第十讲典型光学系统详解
典型光学系统-工程光学
5）景深公式及其影响原因：
2a, P, f’
6）摄影物镜旳种类：（5种）
一般、大孔径、广角、远摄、变焦距
7
8. 有关投影系统：
1）系统旳基本要求（像差、照明） 2）主要光学参数（4个 ：f ' 2' D）
f'
3）其照明系统旳衔接条件（2条）
8
第七章 经典光学系统
1.正常眼、近视眼和远视眼旳定义和特征是 什么？应怎样校非正常眼？调整能力旳计 算公式是什么？ 2.什么是视觉放大率？体现式及其意义？它 与光学系统旳角放大率有何异同？
y'i l' tg' tg' y'e l' tg tg
1
3.放大镜旳视觉放大率为何？（注意条件）
0＝D/f '＝250/f '
2）摄影物镜旳3个主要参数及其影响作用：
焦距f ’（像旳大小）、相对孔径D/f ’（像面 照度、辨别率）和视场角2（成像旳范围）
3）辨别率公式：1/N＝1/NL＋1/Nr
NL＝1/σ＝D/1.22λf ’
6
4）光圈旳定义及其与孔径光阑、辨别率、 像面照度、景深旳关系： 光圈数：F＝f’/D， 光圈F, 光圈2a,光圈
500NA/Г
3
5）物镜旳辨别率： a 0.61 0.61
n sin u NA
6）显微镜旳有效放大率：500NA≤Г≤1000NA
7）物镜旳景深：NA,
8）视度调整：x
Nf
'
2 e
5f
'
2 e
(mm)
1000 1000
5. 临界照明和坷拉照明中旳光瞳衔接关系？
光学系统
光学系统
光学术语
01 理想
03 放大率
目录
02 物像关系 04 光阑
05 渐晕现象
07 像差
目录
06 成像光束 08 对称共轴作图
光学系统（optical system）是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统。 通常用来成像或做光学信息处理。曲率中心在同一直线上的两个或两个以上折射（或反射）球面组成的光学系统 称为共轴球面系统，曲率中心所在的那条直线称为光轴。
由于轴上点的成像光束被孔径光阑所限制，易于想到，将系统的所有光孔分别通过其前面的光学零件成像于 物空间时，其中对轴上物点张角为最小的那个像，或当物在无穷远时孔径为最小的那个像所对应的光孔，一定是 孔径光阑。孔径光阑在物空间的像称为入射光瞳，其对物点的张角称为物方的光束孔径角。同样，孔径光阑被其 后面的光学零件成在像空间的像，称为出射光瞳，它一定也是对轴上像点张角为最小的一个光孔像，这个张角是 像方的光束孔径角。入射光瞳、孔径光阑与出射光瞳三者是共轭的。如果忽略光阑像差，入射光瞳是物面上各点 成像光束的公共入口；出射光瞳是成像光束的公共出口。通过孔径光阑中心的光线叫主光线，因共轭关系，它也 通过入射光瞳中心和出射光瞳中心。因此，一般说主光线是成像光束的中心线。
第8章：典型光学系统
物体位于明视距离处对人眼的张角放大镜的工作原理
250mm,
r=−
两块密接透镜构成的放大镜
显微镜物镜物平面到像平面的距离称为共轭距。
适用于远视眼的视度调节
适用于近视眼的视度调节
F e
F F e
F
满足齐焦要求：调换物镜后，不需再调焦就能看到像——物镜共轭距不变加反射棱镜、平行平板
望远镜系统的结构
望远镜中的轴外光束走向
'tan '
o y f ω=−
视角放大率：
'tan '
f ω望远镜系统中平行于光轴的光线
(a)
(b)两类望远镜系统中的轴外光束走向(a)开普勒望远镜系统和(b)伽利略望远镜系统
开普勒式望远系统加入场镜的系统
=1:2.8
照相镜头可变光圈
孔径光阑探测器
视场光阑
01.22d λ=
艾里斑Airy disk
2
)实验系统相同，所用光波波长愈短则艾里斑愈小；刚能分辩的两个像点
min
0.15
≈
视觉细胞的直径，约5μm
角距离时人眼还
2mm
显微物镜的分辨率
'σβσ
=显微镜的几何景深
2''
x u δ≈Δ⋅弥散斑。
光学第7章_典型光学系统
镜 头
快门速度（Shutter Speed） 快门是控制曝光时间长短的装置(机械或电子)。一般 从 1/8000秒到30秒之间不等。
光圈快门及其相互关系 光圈是相机镜头中的可以改变中间孔的大小的 机械装置，快门是控制曝光时间长短的装置。 二者结合，共同控制曝光量。
将近点校正到250mm处： 光焦度
1 1 1 1 1 3.2(m 1 ) 3.2( D) f ' l ' l 1.25 0.25
即应配 320 度的眼镜。
三、眼睛的分辨率 人眼能分辨两像点间的最小距离=视神经细 胞的直径——分辨能力。 当两像点落在同一视觉细胞上时，人眼无法 分辨；但当两像点距离大于等于细胞直径时， 两像点不可能落在相邻细胞上，则眼睛可分辨
五、远心光路
显微系统用于测量尺寸时，视场光阑处常 放分划板，调焦使被测物的像与之重合。
调焦不准带来测量误差。 孔径光阑位于物镜像方焦平面上：物方远心光路
远心成像镜头
第四节
望远镜系统
望远镜是为了看清楚远处物体。
倒立像
视觉放大率：
对于开普勒望远镜：
tg ' tg f0 ' D / D' fe '
望远镜的物距几乎是无限大，实用中调节物距是无效 的．故我们可以调节物镜和目镜的间距，使物镜的像 正好落在目镜的焦平面上．
第六节 摄影系统
一、摄影物镜的光学特性 1.视场 成像范围
2.分辨率 像平面上每mm内能分辨开的线对数。 NL = 1475 D/f’ = 1475/F F = f’/D 物镜的光圈数
理论力学中的光学系统与成像分析
理论力学中的光学系统与成像分析光学系统在理论力学中扮演着重要的角色。
它是研究光传播、成像和光学现象的重要工具。
本文将重点介绍理论力学中的光学系统及其成像分析。
一、光学系统的组成光学系统由多个基本元件构成，包括光源、透镜和物体。
光源是产生光线的物体，透镜是光线传播的介质，物体是光线所要成像的对象。
这些基本元件相互作用，形成一个完整的光学系统。
二、光学系统的成像原理光学系统中的成像原理主要有两种，分别是几何光学和波动光学。
几何光学基于射线光学的假设，将光线视为直线传播，通过几何形状和位置的关系来描述光的传播和成像。
而波动光学则是基于波动理论，将光视为波动现象，通过波动方程和干涉、衍射等现象来描述光的传播和成像。
三、光学系统的成像分析方法在理论力学中，我们可以使用不同的方法对光学系统的成像进行分析。
其中，光线追迹法是一种常用的方法，它基于几何光学原理，通过追踪入射光线和出射光线的路径，计算物体的像的位置和大小。
光线追踪法可以应用于各种光学系统，如单透镜系统、透镜组系统等。
另外，我们还可以使用矢量法来分析光学系统的成像。
矢量法是一种基于几何和矢量运算的分析方法，它通过将光的传播和成像过程转化为矢量运算的问题，从而得到物体的像的位置和大小。
矢量法在光学系统的定量分析中具有重要的意义。
四、光学系统中的畸变和校正光学系统在成像过程中，常常会出现畸变现象，包括畸形畸变和色差畸变。
畸形畸变是由光学系统的构造导致的，主要表现为物体的像形不规则，形状扭曲等。
而色差畸变是由光通过透镜或透镜组时，不同波长的光经过折射引起的，主要表现为物体边缘的色差。
为了校正这些畸变，我们可以采取一些方法，如使用非球面透镜、添加滤光片等。
五、光学系统中的像差和衍射现象除了畸变外，光学系统还会出现像差和衍射现象。
像差是光学系统在成像过程中引起的光线偏离理想成像位置的现象，主要包括球差、散光、像散等。
像差会影响物体的像质量，因此在实际应用中需要对其进行校正。
光学系统简介
• 激光束的发散角、束腰位置是由激光谐振腔 和激光束的模式决定的。热透镜效应可能会改变 激光谐振腔的腔形，因此发散角和束腰的位置也 要随着改变
• 2、激光束的聚焦与准直
• （1）聚焦：采用短焦距透镜
• （2）准直：激光准直系统多采用二次透镜 变换形式，第一次透镜变换用来压缩高斯 光束的束腰半径，用短焦距透镜；第二次 使用较大焦距的变换透镜，用来减小高斯 光束的发散角。
• 光纤的数值孔径NA：N An2n2 • NA是光纤的重要参数，它表征光纤端面接收光的能力，
其取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的 影响。CCITT（国际电报电话咨询委员会） 建议光纤的 NA取值范围为0.18～0.23，其对应的光纤端面接收角 θc=10°～13°。
• 2、梯度型光纤的传光原理
• 盲斑：神经纤维的出口，无感光细胞，不能产生视返觉回。
• （二） 人眼的视觉
• 人眼视网膜中有两种感光细胞：
• 一种是杆体细胞，灵敏度高，能感受弱光刺激， 但不能分辨颜色和视场中的细节；
• 另一种是锥体细胞，灵敏度低，只能感受较亮的 物体，但能很好的区分颜色，辨别细节。
• 正常颜色视觉的人，视网膜中央向外围部分过渡， 锥体细胞减少，杆体细胞增多，对颜色的分辨能 力逐渐减弱，直到颜色的感觉消失。
• 3、比较得出其中最小孔径角（物在无限远时为 孔径高度最小）所对应光阑像的物就是系统的孔 径光阑。
• 例：2.1P38
光学系统的孔径光阑是随着物体位置变化而改变的！！！
三、视场光阑
四、景深
• （二）焦深 • 理论上，物平面一定，像平面就应该确定，但
在实际光学系统中，当物是垂直于光轴的一个 平面时，接收器不仅在理想共轭像位置处可接 收到物体的像，而且在其附近都可接收到清晰 的像。 • 一个平面物体对应的是有着一定深度的清晰像 空间，把像空间的深度称为焦深。
高中物理竞赛教程(超详细)第十讲几何光学
高中物理竞赛教程(超详细)第十讲几何光学高中物理竞赛教程(超详细) 第十讲几何光学§1.1 几何光学基础1、光的直线传播：光在同一均匀介质中沿直线传播。
2、光的独立传播：几束光在交错时互不妨碍，仍按原来各自的方向传播。
3、光的反射定律：①反射光线在入射光线和法线所决定平面内；②反射光线和入射光线分居法线两侧；③反射角等于入射角。
4、光的折射定律：①折射光线在入射光线和法线所决定平面内；②折射光线和入射光线分居法线两侧；③入射角与折射角满足；④当光由光密介质向光疏介质中传播，且入射角大于临界角C时，将发生全面反射现象（折射率为的光密介质对折射率为的光疏介质的临界角）。
§1.2 光的反射1.2.1、组合平面镜成像：1.组合平面镜由两个以上的平面镜组成的光学系统叫做组合平面镜，射向组合平面镜的光线往往要在平面镜之间发生多次反射，因而会出现生成复像的现象。
先看一种较简单的现象，两面互相垂直的平面镜（交于O点）镜间放一点光源S（图1-2-1），S发出的光线经过两个平面镜反射后形成了、、三个虚像。
用几何的方法不难证明：这三个虚像都位于以O为圆心、OS为半径的圆上，而且S和、S和、和、和之间都以平面镜（或它们的延长线）保持着对称关系。
用这个方法我们可以容易地确定较复杂的情况中复像的个数和位置。
两面平面镜AO和BO成60o角放置（图1-2-2），用上述规律，很容易确定像的位置：①以O为圆心、OS为半径作圆；②过S做AO和BO的垂线与圆交于和；③过和作BO和AO的垂线与圆交于和；④过和作AO和BO的垂线与圆交于，便是S 在两平面镜中的5个像。
双镜面反射。
如图1-2-3，两镜面间夹角=15o,OA=10cm，A点发出的垂直于的光线射向后在两镜间反复反射，直到光线平行于某一镜面射出，则从A点开始到最后一次反射点，光线所走的路程是多少？如图1-2-4所示，光线经第一次反射的反射线为BC，根据平面反射的对称性,，且∠。
工程光学第七章典型光学系统
NA=nsinu称为显微物镜的数值孔径，与物镜的垂轴放大 率一起，刻在物镜的镜框上，是一重要光学参数。
工程光学第七章典型光学系统
20
四、显微镜的分辨率和有效放大率
分辨率受孔径光阑的影响，点源形成的像为一个衍射斑， 称为艾里斑，集中83.78%的能量，代表中心位置。 根据瑞利判断，两个相邻像点之间的间隔等于艾里斑的半 径时，则能被光学系统分辨。设艾里斑半径为a。则：
器观察物体时视网膜上的像高与用人眼直接观察物体时
视网膜上的像高之比；或通过目视光学系统观察物体时，
其像对眼睛张角的正切与直接看物体对眼张角的正切之
比。即：
工程光学第yy七ei章典型tt光gg学ww系统
12
对放大镜，人眼直接观察时，一般把物体直接放在明
视距离上，D=250mm,则：
tgw y 250
19
三、显微镜的出瞳直径
普通显微镜，物镜框是孔径光阑。 复杂物镜，其最后镜组的镜框为孔径光阑。 测量用显微镜，物镜像方焦平面上设置专门的孔径光阑， 经目镜所成的像为出瞳（直径为D‘）。 则有： n ysinun ysinu nsinuyn sinu y n sinu fo
又 sin u tg u D 2fe nsinuD 500m m
为0.65,机械筒长170mm，物镜对玻璃厚度d=0.17mm的玻璃盖板
校正像差的。
工程光学第七章典型光学系统
22
五、显微镜的景深
当眼通过显微镜调焦于某一平面（对准平面）时，在对准平面前和 后一定范围内的物体也能清晰成像，此距离即为显微镜的景深。 一种为不考虑眼睛调节能力时显微镜本身的景深，为几何景深；另 一种为考虑眼睛调节能力带来的景深，为调节景深。
典型光学系统与设计-
反射式望远镜的例子：
为什么又有了折反望远镜？
反射和折射望远镜各有优劣 反射可以无色差，但校正其他像差困难 折射可以矫正其他像差ห้องสมุดไป่ตู้但校正色差困难 于是折反射就是综合利用了两者的优势
折反射望远镜，是在球面反射镜的基础上， 再加入用于校正像差的折射元件，可以避 免困难的大型非球面加工，又能获得良好 的像质量。
NEC GT1150投影机光学系统实物图
对光学设计而言，设计投影系统，一是要让整体结构尽量紧 凑，尺寸小，重量要轻。此外好的照明系统，和好的物镜都 是设计的关键
投影的小型化趋势
投影仪就是把待投影的图像放在一个物镜一倍和二倍焦距之 间，这样能在远处的屏幕上成像。但其实际结构却复杂的多， 以我们教室头上的投影仪为例，它的内部是怎样的呢？
注意:在投影机中所使用的液晶板中每个液晶晶体代表一个象素，并没有 针对红、绿、蓝等颜色差别。为了清晰再现图像色彩，它其实是使用了 三张LCD液晶板来分别再现三种颜色，然后再经过光学系统的把这些分 离的颜色合成再一起，投影在屏幕上，就组成了一副完整的图像。
施密特望远镜：
它在球面反射镜的球心位置处放 置一施密特校正板。它是一个面 是平面，另一个面是轻度变形的 非球面，使光束的中心部分略有 会聚，而外围部分略有发散，正 好矫正球差和彗差。
马克苏托夫望远镜 ：
在球面反射镜前面加一个弯月型透 镜，选择合适的弯月透镜的参数和 位置，可以同时校正球差和彗差。
以马克苏托夫望远镜为例：
而要定义物体的大小，则必须从 Syetem菜单field data子菜单里录入 这里我们先后考察三个物体，分别为 轴上点、轴外9mm、轴外12.5mm物 体。
定义透镜表面参数
设置变量，开始优化 使用默认目标函数
工程光学第章典型光学系统课件 (一)
工程光学第章典型光学系统课件 (一)
工程光学部分中，光学系统是一个非常重要的概念。
作为光学系统学习的第一步，我们需要学习典型的光学系统。
在本节课件中，我们将会学到三种典型的光学系统：单透镜系统、双透镜系统和望远镜。
第一，单透镜系统是最简单的光学系统，由一个透镜组成。
在这种情况下，光线从物体经过透镜形成像。
单透镜系统中，我们需要考虑像的位置和大小，物像距离和像的性质，如实际或虚像。
这些性质可以通过把物体图和像的图画在一起来表达。
第二，双透镜系统包括两个透镜，用于对光线进行更复杂的控制。
目光机是双透镜系统的一种，其中一个透镜更接近眼睛，另一个透镜离眼睛更远。
双透镜系统可以具有不同的配置，但是我们通常需要在系统中考虑的属性包括眼睛和物体之间的距离、眼睛所处位置、物体的位置、望远镜的放大率等，这些属性可以帮助我们确定望远镜成像的性质和特征。
第三，望远镜可以用于查看遥远的物体。
望远镜可以看作是双透镜系统的一种特殊情况，其中一个透镜是目镜行星镜，另一个透镜是大反射镜或透镜。
望远镜与单透镜和双透镜系统的不同之处在于，望远镜中透镜的位置和物体和眼睛的距离都有所不同。
在这三种光学系统中，我们学会了处理物体成像和图像特性的能力。
到达像靠近元素也需要一定的反思和技巧。
我们还意识到，光学系统可以有许多乐趣和有趣的应用场景，例如望远镜和显微镜等等。
对于喜欢光学系统的人来说，这是一种非常有趣和有创造性的领域，它可以启发人们的想象力和知识积累，可以帮助人们更好地理解我们周围的世界。
典型光学系统
投影机
尼康显微镜
D500相机
哈勃太空望远镜
1
单板和三板投影机
2
3 眼睛和目视光学系统
主要内容：
1、眼睛的构造 2、放大镜的工作原理 3、显微镜的工作原理 4、望远镜的工作原理 5、眼睛与目视光学仪器配合的问题、眼睛缺陷及调整
§3.1 眼睛
镜头、 底片、 光阑
一．眼睛结构
角膜： 透明球面，光线首先通过角膜进入眼睛 前室： 角膜后面的空间部分，充满水液，n=1.3374,
相当于可变光阑
二、人眼的光学特性
1、视轴：黄斑中心与眼睛光学系统的像方节点连线 2、人眼视场：观察范围可达150º
头不动，能看清视轴中心6º－8º。
三、人眼的调节与校正
视度调节、瞳孔调节
1、简化眼： 等效于一个可变焦距的凸透镜， f 23 ~ 18mm 。
眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程称为眼睛的 调节。
y
2
-l
2、视度调节 ● 调节量的表示：视度
● 视度：与网膜共轭的物面到眼睛的距离的倒数， 单位屈光度（D），1D=1m-1。
SD 1 l
远 点： 眼睛放松时，所能看清楚的最远点称为远点
远点距离： 眼睛距离远点的距离lr
近 点： 眼睛所能看清楚的最近点称为近点
近点距离： 眼睛距离近点的距离 lp
明视距离：正常的眼睛在正常照明下最方便和最习惯的工作距离，25cm.
最大调节范围＝远点视度－近点视度
11 A
lr lp
(单位：屈光度D）
3、人眼的校 正 正常眼：
远点应在无限远，像方焦点正好和网膜重合.
近视眼：
F`
远点在眼睛前有限远的地方
典型光学系统
f1 tg
f 2 tg
f1 tg tg f 2 D D D 2 f1 2 f 2 D
1、D 为望远镜的入射光瞳直径 ；D‘ 为望远镜的出射光瞳直径 ； 2、望远镜的视觉放大率决定于望远系统的结构。
三、分辨率及工作放大率
2y
4、显微镜的景深
2 y
物
nf 250 mm n 2dx NA NA
显微镜的放大率越高，数值孔径越大，景深越小。
三、显微镜的分辨率和有效放大率
1、分辨率（用分辨距离σ 表示）
1）两个发光点的分辨率：
1.22 0.61 2n sin U NA
这些特性参数决定了望远镜的分辨率，像的主观亮度，和系统的 外形尺寸。
2）物镜的焦距 f1 ：在目镜焦距 f 2 选定后，由视觉放大率决定； 3）望远物镜需校正的主要象差：有球差、色差和正弦差； 4）物镜后有 透镜转象系统时，二者可分别校正象差； 棱镜转象系统时，必须用物镜和棱镜的象差互相补偿。
2、望远目镜
五、显微目镜
主要光学特性参数有： 1、视觉放大率：
250 0 f目
2、目镜的线视场（由视场光阑的大小决定）
3、镜目距（出瞳距离）： l Z 6mm
4、目镜的通光口径： 由渐晕系数及几何关系决定。
习题2：一个显微镜物镜的垂轴放大倍率为-3倍，数值孔径为
0.2，共轭距L为180毫米，物镜框为孔阑，目镜焦距为30毫米，求：
0.5 NA
设所用照明的平均波长为0.00055mm， 有
近似为： 显微镜的放大率取决于物镜的分辨率或数值孔径。当使用比有效 放大率下限(500NA)更小的放大率时，不能看清物镜已分辨出的某些 细节。若用比有效放大率上限(1000NA)更高的放大率，是无效放大， 并不能使被观察物体的细节更清晰。
典型光学系统
通过自动化控制技术，实现光学系统的自动对焦、自动曝光、自动白平衡等功 能，提高系统的易用性和用户体验。
新材料、新工艺探索
新材料
探索新型光学材料，如超材料、二维材料等，为光学系统的设计提供更多可能性 和灵活性。
新工艺
发展新型加工工艺，如3D打印、微纳加工等，降低光学系统的制造成本和周期 ，推动光学系统的普及和应用。
光学系统作用
光学系统的主要作用是对光波进 行变换和处理，以满足各种光学 仪器和设备对光波传输和变换的 要求。
典型光学系统分类
01
02
03
透镜系统
由一系列透镜组成的光学 系统，如照相机的镜头、 显微镜的物镜和目镜等。
反射系统
由反射镜组成的光学系统， 如望远镜、潜望镜等。
折反射系统
由透镜和反射镜共同组成 的光学系统，如折反射望 远镜等。
航天航空领域
用于制造高性能的航天相机、星载光学系统等， 满足航天器在复杂环境下的成像需求。
军事领域
应用于制造高精度、高稳定性的军用光学系统， 如侦察望远镜、瞄准镜等。
3
民用领域
用于制造高端民用光学产品，如高清晰度相机镜 头、高端显微镜等，提升民用产品的性能和品质。
06 现代光学系统发展趋势与 挑战
镜对光线有发散作用。
反射镜与折射镜特性
反射镜特性
反射镜利用光的反射定律来改变光路。平面反射镜可形成虚 像，球面反射镜可形成实像或虚像，具体取决于球面形状和 物体位置。
折射镜特性
折射镜利用光的折射定律来改变光路。棱镜是一种常见的折 射镜，可将入射光线按一定角度折射出去。不同形状的棱镜 具有不同的折射特性，可用于实现光的色散、偏振等功能。
光学系统性能指标
光学系统
眼睛系统视网膜上成倒像，由于视神经系统内部作用，我们感觉还是正像。
主平面H 和H’距离角膜顶点后约1.3mm 和1.6mm 眼睛的焦距约为 f =-17mm ，f’ =23mm ，屈光度为+43D 视场可达150°，清晰视场只有视轴周围的6 ° ~8 °明视距离是正常眼在正常照明（约50勒克斯）下最方便和最习惯的工作距离，等于250 mm 。
（1）视度调节当肌肉完全放松时，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离，以 lr 表示，单位 m 当肌肉在最紧张时，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离，以 lp 表示，单位 m用lr 的倒数和lp 的倒数之差来表示人眼的视度调节能力lr （单位为m ）的倒数表示近视或远视的程度，称为视度，单位为屈光度（D ，Dioptre ），通常医院把 1D 称作 100度. 近视/远视眼镜的作用都是将无限远的物点与视网膜形成共轭.近视/远视只和远点距离有关，和近点距离无关。
（2）眼睛的分辨率人眼刚能将两点分开的视角称为眼睛的极限分辨角或视角鉴别率。
在没有调节的放松状态下，眼睛的极限分辨角为1’,人眼的分辨能力与极限分辨角成反比关系。
（3）人眼的对准精度对准精度一般用角度值来表示,即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，但眼睛认为已经是完全重合，这时α角度值即为人眼对准精度。
对准精度和极限分辨角是两个概念，又有一定联系，经验证明，人眼的最高对准精度约为极限分辨角的1/6~1/10（4）眼睛的景深当眼睛调焦在某一对准平面时，眼睛不必调节就能同时看清对准平面前和后某一距离的物体，称作眼睛的景深。
11r pA R P l l =-=-21221212,P PP P P P pD pD D p D p p p p D p p p p p p D p εεεεεε==+-=-=-=∆=+-∆（5）空间深度感觉眼睛在观察物体时，能够产生远近的感觉，被称为“空间深度感觉”。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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1.336
晶状体
巩膜
网膜 脉络膜 黄斑中心凹
视轴
光轴
盲斑 后室 1.336
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。
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几个概念：
盲点：视神经进入眼球的地方，不引起视觉。 黄斑：在眼球光轴上方附近有一直径为2mm的黄色区域 中央窝：黄斑中心有一直径为0.25mm的区域，视觉最灵敏。 光轴：光学系统的对称轴。 视轴：眼球光学系统的节点与黄斑中心窝的连线。与光轴的夹 角约为5℃。
➢照相机中，正立的人在底片上成倒像，人眼也是成 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。
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简约眼
眼睛简化成一个折射球面的模型称为简约眼。
R =5.56
n=1.0
n=1.33
R =9.7
折射面曲率半径: 5.56mm 像方介质折射率:1.333 视网膜曲率半径: 9.7mm
向不能会聚。
F
矫正： 加柱面透镜。
（4）斜视：加光楔。
眼睛的缺陷及校正：
明视距离是指正常的眼睛在正常照明(50lx)下的工作距离，为250mm
视度：非正常眼的程度，用远点距离的倒数表示。单
位为屈光度(D)。1D为100度。
例：远点为2m的近视眼，所需眼镜的光焦度为-0.5D，即50度。
光焦度 f 1 1 1 1 1 0.5(m1)
远点：当眼睛处于肌肉完全放松时所能看清最远的点称为远点,用r表示。
近点：当眼睛处于肌肉最紧张时所能看清的最近点称为近点，用p表示。
其倒数R=1/ lr ，P=1/lp分别表示远点和近点的发散度(会聚度)， 单位为屈光度(D)。1D为100度。调节能力
ARP 1 1 lr lp
A、R、P的单位是屈光度（D），
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
巩膜
网膜 脉络膜 黄斑中心凹
前室
晶状体
盲斑
总能将像成在网膜上。
后室
角膜和晶状体之间的空间称为前室；充满1.336的水状液；
晶状体和网膜所包围的空间称为后室;充满1.336的玻状体
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
1.376
眼睛的视场很大，可达150˚，但只有黄斑附近才能清晰识别，其 他部分比较模糊， 所以能看清物体的角度范围为6 ~ 8˚。
从光学角度看，眼睛中最主要的是：水晶体、视网膜和瞳孔。
➢眼睛和照相机很相似，如果对应起来看：
角膜、晶状体
虹膜、瞳孔
视网膜
物镜
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孔径光阑
感光底片
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➢ 人眼相当于一架照相机，它可以自动对目标调焦
这类光学系统是直接扩大人眼的视觉能力的，称 为目视光学系统
§7-1 人眼的光学特性
一、眼睛的结构——成像光学系统
人眼本身相当于摄影光学系统
在角膜和视网膜之间的生物构造均可以看 作成像元。
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人眼的构造剖视图
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人眼的构造剖视图
巩膜 角膜
脉络膜
*巩膜是眼球(~Ø2.4cm)的第一层保护膜，白色、不透明、坚硬；
第七章 典型光学系统
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绝大多数光学系统的作用：成像
按 照
眼镜作为系统的光能接收器，称为“目 视光学系统”，如：放大镜、显微镜、
成 望远镜等
像
接
收
器
的
情 况 感光底片作为光能接收器，如各类摄像
系统，投映系统及放大系统
本章的重点：
典型光学系统的成像特性和设计要求 物镜及目镜的结构型式及其主要光学参数
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
巩膜
网膜 脉络膜 黄斑中心凹
晶状体
盲斑
似双凸透镜，是眼睛光学系统的成像元件，其密度和折射 率都是不均匀的，由里层到外层逐渐减少，有利于提高
成像质量。晶状体的平均折射率为1.40，其周围是睫状肌 能改变晶状体的表面曲率，使人眼在看远近不同的物体时，
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1D 1m1
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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
(cm) -7 -10 -14 -22 -40 -200 100 40
远点距 （cm)
200 80 40
A=R-P (屈光度)
14
10
7
4.5 2.5
1
0.2 5
0
正常眼和非正常眼
正常眼：r ，R 0，F在视网膜上。
非正常眼：正常年龄内，R 0，F不在视网膜上。
F
（1）近似眼： F在视网膜前，眼球偏长， 远点在眼前有限远处。
矫正： 加负透镜，使无限远物点成
像于眼前有限远。
（2）远视眼： F在视网膜后，眼球偏短，
F
远点在眼后有限远处。
矫正： 加正透镜，使无限远物点成
像于眼后有限远。 （3）散光： 一个方向能会聚，另一个方
是锥状细胞的密集区而没有杆状细胞，由中心向外，逐渐相对变化；
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
巩膜
网膜 脉络膜 黄斑中心凹
晶状体
盲斑
黄斑中心凹是人眼视觉最灵敏的地方。
光 视神经细胞
神经纤维
盲斑
大脑
盲斑是网膜上没有感光元素的地方，不能引起光刺激。 晶状体在虹膜后面，是由两个不同曲率的面组成的透明体，
*角膜是巩膜的最前端部分，无色而透明；(曲率半径约8mm)
眼睛内的折射主要发生在角膜上；
*脉络膜是眼球的第二层膜，上面有供给眼睛营养的网状微血管；（不透明、使
20眼20/内9/2成2 为暗房）
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜
巩膜
角膜
脉络膜
*虹膜是脉络膜的最前端部分，含有色素细胞，决定眼的颜色；
*瞳孔是虹膜中间的小孔，随着外界明亮程度的不同，虹
物方焦距: -16.7mm 像方焦距: 22.26mm 光焦度: 59.88D
• 人眼光学系统的模型：
f = -17mm
简约眼模型
f ' = 23mm
二、眼睛的调节及矫正：
眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程称为眼睛的调节。
眼睛的焦距变化18mm-23mm
眼睛的调节能力用能清晰调焦的极限距离表示，即远点距离lr 和近点距离lp。
膜肌肉能使瞳孔的直径在2~8mm范围内变化；它是人眼的
孔径光阑。
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人眼的构造剖视图
瞳孔 虹膜 角膜
巩膜
视网膜 脉络膜 黄斑中心凹
*视网膜是眼球的第三层膜，布满着感光元素，即锥状细胞和杆状
细胞，锥状细胞直径约5微米，长约35微米；杆状细胞直径约2微米
，长约60微米。它们在网膜上的分布式不均匀的。在黄斑中心凹处