眼睛的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)、輻射接收作用、校正及其光學(xué)系統(tǒng)(上)

2011-01-26

                                  眼睛的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)、輻射接收作用、校正及其光學(xué)系統(tǒng)(上)

一、眼睛的結(jié)構(gòu)

1、結(jié)構(gòu)與組成：

角膜、前室（水狀液）、水晶體和后室（玻璃體）、視網(wǎng)膜、瞳孔、黃斑、視軸與眼軸

2、眼睛的成像：

人眼是一個類似的攝影系統(tǒng)，角膜相當(dāng)于一個凸凹鏡，前室亦如此，水晶體相當(dāng)于一個雙凸鏡。

物點(diǎn)在視網(wǎng)膜上形成一個倒立的實(shí)像，但這一倒像的感覺經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)的作用，給人以正像的視覺。

眼睛的物方和像方焦距不相等。f=-17.1mm   f?=22.8mm

在調(diào)焦范圍內(nèi)，-f=14.2~17.1mm   f?=18.9~22.8mm

虹膜起著孔徑光闌的作用，自動調(diào)節(jié)進(jìn)入人眼的光能，它有一定范圍，（  =2~8mm）若外界光很強(qiáng)，使  2mm時仍然使人無法適應(yīng)，就很容易使視網(wǎng)膜造成傷害。

直視太陽或正視激光束能在視網(wǎng)膜上燒成一盲斑，使人在觀看任何景象時，總有一塊或數(shù)塊區(qū)域是黑斑。

3、眼睛的光學(xué)參數(shù)：

介質(zhì)折射率：n=1.3333

折射面半徑：r1=5.77mm

物方焦距：f '≈-17mm

像方焦距：f '≈23mm

光焦度：D=58.48(1/m)

網(wǎng)膜半徑：r2=9.7mm

二、眼睛的調(diào)節(jié)及校正

1、眼睛的調(diào)節(jié)：眼睛成像系統(tǒng)對任意距離的物體自動調(diào)焦的過程

2、眼睛的調(diào)節(jié)能力：

f?的變化范圍是18mm~23mm

眼睛的調(diào)節(jié)能力表示為能清晰調(diào)焦的極限距離范圍。

其中，lr、lp分別為遠(yuǎn)點(diǎn)距離和近點(diǎn)距離；

R＝1／lr，Ｐ＝1／lp為遠(yuǎn)點(diǎn)和近點(diǎn)的發(fā)散度（或會聚度）；

單位為折光度（或稱屈光度）

?影響因素：

調(diào)節(jié)能力隨年齡增大而減少

?明視距離：在閱讀時，或眼睛通過目視光學(xué)儀器觀測物像時，為了工作舒適，習(xí)慣上把物或像置于眼前250mm處，稱作明視距離。

3、非正常眼及其校正：

①正常眼和反常眼：

正常眼：眼睛的遠(yuǎn)點(diǎn)在無限遠(yuǎn)，眼睛光學(xué)系統(tǒng)的后焦點(diǎn)在視網(wǎng)膜上

反常眼：眼睛光學(xué)系統(tǒng)的后焦點(diǎn)不在視網(wǎng)膜上

②近視眼和遠(yuǎn)視眼（老花眼）：

近視眼：遠(yuǎn)點(diǎn)位于眼前有限距離

遠(yuǎn)視眼：遠(yuǎn)點(diǎn)位于眼后有限距離

③校正方法：

④視度：

遠(yuǎn)點(diǎn)距離lr（單位為m）的倒數(shù)表示近視眼或遠(yuǎn)視眼的程度，稱為視度，單位為折光度（或屈光度）。通常醫(yī)院和眼鏡店把一折光度稱作100度。

散光與校正：

散光度AST：AST＝R1－R2

校正方法：可用圓柱面或雙心圓柱面透鏡

三、眼睛的輻射接收作用

視網(wǎng)膜：由錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞組成，兩種細(xì)胞各有不同的任務(wù)；

桿狀細(xì)胞：對光刺激極敏感，但完全不感色；

錐狀細(xì)胞：感光能力差，但它們能對各色光有不同的感受。

適應(yīng)：眼睛對周圍空間光亮情況的自動適應(yīng)程度。

明適應(yīng)和暗適應(yīng)：由暗處進(jìn)入亮處，瞳孔自動縮小；由亮處進(jìn)入暗處，瞳孔自動放大。

四、眼睛的分辨率

1、眼的分辨能力：眼能夠分辨靠近兩相鄰點(diǎn)的能力稱為眼的分辨能力，或視覺敏銳度。

2、視角：物體對人眼的張角稱作視角。

3、視角鑒別率ε：

?在眼睛沒有調(diào)節(jié)的松弛狀態(tài)下，f '≈23mm，可得ε≈60″。

?若把眼睛看作理想光學(xué)系統(tǒng)，則由ε＝140″／D，當(dāng)D＝2mm時，ε＝70″，當(dāng)瞳孔直徑增大時，眼睛光學(xué)系統(tǒng)的像差增大，分辨能力隨之減少。

?由于眼睛具有較大色差，視角分辨隨光譜而異，連續(xù)光譜中間部分的視角鑒別率高于紅光和紫光部分的鑒別率。

4、視角敏銳度：視角敏銳度＝