Оптическая схема глаза

[Ernest]

Человеческий глаз можно представить как оптическую схему, которая состоит из сферических поверхностей разделяющих однородные оптические среды с заданным показателем преломления. Обычно в расчетах используют одну из трех моделей: схематическую, упрощенную и редуцированную.

Редуцированная модель глаза - самая простая: глаз как бы состоит из одного куска прозрачного вещества, а его оптическая сила определяется кривизной фронтальной поверхности роговицы.

R (мм)	d (мм)	n
-	-	1.	Воздух
5.55	22.2	1.3333	Внутренность глаза после роговицы
-9.7	-	-	Сетчатка

В упрощенной модели глаза принята во внимание роль хрусталика.

R (мм)	d (мм)	n
-	-	1.	Воздух
7.8	3.6	1.3333	Передняя камера глаза, сразу после роговицы
10.	7.2	1.416	Хрусталик
-6	14.3	1.333	Стекловидное тело глаза
-11	-	-	Сетчатка

Схематическая модель глаза (по Гульстранду**) принимает во внимание толщину роговицы и оперирует более точными значениями показателей преломления

R (мм)	d (мм)	n
-	-	1.	Воздух
7.8	0.55	1.3771	Роговица
6.5	3.6	1.3374	Передняя камера
10.2	7.6	1.4200	Хрусталик
-6	13.9	1.3360	Стекловидное тело
-11.5	-	-	Сетчатка

Вариант оптической схемы используемая в ИТМО http://aco.ifmo.ru/el_books/introductio ... a-2-1.html

схема_глаза.png (20.88 КБ) 3593 просмотра

и ее параметры

Следует принять во внимание, что среды в реальном глазе не однородны (имеют градиент показателя преломления), а поверхности их разделяющие не вполне сферические.

* R, d и n в приведенных выше таблицах - стандартные конструктивные параметры центрированной оптической системы: радиус кривизны оптической поверхности (минус, если центр кривизны левее поверхности), расстояние после нее до вершины следующей поверхности и показатель преломления среды после нее

** иногда оперируют и более точной моделью с более сложной (трехэлементной) схемой хрусталика, но расчетное качество изображения во всех этих оптических схемах примерно одинаково: в пределах 10^о поля зрения при зрачке диаметром 2 мм - чистая дифракция (1/4 волновой критерий), а к краю поля зрения аберрации уже много больше градуса. При увеличении размера зрачка до 4 мм в центре поля зрения аберрации (сферическая) уже превышают 1/4-волновой допуск.

---

Назад к оглавлению статей

[Ernest]

Распределение колбочек и палочек по сетчатке глаза человека

rods and cones.JPG (29.27 КБ) 5465 просмотров

Максимальная плотность цветочувствительных колбочек (cones) сетчатки в центральной ямке составляет 164 000±24 000 1/мм² и снижается до 6700±1500 (к носу) и 5400±700 1/мм² (от носа) в 30° от центра поля зрения. Расстояние между колбочками увеличивается с 2.7±0.2 мкм в центральной ямке до 14.6±1.4 мкм (к носу) и 16.3±0.7 мкм (от носа) на 30°.

Плотность светочувствительных палочек (rods) достигает пика на 25° (в сторону носа) - 124 000±20 000 1/мм² и 20° от носа - 120 000±12 000 1/мм² и далее уменьшается. Среднее расстояние между палочками минимально на 25° от центральной ямки - 2.1±0.1 мкм и в 20° в сторону от носа - 2.2±0.1 мкм.

При этом колбочки чувствительные к красному (L-тип, максимум чувствительности на 564 нм) и зеленому (M-тип, максимум приходится на 534 нм) распределены и перемешаны между собой существенно случайным образом обычно с преобладанием более чувствительного L-типа. А вот много менее светочувствительные колбочки S-типа (максимум на 420 нм) отвечающие за синий избегают центра центральной ямки. Их плотность (примерно 10% от прочих колбочек) достигает максимума примерно в градусе от центра поля зрения.

cones.JPG (21.56 КБ) 5453 просмотра