SIMETRIUM SIMETRIUM .COM 1 D = 1 m⁻¹
眼的光学
ZH|36 种语言
Z(2.2) 0.42 µm Ø 6.0 mm · 41×41 L 24.0 mm −6−4−20+2 SYMBOL PLATE SE −2.50 D n′ 1.336 ISO 24157 · λ 840 nm
大小写
大写拉丁字母 D。处方中也写作 dpt。本质上就是 m⁻¹。
不要混淆
棱镜度 Δ、德拜 D 和“日” d.

底板上是眼球的剖面。晶状体时而变厚,时而放松。一束信标光从黄斑射出,波前离开眼睛,射向传感器。传感器就是字母 D 本身:里面可以看到微透镜阵列,散光图在旋转,扫描线自上而下移动。刻度上的指针从零移向 −2.50 D。

单位护照 · 非 SI · 光焦度

屈光度

光焦度单位,等于米的倒数 · 物理量:光焦度和聚散度

激光在半分钟内从角膜上切除一层比头发还薄的组织,眼睛从此不戴眼镜也能看清。切多少,外科医生用屈光度来计算。光学区为 6 mm 时,一个屈光度的近视大约相当于 12 µm 组织。整只眼睛的屈光力约为 60 D,误差哪怕只有六十分之一,视力表上的字母就已经模糊了。

符号
D · dpt
通过 SI
1 D = 1 m⁻¹
定义
F = n / f——空气中焦距为 1 m 的透镜的光焦度
标准
ISO 13666 · ISO 24157(像差)
处方步长
0.25 D;柱镜轴位从 1 到 180,步长 1°
典型值
−2.50 D——近视眼镜 · 43 D——角膜 · 60 D——整只眼睛
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01 · 定义

透镜的光焦度就是焦距的倒数

焦距为一米的透镜,光焦度为 1 D。焦距半米是 2 D,十厘米是 10 D。发散透镜带负号。近视眼镜是负镜片,远视眼镜是正镜片。

屈光度的方便之处在于可以相加。距离 0.5 m 处一点发出的光到达眼睛时,聚散度为 −2 D:光学上用这个词表示波前的曲率。角膜在此基础上加上自己的 43 D,晶状体再加约 20 D。如果总和恰好让波前会聚在视网膜上,像就是清晰的。如果不能,差多少屈光度,处方就是多少。

在眼内,光在折射率为 1.336 的介质中传播,所以那里的聚散度不是除以距离,而是除以距离与 n 之比。角膜与晶状体光学中心之间相距近 6 mm,这段间隔也会改变总和。下面的实验室会一步一步算出这一切。

f——焦距,n——介质折射率,d——间隔,S——光学区,mm
m⁻¹
以 SI 单位计
L⁻¹
量纲
± 0.25
处方步长,D
互动 · 聚散度相加
透镜会把灯光会聚到哪里
左边是点光源,它的波前向外发散。蓝色弧线是透镜前的波前,紫色是透镜后的。每条弧线上方的数字是它的聚散度。如果总和为正,波前就会在右边会聚成一点。
左:光源 V′ = V + F
透镜前
透镜后
像
眼睛是一叠透镜
角膜前表面+48.8 D 角膜后表面−5.9 D 晶状体,放松 — 调节+19 … +33 D 整眼,古尔斯特兰德模型眼+58.6 D
总和小于简单相加,因为透镜之间隔着一段距离。眼睛三分之二的屈光力来自角膜,而不是晶状体。所以激光只作用于角膜,就能改变视力。
互动 · 屈光实验室

测量眼睛,矫正它,再用它的眼睛看世界

左边是按真实尺寸画的眼球剖面:角膜、晶状体、从角膜到视网膜的长度。蓝色光线来自物体,紫色是散光时的两条主子午线,珊瑚色的点是它们会聚的位置。右上是患者看到的景象:图像被眼睛的点扩散函数模糊了。右下是所选仪器的屏幕。场景下方是视力刻度,logMAR。

左:眼睛,比例 1 mm = 11 pxD · logMAR · µm
患者
仪器
注视
矫正
屈光
—
—
离焦
—
—
视力
—
—
调节
—
—
角膜
—
—
视力,logMAR—
正常 · ≤ 0.0
0.1—0.3
0.3—0.5
差于 0.5
−0.20.00.30.51.0
—
02 · 换算

屈光度、焦距和旧镜片编号

光焦度
高度数的框架眼镜和同样度数的隐形眼镜,数字并不相同。眼镜离角膜 12 mm,−8 D 的眼镜换成隐形眼镜只需 −7.30 D。
1870 年代以前,镜片按以英寸计的焦距编号。40 号镜片就是焦距 40 英寸,约 0.9 D。各国的英寸长短不一,编号也对不上。
03 · 数量级
从处方步长到球透镜的光焦度,D

04 · 测量仪器
−2.50 D · ISO 8598
焦度计
成品镜片的度数
靶标的光穿过眼镜片。仪器移动靶标,直到十字线变清晰,再把位移换算成屈光度。
IR S −2.25 C −0.50 × 178
电脑验光仪
三秒出处方
一条红外光带扫过瞳孔。根据视网膜反光移动的方向和速度,仪器求出球镜、柱镜和轴位。
Δx ∝ ∂W/∂x
哈特曼—夏克像差仪
整个波前的图
微透镜阵列把离开眼睛的波前分成数百束光。每个光点的位移就是波前的斜率。由这些位移求出泽尼克系数。
CL₁L₂R24.02 mm
OCT 生物测量仪
眼轴长度精确到微米
干涉仪找到角膜、晶状体和视网膜的反射。眼轴长度误差 0.1 mm,处方误差就约有 0.27 D,所以换晶状体之前要用光来测量眼睛。
05 · 书写规则
正确
−2.50 D — 带符号,小数点后两位
sph −1.25 cyl −0.75 ax 180 — 球镜、柱镜、轴位
Add +2.00 — 近用附加
1 D = 1 m⁻¹
错误
2.5 — 没有符号,就不知道是正还是负
ax 0° — 轴位写作 1 到 180,零写作 180
−2.5 dptr. — 符号不加点,度数写到百分位
D = 1 / f (cm) — 焦距要用米
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
1619 · 2 个孔
沙伊纳盘
计量学札记
1619 年的两个小孔,就在自动验光仪里

耶稣会士克里斯托夫·沙伊纳在卡片上扎了两个孔,透过它们看一根针。如果眼睛对焦准确,针只有一根。如果不准,就会看到两根,从它们分开的情况可以看出误差偏向哪一边。直到今天,几乎所有电脑验光仪仍按这个原理工作:仪器寻找一个度数,使两束光会聚到视网膜上的同一点。

两束光会聚
量的目录
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基础 · 7 个单位

国际单位制的七个基本单位

本页主题 · 光学与视觉12 个单位护照
目录实验室:一杯紫甘蓝汁、一个燃烧器、冷板上的一杯水和一组齿轮
目录 · 所有量都在一页
目录入口处的实验室

一滴酸改变果汁的颜色,盐给火焰染色,水被轻敲一下就结冰。下面是 Simetrium 的全部页面,按学科和字母顺序排列。

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08 · 你的语言
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