Почему близорукие люди лучше видят в *повернутых* очках?

Если вы близоруки (как и я), вы, возможно, заметили, что если вы наклоните очки, вы сможете видеть удаленные объекты более четко, чем в обычном положении очков. Если вы уже видите совершенно ясно, вы можете немного отдалить очки от глаз, а затем сделать это. Для этого поверните дужки, удерживая носовые упоры на носу, как показано на рисунках.

Как я уже сказал, начиная с ваших очков дальше, чем обычно от ваших глаз, вы можете наблюдать эффект и для близких объектов. (Под дальним я имею в виду более 10 метров, а под ближним я имею в виду место, где вы не можете ясно видеть без очков )

Обратите внимание, что если вы повернете больше, чем достаточно, это полностью исказит свет. Начните с малого θ и увеличивайте его до тех пор, пока вы не увидите размытые, удаленные объекты более четко. (Вы должны быть в состоянии наблюдать это в θ ≈ 20 ∘ а может чуть больше)

При взгляде на удаленные объекты световые лучи, попадающие на линзы, параллельны, и кажется, что эффект возникает из-за наклонного падения света на линзы:

введите описание изображения здесь

Оптический эффект наклонного падения для выпуклых линз называется комой и показан здесь (из Википедии):

введите описание изображения здесь

Я ищу объяснение того, как этот эффект для вогнутых линз (которые используются для близорукости) заставляет видеть лучше.

И последнее замечание: кажется, что они используют плоско-вогнутые или выпукло-вогнутые линзы (желтые линзы внизу) для очков вместо двояковогнутых.

введите описание изображения здесь

Я предлагаю вам обновить свой вопрос, чтобы указать, что он может быть специфичен для конкретных глаз и что некоторым людям (например, мне!) полезно вращение вокруг другой оси (например, вертикальной оси). Плюс работает только в одну сторону. Также обратите внимание, что увеличение расстояния между объективом и глазом (согласно вашему первому абзацу) изменяет фокусное расстояние системы объектив-глаз, что может вызвать совершенно другой эффект.
Часть недостающей головоломки заключается в том, что реальная модель представляет собой вогнутую линзу (очки), которая наклонена в двояковыпуклую линзу (глаз). Я думаю, что в этом случае вы также обнаружите, что фокусное расстояние немного меняется. Кроме того, в вашем глазу может быть астигматизм (правильный или неправильный), который можно улучшить с помощью искажения наклона.
@ChrisMueller Это я должен поблагодарить вас за ответ. Прошло почти 5 лет с тех пор, как я впервые захотел рассчитать эффективное фокусное расстояние наклонной линзы, но так и не сделал этого, пока не увидел ваш ответ!
Поскольку вопрос защищен, я не могу ответить, но я обнаружил, что моя проблема с этим была связана с неправильным пантоскопическим наклоном. См . «Реальные детали вершины, наклона и обертывания » для совета оптикам и «Пантоскопический наклон, вызванный аберрациями более высокого порядка» ... для статьи по этому вопросу.

Ответы (5)

Это реальный эффект, но он не имеет ничего общего с комой или какими-либо оптическими аберрациями. Это связано с тем, что эффективное фокусное расстояние уменьшается при наклоне объектива. Когда ваше зрение ухудшается, вам нужны линзы с более сильным фокусным расстоянием в очках, и наклон линз приводит к такому эффекту. Проблема с тем, чтобы делать это все время, заключается в том, что это вносит искажения, такие как кома, которую вы указали в своем вопросе.

Эта презентация и эта журнальная статья показывают эффективное фокусное расстояние наклонной линзы из моделирования трассировки лучей и из теории соответственно. Из статьи фокусное расстояние для тангенциальной точки фокусировки (вверх и вниз, когда вы смотрите через очки) и сагиттальной точки фокусировки (влево и вправо, когда вы смотрите вперед) даются из статьи по формуле

ф т а н знак равно ф 0 н − 1 н потому что ⁡ θ н 2 − грех 2 ⁡ θ н 2 − грех 2 ⁡ θ − потому что ⁡ θ ф с а грамм знак равно ф 0 ( н − 1 ) 1 н 2 − грех 2 ⁡ θ − потому что ⁡ θ
куда н - показатель преломления материала и ф 0 это исходное фокусное расстояние. я наметил ф / ф 0 для обоих из них на рисунке ниже для показателя преломления 1,5. Я считаю, что это особенность линзы с одинаковыми радиусами кривизны с обеих сторон (двояковыпуклой или двояковогнутой), но результаты для других типов линз будут иметь аналогичные результаты.
График приведенных выше уравнений

Как я упоминал в комментариях выше... Острота зрения (ОЗ) может быть улучшена в некоторых случаях, когда к астигматизму добавляется кома. «Добавление комы (0,23 мкм для зрачка 6 мм) к астигматизму привело к явному увеличению остроты зрения у 6 человек, что согласуется с теоретическими оптическими прогнозами, в то время как острота зрения уменьшилась, когда к астигматизму добавилась кома у 7 человек». Так что в случае Мостафы его названный стакан действительно мог быть более прозрачным из-за введенной комы. Journalofvision.org/content/11/2/5.полный
@ user6972 Я не согласен с вами в том, что можно компенсировать аберрации в глазах с помощью правильных аберраций в линзах очков. Это делается все время с астигматизмом. Я не думаю, что это доминирующий эффект по сравнению с укорочением фокусного расстояния. В частности, в случае, упомянутом Мостафой, он начал с того, что поставил очки дальше от глаз, чем обычно, а затем наклонил их, чтобы скорректировать дополнительное расстояние.
Я прочитал: «Если вы уже видите совершенно ясно, вы можете немного отдалить очки от глаз, а затем сделать это». Как кома исправила его слабый астигматизм.

Ваше основное предположение о том, что можно лучше видеть в наклоненных очках, неверно. Если линзы имеют правильную коррекцию для ваших глаз, то их наклон ухудшит ситуацию.

Причина, по которой это часто работает, заключается в том, что линзы не имеют правильной коррекции. У молодых близоруких (близоруких) людей близорукость обычно ухудшается с возрастом. Очки, возможно, имели правильную коррекцию 2 года назад, но за это время глаза стали немного более близорукими, и требуется более сильная коррекция.

Наклон линз заставляет свет проходить через них таким образом, что объектив кажется более сильным под этим углом. Если удаленные объекты немного размыты из-за большей близорукости, чем корректируют линзы, то наклон линз сделает горизонтальные края более четкими. Он ничего не делает для вертикальных краев. Но в целом изображение будет более четким.

Это именно то, о чем я спрашиваю: как «свет проходит через них таким образом, что объектив кажется более сильным под этим углом»?
@Mostafa Этот ответ не совсем правильный. Возможно, у вас есть астигматизм, который плохо корректируется, потому что для этого требуется вызвать кому. Вы можете лучше видеть на расстоянии с наклоненным стеклом, но в большинстве случаев добавленное искажение комы будет хуже, чем ваш астигматизм. Таким образом, ваши предписанные линзы могут быть оптимизированы не для вас на дальних расстояниях, а для большинства оптических условий.
Я близорук и убедился на себе, что наклон очков увеличивает резкость изображения. Так что это не может быть правильным...
@Quant: недальновидные люди сразу же решили бы наклонить очки вместо обновления описания. Те близорукие люди, которые смотрят вдаль, получат обновленные очки, после чего их наклон только усугубит ситуацию. Если ваше предписание верно, то любое изменение коррекции, например, изменение эффективной силы линзы путем ее наклона, очевидно, ухудшит ситуацию.
Я только что получил линзы, которые немного размыты по какой-то причине, по которой оптик не может определить. Итак, я пошел к своему окулисту, и он определил, что мои глаза не изменились — они все те же по рецепту, что и раньше, и он проверил очки — они по правильному рецепту. Но когда я наклоняю очки, мое зрение кажется более четким.
Неправильный пантоскопический наклон может быть причиной проблемы с ОП, но обычно он не корректируется и не включается в рецепт, поэтому даже с очками, которые являются правильным рецептом, у некоторых людей зрение может улучшиться за счет наклона очков (увеличение пантоскопического наклона). Таким образом, я не думаю, что этот ответ (по сути, «исправьте свой рецепт, скряга» * 8 ») неверен.

Когда вы размещаете две линзы одну за другой, эффективное фокусное расстояние зависит от расстояния между ними. Это принцип зум-объектива — с одними и теми же кусочками стекла зум-объектив достигает диапазона расстояний.

То, что вы описываете, это простейший случай зум-объектива — всего два элемента. Первый элемент — это роговица + хрусталик в глазу — для близорукого человека его фокусное расстояние немного меньше расстояния до сетчатки, поэтому объекты, находящиеся вблизи, находятся в фокусе, а удаленные — размыты. Чтобы исправить это, вы добавляете вторую линзу с отрицательным фокусным расстоянием — рассеивающую линзу.

Затем задача состоит в том, чтобы вычислить видимое фокусное расстояние комбинации и показать, что оно зависит от расстояния между линзами.

Из http://en.wikipedia.org/wiki/Lens_(optics)#Compound_lenses вы можете увидеть

1) когда две линзы соприкасаются, их сложное фокусное расстояние находится по формуле

1 ф знак равно 1 ф 1 + 1 ф 2

2) когда есть расстояние д между линзами, это усложняет

1 ф знак равно 1 ф 1 + 1 ф 2 − г ф 1 ф 2

Переставляя вещи и взяв фокусное расстояние от второго элемента (глаз — это фокусное расстояние, представляющее интерес), вы получаете «Заднее фокусное расстояние» или BFL:

БФЛ знак равно ф 2 ( д − ф 1 ) д − ( ф 1 + ф 2 )

Для типичного глаза ф 2 составляет около 1,7 см. Если у вас легкая степень близорукости, ваш рецепт может составлять -2 диоптрии или ф 2 знак равно − 0,5 м поскольку д я о п т е р знак равно 1 / ф . Когда вы отодвигаете очки от глаза, фокусное расстояние системы соединений на самом деле становится короче — это означает, что для близорукого человека они будут работать «менее хорошо»:

введите описание изображения здесь

Теперь, когда вы наклоняете очки, вы немного «сжимаете» вертикальное измерение — по сути, вы увеличиваете радиус кривизны в вертикальном направлении (но не в горизонтальном). Конечным результатом является то, что вы делаете линзу сильнее в одном направлении — она становится слегка астигматичной линзой (цилиндрической) с большей силой по вертикали.

В среднем это делает линзу более прочной. И если ваши глаза имеют легкую цилиндрическую составляющую аберрации, которая не полностью корректируется вашими очками, это действительно поможет.

В моем случае у меня сильный астигматизм (хотя близорукости нет). Я обнаружил, что легкое вращение очков (которое меняет направление цилиндрической оси) может помочь с фокусировкой, равно как и нажатие на край глаза (которое искажает глазное яблоко и имеет тот же эффект).

Короче говоря, то, что вы делаете, когда перемещаете одну линзу относительно другой, — это изменение оптических свойств. Наклон добавляет цилиндрический компонент, а их разведение изменяет составное фокусное расстояние.

Поможет ли это вам, зависит от разрыва между вашим рецептом и вашей аберрацией.

Интересное чтение: http://www.oculist.net/downaton502/prof/ebook/duanes/pages/v1/v1c033.html

Моя теория состоит в том, что этот эффект не замечается большинством миопов. Скорее, это указывает на то, что у вас и у меня есть нескорректированная аберрация высшего порядка в глазу, т. е. кома, которая исправляется путем вызывания противоположной степени комы в очковой линзе вращением.

Я заметил, что вращение левой очковой линзы вокруг вертикальной (не горизонтальной) оси на 10 ∘ в определенном направлении дает мне гораздо более четкое зрение. Я также заметил, что когда я смотрю на далекий круглый источник света (например, на светофор) с невращающейся линзой, это выглядит примерно как это изображение нескорректированной комы . Изображение намного лучше с повернутым объективом.

Обратите внимание, что рецепты сферы и цилиндра в (неповернутой) линзе были подтверждены вчера оптометристом как наилучшие, которые я мог получить, но, просто поворачивая линзу, я вижу намного лучше.

Я был бы признателен, если бы кто-то, знакомый с оптикой, мог подтвердить, действительно ли кома может быть исправлена ​​​​таким образом. Все, что я могу найти в Интернете об аберрациях более высокого порядка в глазах, говорит о том, что их можно исправить только с помощью рефракционной хирургии или контактных линз. Кроме того, можно ли сконструировать линзу для выполнения той же коррекции без вращения?

Да, оно может. Многие предписания представляют собой уравновешивающий акт корректирующих действий. Редко удается компенсировать все оптические условия, особенно при астигматизме.

На опубликованном вами изображении «повернутая линза» оказывается «худшей линзой» (очень плохая концентрация сходящихся лучей) , но более сильной , с более близкой фокальной плоскостью (если вы рассматриваете только верхнюю 1/3 лучей, вы можете попытаться увидеть размытую точку схождения на 30% ближе), что может показаться более подходящим, если ваша градация ухудшилась.

Почему близорукие люди лучше видят в *повернутых* очках?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 40v