼离透镜越近
放大镜倍率越小
视场越大
四、放大镜像差情况：存在全部七类像差，倍率不宜过大。
15.11.2019
31
本章小结
正常眼在肌肉完全放
松的自然状态下，能
够看清楚无限远处的
物体，即远点应在无
F'
限远（R = 0）。
像方焦点正好和视网膜重合 。
15.11.2019
18
二、人眼的缺陷及矫正
正常眼：完全放松时，能看清∞处的物体。
1、近视眼及矫正方法 近视眼：人眼在完全放松情况下， 无限远物体成像于视网膜前。 或：人眼在完全放松情况下，眼前 有限远物体成像于视网膜上。 不恰当描述：近视眼就是越近的 远点 物体越能看清楚。
A=R-P (屈光度)
14
10
7
4.5 2.5
1 0.25 0
15.11.2019
16
3.人眼的适应
眼睛能适应不同亮暗环境的能力称为适应。
适应可分为明适应和暗适应。前者发生 在由暗处到亮处时，适应时间大约几秒钟； 后者发生在由亮处到暗处时，适应时间大 约30-60秒钟。
15.11.2019
17
4.眼睛的缺陷和矫正
视轴
水晶体 后室
15.11.2019
黄斑 盲点
6
简约眼
眼睛简化成一个折射球面的模型，即简约眼
折射面的曲率半径 像方介质的折射率 网膜的曲率半径 物方焦距 像方焦距 光焦度
5.56mm 1.333 9.7 mm -16.70mm 22.26 mm 59.88D
15.11.2019
7
简约眼
R =5.56
脉络膜：网膜的外面包围着一层黑色膜，它的作 用是吸收透过视网膜的光线，把后室变成一个暗 室。
巩膜：它是一层不透明的白色外皮，将整个眼球 包围起来。
黄斑：视网膜上视觉最灵敏的区域。 盲点：神经纤维的出口，由于没有感光细胞，所
以不能产生视觉。
15.11.2019
5
巩膜
脉络膜 网膜
角膜
虹彩 前室
矫正方法：配戴 f lr 的凸透镜。
其它矫正方法：角膜激光手术。
3、散光眼 散光眼：不同主截面内光线汇聚点不同。
有正常和非正常散光眼。 双心柱面透镜矫正正常散光眼。
4 15.11.2019
F’
远点
20
近视眼或远视眼的远点视度可通过仪器来测得，知道 此值后即可求得所需眼镜的焦距。
远视眼的矫正度数有2种：1.远点视度可求得所需眼 镜的焦距。 2.将眼前250mm的物经眼镜（凸透镜） 成像于眼睛的近点处。
相当于置于眼前明视距离处多大的物体？
5.眼睛的分辨率与瞄准精度有何不同？
15.11.2019
Next
34
谢谢你的阅读
知识就是财富 丰富你的人生
ε = 60” = 1’ . y 2 5 tg 0 2 5 0 .00 0 ra 0 0 .0 d 2 m 7 9m
5.分辨率是指眼睛能分开两最近点的能力，瞄准精 度是指对两条线重合或置中、变形程度的能力。
6. 放大镜的成像原理
7.放大镜的视角放大率
15.11.2019
33
本次课要点
15.11.2019
22
2.瞄准精度
在瞄准时，经常需要将一条直线 重合到另一条直线。但是，要使 两条直线完全重合是不可能的。
眼睛虽具有发现一个平面上 两根平行直线的不重合能力， 但也有一定的限度。这个不
重合限度的极限值称为人眼 的瞄准精度。
人眼的瞄准精度一般用角度值来表示
15.11.2019
1.眼睛的分辨率
- y′
视角：物体的两端点对眼睛物方节点的张角称为眼睛的视角。
定义：眼睛能分辨开两个很靠近的点的能力称为眼睛的分辨率。
人眼的分辨率一般用极限分辨角来表示。
刚能分辨开的二个点对眼睛物方节点的张角称为眼睛的极限 分辨角。
最小分辨距：在良好的照明条件下，通过理论计算得出人眼的
极限分辨角为ε =1´。 相当于在明视距离处y=250tgε=0.073m m
n=1.0
n=1.33
R =9.7
15.11.2019
8
人眼与照相机
眼睛如同一只自动变焦和自动改 变光圈大小的照相机。从光学角度看， 眼睛中三个最重要的部分是水晶体、 瞳孔和网膜，它们分别对应与照相机 中的镜头、光阑和底片。
15.11.2019
9
从光学角度看，眼睛中最主要的是： 水晶体、视网膜和瞳孔。
水晶体：它是由多层薄膜构成的一个双凸透镜。中间较硬， 外层较软，在自然状态下，其前表面的半径为10.2毫米， 后表面的半径为6毫米。各层的折射率不同，中央为1.42， 最外层为1.373。借助于水晶体周围肌肉的作用，可以使 前表面的半径发生变化，以改变眼睛的焦距，使不同距离 的物体都能成像在视网膜上。
250
tg' y'
x'a'
15.11.2019
- y′
28
y'
t g' tg
x'a' y
250y'
x'a'y
250
将横向放大率 y' x' 代入上式得
y f'
250 x' f' x'a'
15.11.2019
29
B'
y' B y
虹彩：它在水晶体前，中央是一个圆孔，它能限制进入眼 睛的光束口径，称为瞳孔。随着被观察物体的亮暗程度， 它能相应地改变瞳孔直径，以调节进入眼睛的光能量。
15.11.2019
4
后室：水晶体后面的空间称为后室，里面充满着 一种与蛋白质类似的透明液体，叫做玻璃液，它 的折射率为1.336。
视网膜：后室的内壁为一层由视神经细胞和神经 纤维构成的膜，称为视网膜，它是眼睛的感光部 分。
1．眼睛的调节
对远近不同的物体，人眼能够自动地调节眼睛 中水晶体的焦距，使像落在视网膜上。眼睛自动
改变焦距的过程称为眼睛的调节。
明视距离：是指正常的眼睛在正常照明下，最 舒服的距离，为250mm。
15.11.2019
12
当肌肉完全放松时（通过调节），眼睛所能看清
的最远的点称为远点，其相应的距离称为远点距，
A'
FA
ω’
F'
P'
-f
f’
-x’
a’
250 x' f ' x'a'
250 f'
放大镜的放大率仅由放大镜的焦距f ′ 所决定， 焦距越大则放大率越小。