Частотно-контрастная характеристика глаза

Метод определения остроты зрения, в котором в качестве тестов используются одиночные знаки (кольца Ландольта, знаки Снеллина. Головина-Сивцева и др.), контрасты которых с фоном близки к единице, не дает полной информации о состоянии зрения. Гораздо больше информации можно получить с помощью тестов, контраст которых с фоном является переменным. Это позволит более качественно проводить профессиональный отбор, особенно там, где требуется высокая острота зрения при наблюдении объектов малых контрастов, на ранних этапах проводить диагностику нарушения функций зрения при некоторых заболеваниях. Кроме того, поскольку сейчас частотно-контрастная характеристика (ЧКХ), или функция передачи модуляции (ФПМ), является одной из основных характеристик оценки качества многих оптических приборов, то значение ЧКХ глаза является необходимым для интегральной оценки качества оптического прибора, работающего совместно с глазом наблюдателя.

Для более подробного знакомства с ЧКХ (ФПМ) оптической системы рекомендуем обратится к обширной литературе по этому вопросу, например, к работе Волосова Д.С. [17, 18].

Итак, функция передачи модуляции, или ЧКХ, представляет собой зависимость коэффициента передачи модуляции (коэффициента контраста) от пространственной частоты синусоидального испытательного растра. Испытательный растр (тест-объект, мира) представляет собой чередующиеся параллельные светлые и темные полосы различной частоты, причем распределение яркости в них изменяется по синусоидальному закону. Иногда для удобства изготовления применяют миры с прямоугольным распределением яркости.

Измерение распределения освещенности в изображении объектов на сетчатке живого глаза прямым путем провести чрезвычайно трудно. В работе [12] на основании расчетов был сделан вывод о том, что при частоте 2 лин/град коэффициент передачи модуляции глаза составляет 0,8 – 0,9, при частоте 6 лин/град – 0,65 – 0,85, при частоте 20 лин/град – 0,20 – 0,30, а при частоте 60 лин/град – менее 0,10.

Получить сведения о ЧКХ глаза можно косвенным путем – по субъективной оценке, определяемой либо по пороговому контрасту периодических решеток известной пространственной частоты, необходимой для ее обнаружения на пределе разрешения, либо по пороговой частоте решетки при заданном контрасте тестовых полос.

Для первого способа оценки ЧКХ глаза пространственные решетки чаще всего изготовляют фотоспособом и рассматривают на просвет на равномерном фоне. Решетки между собой различаются по пространственной частоте. В пределах одной и той же решетки контраст полос плавно изменяется от 0 до 0,4 [2]. Решетка предъявляется не целиком, а только ее часть, которая может быть видна через узкую прямоугольную щель-окно. Перемещая щель вдоль полосы по направлению изменения контраста, исследователь фиксирует момент исчезновения периодичности яркости, т.е. фиксирует пороговый контраст при данной пространственной частоте решетки. Аналогичные измерения проводятся для решеток с другими частотами. На основании ответов испытуемых для всех предъявляемых решеток строят кривые ЧКХ глаза.

Другой способ определения ЧКХ глаза осуществляется по пороговой частоте решетки при заданном контрасте тестовых полос. В этом случае необходимо иметь возможность плавно изменять частоту полос. На основании измерений также строятся кривые ЧКХ глаза.

В работе [19] показано, что для невооруженного глаза при яркости фона 110 кд/м² связь между частотой n и контрастом К решетки с П-образным изменением яркости выражается формулой:

,

где ν – выражено числом штрихов на 1′.

Заметим, что ФПМ, определенная по прямоугольным мирам, связана с ФПМ, найденной по мирам с синусоидальным распределением яркости, формулой Кольтмена (см.[18], с.88).