ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА

Глаз человека представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из роговицы, влаги передней камеры, хрусталика и стекловидного тела. Преломляющая сила оптики глаза зависит от величины радиусов кривизны передней поверхности роговицы, передней и задней поверхностей хрусталика, расстояний между ними и показателей преломления роговицы, хрусталика, влаги передней камеры и стекловидного тела.

Характеристика «схематического глаза*, предложенного Гульстраішом

(основные параметры при расслабленной аккомодации)

тическую силу задней поверхности роговицы не учитывают, поскольку показатели преломления ткани роговицы и влаги передней камеры одинаковы.

Приближенно можно считать, что преломляющие поверхности глаза сферичны и их оптические оси совпадают, т.е. глаз является центрированной системой. В действительности же оптическая система глаза имеет много погрешностей. Так, роговица сферична только в центральной зоне, показатель преломления наружных слоев хрусталика меньше, чем внутренних, неодинакова степень преломления лучей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Помимо того, в разных глазах оптические характеристики преломляющих сред существенно различаются, причем измерение их затруднено. Все это усложняет вычисление оптических констант глаза.

Для проведения расчетов параметров оптической системы глаза предложены упрощенные схемы этой системы, основанные на определении средних величин оптических констант, полученных

Рис.7. Фокусная зона глаза и проекция фигур светорассеяния.

при измерении многих глаз. На рис. 6 показан «схематический глаз», предложенный Гульстрандом (1909). В табл. 1 приведены его основные характеристики. Как видно на рисунке, передняя и задняя главные плоскости пересекают оптическую ось глаза соответственно на расстоянии 1,47 и 1,75 мм от вершины роговицы. Приближенно можно считать, что обе эти плоскости расположены в одном месте — на расстоянии 1,6 мм от вершины роговицы.

Переднее и заднее фокусные расстояния, если их отсчитывать от главных плоскостей, равны соответственно 16,78 и 22,42 мм. Чаще, однако, определяют передневершинное и задневершинное фокусные расстояния, т.е. положение главных фокусов относительно вершины роговицы. Эти расстояния равны соответственно 15,31 и 24,17 мм.

Предложены и более простые схемы оптической системы глаза, в которых имеется только одна преломляющая поверхность — передняя поверхность роговицы и одна среда — усредненная внутриглазная среда. Такой глаз называют редуцированным. Наиболее удачным является редуцированный глаз, предложенный В.К.Вербицким (1928).

Как и другим оптическим системам, глазу свойственны

Рис.8. Хроматическая аберрация глаза.

F, — фокус для сине-зеленых лучей; F, — фокус для крас- "ных лучей.

монохроматические и хроматические аберрации. Вследствие сферической аберрации лучи, исходящие из точечного источника света, собираются не в точку, а в некоторую зону на оптической оси глаза (рис. 7). В результате этого на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина этой зоны для нормального человеческого глаза колеблется от 0,5 до 1,5 дптр [Сергиенко Н.М., 1975; Campbell F., Gubish R.W., 1966].

Вследствие хроматической аберрации лучи коротковолновой части спектра (сине-зеленые) пересекаются в глазу на более близком к роговице расстоянии, чем лучи длинноволновой части спектра (красные). Интервал между фокусами этих лучей в глазу может достигать 1,0—1,5 дптр. Из-за этого, например, глаз, эмметропический по отношению к белому свету, становится миопическим для сине-зеленых и гиперметропическим для красных лучей, и наоборот, миопический глаз (М) более четко видит линии на красном фоне, а гиперметропический (Ніна зеленом (рис. 8).

Практически все глаза в той или иной степени обладают еще одной аберрацией — неправильным астигматизмом из-за отсутствия идеальной сферичности и центровки преломляющих поверхностей роговицы и хрусталика. Эту аберрацию можно оценить, измеряя клиническую рефракцию глаза в различных частях зрачка [Смирнов М.С., 1961; Сергиенко Н.М., 1969; Корнюшина Т.А., 1980]. Неправильный астигматизм может быть представлен в виде рельефа гипотетической пластинки, которая, будучи наложена на роговицу, превращает данный глаз в идеальную сферическую систему. Другой способ графического представления неправильного астигматизма — обозначение величины отклонения статической рефракции относительно центра зрачка в разных его точках. Неправильный астигматизм приводит к неравномерному распределению света на сетчатке; светящаяся точка образует на сетчатке область сложного дифракционного изображения, в которой могут' выделяться участки максимальной освещенности.