Rick/文
在討論共軛點在哪里這個問題前,我們先來了解一下模型眼。
模型眼(schematic eye):眼睛的光學模型對眼科或視光工作者來說是很重要的,不論是在臨床研究還是學術討論時都是研究的基本規(guī)范。模型眼又稱簡約眼,是簡化了眼的折光系統(tǒng)而成的模型光學系統(tǒng)。Gullstrand創(chuàng)造的模型眼 (Gullstrand's schematic eye )是最常使用也是最重要的模型眼系統(tǒng),它將復雜的眼睛光學系統(tǒng)加以計算簡化,并參考正常人眼球光學系統(tǒng)設計出簡化后的參考模型眼。
Gullstrand's schematic eye模型眼設計的光學常數(shù)如下:
圖1
第一焦點F又稱為前主焦點,距膜前面前方15.70mm。
第二焦點F'又稱為后主焦點,距膜前面后方24.13mm。在視網(wǎng)膜上,第二焦點的焦距是角膜的頂點到視網(wǎng)膜的距離長度。
兩個互成影像的共軛點(conjugate)稱為主點,以P1和P2來表示。前主點P1在距角膜前1.348mm處,在眼球前房內(nèi)。后主點P2在距角膜前1.602mm處,也在眼球前房內(nèi)。
如果物體放在前主點P1的位置,則將會成像在后主點P2上,反之亦然。通過這兩點與光軸垂直的平面稱為主平面。在前主點處的稱為前主平面,在后主點處的稱為后主平面,兩個主平面也是共軛平面,在主平面上放大率為1。
圖2
節(jié)點亦稱結點,等效于薄透鏡的光心,在透鏡系統(tǒng)里,通過光心的入射光線延長交于光軸上的點稱為前節(jié)點,射出光線延長交于光軸上的點稱為后節(jié)點。眼球光學系統(tǒng)的前結點在角膜前面后方7.078mm,在水晶體后面。后節(jié)點的位置在角膜前面后方7.332mm,也在水晶體后面。節(jié)點關系著眼睛的成像位置,眼睛成像的大小比例就是由后結點射出的光線來決定的,因此任何物體在視網(wǎng)膜上成像的大小只要由后結點至網(wǎng)膜距離即可求出。
共軛點是光學系統(tǒng)物方一個點(物點)對應像方一個點(像點),即從物點發(fā)出的所有入射光線經(jīng)光學系統(tǒng)后,出射光線均交于像點。由光的可逆性原理可得,從原來像點發(fā)出的所有光線入射到光學系統(tǒng)后,所有出射光線均交于原來的物點,這一對物、像可互換的點稱為共軛點。
下面來討論檢影中和時的共軛點在哪里。
經(jīng)過以上對模型眼的功能簡介后,下面來說明檢影時的光學路徑(如圖2)。
說明:光線由右邊檢影鏡的燈泡經(jīng)由反射鏡向被檢者的瞳孔照射,在被檢者眼前放置一片工作鏡(建議以50cm為工作距離,工作鏡為+2.0D),因為有放置工作鏡的檢影鏡設計時,平行光線需作發(fā)散補償,這樣當光線經(jīng)過工作鏡尚未進入眼球前才能保持平行的光束,平行光進入被檢者眼球內(nèi)時所有光線一定要經(jīng)過被檢者的節(jié)點上的平面(N1),再由節(jié)點前進到焦點(F1)的焦平面上成像。請注意,理論上講,檢影時要求盡量要讓被檢者放松調節(jié),中和這個像的大小由調節(jié)放松的程度跟光線是否完全平行而定。如果有調節(jié),像就會變大,若光線因工作鏡而收斂或發(fā)散時,像也會變大,總之要聚焦成理論上的第二焦點的一個光點并不可能。我之所以一直強調中和時會是個像,是因為兩個以上的點構成的面積就稱為像。而幾何光學上點的定義就是單單指一個點,稱之為光點(光點實際上是直徑為納米級的理論上才有的)。這樣分辨點、像、物這3個光學上常用的要素。左圖被檢者焦點F1處看起來成像的原因即是如此。
中和時,光線由被檢者視網(wǎng)膜反射出在圖右方檢影鏡的窺視孔處成一實像,如果不加入檢查者的眼睛,這個窺視孔的像就可以稱為與被檢者視網(wǎng)膜上的像成共軛。但是如果整個光學系統(tǒng)被檢者跟檢查者的眼睛都包括在內(nèi)時,那真正的共軛點分別在雙方的視網(wǎng)膜上(被檢者視網(wǎng)膜上的稱之為“物”, 檢查者視網(wǎng)膜上的稱之為“像”)。
我已經(jīng)介紹過模型眼的第一焦點位置在角膜前面前方15.7mm處,第二焦點在角膜前面后方24.13mm處。在視網(wǎng)膜上,檢影鏡的窺視孔上的實像再與檢查者的光學系統(tǒng)形成新的光學系統(tǒng),在這個新系統(tǒng)里檢影鏡的窺視孔上的實像的定義要改成實物,而檢查者視網(wǎng)膜上的像就稱之為實像。
綜上所述,整個光學系統(tǒng)被檢者跟檢查者的眼都算入時,那真正的共軛點分別在雙方的視網(wǎng)膜上,并不像第一篇文章所述共軛點在結點上或是在角膜上。
我一直不認同第一篇文章的作者所堅持的中和時看到被檢者視網(wǎng)膜上的是個點,因為實物根本不可能是個點,調節(jié)、檢影光線等因素都會形成很多無數(shù)的光點,也就是個像。因為共軛點的定義是以物跟像來解釋的,單獨一個光點在現(xiàn)實生活中并不存在。