工程光学

杨健君

目录

  • 1 序
    • 1.1 序
  • 2 第一章 几何光学基础
    • 2.1 第一节 几何光学的基本定律
    • 2.2 第二节 光学系统及成像的基本概念
  • 3 第二章 高斯光学
    • 3.1 第一节 近轴光学系统的光路计算
    • 3.2 第二节 球面光学成像系统​
    • 3.3 第三节 理想光学系统
    • 3.4 第四节 理想光学系统的基点与基面
    • 3.5 第五节 理想光学系统的物像关系
    • 3.6 第六节 节点
    • 3.7 第七节 理想光学系统的组合
    • 3.8 第八节 透镜
    • 3.9 第九节 矩阵运算在几何光学中的应用
    • 3.10 第十节 共轴球面系统的物像关系
  • 4 第三章 平面镜与棱镜系统
    • 4.1 第一节 平行平板
    • 4.2 第二节 折射棱镜与光楔
    • 4.3 第三节 平面镜
    • 4.4 第四节 反射棱镜
    • 4.5 第五节 光学材料
  • 5 第四章 光阑
    • 5.1 第一节 光阑
    • 5.2 第二节 场镜的特性及其应用
    • 5.3 第三节 光学系统的景深
    • 5.4 第四节 远心光路
    • 5.5 扩展一 辐射度学与光度学中的基本量
    • 5.6 扩展二 朗伯余弦定律及朗伯源
    • 5.7 扩展三 光照度计算
    • 5.8 扩展四 光学系统中光束的光亮度
    • 5.9 扩展五 成像系统像面的光照度
    • 5.10 扩展六 光学系统中光能损失的计算
    • 5.11 扩展七 色度学基础
  • 6 第五章 光学系统的像质评价
    • 6.1 第一节 像差概述
    • 6.2 第二节 色差
  • 7 第六章 目视光学系统
    • 7.1 第一节 人眼的光学特性
    • 7.2 第二节 放大镜
    • 7.3 第三节 显微镜系统
    • 7.4 第四节 望远镜系统
    • 7.5 第五节 光学系统外形尺寸的计算
  • 8 第七章 摄影和投影光学系统
    • 8.1 序 摄影机发展史
    • 8.2 第一节 摄影与投影系统的光学参数
    • 8.3 第二节 超远摄型系统
    • 8.4 第三节 超广角型系统
    • 8.5 第四节 变焦距系统
    • 8.6 第五节 CCD/CMOS摄像系统
  • 9 第八章 照明光学系统
    • 9.1 第一节 照明系统的基本要求
    • 9.2 第二节 几种特殊照明方式
    • 9.3 第三节 聚光镜类型
    • 9.4 第四节 光能计算实例
  • 10 第九章 激光光学系统
    • 10.1 序 激光简介
    • 10.2 第一节 激光束传输特性
    • 10.3 第二节 激光束的透镜变换
    • 10.4 第三节 激光透镜与望远镜
    • 10.5 第四节 激光整形和微光斑形成系统
    • 10.6 第五章 激光扫描系统
    • 10.7 第六节 光学信息处理系统和傅立叶变换镜头
    • 10.8 第七节 激光谐振腔的计算
  • 11 第十章 纤维光学系统
    • 11.1 第一节 纤维光学系统
    • 11.2 新建课程目录
第一节 人眼的光学特性

§6.1 人眼的光学特性


2. 眼睛的成像:

u人眼是一个类似的摄影系统

u眼睛像个能自动对焦、变焦、自动改变光圈的超级照相机

u眼睛的物方和像方焦距不相等。f=-17mm   f¹=23mm

u在调焦范围内,-f=14.2~17.1mm   f¹=18.9~22.8mm

u虹膜起着孔径光阑的作用,自动调节进入人眼的光能,它有一定范围,(2~8mm)

3、眼睛的光学参数:

u标准眼:
根据大量的测量结果,定出了眼睛的各项光学常数,包括角膜、水状液、玻状液和水晶体的折射率、各光学表面的曲率半径、以及各有关距离。

u简约眼把标准眼简化为一个折射球面的模型



2、非正常眼及其校正:

①正常眼和反常眼:

u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

u反常眼:眼睛光学系统的后焦点不在视网膜上

②近视眼

u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

u校正方法: 眼睛前加一凹透镜,先将无限远物体成像于眼睛的远点上.再经过眼睛聚焦在视网膜上,此时负透镜的焦距f’


③远视眼(老花眼):

u远视眼:眼睛放松时,∞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



四、眼睛的分辨率

u要使两像点能被分辨,它们之间的距离至少要大于两个神经细胞的直径,人眼的分辨率0.006mm

u视觉分辨率:眼睛刚能分辨的两物点对眼睛的张角

    在眼睛没有调节的松弛状态下,f‘≈23mm,可得ε≈60″


五、双目立体视觉

u单目视觉:不能产生立体的感觉

u双目立体视觉:

对于空间一点A:

视差角:两视轴之间夹角θA

视觉基线:两眼节点J1和J2的连线,以b表示

公式:θA=b/L