目視儀器的目鏡這種調節作用即稱之為“視度調節”。凡與眼睛配合使用的各類目視光學儀器,無論是望遠鏡還是顯微鏡,單眼的或雙眼體視的,都應具備視度調節功能。為研究方便,以下以望遠鏡為例,討論視度調節的概念與視度調節量的計算。一般目視光學儀器的視度調節范圍均為±5視度;絕大多數目視儀器都采用移動目鏡來調節視度,視度分劃直接刻在目鏡圈上,其刻度是等間隔的。
目視光學儀器的視度調節 目視儀器的視度調節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。 對正常人眼其遠點在無限遠,即R=0。因此,要求物體經目視光學儀器所成的像在無限遠,或者說物體經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,物體經目視儀器將成像在眼睛的視網膜上。 然而,對于具有球面屈光異常的眼——近視與遠視眼,為看清物體,必須使物體經目視儀器所成的像落在非正視眼的實際遠點處(而非無限遠)。這就要求軸向前后移動目鏡,即改變目鏡后方出射光束的結構。目視儀器的目鏡這種調節作用即稱之為“視度調節”。
凡與眼睛配合使用的各類目視光學儀器,無論是望遠鏡還是顯微鏡,單眼的或雙眼體視的,都應具備視度調節功能。為研究方便,以下以望遠鏡為例,討論視度調節的概念與視度調節量的計算。圖6.26(a)、(b)、(c)分別表示望遠鏡的正視眼、近視眼與遠視眼三種情況下的目鏡移動與視度調節狀態。其中:
圖(a)為正視眼,因而望遠鏡不需視度調節,即為視度零位,其光學間隔Δ=0;
圖(b)為近視眼,f是其遠點,在眼前方,lf代表遠點距離(lf<0),望遠鏡為適應近視眼的屈光狀態,目鏡后需出射發散光束。為此,應將目鏡前(左)移Δ值,此時系統Δ<0;
圖(c)為遠視眼,其遠點f在眼后方,遠點距離lf>0,望遠鏡為適應遠視眼的屈光狀態,應使目鏡后出射為會聚光束。為此,目鏡應后(右)移,此時系統Δ>0。
圖6.26 正視、近視與遠視三種狀態下的視度調節
由上可見,適應于非正視眼需要而作視度調節后的望遠鏡,其光學系統將偏離望遠系統,即Δ≠0。相應地,系統的放大率、視場、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。
為導出視度調節量的計算公式,以圖6.26(b)近視眼的視度調節為例進行分析。為使無限遠物體A經望遠鏡物鏡和目鏡所成的二次像A″成在近視眼的實際遠點f處,所需目鏡的位移量Δ(也就是物鏡后焦點到目鏡前焦點的距離),可通過對目鏡應用牛頓公式得到:
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為單位的遠點距離,且有以屈光度為單位的遠點表示形式:
將上述關系代入牛頓公式中,可以得到:
R表示眼近視或遠視的度量,以屈光度(或稱視度)為單位。因此R也稱為“視度值”。對近視眼來說,R<0,因而Δ<0;對遠視眼來說,R>0,因而Δ>0;
是一個視度目鏡的位移量(以毫米為單位),對確定的目鏡,該量為一常數; Δ表示目鏡軸向位移量,對望遠鏡Δ就是物鏡后焦點F1'到目鏡前焦點F2的距離。如果Δ<0,則目鏡應前移;如果Δ>0,則目鏡應后移。 式(6.32)即為目鏡的視度調節公式。它表明,視度調節量即目鏡軸向位移量Δ,由非正視眼的視度值R決定,兩者的符號一致,視度單位值(mm):
一般目視光學儀器的視度調節范圍均為±5視度;絕大多數目視儀器都采用移動目鏡來調節視度,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),即目鏡應前移0.8(mm)。