人眼的光學(xué)系統介紹
眼睛的聚焦能力主要來(lái)自角膜，但為了對不同距離的物體聚焦，眼睛經(jīng)常需要改變其屈光力，這是靠改變晶狀體的兩表面，主要是改變前表面的曲率來(lái)實(shí)現的，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為調節。當眼的調節放松時(shí)，如果眼軸的長(cháng)度和屈光系統的屈光力能使眼的后焦點(diǎn)落在視網(wǎng)膜上的話(huà)，便為正視眼。同樣在調節放松時(shí)，如果屈光系統的后焦點(diǎn)落在視網(wǎng)膜之后的稱(chēng)為遠視眼，相反落在視網(wǎng)膜之前的稱(chēng)為近視眼。若包含視軸的各個(gè)切面的屈光狀態(tài)不同，則稱(chēng)為散光。一般可用配眼鏡的方法加以矯正。
眼內的虹膜像照相機的光圈一樣，調節進(jìn)入眼睛的光量。虹膜中央的小圓孔稱(chēng)為瞳孔。除了光量引起瞳孔大小變化，眼的調焦過(guò)程也會(huì )影響瞳孔的大小，當視距變近時(shí)，瞳孔會(huì )稍微縮小。對所見(jiàn)物的心理情緒反應，也能引起瞳孔的變化。一般人眼在白天的瞳孔大小為2，3毫米，在黑暗的環(huán)境，可以達到6，7毫米，但隨著(zhù)年齡的增長(cháng)，眼睛的*大瞳孔直徑會(huì )下降到5毫米左右。
由三組眼外肌支配的眼球運動(dòng)，除了用以改變視線(xiàn)外，還對于正常的視知覺(jué)起著(zhù)重要的作用。眼球運動(dòng)可以分為共扼運動(dòng)、分離運動(dòng)、穩態(tài)運動(dòng)三大類(lèi)：共軛運動(dòng)即雙眼同時(shí)以相同方式運動(dòng)，其中又可分為掃視運動(dòng)和平穩追隨運動(dòng)，前者是從一個(gè)注視點(diǎn)移向另一個(gè)注視點(diǎn)時(shí)的雙眼運動(dòng)，后者則是當眼睛追蹤一個(gè)運動(dòng)物體時(shí)所發(fā)生的運動(dòng)；分離運動(dòng)是指在交替注視較遠或較近的物體時(shí)，使得兩眼視軸的夾角發(fā)生相應的變化的運動(dòng)；穩態(tài)注視過(guò)程中的運動(dòng)，包括震顫、微掃視及慢漂移。如果用某種特殊的光學(xué)系統使刺激像“穩定”在視網(wǎng)膜上完全不動(dòng)時(shí)，則在幾秒鐘內，刺激像的輪廓和顏色便會(huì )消褪，所以這些微小的眼運動(dòng)對于視知覺(jué)是至關(guān)緊要的。
人眼的視網(wǎng)膜上有兩種光感受器：視桿細胞和視錐細胞。視桿細胞的非常靈敏，在很暗的光照下還能工作，但不能區別顏色，在較暗的環(huán)境亮度下主要是視桿細胞的活動(dòng)，稱(chēng)暗視覺(jué)，；視錐細胞不夠靈敏，只有在較強的光照下才能工作，能區別顏色。在明亮的環(huán)境中主要是視錐細胞的活動(dòng)，稱(chēng)明視覺(jué)；在中等亮度范圍，兩種感光細胞均參與視覺(jué)稱(chēng)間視覺(jué)。當從亮處突然進(jìn)入暗處時(shí)，視覺(jué)系統對光的敏感度是隨時(shí)間逐漸升高的，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為暗適應。反之則稱(chēng)為明適應。明適應的進(jìn)程要快得多，通常在幾秒內敏感度就逐漸恒定。光感受器對光的敏感性還與光線(xiàn)的入射方向有關(guān)。正入射時(shí)敏感性*高，隨入射角增加迅速下降。
視覺(jué)系統的空間分辨能力常用視敏度來(lái)表示，其定義為眼能夠分辨的*小細節所對應的視角(以分為單位)的倒數。一般用蘭多爾特環(huán)或斯內勒字符來(lái)檢查人眼的視敏度。正常人眼的視敏度約對應視角1'～30"。從生理解剖角度，視敏度可以解釋為是由視錐細胞在視網(wǎng)膜上的鑲嵌排列的精細程度所決定；而從光學(xué)角度，則可以認為是受到眼光學(xué)系統的衍射極限的限制。研究結果表明兩者都與以上實(shí)際值相符。
物體的顏色固然取決于照明光的光譜組分、材料對光的反射、透射或吸收特性，但對眼睛而言，它是一種感覺(jué)，即色覺(jué)。對于人眼主觀(guān)感覺(jué)到的顏色，可以用色調、飽和度和亮度這三個(gè)基本屬性來(lái)描述。色調就是顏色的名稱(chēng)，如紅、綠、藍、黃等等；飽和度是指一種顏色的有色和無(wú)色組分的相對量，即通常所指的顏色的深淺；亮度是指顏色的無(wú)色組分在灰度等級(介于黑白之間)上的相對位置，用來(lái)表示顏色是明亮的還是陰暗的。楊-亥姆霍茲的三色理論認為，視網(wǎng)膜中有三種光譜敏感峰分別在紅、綠、藍區域的感光細胞，這三種細胞發(fā)出信號，經(jīng)過(guò)神經(jīng)系統的分析處理，引起不同的顏色感覺(jué)。赫林的拮抗色理論則認為顏色中有三對單一的感覺(jué)反應：紅-綠、黃-藍、黑-白。紅-綠或黃-藍對組合中，沒(méi)有一種顏色能與補色在同一感受器中同時(shí)活動(dòng)，但是黑-白對能發(fā)送組合信號，產(chǎn)生各種中間色調的灰色。這個(gè)理論與許多色覺(jué)經(jīng)驗相符合，特別對于負后像的解釋簡(jiǎn)單而令人信服。這兩種色覺(jué)理論在歷史上有過(guò)長(cháng)期爭論，現在可以這樣認為：色覺(jué)過(guò)程至少是一個(gè)二級過(guò)程，在感受器那**與楊-亥姆霍茲學(xué)說(shuō)一致，而在視神經(jīng)那**又與赫林學(xué)說(shuō)一致。在色覺(jué)的心理學(xué)方面，顏色恒常性是一個(gè)*值得注意的現象。顏色的恒常性是指不管照明光的光譜組分如何變化，人們通常能像在白光下一樣來(lái)分辨物體的顏色。對此目前還沒(méi)有完滿(mǎn)的解釋。
立體視覺(jué)就是視覺(jué)系統對三維空間的知覺(jué)，也就是辨別物體的距離、物體間的前后位置、方向等的能力。在只有單眼信息的情況下，就視覺(jué)系統本身而言，造成立體視覺(jué)的線(xiàn)索主要是調節及單眼運動(dòng)視差。調節是為了使觀(guān)視的物體在視網(wǎng)膜上清晰地成像，因此必然帶來(lái)關(guān)于物體距離的信息。單眼運動(dòng)視差主要是由觀(guān)察者移動(dòng)身體以使空間物體的相對位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生對物體間前后位置的判斷。因為靠視網(wǎng)膜只能得到外部世界的二維圖像，雙眼視覺(jué)才是立體視覺(jué)的主要基礎。雙眼視差信息是深度知覺(jué)*重要的線(xiàn)索，在一定范圍內主觀(guān)的深度知覺(jué)隨視差量的增大而增強。由于幾何的原因，視差隨物體所處距離的增大而下降，因此對于遠距離物體不可能有**的深度知覺(jué)。
眼睛與照相機類(lèi)似,由兩大部分組成:A 光學(xué)成像系統 B 感光認知系統
人眼的構造 人眼成像:空氣-角膜,水狀液-晶狀體,晶狀體-玻璃三個(gè)界面的折射成像
單球面折射系統
Ⅰ.在視網(wǎng)膜上成倒立的像,感覺(jué)正立是神經(jīng)系統的校正
Ⅱ.瞳孔2—8mm,可變光闌,調節入射光強弱
Ⅲ.睫狀肌改變晶狀體曲率---調焦
桿狀細胞(弱光)和錐狀細胞(強光)
視網(wǎng)膜中心—黃斑(0.25mm*敏感區)
視神經(jīng)出口區域無(wú)感受器—盲點(diǎn),由于眼球不斷轉動(dòng),盲點(diǎn)幾乎無(wú)影響
人眼的調解
遠點(diǎn)—眼睛完全松弛狀態(tài)下看清楚的*遠點(diǎn),正常眼的
遠點(diǎn)在無(wú)窮遠
近點(diǎn)—睫狀肌*大收縮(焦距*短)看清的*近距離.
一般,人眼*舒適的明視距離為20---30cm.
近視眼—眼球過(guò)長(cháng),當睫狀肌完全松弛時(shí),無(wú)窮遠物體成
像在視網(wǎng)膜的前方,遠點(diǎn)在有限遠—凹透鏡矯正
遠視眼—眼球過(guò)短,無(wú)限遠物體成像在視網(wǎng)膜的后方,近
點(diǎn)一般比正常眼要遠—凸透鏡矯正
散光—角膜的缺陷可能造成眼睛在一個(gè)平面(例如鉛直平面)內的折射比另一平面(例如水平面)內大,導致眼睛所看到的物像失真—柱面鏡矯正
