stručná osnova jarní semestr podzimní semestr

Transkript

1 Brýlová optika

2 stručá osova jarí semestr základy geometrické optiky pro brýlovou optiku Gullstradovo schématické oko, další modely, otoreceptory oka, vizus, optotypy myopie, hypermetropie, aakie a jejich korekce povaha aiálí rerakce, velikost obrazu a sítici podzimí semestr akomodace oka presbyopie a její korekce brýlové čočky: výpočty, korekce vad, bodově zobrazující čočky prizmatický účiek biokálí, triokálí a multiokálí čočky očí astigmatismus a jeho korekce

3 kotrola a hodoceí studia jarí semestr kotrolí práce ( bodů) zápočet (podmíka uděleí: > 49 bodů) podzimí semestr kotrolí práce ( bodů) zápočet (podmíka uděleí: > 49 bodů) zkouška (ústí, asi / hodoceí za body z KP, asi / za otázky u zkoušky) 3

4 literatura. J. Polášek a kol.: Techický sborík očí optiky,. vyd. SNTL, Praha R. Baštecký: Praktická brýlová optika. R+H optik, Praha M. Rutrle: Brýlová optika. IDVPZ, Bro A. H. Tuaclie: Itroductio to Visual Optics. ABDO College, Caterbury E. Keprt: Teorie optických přístrojů III. Oko a jeho korekce. SPN, Praha J. Schwiegerlig: Field Guide to Visual ad Ophthalmic Optics. SPIE, Belligham B. Havelka: Geometrická optika, I. a II. díl. NČAV, Praha 955. Též a 4

5 další iormačí zdroje Česká očí optika časopis Společestva českých optiků a optometristů 5

6 kotakt pro. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. Ústav yzikálího ižeýrství FSI VUT v Brě chmelik@me.vutbr.cz tel

7 požadovaé vstupí zalosti. zákoy geometrické optiky, ide lomu. disperze, Abbeovo číslo, katalogy optických materiálů 3. hraol, optický klí 4. zobrazeí kulovou plochou obecě a v paraiálím prostoru 5. základí body jedé kulové plochy 6. zobrazeí soustavou kulových ploch, polohy základích bodů soustavy, ohiskové vzdáleosti 7. zobrazovací rovice (pro paraiálí prostor) 8. zobrazeí tekou čočkou, zobrazeí tlustou čočkou 9. zobrazeí soustavou čoček, trasováí paprsků 0. omezeí paprskových svazků v optické soustavě. zvětšeí příčé, podélé, úhlové (Geometrická optika. semestr) 7

8 zaméková kovece a symboly (-) (-) (+) X, X, (Y, Y ) osový (mimoosový) předmětový a obrazový bod s, s sečé vzdáleosti předmětového, obrazového bodu s X, s(x), sečá vzdáleost bodu X a, a vzdáleost od předmětové, obrazové hlaví roviy, předmětová, obrazová ohisková vzdáleost h výška paprsku (vzdáleost od optické osy) y, y příčá souřadice mimoosového bodu, ide lomu (před a za lámavou plochou, zrcadlo: = -) φ, S optická mohutost, vrcholová lámavost vergece vzdáleostí se ozačují příslušými velkými písmey (A, S, X) pořadí lámavé plochy se začí číselým ideem 8

9 redukovaá vzdáleost, vergece redukovaá vzdáleost: = / vergece*: X = / (m) X (m -, D) -0, -0-0, -5-0,5-4 -0, , ,5 + +0, +0 X < 0 X > 0 -D -D 0D +D +D 0D (divergece) (kovergece) *chápeme také jako parametr svazku se středem ve vzdáleosti v určité roviě 9

10 vergece svazku se měí při šířeí X = X dx ( = d) X d X 0

11 lom kulovou plochou Sellův záko si = si > 0, si = (r - )/r si si = / si = - + = r - r si / si, h > 0 X > 0 X V C < 0 r > 0 > 0

12 trasováí paprsků (ray tracig) Plocha Rádius (mm) Tloušťka (mm) Ide lomu D (-) Objekt ekoečo ekoečo,0000 7,70 0,50, ,80 3,0,3374 STO 0,00 0,55, ,9,4, ,76 0,64, ,00 6,79,3360

13 Gaussova zobrazovací rovice (paraiálí aproimace) > 0 / = / + j h > 0 X > 0 X V C < 0 r > 0 > 0 optická mohutost plochy j = ( )/r 3

14 lámavá plocha měí vergeci Gaussova zobrazovací rovice: X + j = X j optická mohutost je vergecí (obrazové) ohiskové vzdáleosti (též: vergecí svazku kovergujícího do ohiska těsě za lámavou plochou): 0 + j = / 4

15 soustava lámavých ploch (paraiálí aproimace) = = 3 3 X X = X 3 X = X X 3 V V V 3 3 d 3 j i = ( i i )/r i i / i = i / i + j i i+ = i - d i 5

16 soustava lámavých ploch (tabelárí výpočet v paraiálí aproimaci) plocha č. 3,000,55,603 ide lomu před lám. plochou,55,603,000 ide lomu za lám. plochou r 9,000 -,000 -,000 rádius lám. plochy d vzdáleost lám. plochy od předch. - 30,00 poloha předmětového bodu X = / φ = (-)/r optická mohutost plochy X = X + φ vergece obrazového svazku = /X poloha obrazového bodu -d -- pomocý údaj /(-d) -- pomocý údaj vergece předmětového svazku j i = ( i i )/r i X i = X i + j i i+ = i - d i X i+ = X i d i X i 6

17 příklad: ohisko rozptylky = = 3 X X = F V V X = X d = s F j i = ( i i )/r i X i = X i + j i i+ = i - d i X i+ = X i d i X i 7

18 příklad: ohisko rozptylky (tabelárí výpočet pro paraiálí aproimaci) leží-li předmětový bod v ekoeču plocha č.,000,55,55,000 r d 5 X = / 0 φ = (-)/r X = X + φ = /X s F -d /(-d) j i = ( i i )/r i X i = X i + j i i+ = i - d i X i+ = X i d i X i pak zde vychází sečá obrazová ohisková vzdáleost 8

19 příklad: ohisko rozptylky (tabelárí výpočet polohy předmětového ohiska) leží-li předmětový bod v ekoeču plocha č.,000,55,55,000 r d 5 X = / 0-0,04 φ = (-)/r -0,06 0,075 X = X + φ -0,06-0,0067 = /X s F -d /(-d) j i = ( i i )/r i X i = X i + j i i+ = i - d i X i+ = X i d i X i pak zde vychází sečá obrazová ohisková vzdáleost 9

20 0 ohisková vzdáleost tabelárě (p ploch) F F 3 F s d d d s s h h p p p p p p s F -d /(-d) /( -d ) /( -d ) 3 /( 3 -d 3 )

21 vrcholová lámavost ( plochy i p ploch) = 3 tabelárí výpočet S : V X = F V S = s F φ φ d = s F vrcholová lámavost je vergecí sečé (obrazové) ohiskové vzdáleosti (též: vergecí svazku kovergujícího do obrazového ohiska těsě za posledí plochou soustavy): S = s F = s (F ) = φ d φ vlastí zvětšeí + φ = φ c d φ = Γ φ c celková optická mohutost Gullstradova rovice: φ c = φ + φ d φ φ

22 vergece a korekce vady oka emetropické oko (bez vady) vidí ostře bod R v ekoeču (svazek s vergecí X = 0 D) R X = 0 D ametropické oko (s rerakčí vadou) vidí ostře bod R ve vzdáleosti a R tj. do oka musí vstupovat svazek s vergecí X = A R = /a R R a R X = A R korekčí čočka převádí svazek s vergecí X = 0 a svazek vstupující do oka s vergecí A R X = 0 D X = X A dx R = S ds R S X = A R

23 hlaví body a roviy ( plochy) F V F H H V 3 obecě: - p s F e e = s F s (H) s (F ) - s F - e s (H) s (F) - s F - e e d j j c e - d j j c 3 3

24 příklad: rozptylka = = 3 X F V V d s F - p e d j j c e - d j j c 3 4

25 polohy hlavích rovi u čoček e d j j c V H H V e e e - d j j c 3 5

26 hlaví body a roviy (p ploch) 3 F V F H H V s F e e = s F Účiek všech ploch optické soustavy lze ahradit obrazovou hlaví roviou. Při opačém chodu paprsků předmětovou hlaví roviou. 6

27 Gaussova zobrazovací rovice (p ploch) X V H H V X p F F a a a /a = /a + j c a vztah optické mohutosti a ohiskové vzdáleosti: / = F = 0 + j c j c = / 0 = / + j c j c = - / optická mohutost je tedy vergecí svazku kovergujícího do obrazového ohiska v obrazové hlaví roviě 7

28 čočka trasormuje vergeci Gaussova zobrazovací rovice: X + j = X j 8

29 uzlové body (p ploch) p - p F V H H N N F sečé vzdáleosti od. plochy sečé vzdáleosti od plochy p s( N) s(f) s(n) s(f ) s(h) s(f) - s (H) s(f) - s(n) s(h) s(h) - p s(n) s(h) s(h) - p 9

30 kostrukce zobrazeí (p ploch) p - p F H H N N F s( N) s(h) - p (N) s(h) - s p 30