《视觉光学基础》课件.pptVIP

视觉光学基础探索视觉世界奥秘理解光学与视觉系统关系

课程概述课程目标掌握视觉光学核心理论学习内容光学基础到临床应用考核方式

第一章：光学基础知识光的性质同时表现波动性与粒子性电磁波的一种特殊形式光的传播直线传播原理

光的波动性400nm可见光短波长紫色光波长范围700nm可见光长波长红色光波长范围3×10^8m/s光速

光的粒子性光子概念光的能量最小单位能量与频率成正比光电效应光照射金属表面释放电子爱因斯坦理论基础应用领域太阳能电池

光的折射1入射光从第一介质射向界面2折射现象光线在界面改变传播方向3折射定律n?sinθ?=n?sinθ?4折射率

光的反射反射定律入射角等于反射角镜面反射光滑表面平行反射漫反射

光的散射瑞利散射小颗粒散射短波长光米氏散射大颗粒对各波长散射接近现象解释蓝天与白云形成原理日落现象夕阳呈红色的散射原理

光的干涉相干光频率相同相位关系恒定激光为典型相干光干涉条件必须是相干光源光程差决定干涉类型干涉现象明暗相间条纹肥皂泡彩色

光的衍射光遇到障碍物边缘绕射现象衍射图样与孔径形状相关

第二章：几何光学光线追迹预测光线传播路径成像原理物体成像条件与位置放大率像与物体大小比例

平面镜成像光线入射从物体射向平面镜反射按反射定律改变方向虚像形成镜后等距离处形成成像特点等大正立左右相反

球面镜成像凹面镜反射面向内弯曲可形成放大实像或虚像应用于反射望远镜凸面镜反射面向外弯曲总形成缩小正立虚像应用于安全后视镜

球面镜成像公式成像公式1/f=1/u+1/v物距u物体到镜面距离像距v像到镜面距离焦距f焦点到镜面距离放大率m=-v/u

薄透镜成像凸透镜会聚光线凹透镜发散光线焦点平行光汇聚点成像实像或虚像

薄透镜成像公式1/f=1/u+1/v放大率m=v/u

光学系统1复杂系统多透镜组合2主面与节点简化复杂系统计算3等效焦距系统整体光学性能4基础元件各种透镜和镜面

光阑和瞳孔径光阑限制通过光线数量入瞳从物方看到的光阑像出瞳从像方看到的光阑像

第三章：视觉系统解剖眼球结构前部：角膜、虹膜、晶状体后部：玻璃体、视网膜视觉通路视网膜→视神经→外侧膝状体视放射→视觉皮层眼部附属结构眼睑保护眼球泪腺提供润滑

眼球的光学结构角膜提供约70%眼球屈光力晶状体可调节焦距房水维持眼内压玻璃体维持眼球形状

视网膜视网膜结构十层复杂结构感光细胞位于深层视神经纤维在表层视杆细胞约1.2亿个负责暗视觉分布于周边视网膜视锥细胞约600万个负责色觉和明视觉集中于黄斑区

视神经视神经盘视神经纤维汇集处视交叉内侧纤维交叉至对侧视束传导信号至外侧膝状体

大脑视觉中枢初级视觉皮层位于枕叶边缘视觉区初步形状识别色觉区处理颜色信息3高级视觉联合区复杂图像识别

第四章：眼睛作为光学系统58D眼球总屈光力正视眼标准值43D角膜屈光力约占总屈光力74%20D晶状体屈光力可通过调节改变

角膜的光学作用前表面曲率7.8mm平均曲率半径屈光力约43屈光度非球面性边缘较中心平坦

晶状体的光学作用基础屈光力约20屈光度随年龄增长逐渐增加调节作用睫状肌收缩悬韧带松弛晶状体弯曲度增加调节范围年轻约10屈光度45岁降至约4屈光度

眼球总折射力角膜晶状体房水与玻璃体计算方法：角膜+晶状体+房水玻璃体正常值：58±2屈光度

眼轴长度测量方法超声波测量光学相干断层扫描正常值成人约23.5mm儿童较短随年龄增长屈光关系每1mm变化约3屈光度长眼轴易近视

屈光状态正视：光线精确聚焦于视网膜近视：焦点在视网膜前远视：焦点在视网膜后散光：不同子午线焦点不同

调节1调节机制睫状肌收缩释放晶状体张力调节幅度随年龄减小老视发生调节滞后近距离注视焦点略落后视网膜

第五章：视觉质量评估视力分辨细节能力对比敏感度区分明暗差异能力像差光学系统成像缺陷主观评价患者舒适度反馈

视力测量1选择合适视力表国际标准对数视力表2标准测量距离远视力5米或6米3标准照明条件85-320cd/m2亮度4记录方式小数记法或对数记法

视力影响因素1心理因素注意力与理解力2神经因素视网膜与大脑处理环境因素照明与对比度光学因素屈光不正与像差

对比敏感度定义区分最小亮度差异能力对比阈值倒数测量方法正弦光栅图Pelli-Robson表CSV-1000表临床意义评估视功能完整性早期发现病变

对比敏感度曲线空间频率(cpd)正常人白内障患者

眼球像差球差边缘与中心光线焦点不同彗差离轴点成像彗星状尾迹散光不同子午线焦距不等场曲像面呈曲面而非平面

高阶像差波前像差理想波前与实际波前偏差Zernike多项式描述复杂像差数学模型自适应光学通过可变形镜校正像差

第六章：色觉光谱感知视锥细胞响应不同波长信号转导光化学反应产生电信号信息编码视网膜神经元初级处理大脑解析视觉皮层形成色彩感知

色觉原理三原色理论三种视锥细胞响应不同波长对立色理论