6.1.3 Вимоги до візуальної оптичної системи

Аналіз характеристик і властивостей ока дозволяє сформулювати основні вимоги, що ставляться до візуальної оптичної системи, тобто до системи, що працює разом з оком:

1. Зображення, утворене оптичною системою, повинно знаходитися в межах об’єму акомодації ока. Для забезпечення спостереження без напруги, тобто за умови акомодації ока на нескінченність, пучки променів, що виходять з оптичної системи, повинні бути паралельними.

2. Положення і розмір вихідної зіниці оптичної системи повинні бути узгоджені з зіницею ока. Віддалення вихідної зіниці системи від заднього торця оправи повинно бути не менше 10 мм за умови суміщення вихідної зіниці з зіницею ока. Діаметр вихідної зіниці системи вибирають у діапазоні 2- 4 мм для приладів, що використовуються вдень, і 4-7 мм для приладів, що працюють у сутінкових умовах.

3. Оскільки візуальні оптичні системи проектуються в розрахунку на нормальний зір, то для зручності їхнього використання спостерігачами з різноманітним зором окуляри цих систем повинні переміщатися уздовж осі для зміни структури пучків променів, що виходять із системи.

Контрольні питання

1. Яким чином формується зображення в оці?

2. Чи є подібність між оком та будь-яким оптичним приладом? Якщо є то між яким?

3. У чому полягає акомодація? За рахунок чого вона відбувається?

4. Що таке об’єм акомодації та відстань найкращого зору? Які кількісні значення цих величин?

5. Що таке адаптація? За рахунок чого вона відбувається? Яка буває адаптація?

6. Що таке стереоскопічний зір, стереоскопічний паралакс та радіус стереоскопічного зору? Чи пов’язані між собою стереоскопічний паралакс та радіус стереоскопічного зору? Якщо так, то як?

7. Яким чином може бути збільшений радіус стереоскопічного зору?

8. Яке око вважається нормальним? Як проявляється міопія та гіперметропія? Як вони виправляються?

9. Які основні вимоги до візуальних оптичних приладів?

6.2 Видиме збільшення і роздільна здатність оптичного приладу спільно з оком

Видимим збільшенням Г оптичної системиназивають відношення тангенса кута′, під яким предмет видно через оптичний прилад,до тангенса кута, під яким предмет видно неозброєним оком (рис. 6.4):

.(6.2)

Фізичний зміст видимого збільшення полягає в тому, що ця величина показує, у скільки разів розмір зображення у", утвореного на сітківці ока при спостереженні через оптичний прилад, більше розміру зображення у', отриманого на сітківці при спостереженні без приладу.

Рисунок 6.4 -  Схема спостереження предмета: а – через оптичний прилад; б – неозброєним оком

Роздільна здатність оптичної системи, що діє спільно з оком, визначається рівністю:

, (6.3)

де ' – роздільна здатність неозброєного ока;

γ_Р– кутове збільшення в зіницях;

β_Р– лінійне збільшення в зіницях;

n– показник заломлення простору предметів;

n'– показник заломлення простору зображень.

Око буде бачити роздільно дві точки, кутова відстань між якими дорівнює , якщо кут' між променями, що виходять з оптичної системи, буде більшим або дорівнювати кутовій межі роздільної здатності ока_г= 60'':

, (6.4)

де DтаD' – діаметри вхідної та вихідної зіниць системи, відповідно.

Оскільки для візуальної системи кутове збільшення в зіницях _Рдорівнює видимому збільшеннюГ(див. вираз (6.2)), то з формули (6.4, (6.4) випливає, що

,

тобто кутова межа роздільної здатності приладу спільно з оком у Гразів менше за межу роздільної здатності неозброєного ока.