Понятие об аберрациях оптической системы глаза

Острота зрения глаза лимитирована разрешающей способностью сетчатки, дифракцией света в области зрачка и погрешностями в опти­ке глаза. Последние обычно определяются как аберрации (от латинско­го aberrare — уклоняться, заблуждаться). В сущности, аберрация — это любое угловое отклонение узкого параллельного пучка света от точки идеального пересечения с сетчаткой в центре центральной ямки жел­того пятна (фовеолы) при его прохождении через всю оптическую сис­тему глаза. Под аберрациями понимаются как аномалии рефракции в виде миопии, гиперметропии и астигматизма, с которыми повседнев­но сталкивается любой офтальмолог и которые в литературе по оптике называют дефокусом, или аберрациями низшего, второго порядка, так и аберрации высшего порядка, к которым относятся кома, сферичес­кая, хроматическая и некоторые другие виды аберраций.

К аберрациям первого порядка относят призматические аберра­ции. С дефокусировками и способами их устранения офтальмология имеет дело в течение столетий, но вопросы, связанные с аберрациями высшего порядка, стали предметом активного интереса офтальмоло­гов только в последние годы в связи с появлением реальных путей для их устранения. В рамках настоящей главы мы будем говорить преиму­щественно об этих аберрациях.

глава 8

Аберрации — результат неравной гомогенности оптических сред гла­за и локальных нерегулярностей его оптических поверхностей, которые строго индивидуальны для каждого субъекта. В биологической системе аберрации имеют место и вследствие оптических неравномерностей приобретенного свойства — включений, помутнений, плавающих объек­тов, дисперсии клеток и т. д. С другой стороны, хроматическая аберрация обусловлена и полихроматической природой света, в результате которой лучи разных длин волн не могут быть собраны в одной точке. Глаз — асферическая оптическая система, но не настолько совершенная, чтобы устранить все аберрации. Например, приведенная в каждом учебнике по офтальмологии схема коррекции миопии не полностью соответствует ре­альности. На самом деле даже после коррекции вогнутым стеклом на сет­чатке лучи от точечного источника света не собираются в точку, а образу­ют крут светорассеяния вследствие аберраций (рис. 8.1).

 

 

 

а б

Рис. 8.1.Схема коррекции миопии вогнутым стеклом в идеале (а) и реальности (б).

Наиболее часто рассматривают следующие виды аберраций высше­го порядка.

Сферическая аберрация (рис. 8.2, а) возникает вследствие того, что края двояковыпуклой линзы преломляют падающие на нее параллель­ные лучи сильнее центра. Хрусталик как раз и является такой линзой, поэтому можно предположить, что именно он ответственен в большей степени за сферические аберрации глаза, особенно при расширенном зрачке, так как чем больше диаметр линзы, тем больше сферическая аберрация. Усиление сферической аберрации в ночное время вызыва­ет миопизацию глаза до 0, 5—1, 0 дптр вследствие образования изобра-152

оптические аберрации глаза: диагностика и коррекция

 

 

 

 

Рис. 8.2. Схематическое изображение некоторых аберраций оптической системы глаза: .1 — сферической аберрации; б — хроматической аберрации; в — аберрации косых пуч­ков (комы); г — подушкообразной и бочкообразной дисторсии.

жения кпереди от сетчатки. Сферическую аберрацию относят к абер­рациям 4-го порядка.

Хроматическая аберрация, как уже сказано выше, возникает вследст­вие того, что коротковолновые лучи, составляющие спектр белого света, преломляются той же оптической системой сильнее, чем длинноволно-ные, поэтому глаз никогда не может видеть полихроматический объект абсолютно резким. Хроматической аберрацией объясняется псевдосте­реоскопический эффект изображений с резким контрастом синего и красного, который часто используется в полиграфии (рис. 8.2, б).

Кома — это сферическая аберрация косых пучков света, падающих под углом к оптической оси глаза. Одна из причин этой аберрации со­стоит и в том, что оптические элементы глаза несимметричны, т. е. оп­тический центр роговицы не совпадает точно с фовеолой, а хрусталик всегда слегка наклонен к оптической оси глаза (рис. 8.2, в). Кому отно­сят к аберрациям 3-го порядка.

Дисторсия — это изменение масштаба изображения с удалением от центра к краю, что приводит к искажению прямоугольного изображе­ния, бочкообразному или подушкообразному (рис. 8.2, г).

глава 8

Кроме основных перечисленных, имеется целый ряд других абер­раций — вторичная сферическая, вторичная кома и др. В стандарт Американского оптического общества включены аберрации вплоть до 7-го порядка, которые могут сказываться на качестве ретинального изображения.

Коррекция аберраций имеет огромное значение при создании опти­ческих систем для астрономии, военного дела, профессиональной фо­тографии и для других целей. В современных высококачественных объективах для коррекции сферической, хроматической аберрации, комы, дисторсии используются комбинации линз из различных сортов стекла, асферические поверхности линз и другие приемы, которые со­вершенствуются на протяжении целого столетия.

Относительно оптической системы глаза проблема устранения аберраций высшего порядка ранее не возникала, хотя даже абсолютно эмметропичный глаз не дает из-за них идеального изображения. Веро­ятно, это связано в основном с тем обстоятельством, что при условии устранения дефокусировок оптика глаза обеспечивает человеку впол­не достаточное качество зрения для нормального функционирования даже в экстремальных условиях.

Как это ни парадоксально, но бурный рост интереса к аберрациям оп­тики глаза в значительной мере порожден несовершенством существую­щих методов коррекции дефокусировок, о- чем более подробно будет рассказано в следующем разделе. Достижения же науки и производства в создании уникальных по своим возможностям приборов для выявле­ния и регистрации аберраций, их анализа и коррекции создали техниче­скую базу для вывода рефракционной хирургии на новый уровень.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I) Получение передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы, по возмущению относительно выходной величины, по задающему воздействию относительно рассогласования .
2. I. Понятие как форма мышления
3. I. РАЗВИТИИ ЛЕКСИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЯЗЫКА У ДЕТЕЙ С ОБЩИМ НЕДОРАЗВИТИЕМ РЕЧИ
4. II. О ФИЛОСОФСКОМ АНАЛИЗЕ СИСТЕМЫ МАКАРЕНКО
5. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
6. А. Разомкнутые системы скалярного частотного управления асинхронными двигателями .
7. АВИАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ
8. Автоматизированные информационно управляющие системы сортировочных станций
9. Автоматизированные системы диспетчерского управления
10. Автоматическая телефонная станция квазиэлектронной системы «КВАНТ»
11. Агрегатные комплексы и системы технических средств автоматизации ГСП
12. Адам присел рядом. Его коричневые волосы взлохматились, придавая лицу озорной вид. Вот только глаза Адама не были ни озорными, ни веселыми. Они были мертвыми и пустыми, как я сама.