1, 인간의 눈 이미징 원리

사람의 눈은 카메라에 해당하고, 수정체는 카메라 렌즈에 해당하고, 망막은 카메라의 필름에 해당하며, 사람의 눈은 물체와 볼록렌즈 이미징의 원리가 같다. 예를 들면 눈의 구조, 즉 볼록렌즈와 같다. 이미징 조건에 따르면, 망막에서 물체의 거꾸로, 축소 된 실제 이미지, 동공을 통한 물체의 빛, 망막에서의 렌즈 이미징, 신경 계통을 통한 뇌로 전달, 뇌 처리 후, 우리는 물체를 보고 시각을 만들어 냈습니다. (존 F. 케네디, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)

사람의 눈은 * * * 축 광학 시스템으로, 물체를 관찰할 때 물체의 빛은 먼저 각막, 앞방 물, 동공, 수정체, 뒷방 액체를 거쳐 안저 망막에 도달해 또렷한 모습을 이룬다. 이미징 과정에서 눈은 자동 줌 및 조리개 크기를 자동으로 변경하는 카메라와 같으며, 외부 물체를 안저 망막에 영상화하고 인간의 뇌의 생물학적 역할을 결합하여 외부 객관적인 사물에 대한 감각적 인식을 형성한다. 광학 관점에서 볼 때, 눈의 각막 수정체는 카메라의 렌즈, 홍채, 동공이 구멍 지름 맹장, 망막은 원판이나 이미징 수신기에 해당한다.

사람의 눈 시축은 황반 중심과 눈 광학 시스템의 사각형 노드 사이의 연결이다. 안구의 회전은 시신경을 통해 뇌에 전달되어 가장 선명한 시각을 생성하는 시각 세포가 빛에 자극을 받아 시각 정보를 생성하는 시각 축을 관찰 물체에 조준하고 황반을 중심으로 하는 한 영역에 비춰집니다. 시각 세포는 빛의 자극을 받아 시각 정보를 생성하며 시신경을 통해 뇌로 전달되어 가장 명확한 시각을 생성합니다. 시각, 시각, 시각, 시각, 시각, 시각, 시각, 시각. 눈의 물체에 대한 영상은 실물 실상이기 때문에 망막의 형상은 시종 역상이며, 신경계와 뇌의 작용으로 사람의 느낌은 마치 똑바로 서 있는 것 같다.

사람이 물체를 관찰할 때, 일정한 시야 (각도) 범위가 있는데, 그 시야 각도는 수평으로 150 에 도달할 수 있고, 수직 시야 각도는 높이 130 에 도달할 수 있고, 좌우로 70 에 도달할 수 있으며, 가장 선명한 시야 범위는 시축 주위의 6 ~ 8 에 달할 수 있다.

사람의 눈 구조 매개변수와 광학 매개변수 굴절 색인은 표 6-1 에 나와 있습니다.

2, 인간의 눈 조정 및 적응

사람의 눈은 먼 곳의 물체를 똑똑히 보아야 하고, 명암 환경 아래의 물체도 분별할 수 있는데, 이런 자동조절은 눈 조절이라고 하는데, 주로 속눈썹근의 수축과 결정체의 고유 탄성에 의해 이루어진다. 사람의 눈 조절에는 주로 동공 조절과 시야 조절이라는 두 가지 유형이 있다.

1) 동공 조절

사람의 눈의 눈동자는 홍채의 중심 원형 구멍이며, 동공은 직경 크기를 자동으로 조절하여 눈에 들어오는 광속을 조절할 수 있으며, 직경 변화 범위는 2~8mm 사이이다. 낮의 빛이 비교적 강할 때, 빛이 높을 때 홍채가 수축하고, 동공이 2mm 작아지고, 맹장이 일부 빛을 가로막고 눈에 들어온다. 빛이 어두울 때 동공이 8mm 로 커져 눈에 들어오는 빛 에너지가 많다. 동공 조절로 사람의 눈은 넓은 범위의 광도 변화를 느낄 수 있다. 시각 광학 기구를 설계할 때는 반드시 사람의 눈동자 크기와 맞추는 것을 고려해야 한다.

외부 빛이 강하고 동공이 2mm 으로 축소될 때 여전히 적응하지 못하면 망막에 손상을 입히기 쉽다. 태양을 직접 보거나 레이저 빔을 직시하면 망막에서 맹점이 되어 어떤 광경을 볼 때 항상 하나 이상의 영역이 검은 반점이 될 수 있다.

눈이 서로 다른 밝고 어두운 환경에 적응할 수 있는 능력을 적응이라고 한다. 이런 적응은 주로 사람의 눈동자가 자동으로 커지거나 축소되어 완성되기 때문이다. 적응은 밝은 적응과 어두운 적응으로 나눌 수 있다. 밝은 적응은 어두운 곳에서 밝은 곳까지 발생할 때 순간적인 눈부심 현상이 발생하고, 눈동자가 자동으로 축소되어 들어오는 빛의 양이 적고, 밝은 적응 과정이 빠르고, 몇 분이면 되지만 민감도는 크게 낮아진다. 어두운 적응은 밝은 곳에서 어두운 곳까지 발생할 때 눈 앞이 캄캄해지고 눈동자가 자동으로 커져 어두운 적응 과정이 점차 완성됨에 따라 눈에 들어오는 빛의 에너지가 증가하고, 눈은 약한 빛 에너지를 느끼는 데 적응하고, 눈의 민감도도 그에 따라 높아지고, 눈은 어두운 환경에 적응해야 주변 환경을 볼 수 있다. 사람이 어두운 환경에 머무는 시간이 길수록 눈의 어두운 적응이 좋아지고 민감도도 좋아진다. 약 60 분 후 감도가 가장 크다.

이때 시바 세포는 매우 큰 역할을 한다. 눈이 느낄 수 있는 빛의 변화는 1012: 1 의 범위까지 매우 크다.

사람의 눈 적응이 완료되면 사람의 눈동자 직경은 주변 조명 값에 따라 해당하는 값 표 6-2 를 사용하여 다른 밝기 조건을 나타냅니다. 사람의 눈은 적응한 후 눈동자 지름의 평균 값을 취하고, 시각 광학 시스템을 설계할 때는 환경과 사람의 눈동자 사이의 크기 맞춤을 고려해야 합니다.

2) 시각 조절

눈은 광학 이미징 시스템으로, 물체를 관찰할 때 망막에 또렷한 이미지를 형성한다. 안구에서는 눈의 주요 굴절 구조 수정체에서 망막까지의 기하학적 거리가 거의 고정되어 있으며, 눈별 광학 시스템의 경우 물거리가 끊임없이 바뀌고, 영상 거리가 변하지 않을 경우 유일하게 변할 수 있는 것은 수정체의 초점 거리를 바꾸는 것이다. 속눈썹이 수축할 때, 수정체의 표면 곡률 반경을 잡아당겨 가까운 물체를 관찰할 수 있다. 속눈썹 근육이 이완되면 렌즈 곡률 반지름이 커져 먼 물체를 볼 수 있다. 눈 이미징 시스템이 임의의 거리 물체를 이미지화할 때 렌즈 곡률을 자동으로 변경하여 서로 다른 거리 물체를 볼 수 있도록 초점을 맞추는 과정을 눈 조절이라고 합니다. 눈은 장시간 눈으로 눈의 피로현상이 발생할 수 있으며, 눈의 피로의 증상은 눈이 부풀어 오르고, 머리가 아프고, 눈이 시큰거리고, 눈이 마르는 등의 증상으로 나타난다.

눈이 먼 물체를 똑똑히 볼 수 있는 조절 능력을 묘사하기 위해 시야 개념을 도입했다. 사람의 눈으로 볼 수 있는 물체의 위치부터 사람의 눈까지의 거리가 L, 단위 M 이라고 가정하면, 이 거리의 역수는 시각이고, SD 로 표현되며, 단위는 디옵터이고, 기호는 D 이며, 계산은

정상적인 눈 근육이 완전히 이완될 때, 눈은 먼 물체를 보고, 똑똑히 볼 수 있는 가장 먼 점을 먼 점이라고 한다. 근육이 수축할 때, 눈은 가까운 곳을 볼 때 가장 가까운 점을 가까이라고 한다. 정상 눈에서 볼 수 있는 원점은 매우 먼 곳에 있고, 근점은 눈에서 약 10cm 떨어진 곳에 있다. 원거리 점 (far point) 거리 lr, 근거리 점 (near point) 거리 LP, 원거리 시각과 근거리 시각의 차이는 사람의 눈 조절 범위 또는 사람의 눈을 조절하는 능력입니다. 기호로 표시됩니다. 단위는 디옵터 D 입니다.

눈은 사람의 중요한 기관이고, 사람마다 눈의 특성이 다르므로, 근점과 원점은 모두 다를 수 있다. 나이가 들면서 먼 곳의 근점은 변한다. 즉, 사람의 눈의 조절 능력은 나이가 들수록 점점 나빠지고, 근육이 수축하는 능력도 쇠퇴하기 때문에 근점은 특히 뚜렷하게 변하고, 왕왕 근점은 멀어진다. 나이가 일정한 나이가 되면 노년성 원시안이나 노안눈이 생기는데, 이런 현상의 정도도 사람마다 다를 수 있다. 표 6-3 에는 연령대가 다른 눈의 조절 능력이 나와 있다.

연령 근거리 (CM)P/ 디옵터 원거리 (CM)R/ 디옵터 =R-P/ 디옵터. 일반적으로 사람의 눈에는 근거리 작업 습관 거리, 즉 정상 시력의 눈이 정상 조명 (50lx) 에서 작동하는 거리, 길이가 250mm 인 근거리 작업 거리가 있습니다. 이 거리는 사람이 물체를 가장 편안하게 볼 수 있는 거리이며, 근거리 거리와는 다릅니다. 근거리 거리는 사람의 눈이 가장 가까운 물체를 볼 수 있는 한계 거리입니다.

예 1: 원점이 2m 인 근시안, 필요한 안경의 광초점도는 -0.5D, 즉 50 도이다. 가우스 이미징 공식에 따르면 안경의 도수는 굴절도 ×100=-0 .5×100=50 도와 같습니다.

(계속)