人眼的光學系統(tǒng)介紹 
   
 
眼睛的聚焦能力主要來自角膜，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實現(xiàn)的，這個過程稱為調節(jié)。當眼的調節(jié)放松時，如果眼軸的長度和屈光系統(tǒng)的屈光力能使眼的后焦點落在視網(wǎng)膜上的話，便為正視眼。同樣在調節(jié)放松時，如果屈光系統(tǒng)的后焦點落在視網(wǎng)膜之后的稱為遠視眼，相反落在視網(wǎng)膜之前的稱為近視眼。若包含視軸的各個切面的屈光狀態(tài)不同，則稱為散光。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(jié)進入眼睛的光量。虹膜中央的小圓孔稱為瞳孔。除了光量引起瞳孔大小變化，眼的調焦過程也會影響瞳孔的大小，當視距變近時，瞳孔會稍微縮小。對所見物的心理情緒反應，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，但隨著年齡的增長，眼睛的*大瞳孔直徑會下降到5毫米左右。

　　由三組眼外肌支配的眼球運動，除了用以改變視線外，還對于正常的視知覺起著重要的作用。眼球運動可以分為共扼運動、分離運動、穩(wěn)態(tài)運動三大類：共軛運動即雙眼同時以相同方式運動，其中又可分為掃視運動和平穩(wěn)追隨運動，前者是從一個注視點移向另一個注視點時的雙眼運動，后者則是當眼睛追蹤一個運動物體時所發(fā)生的運動；分離運動是指在交替注視較遠或較近的物體時，使得兩眼視軸的夾角發(fā)生相應的變化的運動；穩(wěn)態(tài)注視過程中的運動，包括震顫、微掃視及慢漂移。如果用某種特殊的光學系統(tǒng)使刺激像“穩(wěn)定”在視網(wǎng)膜上完全不動時，則在幾秒鐘內，刺激像的輪廓和顏色便會消褪，所以這些微小的眼運動對于視知覺是至關緊要的。

　　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(qū)別顏色，在較暗的環(huán)境亮度下主要是視桿細胞的活動，稱暗視覺，；視錐細胞不夠靈敏，只有在較強的光照下才能工作，能區(qū)別顏色。在明亮的環(huán)境中主要是視錐細胞的活動，稱明視覺；在中等亮度范圍，兩種感光細胞均參與視覺稱間視覺。當從亮處突然進入暗處時，視覺系統(tǒng)對光的敏感度是隨時間逐漸升高的，這個過程稱為暗適應。反之則稱為明適應。明適應的進程要快得多，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的入射方向有關。正入射時敏感性*高，隨入射角增加迅速下降。

　　視覺系統(tǒng)的空間分辨能力常用視敏度來表示，其定義為眼能夠分辨的*小細節(jié)所對應的視角(以分為單位)的倒數(shù)。一般用蘭多爾特環(huán)或斯內勒字符來檢查人眼的視敏度。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；而從光學角度，則可以認為是受到眼光學系統(tǒng)的衍射極限的限制。研究結果表明兩者都與以上實際值相符。

　　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，即色覺。對于人眼主觀感覺到的顏色，可以用色調、飽和度和亮度這三個基本屬性來描述。色調就是顏色的名稱，如紅、綠、藍、黃等等；飽和度是指一種顏色的有色和無色組分的相對量，即通常所指的顏色的深淺；亮度是指顏色的無色組分在灰度等級(介于黑白之間)上的相對位置，用來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(qū)域的感光細胞，這三種細胞發(fā)出信號，經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)的分析處理，引起不同的顏色感覺。赫林的拮抗色理論則認為顏色中有三對單一的感覺反應：紅-綠、黃-藍、黑-白。紅-綠或黃-藍對組合中，沒有一種顏色能與補色在同一感受器中同時活動，但是黑-白對能發(fā)送組合信號，產生各種中間色調的灰色。這個理論與許多色覺經(jīng)驗相符合，特別對于負后像的解釋簡單而令人信服。這兩種色覺理論在歷史上有過長期爭論，現(xiàn)在可以這樣認為：色覺過程至少是一個二級過程，在感受器那**與楊-亥姆霍茲學說一致，而在視神經(jīng)那**又與赫林學說一致。在色覺的心理學方面，顏色恒常性是一個*值得注意的現(xiàn)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分辨物體的顏色。對此目前還沒有完滿的解釋。

　　立體視覺就是視覺系統(tǒng)對三維空間的知覺，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，就視覺系統(tǒng)本身而言，造成立體視覺的線索主要是調節(jié)及單眼運動視差。調節(jié)是為了使觀視的物體在視網(wǎng)膜上清晰地成像，因此必然帶來關于物體距離的信息。單眼運動視差主要是由觀察者移動身體以使空間物體的相對位置發(fā)生變化，從而產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，雙眼視覺才是立體視覺的主要基礎。雙眼視差信息是深度知覺*重要的線索，在一定范圍內主觀的深度知覺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。

眼睛與照相機類似,由兩大部分組成:A 光學成像系統(tǒng)   B 感光認知系統(tǒng)

人眼的構造    人眼成像:空氣-角膜,水狀液-晶狀體,晶狀體-玻璃三個界面的折射成像

單球面折射系統(tǒng)
Ⅰ.在視網(wǎng)膜上成倒立的像,感覺正立是神經(jīng)系統(tǒng)的校正
Ⅱ.瞳孔2—8mm,可變光闌,調節(jié)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(qū))
視神經(jīng)出口區(qū)域無感受器—盲點,由于眼球不斷轉動,盲點幾乎無影響

人眼的調解
遠點—眼睛完全松弛狀態(tài)下看清楚的*遠點,正常眼的
遠點在無窮遠
近點—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—眼球過長,當睫狀肌完全松弛時,無窮遠物體成
像在視網(wǎng)膜的前方,遠點在有限遠—凹透鏡矯正
遠視眼—眼球過短,無限遠物體成像在視網(wǎng)膜的后方,近
點一般比正常眼要遠—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