基本光学原理
要理解离焦曲线,首先要掌握基本的几何光学原理。
首先是聚散度的概念。聚散度是光束在空气中传播时,会聚或者发散的程度,它的单位是屈光度,就是我们熟悉的 D 。平行光束的聚散度定义为 0D ,而透镜能改变光的聚散度,会聚光的聚散度为正,发散光则为负,我们在临床上用的镜片的正负就是来源于此。当我们在眼前放上凹透镜,即负透镜,平行光经过后会发散,其发散光的反向延长线会聚一点,这就是像方焦点。
对于无穷远的物体,经过负透镜成像在像方焦点上,在光学上就等同于无透镜情况下直接注视此像方焦点上的物体,它们的聚散度是等效的,相当于把物体拉近了;当然,因为我们对于物体远近的判断还要依靠其他参照物,所以这里仅是光学聚散度上的等效,但可以大致模拟现实中注视近物时的视力状态。
通过不断增加负透镜就可以模拟从远到近不同距离的视力表现了。由于空气的折射率是 1 ,经过透镜改变后的光聚散度( D ),它的倒数就是像的距离,单位是米。
例如透过 -1D 的镜片看远, 1 的倒数是 1 ,就等同于看 1m 远的物体;再比如透过 -4D 的镜片看远,倒数是 0.25 ,就等同于看 25cm 处的物体。可以看到公式里的距离是负的,这符合光学符号的规则:光从左向右传播,透镜左侧为负,右侧为正;负透镜成像在透镜左侧,所以像距是负的。