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1、眼睛,二.眼睛的调节,眼睛有两种调节功能,视度调节,瞳孔调节,1.视度调节,视度,表示眼睛对晶状体调节的程度。,调节,眼睛本能地改变焦距以看清不同远近物体的过程。,远点,近点,当肌肉完全放松时，眼睛所能看清楚的最远的点。,当肌肉在最紧张时，眼睛所能看清的最近的点。,眼睛的调节范围,A,(1)都是以米为单位的。,说明：,(2)对正常眼睛远点都是无穷远。,(3)近点会随年龄而变化的。,可见45岁以后，近点已经在明视距离250毫米以外了，因此45岁以后的眼睛称为老年性远视眼(老花眼)。,2.适应调节,适应,眼睛在周围照明条件发生变化时，所产生的变态过程。,暗适应,光适应,由光亮处到黑暗处的时候。,由
2、黑暗处到光亮处的时候,时间越长，眼睛对暗适应的灵敏度越高，大约在60分钟以后，灵敏度达到一个极限-,绝对暗阈值。,绝对暗阈值的照度相当于：一只蜡烛在30公里以外处所产生的照度。,大约需要几分钟即可。眼睛对光适应时，灵敏度大大降低，但由于照度足够不会影响工作。,三.眼睛的缺陷和矫正,1.近视眼,其远点在眼睛的前方有限距离处。(r 0),2.远视眼,其远点在眼睛的之后有限距离处。(r 0),3.眼镜的度数,非正常眼睛的远点距离的倒数表示近视或远视的程度。,例,远点距离为-0.5米，,则其近视的程度：-2折光度，200度的眼镜。,三.眼睛的分辨率,眼睛能分辨开两个很靠近物体的能力。,1.分辨率,极限
3、分辨率,刚刚能分辨开两点对眼睛的张角。,当,眼睛瞳孔,白天,在视网膜上对应的大小约为：,一般在良好的照明条件下：,2.瞄准精度(对准精度),(2)它与分辨率是两个概念。,(1)指已经有目标存在了，将一个物放在一个固定的位置。,说明：,(3)经验证明：人眼睛的最高瞄准精度约为分辨率的,(4)人眼睛的瞄准精度与所选取的被瞄准图案有关。,视神经细胞的大小：,足可以分辨,两个图案的重合。,瞄准：,对准过程中，两者偏离的角距离或线距离。,瞄准精度：,三.空间深度感觉和双眼立体视觉,空间深度感觉,对物体产生远近感觉以及分辨不同物体在空间的相对位置。对物体远近的估计。,(1)单眼睛对物体的 远近估计主要依
4、靠物体对眼睛的 张角来区分的。,(2)距离5米.,说明：,(3)双眼睛观察时，眼睛视轴对准物体,距离16米.,视差角,(4)双眼睛观察两个物体时，,位于黄斑的同侧,位于黄斑的不同侧,位于黄斑的同侧,双眼立体视觉,对物体位置的空间分布以及对物体的体积感觉。,总之：不同远近的物体在黄斑上成的像不对称的，就有远近感觉了。,(5)双眼睛观察两个物体时，视觉上的远近取决于视差角之差。,体视锐度：,人眼有可能感觉到的 的极限值,(2)无限远物点对应的视差角,说明：,(1),(3)当一个物点对应的视差角等于 时，则人眼 刚刚可以分辨出它和无限远物点之间的距离差别,这也是人眼可能分辨远近的最大距离。,即立体视
5、觉半径以外人眼就部能分辨出他们的远近了。看起来就似在一个深度上。,(4)立体视觉误差,微分,代入,例：,立体视觉半径,注意：位于不同远近的物体，立体视觉误差不同的。,说明：,在明视距离处，人眼的立体视觉误差仅仅0.05毫米，此时人眼的深度感觉是很灵敏。,放大镜和显微镜的工作原理,一.目视仪器的共同要求,1.视放大率,眼睛直接观察,仪器观察,仪器的视放大倍率,说明：,(1)对目视仪器的第一个要求：扩大视角。,(2)目标通过仪器应成象在无限远，或者说出射的光要 求是平行光(满足眼睛完全放松的自然工作状态),二.放大镜,作用：用于观察近距离微小的物体。,人眼可以分辨的物体大小y 和物距之间l 的关系
6、：,说明：,(1)被观察物体愈小，则愈要拉近物体，但人眼的调节 是有限的。近点以内的物体就无法看清楚了。因此，用眼睛直接观察物体时，物体不可能太小。,(2)人眼在完全放松的状态下观察物体是最佳的。,1.视放大率,说明：,(1)只要透镜的焦距250毫米，就可以起到放大的作用。,(2)透镜的焦距愈小，放大倍率愈大。,(3)通常放大镜采用一片透镜即可。但倍率高点的采用 几片的透镜组。,(4)通常放大率15.,三.显微镜,作用：用于观察近距离微小的物体。提高观察的放大倍率。,1.视放大率,即:显微镜的总视放大倍率等于物镜的垂直放大率 与目镜的视放大率的乘积。,说明：,(1)显微镜也是一个放大镜。它是两
7、次放大。,(2)物镜，目镜的放大率都刻在镜筒上。,(3)物镜，目镜的连接部分也是相同的。,望远镜的工作原理,作用：用于观察无限远目标的。,望远镜是一个将无限远目标成象在无限远的无焦系统。,1.视放大率,代入,说明：,(1)望远镜是可以扩大视角的，只要物镜的焦距大于目镜的 焦距。,(2)是可正可负的。,它与物镜，目镜的焦距符号有关的。,反号，通过望远镜观察到的是倒立的象。,同号，通过望远镜观察到的是正立的象。,结论,一个望远镜系统由物镜，目镜组成。,物镜的象方焦点和目镜的物方焦点重合。,物镜的焦距大于目镜的焦距。,望远物镜只能是正透镜，所以 的正负仅仅取决于目镜。,望远镜系统的特点,(1),且角
8、放大倍率与共轭面位置无关。,仅仅与物镜，目镜的焦距有关。,当然望远镜的垂直放大倍率，轴向放大倍率也与共轭面位置无关。,当,(2)测量望远镜视放大倍率的方法,(3)采用正光焦度(会聚透镜)目镜的望远镜开卜勒望远镜,视放大倍率为负，正立的物体成倒立的象。,其在物镜和目镜之间成实象，可以使用分划板。,经常用于军事。,所以要加转象棱镜。,(4)采用负光焦度(发聚透镜)的目镜望远镜伽利略望远镜,(5)望远镜的最小视放大率(望远镜的极限分辨角),入瞳直径,(6)在瞄准仪器中,仪器的瞄准误差(仪器的精度),可见，望远镜的视放大率越大，它的测量精度越高。,(7)的 关系,当目镜一定，,一定,因此，视放大率总是
9、和视场一起考虑的。,例：军用望远镜,(8),这种关系在军用望远镜设计中显得非常重要。,体积，重量问题往往是军用仪器增大视放大率的障碍。,(9)选取望远镜的视放大率也要考虑具体的使用条件,大气抖动可以引起景物抖动,例：,因此，地面观测瞄准仪器的视放大率不宜太大,手持望远镜的视放大率,否则要使用支架固定。,与仪器结构的关系,双眼观察仪器,因为双眼的体视效应，使用双眼来观察仪器的。,使用双眼仪器不仅可以保持人眼的体视效应，而且还可以使其得到提高。,双眼睛观察两个物体时，视觉上的远近取决于视差角之差。,眼睛直接观察某一物体时对应的视差角,用仪器观察某一物体时对应的视差角,b,一.双眼仪器的体视放大率,
10、表示被观察空间的体视感觉的放大能力。,双眼仪器的体视放大率,b,l,仪器基线长,米,同一物体对仪器的二入射瞳孔构成的视角差为,二.体视测距仪,体视测距仪是利用人眼的立体视觉来测量目标距离的仪器。,例,1.长距离测量的三角形原理,测量空间两点间的距离有许多的方法，使用于短距离的直接测量；长距离的三角测量。,通过双目仪器，眼睛能够分出远近的两个空间点之间的最小距离,2.测距仪的原理,体视测距原理类似于三角测量原理，它是利用体视测距仪测出物体所在位置上体视角，然后用,来计算。,目镜,分划板,物镜,端部反射镜,体视测距机,测距仪与眼睛的不同在于：,所以：测距机的体视锐度和体视半径要大的多。,人眼的体视锐度,人眼的体视半径,测距机的体视半径,可见：测距机测量距离远且精度高。,人双眼的视觉误差,双眼测距仪的体视误差当然比人眼小 倍,例,
