F. Pluháček
František Pluháček Katedra optiky PřF UP v Olomouci
F. Pluháček
Obsah přednášky • Optický systém lidského oka • Zraková ostrost • Dioptrické vady oka a jejich korekce • Další vady optické soustavy oka • Akomodace a vetchozrakost • Sítnice • Fyziologické zrakové klamy
F. Pluháček
380 až 760 nm
Optická soustava oka
Sítnice
Mozek
(optické zobrazení)
(detekce)
(zpracování, vznik vjemu)
• rohovky
• tyčinky – čb noční vidění
• zrakové centrum – týlní lalok
• čočka
• čípky – barevné denní vidění
• na vzniku výsledného vjemu se podílí celý mozek
• komorová voda, sklivec
F. Pluháček
Horizontální řez pravým okem
+ 43 D + 20 D optická osa zraková osa
5°
F. Pluháček
Gullstrandův model optické soustavy oka 24 mm
r ≈ 7,8 mm
ϕrohovka ≈ + 42,9 D H H’ uzlová osa (osa vidění)
M
N N’
ϕoko ≈ + 58,64 D
F’
optická osa
F. Pluháček
Standardní redukované oko f = - 16,66 mm
5,55 mm
H ≡ H’
f’ = 16,66 mm
optická osa ≡ osa vidění N ≡ N’
ϕoko ≈ + 60 D
F’ ≡ M
F. Pluháček
Jednoduchý výpočet velikosti obrazu na sítnici při pohledu do dálky 5,55 mm
α
α
f’ = 16,66 mm
α
sin α = 4/3 sin α’
α’
h’
F. Pluháček
MINIMÁLNÍ ÚHLOVÉ ROZLIŠENÍ MAR
MAR
5 µm
čípek A, B: jsou rozlišeny A, C: nejsou rozlišeny
A
B
MAR ≈ 1’ C
F. Pluháček
VÍZUS
1' V = MAR
znak je rozlišen
MAR odpovídá 1/5 výšky znaku
F. Pluháček
Landoltův prstenec
F. Pluháček
Zásady optimální konstrukce
F. Pluháček
sférické dalekozrakost krátkozrakost (hypermetropie) (myopie)
asférické - astigmatické pravidelné
nepravidelné
F. Pluháček
Krátkozrakost (myopie) daleký bod R F’
• špatné vidění do dálky • dobré vidění do blízka • obvykle bez dalších výrazných potíží • oko vadu samo nevykoriguje
F. Pluháček
Krátkozrakost (myopie) KOREKCE
NEJSLABŠÍ ROZPTYLKA F’
se kterou je již vidět ostře
F. Pluháček
Dalekozrakost (hypermetropie) daleký bod R F’
• špatné vidění zejména do blízka i v mladém věku • při malé vadě výborné vidění do dálky • oko může vadu částečně nebo úplně samo korigovat, zvýšená námaha vede ke vzniku potíží (bolesti hlavy, únava, …)
F. Pluháček
Dalekozrakost (hypermetropie) KOREKCE
NEJSILNĚJŠÍ SPOJKA F’
se kterou je ještě vidět ostře
F. Pluháček
Teoretické pravidlo pro brýlovou korekci Obraz v nekonečnu se zobrazí do dalekého bodu R f’brýle
daleký bod R ≡ F’brýle
Příklad korekce krátkozrakého oka
F’oko
F. Pluháček
Souvislost optické mohutnosti čočky na její vzdálenosti od oka f’brýle 1
daleký bod R
d1
Příklad korekce krátkozrakého oka
F. Pluháček
Souvislost optické mohutnosti čočky na její vzdálenosti od oka f’brýle 2
daleký bod R
|f’brýle 2| > |f’brýle 1|
d2
Příklad korekce krátkozrakého oka
F. Pluháček
Astigmatismus
• různé dioptrické hodnoty v různých směrech • příčiny • asférická rohovka • decentrovaná čočka
• korekce: torická čočka
F. Pluháček
Astigmatismus Jak vidí astigmatické oko?
bez astigmatismu
s pravidelným astigmatismem
F. Pluháček
Možnosti řešení refrakčních vad • Brýle • Kontaktní čočky • Refrakční operace
F. Pluháček
Refrakční chirurgie rohovky PRK
LASIK
fotorefrakční keratektomie
LAser in SItu Keratomileusis
ArF excimer laser
ArF excimer laser
• krátkozrakost: ablace centrální části • dalekozrakost: ablace periferie
F. Pluháček
Akomodace • schopnost oka měnit optickou mohutnost své dioptrické soustavy • blízký a daleký bod (punctum remotum, punctum proximum) • amplituda akomodace
F. Pluháček
Amplituda akomodace / D
Změny akomodace s věkem 16
12 Problémy
8
s viděním do blízka
4
0 0
20
40 Věk / roky
60
F. Pluháček
Vetchozrakost • fyziologická ztráta akomodace s věkem • nástup po 40. roce • příznaky: • zhoršené vidění do blízka (zejména za šera) • potíže (bolesti hlavy, očí, únava, …) při práci do blízka • řešení: adice (přídavek do blízka) • hodnota připočtená ke korekci do dálky
F. Pluháček
Vetchozrakost
Způsoby řešení: brýle
jednoohniskové
bifokální
multifokální • klasické • kancelářské korekce do dálky
korekce do blízka
nevyužitelná oblast
F. Pluháček
Vetchozrakost Způsoby řešení: kontaktní čočky • kombinace brýle x kontaktní čočky • kontaktní čočky - monovision • multifokální kontaktní čočky
F. Pluháček
Scheinerův pokus bodový zdroj v nekonečnu
staniol
2 mm (menší než průměr zornice)
F. Pluháček
Scheinerův pokus obraz je zaostřen na sítnici
jeden ostrý obraz
obraz je zaostřen mimo sítnici
dva ostré obrazy
F. Pluháček
Měření blízkého bodu akomodace využití Scheinerova pokusu
hrot jehly
Po vyčerpání akomodace dojde k posunu ohniska za sítnici a obraz jehly se rozdvojí.
F. Pluháček
Měření blízkého bodu akomodace metoda rozmazání textu (push-up, push-down)
Výsledkem je aritmetický průměr
F. Pluháček
Stanovení amplitudy akomodace AA 1 1 AA = − aR aP
aR … vzdálenost dalekého bodu od oka aP … vzdálenost blízkého bodu od oka
Se správnými brýlemi: aR = ∞
AA =
1 aP s brýlemi
F. Pluháček
• Otvorová vada • Koma • Barevná vada
F. Pluháček
Otvorová vada Paraxiální a neparaxiální paprsky mají odlišná ohniska DEMONSTRACE: situace při pohledu do dálky (> 1 m)
Fparaxiální Fneparaxiální Vjem hrany v dálce se při zaclonění zornice zespodu posune směrem nahoru.
F. Pluháček
Otvorová vada Paraxiální a neparaxiální paprsky mají odlišná ohniska DEMONSTRACE: situace při pohledu do blízka (< 0,5 m)
Fparaxiální Fneparaxiální Vjem hrany v dálce se při zaclonění zornice zespodu posune směrem dolů.
F. Pluháček
Barevná vada Různé vlnové délky (barvy) mají odlišná ohniska
Barevná vada u bezvadného oka 0,25 D 0,25 D
FČ FZ
F. Pluháček
E
E
OHPNF
OHPNF
KENLV
KENLV
EVOTD
EVOTD
VLNEK
VLNEK
DAOFR
DAOFR
F. Pluháček
Barevná vada u ne(do)korigovaného krátkozrakého oka – 0,25 D
KENLV KENLV DAOFR
DAOFR
VLNEK
VLNEK
EVOTD
EVOTD
F’Z
F’Č
Barevná vada u ne(do)korigovaného dalekozrakého oka + 0,25 D
KENLV KENLV DAOFR
DAOFR
VLNEK
VLNEK
EVOTD
EVOTD
F’Z
F’Č
F. Pluháček
Noční myopie • oko se při vidění za šera jeví více krátkozrakým (až jednotky D) • za šera dochází • k rozšíření zornice – zesílení otvorové vady nepraraxiální paprsky mají při pohledu do dálky ohnisko před sítnicí
• ke změně citlivosti z asi 550 nm na asi 500 nm kratší vlnové délky mají vzhledem k barevné vadě ohnisko před sítnicí
• chybí podněty pro akomodaci akomodace se přibližuje tzv. tonickému (klidovému) stavu cca + 0,75 D (tj. ohnisko optického systému oka se posouvá před sítnici)
F. Pluháček
Myopie prázdného pole • oko se při dlouhodobém pohledu při absenci akomodačních podnětů stává dočasně krátkozraké (např. při pohledu na prázdnou oblohu u pilotů)
Přístrojová myopie • krátkozrakost navozené pohledem do optických přístrojů (mikroskop, …)
F. Pluháček
FOTORECEPTORY • tyčinky • noční vidění • max. citlivost světlo o λ ≈ 500 nm
• čípky • denní vidění • max. citlivost na světlo o λ ≈ 550 nm
F. Pluháček
sítnice cévy gangliová bipolární buňka buňka
fotoreceptor
nervová vlákna
SVĚTLO
nervový vzruch
trvalá adaptace na snížené osvětlení
F. Pluháček
F. Pluháček
Vzhled sítnice Exkavace 15° (~ 4 mm)
Macula lutea
(případně s nablednutím)
Papila (slepá skvrna)
Neuroretinální lem
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
Svazky nervových vláken na sítnici
F. Pluháček
Svazky nervových vláken
F. Pluháček
F. Pluháček
Demonstrace slepé skvrny • umístění: 15° od středu zorného pole • velikost: 7° x 5°
15 °
F. Pluháček
Zrakové klamy vycházející z fyziologických procesů při zrakovém vnímání
F. Pluháček
F. Pluháček
Mají políčka A a B stejnou nebo odlišnou barvu?
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
F. Pluháček
