眼睛成像原理及配镜原理

眼睛成像原理及配镜原理

肖逸文 PB10203253

人的眼睛就像一台小型照相机，前面有角膜、晶体等结构，好比照相机的镜头，脉络膜相当于暗箱，而视网膜相当于底片。自然界的各种物质通过光照反射出明暗不同的光线，这些光线通过角膜、晶状体、玻璃体这些透明物质屈折后的光在视网膜感觉层结成清晰的像，然后由视路将像的信息传到大脑的视觉分析系统，从而产生视觉。

眼睛在看近处物体时，屈折力就要增加，以使近物能聚合在视网膜上，形成清晰的物象。眼睛的这种调节功能是通过睫状肌的收缩和晶状体固有的弹性两个因素完成的。看近处物体时晶状体变凸，看远时晶状体则扁平。所以，要维持眼睛的正常调节作用，必须要有健全的睫状肌功能及晶状体的可塑性，二者缺一不可。眼睛在调节时，眼球的向内集合及瞳孔缩小这两种生理现象可同时发生，以确保眼睛的清晰性。

眼睛要能看清外界的物体必须具备以下几方面条件：

一：眼的屈光系统是完全透明的，这样可使由外界进入眼内的光从角膜到视网膜这个过程中不受到任何阻挡。

二：外界物体在视网膜上形成的像恰好落在视网膜的中心凹，其成像应该清晰，而且需要足够大。

三：整个视觉分析系统，也就是从视网膜，视神经到大脑皮层的整个视路中的相应部分必须完整且具有正常功能。

小结：眼睛成像原理就是光线通过角膜、晶状体、玻璃体这些透明物质屈折后的光在视网膜感觉层结成清晰的像，然后由视路将像的信息传到大脑的视觉分析系统，从而产生视觉。

眼折光成像的光学原理

当光线由空气进入另一媒质构成的单球面折光体时，它在该物质的折射情况决定于该物质与空气界面的曲率半径R和该物质的折光指数n2；若空气的折光指数为n1，则关系式为：

空气侧的焦距为前主焦距或第１焦距。F2称为后主焦距或第2焦距，指由折射面到后主焦点的距离，可以表示此折光体的折光能力；或者用另一种方法，即把主焦距以m（米）作单位来表示，再取该数值的倒数，后者就称为该折光体的焦度（diopter）；如某一透镜的主焦距为10cm，这相当于0.1m，则该透镜的折光能力为10焦度（10D）。通常规定凸透镜的焦度为正值，凹透镜的焦度为负值。

主焦距是一个折光体最重要的光学参数，由此可算出位于任何位置的物体所形成的折射像的位置。以薄透镜为例，如果物距a是已知的，像距b可由下式算出：

由式（2）可以看出，当物距a趋于无限大时，1/a趋近于零，于是1/b接近于1/F2，亦即像距b差不多和F2相等；这就是说，当物体距一个凸透镜无限远时，它成像的位置将在后主焦点的位置。同样不难看出，凡物距小于无限大的物体，它的像距b恒大于F2，即它们将成像在比主焦点更远的地方。以上结论，对于理解眼的折光成像能力十分重要。

另外，根据光学原理，主焦点的位置是平行光线经过折射后聚焦成一点的位置，这一结论与上面提到的第一点结论相一致。每一物体的表面，都可认为是由无数的发光点或反光点组成，而由每一个点发出的光线都是辐散形的；只有当这些点和相应的折射面的距离趋于无限大时，由这些点到达折射面的光线才能接近于平行，于是它们经折射后在主焦点所在的面上聚成一点，由这些点再组成物像。当然，无限远是一个不可能到达的位置，实际上对人眼和一般光学系统来说，来自6m以外物体的各光点的光线，都可以认为是近于平行的，因而可以在后主焦点所在的面上形成物像。

验光配镜的医学原理

在验光配镜时，检查者和被检查者相距0.5(或1 m)距离相对而坐，被检查者视线通过检查者耳上方向远看，检查者将检影镜上反射的光线射入被检眼内，照亮被检眼瞳孔，检者从平面检影镜中央小孔处观察被检眼内的反光，同时微微转动检影镜，则此时看到瞳孔区光影运动有以下三种情况：

①无光影移动 此时叫中性带或反转点;

②光影产生顺动 在瞳孔区出现的光影随检影镜移动的方向而产生同向移动;

③光影产生逆动 在瞳孔区产生的光影随检影镜的转动向相反方向移动。

凡由被检眼的视网膜反射于眼外的光线，在检影镜后方交叉的，即被检眼的远点位于检影镜后方的(正视眼、远视眼、检距为50 cm时一2.00 D以下的近视或检距为1m时一1.00 D以下近视)，均出现光影自勺顺动;假如由被检眼视网膜反射于眼外的光线，在检眼和被检眼之间交叉的，即被检眼的远点位于检眼和被检眼之间的(检距50 cm时，是一2.OO D以上近视;检距1 m时，是一1.00 D以上近视)，均会产生光影的逆动;如果由被检眼视网膜反射出来的光线恰好在检影镜处相交，即被检眼的远点恰好在检影镜位置(当检距为50 c n1时，恰好为-2.OO D近视，检距为l m时，恰好为-1.OO D近视)，此时看不到光影的运动，此时称为中和点、光学转折点、反转点。检影的目的就在于用适当的凸球镜或凹球镜将被检眼的远点，移到检影镜位

置而成中性带。然后在形成中性带的镜片屈光度上加上由于远点移近或移远所造成的人为近视部分f检距为50 cm时，加-2.00 D;检距为1 m时，加-1.OO D)来计算被检眼的远点位置，以确定被检眼的实际屈光度。

检距采用1 m时，所测结果精度较高，但操作不太方便;检距为50cm时，虽然精度比检距1m时稍差，但加减镜片操作方便，所以有的人习惯采用1 m检影。有的人又习惯采用50 cm检影，根据自己情况而定，不管采用何种检影距离，有一点必须掌握好.即距离必须准确，否则会影响检影结果。