眼睛的结构、调节、辐射接收作用、校正及其光学系统(上)

2011-01-26

                                  眼睛的结构、调节、辐射接收作用、校正及其光学系统(上)

一、眼睛的结构

1、结构与组成：

角膜、前室（水状液）、水晶体和后室（玻璃体）、视网膜、瞳孔、黄斑、视轴与眼轴

2、眼睛的成像：

人眼是一个类似的摄影系统，角膜相当于一个凸凹镜，前室亦如此，水晶体相当于一个双凸镜。

物点在视网膜上形成一个倒立的实像，但这一倒像的感觉经神经系统的作用，给人以正像的视觉。

眼睛的物方和像方焦距不相等。f=-17.1mm   f?=22.8mm

在调焦范围内，-f=14.2~17.1mm   f?=18.9~22.8mm

虹膜起着孔径光阑的作用，自动调节进入人眼的光能，它有一定范围，（  =2~8mm）若外界光很强，使  2mm时仍然使人无法适应，就很容易使视网膜造成伤害。

直视太阳或正视激光束能在视网膜上烧成一盲斑，使人在观看任何景象时，总有一块或数块区域是黑斑。

3、眼睛的光学参数：

介质折射率：n=1.3333

折射面半径：r1=5.77mm

物方焦距：f '≈-17mm

像方焦距：f '≈23mm

光焦度：D=58.48(1/m)

网膜半径：r2=9.7mm

二、眼睛的调节及校正

1、眼睛的调节：眼睛成像系统对任意距离的物体自动调焦的过程

2、眼睛的调节能力：

f?的变化范围是18mm~23mm

眼睛的调节能力表示为能清晰调焦的极限距离范围。

其中，lr、lp分别为远点距离和近点距离；

R＝1／lr，Ｐ＝1／lp为远点和近点的发散度（或会聚度）；

单位为折光度（或称屈光度）

?影响因素：

调节能力随年龄增大而减少

?明视距离：在阅读时，或眼睛通过目视光学仪器观测物像时，为了工作舒适，习惯上把物或像置于眼前250mm处，称作明视距离。

3、非正常眼及其校正：

①正常眼和反常眼：

正常眼：眼睛的远点在无限远，眼睛光学系统的后焦点在视网膜上

反常眼：眼睛光学系统的后焦点不在视网膜上

②近视眼和远视眼（老花眼）：

近视眼：远点位于眼前有限距离

远视眼：远点位于眼后有限距离

③校正方法：

④视度：

远点距离lr（单位为m）的倒数表示近视眼或远视眼的程度，称为视度，单位为折光度（或屈光度）。通常医院和眼镜店把一折光度称作100度。

散光与校正：

散光度AST：AST＝R1－R2

校正方法：可用圆柱面或双心圆柱面透镜

三、眼睛的辐射接收作用

视网膜：由锥状细胞和杆状细胞组成，两种细胞各有不同的任务；

杆状细胞：对光刺激极敏感，但完全不感色；

锥状细胞：感光能力差，但它们能对各色光有不同的感受。

适应：眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。

明适应和暗适应：由暗处进入亮处，瞳孔自动缩小；由亮处进入暗处，瞳孔自动放大。

四、眼睛的分辨率

1、眼的分辨能力：眼能够分辨靠近两相邻点的能力称为眼的分辨能力，或视觉敏锐度。

2、视角：物体对人眼的张角称作视角。

3、视角鉴别率ε：

?在眼睛没有调节的松弛状态下，f '≈23mm，可得ε≈60″。

?若把眼睛看作理想光学系统，则由ε＝140″／D，当D＝2mm时，ε＝70″，当瞳孔直径增大时，眼睛光学系统的像差增大，分辨能力随之减少。

?由于眼睛具有较大色差，视角分辨随光谱而异，连续光谱中间部分的视角鉴别率高于红光和紫光部分的鉴别率。

4、视角敏锐度：视角敏锐度＝