望远镜的放大Word格式.docx
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眼镜屈光度
12.00
顶点距离
z
0.012
镜度因子
镜度放大率（Mpf）
-（-14）/12
1.167
前表面弧
P1
16.00
后表面弧
P2
-6.00
镜片厚度
d
0.010
屈光指数
n
1.50
形状因子
物镜光焦度
目镜光焦度
（-Pv+P2）
-18.00
形状放大率（Msf）
（-12+（-6））/16
1.125
眼镜放大率
Mpf.Msf
1.313
眼镜放大率：
物象不等的公式
Mspec=Mpf.Msf
Mpf=1/（1-zPv'
）
Msf=1/（1-（d/n）P1）
当δ很小时
1/（1+δ）≈1-δ和1/（1-δ）≈1+δ
所以
Mpf=1/（1-zPv'
）≈1+zPv'
和Msf=1/（1-（d/n）P1）≈1+（d/n）P1
由此可得：
Mspec≈1+zPv'
+（d/n）P1+zPv'
（d/n）P1
Mspec≈1+zPv'
+（d/n）P1+zPv'
以百分数表示
Mspec%=zPv'
+（d/n）P1
这里，z和d的单位为厘米
这个公式对于不等像视现场计算是很有用的。
二、望远镜和屈光不正
调节望远镜使适应于屈光不正眼
（一）目镜光焦度的改变
（1）把望远镜放在自己眼镜前面
（2）把需要矫正屈光不正的度数加到目镜上
（3）所获得的放大率等于原来望远镜的放大率
（4）总放大率=（眼镜放大率）×
（望远镜放大率）
（5）不管是伽利略或开普勒望远镜，近视或远视都是相同的。
（二）改变筒长
增加筒长以获得正镜片（远视）：
对于远视而言，可从望远镜的目镜获得一部分正镜片矫正，由于望远镜的目镜的一部分用于矫正屈光不正，目镜实际的光焦度改变，开普勒望远镜目镜的光焦度减小，焦距增加，故应相应增加筒长；
而伽利略望远镜的目镜的光焦度增加，焦距减小，筒长也应相应增加。
见图6-4.
减小筒长以获得负镜片（近视）：
对于近视来说，可从望远镜的目镜获得一部分负镜片矫正，同样目镜实际的光焦度将会改变，开普勒望远镜目镜的光焦度增加，焦距变小，故应相应减小筒长；
而伽利略望远镜的目镜的光焦度增加，焦距减小，筒长也应相应减小。
远视眼：
增加筒长
从新分配目镜的正光焦度，可提供矫正远视的镜片。
对于远视眼在物镜上增加正光焦度以保持d和P2恒定
开普勒望远镜，从目镜借正镜片，使目镜的光焦度减小，放大率相应下降。
伽利略望远镜，从目镜借负镜片，使目镜的光焦度增加，放大率相应增加。
近视眼：
减小筒长
从新分配目镜的负光焦度，矫正近视的镜片。
对于近视眼在物镜上增加正光焦度以保持d和P2恒定
开普勒望远镜，从目镜借负镜片，使目镜的光焦度增加，放大率相应增加。
伽利略望远镜，从目镜借正镜片，使目镜的光焦度减小，放大率相应下降。
（三）物镜光焦度的改变
物镜需要一个低度的镜片帽（目镜和长度保持不变），所需镜片帽的光焦度大约为.
Pcap=Rx/（M2）
需要从目镜借一定的光焦度和重新安排以提供处方
在处方前处方新的望远镜
新目镜的光焦度=Poc-PRx
新物镜的光焦度=Pobj-Pcap
1.对于远视眼，物镜光焦度的改变
镜片帽增加小量的正焦度到物镜。
仍从目镜中借矫正所需的光焦度
开普勒望远镜，从目镜借用正的屈光力，使目镜的光焦度减弱，物镜正光焦度稍微增加。
实际结果为放大率下降。
伽利略望远镜，从目镜借用正的屈光力，使目镜的光焦度增强，物镜正光焦度稍微增加。
实际结果为放大率变大。
2.对于近视眼，物镜光焦度的改变
开普勒望远镜，从目镜借用负的屈光力，使目镜的光焦度增强，物镜正光焦度稍微减少。
伽利略望远镜，从目镜借用正的屈光力，使目镜的光焦度减弱，物镜正光焦度稍微减少。
例如：
假定有一个6x开普勒望远镜，其中P1=+16.67D,P2=+100D和d=0.07m=7cm
病人为-20D近视，因此需要V’2=-20D,和因为P2=+100,V2=-120
如果V2=-120,l2=-0.00833m=-0.833cm
因此物镜的像必然在距目镜0.833cm处
两透镜的间距为7cm，因此由P1形成的像与物镜距离为（7-0.833）=6.166cm
因此必然l’1=6.166cm所以V’1=1/0.06167=16.22D
因此物镜镜片所需的光焦度=16.22D
物镜,V’1=-0.44D,P1=+16.67,V1=16.22D
目镜所需的帽的Pcap=16.22－16.67=-0.44D
因而我们可以认为在眼睛平面有一个光学系统，由无焦的望远镜与一薄透镜组成。
对于望远镜的组成，P1=16.22和P2=+120所以Mts=120/16.22=7.4x
这个病人与通过眼镜镜片相比将得到7.5x的视力改善。
也就是说，从20/200到20/27。
假定眼镜平面距角膜12.5mm，病人的远点平面与角膜的距离为5+1.25=-6.25cm。
所需隐形眼镜的屈光度=-1/1.0.0625=-16D
因而眼镜放大率（屈光度因子）=16/20=0.8x
因为配戴眼镜的视力很低，对这个病人来说，配戴隐形眼镜期待视力好于20/160。
总放大率（使用CL看作为参照，与之相比，－0.44的帽加上原来的无焦望远镜使用这个系统成像）
表6.2
远视
近视
开普勒
伽利略
Rx
10
10
-10
20
20
-60
60
T
0.033
0.067
Pcap
1.000
1.429
-1.250
-0.909
Madv
-3.684
2.692
-2.353
3.348
z=
0.015
Mspec
1.176
0.870
Mtotal
-4.334
3.167
-2.046
2.911
Mtotal=Mts.Mspec=（7.4）（0.8）=6.92x
因此与隐形眼镜相比的优势为6.92
因而视力20/160改善到20/（160/6.92）=20/27。
表2显示+/-10.00D的屈光不正的病人配戴3x望远镜时所需的阅读帽和由此产生的放大率。
第三节望远镜的影像的亮度
04x12为4x望远镜，物镜的直径为12mm，10x50为10x的望远镜，物镜的直径为50mm。
一、出瞳（ExitPupils）
（1）
与影像的亮度有关
（2）与视场有关
（3）
可帮助对望远镜成像的理解
二、反射和吸收
（1）所有的望远镜都会使实物的亮度降低；
（2）光从光学内界面的反射损失（大约15-40%）
（3）开普勒望远镜有更多的光损失。
因为有更多的介面（复合目镜和三棱镜）
（4）表面镀膜可减少光的损失.
三、星状和点光源
（1）望远镜放大并没有增加像的大小
（2）放大增加了像的亮度
像的亮度（点光源）：
与系统入瞳的面积成正比。
.
影像亮度增益=有望远镜/无望远镜
=系统入瞳的面积/眼瞳的面积
=两者直径平方的比
眼瞳为4mm，10x30和10x50望远镜
10x30望远镜
系统的入瞳=30mm（物镜限制入射光束）
影像亮度增益=302/42=（7.5）2=56x
10x50望远镜
系统的入瞳为40mm
（由于眼瞳4mm的限制，不是50mm）
影像亮度=402/42=100x
四、面光源
概念
（1）物体由一系列离散的点光源组成
（2）通过望远镜，每个点变得更明亮，但离散点的间距成比例的增加
（3）影像的亮度并没有被放大增加。
影像亮度（面光源）：
与系统出瞳的面积成正比。
影像亮度的增益=有/无
=系统出瞳的面积/眼瞳的面积
眼瞳为4mm，10x30和10x50望远镜
10x30望远镜
系统出瞳为3mm（物镜限制出射光束）
影像的亮度=32/42=（0.75）2=0.56x
系统出瞳为4mm（眼瞳限制光束）
影像的亮度=42/42=1.0x
小结：
点光源：
影像的亮度由接受光的面积决定，可为望远镜的物镜或眼瞳的M倍（无论那一个都较小）；
面光源：
影像的亮度由进入眼睛的光束的大小决定，可为眼瞳或望远镜的出瞳（无论那一个都较小）。
第四节视场
一、场镜（FIELDLENS）
在开普勒望远镜，通常有一个场镜作为目镜结构的部分。
典型的场镜设计为在目镜的焦面上设置场镜，场镜的光焦度大约为目镜的一半，直径与目镜的焦距相似。
在像空间，场镜孔径AFL的成像在无穷远，像的角尺寸为53度（53度=直径与距离的纵横比=1,即100cm对100cm,10ma对10m等）
如果眼睛接近目镜镜片，场镜限制视场，视场有清晰的边缘，见图6-8.。
如果眼睛远离目镜镜片，目镜限制视场，视场的边缘是模糊的。
各种方法.
目前更喜欢在像空间寻找视场。
在物空间，视场为像空间野小M倍
二、实际空间、物空间和像空间
表6-3
物空间
实际空间
像空间
限制光束
入瞳
孔径光阑
出瞳
限制视场
入口
视场光阑
出口
切记：
对于伽利略望远镜M=正
对于开普勒望远镜M=负和M2=正
物镜的孔径=A1目镜的孔径=A2
眼瞳的孔径=A3望远镜=d
眼睛间隙=z
A1'
'
=A1/MA2'
=A2不变A3'
=A3不变
d'
=d/Mz'
=z不变
=A1.....不变A2'
=MA2
A3'
=MA3d'
=Mdz'
=m2z
考虑物空间视场：
着眼入瞳与入口的关系
考虑像空间视场：
着眼出瞳与出口的关系
三、视场纵横比（FIELDASPECTRATIOS）
像方视场纵横比（IFAR）：
为限制视场的像方孔径的直径与其与眼点距离的比值。
物方视场纵横比（OFAR）：
为限制视场的物方孔径直径与其眼点距离的比值。
望远镜，IFAR=M（OFAR）
出口的位置=z+（t/M）
在像空间，眼睛－望远镜系统的出口
伽利略望远镜（典型）
望远镜的出瞳为系统的出口
出口直径=A1/M
出口位置=z+（t/M）
伽利略望远镜例子
一2.5x25望远镜，15mm=1.5cm直径的目镜
M=2.5x,d=4cm,P1=+15D,P2=-37.5D,使d=1.4cm
出瞳直径=25/2.5=10mm=1cm
出瞳位置=4cm/2.5=1.6cm
望远镜出瞳限制视场
IFAR=1cm/（1.6+1.4）=1/3=0.33x
如果观看距离100cm的物体，等效视距离（EVD）=100/2.5=40cm
视场宽度=等效视距离（EVD），IFAR=40cm（0.33）=13.3cm
开普勒望远镜
眼睛－望远镜系统的出口可任选其一
目镜
场镜的像（接近无穷远）
场镜
镜片的光焦度约为目镜的50%
接近目镜的焦平面
像在无穷远
直径与目镜相似
在无穷远的像角由比值（镜片直径）/（与目镜的直径）表示
对于开普勒望远镜，对眼睛所张的角较小，目镜或场镜？
比较A2/z和AFL/foc
常常AFL/foc=1.也就是,视场因子=1.0,那么视角=53度
也就是，IFAR=1.0，那么视角=53度
如果IFAR=1,那么观看宽度视场=EVD
如果视场因子=1，那么视场宽度=EVD
对于一个望远镜的EVD=u/M
例子：
FF=1的望远镜
物在100m,TS=4x,EVD=25m,FoV=25m（或53/4=13.3度）
物在4m,TS=8x,EVD=0.5m,
FoV=0.5m（或53/8=6.6度）
物在1.0m,TS=10x,EVD=0.10m,
FoV=0.10m（或53/10=5.3度）
四、望远镜的成像
像的高度比物小
I=O/M
像对出瞳的张角比物的张角大
ω'
=Mω
像比M小，接近M2（与出瞳M为参照）
像距
相对于出瞳=u/M2
相对于目镜=u/M2+d/M
Fried氏公式V’oc=M2Vobj/（1-dMVobj）
接近V’oc=M2Vobj
意义：
物距一较小的改变引起调节需求较大的改变
望远镜的聚焦范围在视近时是不足够的。
可需要放视力表在4m处，并使用+0.25D镜片
物镜的光焦度变，引起后顶点度（BVP）较大改变
确定固定焦距的望远镜的BVP
在EP后验光—视力表位于准确的工作距离
第五节望远镜在低视力的应用和选择
一、望远镜在低视力的应用
1、作为观众的观看任务
（1）剧院
（2）芭蕾舞剧
（3）电影
（4）体育比赛
（5）教室、公众演讲
（6）公众环境的电视
2、活动性任务
（1）交通信号
（2）街头标志
（3）公交车号码,机场显示器
（4）建筑物的指南，墙上的标志
3、普通任务
（1）风景
（2）脸面
（3）汽车
（4）计算机屏幕
二、视光师或病人的选择
1、光学因素
（1）放大率
（2）视场大小
（3）出瞳大小，或对星星的入瞳
（4）可调焦距、固定焦距
（5）对焦范围（对近视眼和屈光不正者）
（6）成像质量
（7）是否可包含散光处方？
（8）镜片的镀膜
2、设计特点
（1）双筒/单筒
（2）手持/头部固定
如果是头部固定——是否是双光？
（4）三脚架/,独脚支撑
（5）眼杯，物镜防护罩，颈子或腕带。
受使用频率的影响（连续、间隙、偶尔）
3、实际方面
（1）费用
（2）耐用性
轻便（重量/体积/支撑物）
（4）
容易使用（机械生物工程学）
（5）美观和显眼
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