Розділ 3. Прилади для дослідження світлової і колірної чутливості ока

Оку доводиться працювати при яскравості, що змінюється в надзвичайно широкому діапазоні — від 104 до 1026 кд/м². Перебудова зорової системи для якнайкращого пристосування до даного рівня яскравості називається адаптацією. Якщо рівень яскравості тривалий час істотно не міняється, то стан адаптації приходить у відповідність з цим рівнем. У таких випадках мова йде не про процес адаптації, а про стан, тобто адаптації ока до певної яскравості.

При різкій зміні яскравості відбувається розрив між яскравістю та станом зорової системи, який і служить сигналом для включення адаптаційного механізму. Залежно від знаку зміни яскравості розрізняють світлову адаптацію, тобто перебудову на вищу яскравість, і темнову адаптацію — перебудову на нижчу яскравість.

3.1. Адаптометр АДМ. Призначений для визначення стану так званого нічного зору — світлової чутливості та гостроти зору при ослабленій освітленості, що має велике значення для діагностування ряду захворювань, а також професійного відбору (до роботи на півночі, на транспорті, при природному нічному освітленні тощо). При дослідженні зору водіїв транспорту значний інтерес являє визначення швидкості наростання чутливості зору до малих яскравостей безпосередньо після дії яскравого джерела світла. Досить істотним є також визначення чутливості центрального зору (гострота зору) під час та після дії на око світла.

Більшість існуючих типів адаптометрів дозволяють визначати стан нічного зору тільки при тривалому (не менше 60 хв.) перебування в темноті.

Адаптометр АДМ дає можливість всебічного визначення стану нічного зору, а також дослідження ходу наростання світлової чутливості під час тривалого перебування в темноті.

Стабілізація напруги на лампі, яка є джерелом світла, і контроль відстані від нитки цієї лампи до випробувального об'єкта, а також велика точність, з якою виготовлена вимірювальна частина приладу, дозволяють бути впевненим у відлічуваному значенні яскравості об'єкту і стандартності свідчень будь-якого екземпляра приладу.

Зміни яскравості поля попередньої адаптації, яскравості та форми пред'явлених об'єктів забезпечують перевірку відповідей досліджуваного.

Конструкція приладу передбачає зручність роботи на приладі як при дослідженнях в напівтемному приміщенні, так і при роботі в темноті.

Прилад може бути використаний в офтальмологічних відділеннях лікарень і госпіталів, амбулаторіях, лікарсько-експертних комісіях, а також для науково-дослідної роботи.

Рис. 3.1. Схеми адаптометра АДМ:

а) — принципова оптична схема адаптометра; б) — схема пристрої його вимірювальної діафрагми

Принципова оптична схема адаптометра показана на рис. 3.1 а. Джерелом світла є електрична лампа 1 з прямою спіраллю, що живиться від мережі змінного струму з напругою 220 В через знижувальний трансформатор, вмонтований в пульт. Промені світла від лампи 1 проходять через конденсор 2, світлофільтр денного світла 3, молочну пластинку 4 і потрапляють на квадратну вимірювальну діафрагму 5, сторони, а отже, і площа якої змінюються при обертанні барабана 6. Далі світловий потік через додаткові світлофільтри 7 потрапляє на диск 8 з молочного скла, який є тлом для випробувального об'єкту. На темному тлі великого диска 9 нанесено три прозорі фігури (круг, квадрат та хрест) і три різні за розташуванням знаків таблиці для перевірки гостроти зору. Площа випробувального об'єкту всіх трьох фігур (круга, квадрата і хреста) однакова. Повертаючи диск 9 і встановлюючи перед молочним склом 8 певну фігуру, можна пред'являти випробовуваному випробувальні об'єкти різної форми або таблицю.

Досліджуваний, через вікно 13 в кулі 12 бачить рівномірно освітлений випробувальний об'єкт. Освітленість об’єкта плавно змінюється за допомогою вимірювальної діафрагми 5. Пристрої діафрагми показано на рис. 13, б. Вона складається з двох металевих пластинок 29 з прямокутними вирізами, укріпленими на гайках 30. Ці гайки нагвинчують на мікрометричний гвинт 31 з правою і лівою нарізками, на кінець якого насаджений барабан 32. При обертанні барабана обидві пластинки рухаються в протилежні сторони так, що центр отвору залишається на місці, а площа його змінюється від величини S до деякої величини S₀.

Залежно від ступеня розкриття діафрагми через неї проходитиме більша або менша кількість світла; світлопропускання діафрагми характеризується відношенням S/S₀, де S - величина площі діафрагми при даному положенні, а S₀ - при повному її розкритті. На барабані нанесена логарифмічна шкала оптичної щільності, відповідного світлопропускання діафрагми при кожному положенні барабана.

В табл. 3.1 приведені значення світлопропускання Е (%), відповідні оптичній щільності Д шкали барабана.

Таблиця 3.1

Значення світлопропускань вимірювальної діафрагми при оптичній щільності, вказаній на шкалі барабана

Д	0	0,1	0,3	0,4	0,6	0,7	1	1,3	1,4
Е	100	79	50	40	25	20	10	5	4

Якщо ступінь пониження яскравості об'єкту за допомогою вимірювальної діафрагми виявляється недостатнім, в оптичну схему приладу можуть послідовно включатися додаткові нейтральні світлофільтри 7 (див. рис. 3.1, а). Ці світлофільтри мають характеристики, вказані в табл. 2.

Окрім чотирьох вказаних в табл. 3.2 світлофільтрів-затемнювачів, в оптичну схему може бути включений ще і п'ятий світлофільтр-затемнювач, що має оптичну щільність 2 (світлопропускання 1 %).

Таким чином, якщо при вимкнених світлофільтрах-затемнювачах 7 і повністю відкритій вимірювальній діафрагмі 5 світловий потік, що потрапляє на випробувальний об'єкт, прийняти за одиницю, то при включених світлофільтрах і мінімальному розкритті вимірювальної діафрагми (пропускання1/25) світловий потік зменшиться в 400 млн. разів.

Таблиця 3.2

Характеристики світлофільтрів-затемнювачів

Позначення фільтру	Оптична щільність	Світлопропускання
1,3 2,6 3,9 5,2	1,3 1,3 1,3 1,3	5 % (1/20) 5 % (1/20) 5 % (1/20) 5 % (1/20)

Примітка. Позначення світлофільтрів вказує загальну сумарну оптичну щільність при включенні одного, двох, трьох та чотирьох з них в оптичну схему приладу.

Якщо ж прийняти за одиницю світловий потік при включеному затемнювачі (1/100) то, включаючи чотири додаткові світлофільтри з пропусканням 1/20 кожен й при мінімальному розкритті вимірювальної діафрагми, зменшення світлового потоку буде в 4 млн. разів.

Дещо вище за випробувальний об'єкт розташована фіксаційна точка 24, підсвічування якої здійснюється електролампою 1 через пластинку 25 і дзеркало 26. Фіксаційна точка розташовується під кутом 12° до лінії візуалізації ока досліджуваного на центр випробувального об'єкту. Яскравість фіксаційної точки може змінюватися практично від нуля до максимуму при обертанні нейтрального кругового клину 28.

Стабільність яскравості випробувального об'єкту забезпечується постійністю напруження нитки лампи і установкою лампи в певне положення. Постійність напруження нитки лампи підтримується стабілізатором, розміщеним в пульті управління.

Установку лампи 1 проводять за допомогою матової пластинки 27, що є екраном, на який проектується зображення нитки лампи. Дивлячись на матову пластинку 27, встановлюють нитку лампи 1 в таке положення відносно конденсора 2, а отже, і зображення випробувального об'єкту на молочному склі 8, щоб освітленість була однаковою в усіх точках.

Як вказувалося вище, на диску 9 нанесені різні форми випробувальних об'єктів, які послідовно вводяться в оптичну схему приладу поворотом диска навколо осі А-А.

Випробувальними об'єктами в приладі можуть бути: круг діаметром 29,25 мм, квадрат із сторонами 25,9 мм, хрест, три таблиці з різним розташуванням знаків для дослідження гостроти зору. Розміри знаків розраховані для відстані від таблиці до ока досліджуваного 25. Кутові розміри випробувальних об'єктів (круга, квадрата і хреста) є рівними 10°, а площа - 672 мм² кожного.

Пристрій для попередньої світлової адаптації показаний на рис. 16 і є кулею 12 діаметром 200 мм, яка пофарбована усередині декількома шарами оксиду барію, що забезпечує постійність коефіцієнта віддзеркалення стінок кулі.

Пристрій для попередньої світлової адаптації показаний на мал. 35 і є кулею 12 діаметром 200 мм, .покрытый усередині декількома шарами оксиду барії, що забезпечує постійність коефіцієнта віддзеркалення стінок кулі.

Рис. 3.2. Принципова оптична схема адаптометра АДМ

Джерелом світла є лампа 14 (6 В, 25 Вт). Завдяки багатократному віддзеркаленню променів світла від стінок кулі освітленість останнього виходить рівномірною. У задній стінці кулі є отвір 10, через яке пред'являються випробувальні об'єкти. Під час попередньої світлової адаптації цей отвір закривається засувкою 11, покритою тією ж барієвою фарбою, що і стінки кулі.

У передній частині кулі є отвір для спостереження випробувальних об'єктів, навколо цього отвору укріплена м'яка гумова напівмаска 13. У кулі є отвори: 23 - для фіксаційної крапки, 17 - для спостереження за очима досліджуваного під час попередньої світлової адаптації (цей отвір може закриватися заслінкою) і 16 - для проходження променів від сліпучого пристрою.

Яскравість кулі може зменшуватися в 2, 4, 8 і 40 разів за допомогою набору нейтральних фільтрів різної щільності, що включаються поперемінно перед лампою 14.

Джерелом світла засліплюючого пристрою служить лампа 18, світло з якої, проходячи через конденсор 19, освітлює дві круглі діафрагми 20. Ці діафрагми через систему лінз 21 і дзеркало 22 проектуються в площині розташування зіниць досліджуваного в два яскраві круги так, що при включенні сліпучого пристрою в обидва очі досліджуваного потрапляють яскраві пучки світла.

Рис. 3.3. Адаптометр АДМ

На рис. 3.3 показаний адаптометр в робочому положенні. Прилад складається з наступних основних частин: штатива А з електропультом Б, вимірювальної частини або власне адаптометра В, кулі Г для попередньої світлової адаптації і шовкової ширми Д.

Слід мати на увазі, що адаптометр АДМ дає великі можливості для зміни умов визначення нічного зору шляхом комбінації різних яркостей випробувальних об'єктів, різних яркостей кулі для попередньої адаптації і способів пред'явлення об'єктів.