目視儀器的目鏡這種調(diào)節(jié)作用即稱之為“視度調(diào)節(jié)”。凡與眼睛配合使用的各類目視光學(xué)儀器,無(wú)論是望遠(yuǎn)鏡還是顯微鏡,單眼的或雙眼體視的,都應(yīng)具備視度調(diào)節(jié)功能。為研究方便,以下以望遠(yuǎn)鏡為例,討論視度調(diào)節(jié)的概念與視度調(diào)節(jié)量的計(jì)算。一般目視光學(xué)儀器的視度調(diào)節(jié)范圍均為±5視度;絕大多數(shù)目視儀器都采用移動(dòng)目鏡來(lái)調(diào)節(jié)視度,視度分劃直接刻在目鏡圈上,其刻度是等間隔的。
目視光學(xué)儀器的視度調(diào)節(jié) 目視儀器的視度調(diào)節(jié)是為解決大量具有球面屈光異常的觀察者正常使用目視儀器而采取的一種有效解決方案。 對(duì)正常人眼其遠(yuǎn)點(diǎn)在無(wú)限遠(yuǎn),即R=0。因此,要求物體經(jīng)目視光學(xué)儀器所成的像在無(wú)限遠(yuǎn),或者說(shuō)物體經(jīng)目視儀器的物鏡所成的像要落在目鏡的前焦面上。這樣,自儀器目鏡出射的為平行光束,物體經(jīng)目視儀器將成像在眼睛的視網(wǎng)膜上。 然而,對(duì)于具有球面屈光異常的眼——近視與遠(yuǎn)視眼,為看清物體,必須使物體經(jīng)目視儀器所成的像落在非正視眼的實(shí)際遠(yuǎn)點(diǎn)處(而非無(wú)限遠(yuǎn))。這就要求軸向前后移動(dòng)目鏡,即改變目鏡后方出射光束的結(jié)構(gòu)。目視儀器的目鏡這種調(diào)節(jié)作用即稱之為“視度調(diào)節(jié)”。
凡與眼睛配合使用的各類目視光學(xué)儀器,無(wú)論是望遠(yuǎn)鏡還是顯微鏡,單眼的或雙眼體視的,都應(yīng)具備視度調(diào)節(jié)功能。為研究方便,以下以望遠(yuǎn)鏡為例,討論視度調(diào)節(jié)的概念與視度調(diào)節(jié)量的計(jì)算。圖6.26(a)、(b)、(c)分別表示望遠(yuǎn)鏡的正視眼、近視眼與遠(yuǎn)視眼三種情況下的目鏡移動(dòng)與視度調(diào)節(jié)狀態(tài)。其中:
圖(a)為正視眼,因而望遠(yuǎn)鏡不需視度調(diào)節(jié),即為視度零位,其光學(xué)間隔Δ=0;
圖(b)為近視眼,f是其遠(yuǎn)點(diǎn),在眼前方,lf代表遠(yuǎn)點(diǎn)距離(lf<0),望遠(yuǎn)鏡為適應(yīng)近視眼的屈光狀態(tài),目鏡后需出射發(fā)散光束。為此,應(yīng)將目鏡前(左)移Δ值,此時(shí)系統(tǒng)Δ<0;
圖(c)為遠(yuǎn)視眼,其遠(yuǎn)點(diǎn)f在眼后方,遠(yuǎn)點(diǎn)距離lf>0,望遠(yuǎn)鏡為適應(yīng)遠(yuǎn)視眼的屈光狀態(tài),應(yīng)使目鏡后出射為會(huì)聚光束。為此,目鏡應(yīng)后(右)移,此時(shí)系統(tǒng)Δ>0。
圖6.26 正視、近視與遠(yuǎn)視三種狀態(tài)下的視度調(diào)節(jié)
由上可見,適應(yīng)于非正視眼需要而作視度調(diào)節(jié)后的望遠(yuǎn)鏡,其光學(xué)系統(tǒng)將偏離望遠(yuǎn)系統(tǒng),即Δ≠0。相應(yīng)地,系統(tǒng)的放大率、視場(chǎng)、出瞳位置與直徑等均要引起一定的變化,但此變化量很小,可不予考慮。
為導(dǎo)出視度調(diào)節(jié)量的計(jì)算公式,以圖6.26(b)近視眼的視度調(diào)節(jié)為例進(jìn)行分析。為使無(wú)限遠(yuǎn)物體A經(jīng)望遠(yuǎn)鏡物鏡和目鏡所成的二次像A″成在近視眼的實(shí)際遠(yuǎn)點(diǎn)f處,所需目鏡的位移量Δ(也就是物鏡后焦點(diǎn)到目鏡前焦點(diǎn)的距離),可通過(guò)對(duì)目鏡應(yīng)用牛頓公式得到:
其中,x2=-Δ,x2'≈lf×1000。 以上,x2(Δ)、x2'、f2'均是以mm為單位;另外,lf是以m為單位的遠(yuǎn)點(diǎn)距離,且有以屈光度為單位的遠(yuǎn)點(diǎn)表示形式:
將上述關(guān)系代入牛頓公式中,可以得到:
R表示眼近視或遠(yuǎn)視的度量,以屈光度(或稱視度)為單位。因此R也稱為“視度值”。對(duì)近視眼來(lái)說(shuō),R<0,因而Δ<0;對(duì)遠(yuǎn)視眼來(lái)說(shuō),R>0,因而Δ>0;
是一個(gè)視度目鏡的位移量(以毫米為單位),對(duì)確定的目鏡,該量為一常數(shù); Δ表示目鏡軸向位移量,對(duì)望遠(yuǎn)鏡Δ就是物鏡后焦點(diǎn)F1'到目鏡前焦點(diǎn)F2的距離。如果Δ<0,則目鏡應(yīng)前移;如果Δ>0,則目鏡應(yīng)后移。 式(6.32)即為目鏡的視度調(diào)節(jié)公式。它表明,視度調(diào)節(jié)量即目鏡軸向位移量Δ,由非正視眼的視度值R決定,兩者的符號(hào)一致,視度單位值(mm):
一般目視光學(xué)儀器的視度調(diào)節(jié)范圍均為±5視度;絕大多數(shù)目視儀器都采用移動(dòng)目鏡來(lái)調(diào)節(jié)視度,視度分劃直接刻在目鏡圈上,其刻度是等間隔的。如果觀察者眼睛的非正視程度R已知,則可預(yù)先將目鏡的視度值R裝定好。
例如已知f目'=20(mm),近視眼的視度值R=-2(視度),則目鏡軸向位移量Δ=-0.8(mm),即目鏡應(yīng)前移0.8(mm)。