A látás optikai elemei. Emberi szem – Wikipédia


A látás érzékszervében a fényinger által kiváltott érzet Pszichológiai szempontból: Az agykérgi látóközpontban létrejött észlelet A fényjelek, jelzések és kijelzők az autóiparban számos területen bírnak igen nagy fontossággal. Számtalan fénytechnikai megoldás található a gépjárművek belterében, amelyek éjszakai vezetés közben is ellátják a vezetőt és az utasokat a szükséges információkkal. Még talán ennél is fontosabb a fénytechnika fényszórókban és a helyzet- vagy szándékjelző berendezésekben betöltött szerepe, hiszen e funkciók elsődleges feladata a balesetek megelőzése, és a biztonságos közlekedés lehetővé tétele.

Ahhoz, hogy a látás optikai elemei beszélhessünk a fényről, valamint alkalmazásáról az autóipar a látás optikai elemei részterületein, meg kell határoznunk, a látás optikai elemei az érzékelés mely szintjén zajlanak a technikai szempontból fontos folyamatok. Eszerint jelen jegyzet leginkább érzet formájában fog foglalkozni a fénnyel, esetenként röviden érintve a fizikai és a pszichológiai definíció által körülhatárolt területeket.

Ebben a fejezetben sorra fogjuk venni az emberi szem felépítésével, a színes látás működésével és a színek kvantitatív jellemzésével kapcsolatos legfontosabb ismereteket, valamint két, vezetéstechnikai szempontból kritikus részterületet, a mezopos látás sajátosságait és a káprázás, valamint vakítás kérdéskörét.

Az emberi szem Szemünk rendkívül összetett optikai rendszer. Fontosságát jól mutatja, hogy az egyedfejlődés során eme szervünk éri el leghamarabb a kifejlett állapotot.

Egy ötéves gyermek szeme már teljesen kifejlett, mérete és fizikai felépítése nem változik tovább. Az is figyelemre méltó, - és jól mutatja a konstrukció kifinomultságát - hogy az a látás helyreállítása p során egymástól független módokon, de sokszor nagyon hasonló felépítéssel több esetben is alakult ki látószerv. Nem véletlen tehát, hogy a Földünkön élő állatfajok jelentős többsége rendelkezik fényingerek feldolgozására alkalmas szervvel.

Az emberi szem — akárcsak a legtöbb összetett látószerv - felépítését tekintve két részre bontható. Optikai rendszerre, amely a fényingerek összegyűjtéséért és fókuszálásáért felelős, valamint neurális rendszerre, amely az optikai elemeken keresztüljutó ingerek előfeldolgozását, és az agyba való továbbítását végzi.

A szem optikai rendszere Ha a fény terjedési iránya által meghatározott sorrendben vizsgáljuk szemünk részeit, az első optikai elem a szaruhártya 2. Optikai szempontból ez, a szemgolyónk elülső felén található kidomborodó terület rendelkezik a legnagyobb törőerővel, ezáltal a látás optikai elemei alakja határozza meg leginkább látásunk minőségét. Az előző fejezetben taglalt törési törvény ismeretében nem meglepő, hogy optikai szempontból ez a legnagyobb hatással bíró elem.

a látás-higiénia alapvető szabályai

Mivel a szemlencse által képzett optikai határfelület egyik oldalán levegő, a másik oldalán pedig a szaruhártya anyaga található, könnyedén belátható, hogy a törésmutatók közötti különbség itt lesz a legnagyobb az egész rendszeren belül. Ez az oka annak is, hogy lézeres szemműtétek során a szaruhártya görbületének megváltoztatásával érnek el látásjavulást. Ennek szerepe a szaruhártya alakjának megtartása, illetve a szemlencse és a szaruhártya tápanyagokkal való ellátása, hiszen ezeket nem hálózzák be erek.

Ennek megfelelően a csarnokvíz folyamatosan cserélődik, a csarnokzugban található nyíláson keresztül elfolyik, és újratermelődik. Ha a kivezető nyílás valamilyen okból eltömődik, a csarnokvíz nyomása megemelkedik, amely maradandó látáskárosodáshoz vezethet — ez a zöldhályog.

A látás az egyik leginkább összetett érzékünk. Elgondolkodott rajta valaha, hogy miként is működik a szem? Az emberi látás folyamata meglehetősen lenyűgöző. Szánjuk rá egy percet, hogy többet megtudjunk a témáról.

Az elülső csarnokban még a szemlencse előtt található a pupilla, vagy más néven íriszhártya 2. Ezt adaptációs mechanizmusnak nevezzük, kiváltó oka pedig a környezetben beálló fénysűrűség változás. A pupilla tágulását és szűkülését a szemben található a látás optikai elemei teszik lehetővé, a folyamat szabályozása pedig a retinán található, — többek közt — erre a feladatra specializálódott neuronok által gyors magnocelluláris idegpályákon közvetített jelek révén a tenyér segít a látásban. A hártya sejtjei pigment anyagot is tartalmaznak.

Ezen anyagoknak köszönhetően létezhetnek különböző színű szemek, fiziológiai szerepük azonban jelenlegi ismereteink szerint nincs.

Optika és látórendszerek | Digitális Tankönyvtár

A környezet fénysűrűségéhez való adaptációval a szem optikai rendszerének tulajdonságai is megváltoznak, hiszen a pupillaátmérő változása egyfajta rekeszelésnek tekinthető. A pupilla mögött található a szemlencse 2. Az akkomodáció során szemünk optikai rendszere alkalmazkodik a vizsgált objektum és nézőpontunk közötti távolsághoz. Ez a szemlencse alakjának módosításával érhető el. Ha a szemlencse görbületi sugara csökken, nézőpontunkhoz közelebbi tárgyakra fókuszálunk, ha a görbületi sugár nő, a távolabbi tárgyak képe vetül élesen a retinánkra.

A görbületi sugár módosítását a szemlencse hagymához hasonló héjas szerkezete, valamint a hozzá tapadó ciliaris izomzat, az úgynevezett sugártest teszik lehetővé. Az akkomodációs képesség az életkor előrehaladtával csökken, valamint egyénenként is változó lehet.

Emberi szem

A fentieken túl szemlencsénk egyfajta szűrőként is funkcionál, megvédve retinánkat a káros, nagy energiájú UV sugárzástól. Ehhez a lencse anyaga a nm-nél rövidebb hullámhosszú sugárzás jó részét elnyeli, vagyis a látható tartomány alsó határát tulajdonképpen a szemlencse transzmissziós karakterisztikája határozza meg.

Ezzel párhuzamosan csökken a szembe jutó kék fény mennyisége, amely jelenséget agyunk a neurális feldolgozási folyamatok révén részben korrigál, így a lassú, de folyamatos változás észrevétlen marad.

A látás optikai elemei a jelenség alapvető különbségeget okoz a fiatal és az idősebb emberek fényérzékelésében, amelyet a tervezési folyamatok során szem előtt kell tartani. A szemlencse — jellemzően idős korban — akár teljesen átlátszatlanná is válhat, ezt nevezzük szürkehályognak.

a látás lebeg este normális látásmutatók

A szürkehályog ma már rutinszerűnek tekinthető műtéti eljárással gyógyítható, amelynek során a páciens szemlencséjét eltávolítják, és egy jellemzően polimer anyagú műszemlencsével helyettesítik. A műszemlencse nem tesz lehetővé akkomodációt, de mivel idős korra ez a képesség már úgyis csak csekély mértékben funkciónál, a páciensek számára ez nem jár különös hátrányokkal.

Szemünk utolsó, a leképzésben szereppel bíró eleme a hátulsó csarnokban található üvegtest 2. Ezt a hátulsó csarnokvíz tölti ki, amely átlátszó, kocsonyás anyag.

Ez adja szemünk szerkezeti stabilitását, és az optikai szempontból előnyös gömbformát. A hátulsó csarnokvíz nem cserélődik, így törmelékek halmozódnak fel benne az idő előrehaladtával, és apró — néha zavaró — foltokként jelennek meg látóterünkben.

A szemgolyónk hátulsó falát majdnem teljes egészében beborító idegsejtek alkotják a retinát, más néven recehártyát 2. Ennek megfelelően a retina sokkal inkább tekinthető agyunk, mintsem szemünk részének.

Hogy működik a látás?

Felépítésével és működésével később külön alfejezetben részletesen foglalkozunk. A szem leképzési hibái Mint a legtöbb optikai rendszer a szem is rendelkezik bizonyos leképzési hibákkal, a látás optikai elemei. Ezek lehetnek a rendszer felépítéséből következő hibák vagy olyan elváltozások, amelyek egyénspecifikusak, esetleg az öregedés folyamatával jelennek meg. Ezek közül néhányat már a korábbiakban említettünk, akad azonban olyan is, amely behatóbb leírást igényel.

Az emberi szem legjellemzőbb leképzési hibája az ametropia, vagyis a retinára való fókuszálás hibája. Ez azt jelenti, hogy a szem optikai rendszere nem éles képet vetít a retinára, rontva ezzel a látórendszer felbontóképességét.

a látás optikai elemei

Az ametropia a legtöbb embert érinti, hiszen a populáció csak nagyon csekély része rendelkezik tökéletes látással - emmetropiával. Ez a leképzési hiba látássérült mentális funkció okra is visszavezethető, melyek közül a legjellemzőbb, hogy a szem optikai elemeinek alakja eltér az ideális felületi formától.

Az ametropia két jellemző típusa a miopia 2. Ilyenkor éles kép - korrekció nélkül - a retina mögött keletkezik, ami leginkább a közelebb eső tárgyak a látás optikai elemei esetén okoz problémát. A hiperopia korrekciója a szem elé helyezett, megfelelő törőerejű sugarú gyűjtőlencsével történik. A miopia, avagy közellátás a hiperopia ellentéte. Ilyenkor a szemlencse és a szaruhártya együttes törőereje túl nagy, az éles kép a retina előtt keletkezik, így a távolabb lévő tárgyak éles leképzése válik problémássá.

Korrekciójához megfelelő törőerejű szórólencse szükséges. Az akkomodációs képesség időskori csökkenése szintén ametropiához vezet, hiszen a szemlencse rugalmasságának csökkenésével beszűkül az a távolságtartomány, amelyen a látás optikai elemei a látórendszer памм счета управление képet tud a retinára vetíteni.

Az ilyen típusú szemhiba elnevezése a presbiopia. Ez abból adódik, hogy a tökéletes látással rendelkező egyének szemében található optikai elemek felületei sem a látás optikai elemei a tökéletes képalkotásra, csak közelítik azon negyedrendű felületek alakját, amelyek a teljes képtartományon tökéletes leképzést biztosítanának.

Gyakorlati szempontból ez a hiba azonban kevésbé fontos, mert a retina felépítésében tapasztalható sajátosságok jelentősen csökkentik e hibának negatív hatásait. Erről a későbbiekben bővebben is szót ejtünk.

Navigációs menü

A látásélességet befolyásoló, fent említett aberrációs jelenségeken kívül megemlítendő még a szem optikai rendszerének kromatikus aberrációja is. A kromatikus aberráció oka, hogy az egyes optikai elemek törőereje nem független a beeső fény hullámhosszától 2.

Ennek azért van jelentősége, mert heterokromatikus fényingerek esetén, főleg ha az inger kvázi-monokromatikus látásórák helyreállítása additív keverékéből áll össze - például az autók műszerfalán alkalmazott kijelzők a látás optikai elemei - Az egyik színre akkomodálódott látórendszer nem a látás optikai elemei a jellemzően más színű ingerek finom részleteinek megkülönböztetésére, hiszen azok képe életlenül vetül a retinára.

A retina felépítése és működése A retinát több, egymással összeköttetésben álló sejtsor alkotja 2. Az ingerek terjedésének sorrendjében haladva megtaláljuk a fényérzékeny receptorok, azaz fotoreceptorok rétegét, majd a horizontális sejtek sora következik. Ezt a bipoláris és amakrin sejtek rétege követi, legvégül pedig a ganglion sejtek csoportjai következnek.

Jelen alfejezetben sorra vesszük a retina fontosabb sejtjeit, azok működését, továbbá a látásérzékelés retinális feldolgozási fázisának fő elemeit. Fontos megjegyezni, hogy a retinát alkotó sejtek némelyikének teljes funkcionalitása a mai napig nem ismert, és habár a látás és színlátás neurális folyamatairól már nagyon komplex modellekkel rendelkezünk, még bőven akad kutatni és felfedezni való ezen a területen.

Az mindenesetre biztos, hogy a retina látásérzékelésünk első bástyája, a frontvonalban pedig a fényérzékeny csapok és pálcikák helyezkedek el.

A receptorsejtek felépítése bipoláris 2. A belső szegmensben helyezkedik el a minden idegsejtre jellemző szinaptikus végződés, amelynek feladata a többi idegsejttel való kapcsolat kialakítása.

A látás mechanizmusa A látott kép fogalma Érzékeljük a bennünket körülvevő világot, és az egyik legtöbb információt tartalmazó érzékelésünk a látás. Az érzet, amit látásunk kelt, az a kép, amit agyunk alkot. A képalkotás folyamata során a szemünkbe érkező fénysugarakat a szem leképező rendszerével a retinára vetíti, és az ott létrejött képpel a fotoreceptorokat ingerelve, az agyhoz kapcsolódó idegsejteken keresztül, idegimpulzusok formájában az agyunkba juttatja.

Szintén a belső szegmensben találhatóak a hagyományos citoplazmikus sejtszervecskék, többek közt az örökítő anyagot tartalmazó sejtmag és a sejt energiaellátásáért felelős mitokondriumok, valamint a transzdukciós mechanizmusban szerepet játszó nátriumion pumpák. A külső szegmensben találhatóak a fényérzékeny opszin molekulák. A pálcikák esetében zárt, korong-szerű membránok alkotják, a csapok esetében pedig harmonikaszerűen egymásra rétegződő, összekapcsolódó membránszalag alkotja ezt a sejtrészt.

szemészeti kezelési programok virág rövidlátás, aki meggyógyult

A membrános felépítés mindkét receptortípusnál nagymértékben megnöveli a sejtfal fajlagos felületét a külső szegmensben, amelynek nagy szerepe van a folyamat működése szempontjából.

A membránokhoz kapcsolódó opszin molekulák a beérkező fény hatására izomerizálódnak, ezzel inkompatibilissé válva a membránok csatlakozási pontjaihoz. Az izomerizálódott opszinok leválnak a membránokról, és elindítják a fototranszdukciós kaszkádnak nevezett folyamatot, amelynek során nátriumion csatornák záródnak be a sejtfalon.

vegetatív látászavarok rövid távú látásvesztés rohamai

Ennek hatására a sejt belseje és környezete között potenciálkülönbség alakul ki, amelynek következtében a sejt külső felületén elektromos jel keletkezik. Mivel a keletkező áram arányos a bezáródó ioncsatornák mennyiségével, amely pedig a beérkező fény hatására izomerizálódó molekulák mennyiségének függvénye, a fotoreceptorok által közvetített jel minden pillanatban arányos lesz a beérkező fotonok mennyiségével.

átmeneti látásromlás oka gyakorlat a rövidlátás érdekében

Ez jelentősen eltérővé teszi ezen sejteket a többi, jellemzően akciós potenciállal rendelkező idegsejttől, amelyek a jeltüskék sűrűségében kódolva, kvázi-digitális módon továbbítják és dolgozzák fel a jeleket.

A fotoreceptorok közül a pálcikák az éjszakai, vagy kis megvilágítású környezetben működő, úgynevezett scotopikus látásért felelősek. Egy típusuk van, érzékenységi maximumuk nagyjából az nm-es hullámhossz környékén található.

Emberi szem elölnézete Az Európai Molekuláris Biológiai Laboratórium EMBL heidelbergi tudósai bizonyítékokat találtak arra, hogyan fejlődött ki a gerincesek — és így az emberek — szeme. Az emberek távoli állati őseiben kétféle, fényre érzékeny sejtet találtak, a rhabdomérákat ezek a rovarok összetett szemének fényérzékeny képződményei és a fényérzékelő sejteket. Míg a legtöbb állatban a rhabdomérákból fejlődtek ki a szem sejtjei és a csillószerű fényérzékelő sejtek eredeti helyükön, az agyban maradtak, a gerincesek és így az emberek szemének fejlődése más utat követett: a csillószerű fényérzékeny sejtek látósejtekké váltak.

Számuk hozzávetőlegesen millió. A csapok és pálcikák eloszlását a retinán a 2. Ezen jól látszik, hogy a a látás optikai elemei jellemzően a retina perifériális részén helyezkednek el.

Ennek oka, hogy mivel az ember jellemzően a nappali órákban aktív, éjszaka jórészt csak veszélyérzékelésre használjuk látásunk. Ehhez a a látás optikai elemei látóterünkben tapasztalható változások fontosabbak, így itt a jeleket sokkal gyorsabb idegpályákon továbbító pálcikák túlsúlya indokolt. A pálcikák külső szegmensében található opszin molekula a rodopszin, ez egy meglehetősen instabil vegyület, izomerizációja nagyobb valószínűséggel megy végbe - azonos beérkező foton mennyiségnél - mint a csapok opszinjai esetében.