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眼视光领域中几个值得重新认识的基础问题

2010-08-15

中国眼镜科技杂志 2010年3期
关键词:人眼眼轴屈光度

1. 人眼视网膜上形成的到底是焦点还是像?如果是焦点,人眼怎样辨认这个焦点中的内容?如果是像,人眼又需要什么样的像呢?

2. 人眼到底是眼轴长了会导致近视,还是近视了导致眼轴变长?

3. 假如认为眼轴长度与屈光度数有对应的关系,怎样解释A超检查中,坐姿测量到的眼轴长度与卧姿测量到的眼轴长度的差异,难道坐着与躺着之间存在屈光度数的差异?

4. 人眼为什么有远点和近点?正视眼的远点和近点分别在哪里?具体的距离是多少?

网友讨论

陈大:

第1个问题我认为人眼视网膜上形成的是焦点,而像是由无数个焦点组成的。

第2个问题有点“先有鸡还是先有蛋”的味道。

第3个问题未接触过不了解。

第4个问题,我的理解就是人眼可调整的范围因人而异,与视力一样。S H H B:

就上面的4个问题,谈一下自己的观点。

第1个关于焦点和像问题。长期以来,传统视光学始终关注平行光线在透镜后的焦点,实际上这是一个最为基础的纯光学概念,对于视光学来讲没有意义,因为视光学不应该再来讨论纯物理光学,应该把着重点放在“视”的方面,因此在视网膜上成像才是视光学应当关注的问题。所有焦点的问题都只应该作为纯物理光学去研究探讨,视光学应该只讨论成像问题。

眼睛是由多个系统组成的屈光凸透镜组,它的总屈光量大概在58 D~60 D左右。人眼看清物体,是眼睛前的物体通过眼睛的屈光系统,在眼的视网膜上形成倒立缩小的实像。眼视觉细胞、视觉神经通过一系列的光、化学、电等的生物转换,将物像的信号传递到大脑。而视网膜上成像的位置是视网膜的黄斑,黄斑是一个直径在2 m m左右的中心凹。事实上,我们要看清楚眼前物体的全貌,首先应该是在视网膜上成倒立实像,也就是说必须是物体在眼屈光的焦点以外,这样眼屈光系统的最后成像部位—视网膜才能有清晰可辨的图像。其次应该是物体在视网膜上的成像尽量在直径2 m m左右的范围内。根据物理光学成像的原理,要使物体在凸透镜后成缩小倒立的图像,只有将物体放置在凸透镜两倍焦距以外,而且距离越远,成像就越小,但像会离透镜后焦点越近。实际上,眼睛的眼轴长度是不变的,也就是说像距是不变的,成像的大小也是有相对要求的,像太大眼睛无法看清,太小无法辨析(事实上人眼的最小分辨率应该是在3个视觉细胞的大小范围,即5 μ m左右,一个视觉细胞直径是1μ m~1.5 μ m)。眼睛前的物体距离是因为人生活需求,不断改变目标,因此要真正看清物体,人眼只有通过改变焦距(即调整焦点位置),这种调整既要满足成倒立实像的需要,还要满足图像大小的需要。

尽管都是变焦,一个是将固定焦度的凸透镜改变焦点位置,一个是将固定位置凸透镜改变焦度。特别是视网膜上的黄斑是一个浅漏斗状的小凹区,因此在视网膜黄斑上成的像应该是符合黄斑特性的图像,这样也就保证了成像的质量,因此人眼的变焦不是简单的焦度变化,而是符合黄斑成像质量要求的变焦。

通俗地讲,在眼视网膜上成的是倒立实像而不是点,而且这个像的形状是与中心凹的形状一致(斜漏斗形),否则就不符合人眼需求的视觉信号刺激。

第2个关于眼轴与近视的问题,我认为不是简单的鸡与蛋的问题!眼轴增长容易产生近视,是像距变大的问题,这样对于人眼的总屈光量要求要少些,也就是说需要凹透镜来抵消这个因眼轴长度影响的屈光量。近视是因为人眼成的像无法到达视网膜中心凹,通过凹透镜的方式可以帮助像形成到视网膜上。需要说明的是,眼轴长是一个生理性问题,近视是一个视光性问题,尽管有关联,但不存在必然。就像有2米身高的人作为篮球运动员条件很好,但不是2米高的人就是篮球运动员。

第3个问题,其实是第2个问题的延伸。在以往的视光学认识中,有“眼轴长度每增长1 m m就会有近300度左右的近视”的说法。假如这个说法成立的话,我们在做A超时就发现,不同的体位、眼轴长度就有不同的数据,难道坐着的屈光度数与躺着的屈光度数不一样,就需要及时更换眼镜?显然这个眼轴长度与屈光度数的关联出现了问题。我认为,眼轴长度应当与眼调节系统匹配性关联才是合理的解释。也就是说正常人眼的眼轴长度是一个范围,调节能力也是一个范围,这两个范围还必须相互协调,才符合眼视觉需求。

第4个问题其实是第1个问题的内容举例。首先应当在定义正视眼的时候,要定义检查的标准视标。当标准视标在最近时能看清就是近点,在最远处看清就是远点,关键是标准视标问题。

新视界710:

对于楼上网友的观点我作如下反驳:

“长期以来,传统视光学始终关注平行光线在透镜后的焦点,实际上这是一个最为基础的纯光学概念,对于视光学来讲是没有意义,因为视光学不应该再来讨论纯物理光学,更多的应该放在视的方面,因此在视网膜上成像才是视光学应当关注的问题,所有焦点的问题都只应该作为纯物理光学去研究探讨,视光学应该只讨论成像问题。”

这个观点我不赞同。光学焦点的位置是用来衡量成像质量好坏的。当焦点位置正好在焦平面上时,焦平面内的成像质量最佳。这点在光学中是这样,人眼也如此。你不能说照相机要符合光学原理而人眼就可以不符合。难道达到黄斑中心视力时,人眼光学系统主焦点的成像位置在黄斑中心以外?

“人眼看清物体,是眼睛前的物体通过眼睛的屈光系统,在眼的视网膜上成倒立缩小的实像。”

这一说法与前面的说法明显冲突。这个成倒立缩小的实像恰恰是以光学系统主焦点的成像位置来确定的。我认为,应该理解为人眼要想看清楚,则光学的主焦点的位置应该在视网膜上。因为,你说的眼前的物体通过眼镜的屈光系统,在眼的视网膜上成倒立缩小的实像。这个倒立缩小的实像在视网膜上,恰恰证明了人眼屈光系统的主焦点在视网膜上。否则怎么能在视网膜上成倒立缩小的实像呢?

我对上述几个问题的理解如下:

第1个问题: 我们看电影的时候看到是影像还是焦点?当然不是焦点,只是说我们在研究光学系统的时候,这个焦点的位置决定了影像的清晰度。电影放映的是胶片上的影像,胶片上清晰影像放映到电影屏幕上是否清晰是由放映机光学系统的主焦点位置来衡量的。当放映机的光学系统主焦点的位置正好落于屏幕上时,也就是说电影屏幕为焦点所在的平面,光学中称之为焦平面时,就能够在屏幕上看到胶片中的清晰影像。所以说焦点是在研究光学系统时的一个参考点。在光学系统中有3个主要的参考点和参考面,分别是主点、焦点和结点。主点所在的平面为主平面,焦点所在的平面为焦平面,而像则是由不同物体所发出的光线在某个平面上对应形成的一个个像点。

第2个问题:这的确有些类似“蛋生鸡还是鸡生蛋”的问题。但仔细想想,每个孩子生下来就是近视吗?如果不是,则说明是后天形成的。那么这样的结果一定与眼球的增长有关。只不过传统认为近视是眼轴过长所导致的结果,实际上眼球在整个视觉发育的过程中需要整体的配合发育,屈光介质(角膜和晶体)会变得更加扁平。如果在发育过程中,屈光系统没有配合整个光学系统的改变而改变,就会出现近视。不过总的来说,近视一定与眼轴的增长有关系。

第3个问题:没有哪个医生敢说每次眼轴测量的结果就一定是一样的。实际上影响检测的因素有很多,我觉得不必在这里过于强调这个问题。毕竟大多数人躺着的时候喜欢闭着眼睛,即使睁着眼睛也不会看多远。有调节完全可以满足。但是要作为研究倒是可以仔细地去琢磨。要不干脆躺着、站着和坐着的时候分别作屈光检查进行观察记录。

第4个问题:没有哪个光学系统可以在光学系统总屈光度不变的情况下,焦点会任意改变。正视眼的远点在无穷远处,而近点的精确值是调节最大值的倒数,只要能够将每个人的这个点准确地测量出来,就能精确计算出近点的位置了。

回音壁

在上期的“病例分享”小栏目里,我们刊登了网友们对于如下病例的讨论:

病例:女,35岁,从未配过眼镜,裸眼视力:右眼0.1-左眼0.5-最终检查结果:右眼-8.00 D S/-2.00 D C×1801.0 左眼-1.00 D S/-1.00 D C×1801.0 四点视标只看到绿色,如何配镜?隐形怎么配?

本刊高级视光专家顾问齐备教授答复:

配散光接触镜R:-7.00 D S/-1.75 D C×180,L:-1.00 D S/-1.00 D C×180。

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