Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Строение объектива: основные элементы фотообъектива — Любить фотографию

Содержание

основные элементы фотообъектива — Любить фотографию

Свет попадает в фотокамеру через объектив. Каким образом с помощью объектива можно получить качественное и резкое изображение? Зная устройство объектива, можно дать полноценный ответ на этот вопрос.

Оптическая линза

В лицевой части объектива находится оптическая линза – один из ведущих элементов, входящих в устройство объектива. С помощью этой линзы свет направляется в камеру и попадает на матрицу. Внутри объектива находятся другие оптические линзы, которые отвечают за дальнейшее формирование изображения. Их также называют «оптическими элементами»:

 

Резьба для фильтров

В устройство объектива также входит резьба для фильтра, которая расположена вокруг внешней линзы. На эту резьбу можно прикручивать различные фильтры и другие аксессуары для объективов. На каждом объективе есть пометка о диаметре этой резьбы, чтобы фотограф мог подобрать фильтр по размеру.

 

Фокусировочное кольцо

На каждом объективе есть фокусировочное кольцо. Этот элемент, входящий в устройство объектива, можно использовать для ручной наводки объектива на резкость: вращая кольцо, фотограф может определить, какая часть сцены будет резкой – передний или задний план. В объективах с функцией автофокуса это кольцо вращается автоматически благодаря специальному мотору, когда фотограф прижимает кнопку спуска наполовину. Обычно на таких кольцах находятся пометки о расстоянии до объекта, на который фокусируется фотограф.

 

Кольцо трансфокатора

В устройство объектива с переменным фокусным расстоянием (возможностью приближать и отдалять объект) входит специальное кольцо для изменения фокусного расстояния, которое также называют кольцом трансфокатора. Возможность такого объектива приблизить или отдалить объект ограничивается фокусным расстоянием. Оно обозначается отрезком между минимальным и максимальным фокусным расстоянием объектива, например, 70-300 мм. Этот отрезок называется рабочим отрезком объектива.

 

Кольцо диафрагмы

На старых объективах (например, советских), также есть кольцо диафрагмы, с помощью которого можно установить значение диафрагмы. В устройство объектива современного производства оно не входит – диафрагма контролируется только через корпус камеры.

 

Диафрагма

Диафрагма – регулируемое по величине отверстие, которое входит в устройство объектива. С помощью этого отверстия регулируется количество света, попадающего на матрицу. Размер отверстия определяется значением F. Большое отверстие обозначается маленьким значением (например, f2.8). Маленькое отверстие обозначается большим значением (например, f16). Чем больше отверстие диафрагмы, тем сильнее размыт фон.

 

Байонет

Байонет – металлическая оправа, входящая в устройство объектива. Байонет – это место крепления объектива к камере. Размер и вид крепления зависит от типа камеры, к которой крепится объектив. Разные производители используют различные формы байонетов. Объектив, в свою очередь, устанавливается на кольцо объектива (или байонет) самой камеры. Чтобы установить объектив, нужно соединить его в месте, где совпадают точки на объективе и камере (красная или белая для разных объективов). После небольшого поворота объектив «встанет» на камеру. На байонете также находятся контакты, через которые камера передает объективу параметры съемки.

Что внутри объектива? — Photar.ru

Возникало ли у вас желание посмотреть, как устроен объектив? Наверняка вам интересно устройство диафрагмы, системы фокусировки, стабилизации изображения… Внутри каждого, даже самого простого объектива, скрыт целый мир со множеством механизмов, мельчайших винтиков, линз и смазки.

Для разборки объектива нужны мини отвёртки. Без них не обойтись. Для последующей сборки понадобится смазка, которая применяется для высокоточных механизмов. Также следует быть крайне внимательным и аккуратным. Обратную сборку нужно выполнять, соблюдая точную последовательность действий.

Разбирая объектив камеры

Даже самые простые старые объективы с ручным управлением имеют крайне сложное устройство. Просто посмотрев видео с разборкой объектива, можно понять, что для производства такой техники нужна очень высокая точность и опыт в данном деле.

Конечно же, можно взять за основу наработки именитых производителей и попытаться усовершенствовать их, но мировые бренды работают не покладая рук, чтобы создавать ещё более совершенные линзы, поэтому переплюнуть их навряд ли удастся, так как за их плечами десятилетия работы в данной сфере и команды опытных профессиональных инженеров, техников и сборщиков.

Кто первым начал производить объективы?

Вот грубая подборка производителей линз в хронологической последовательности.

  1. Voigtländer – 1756
  2. Leica – 1849
  3. Zeiss – 1874
  4. Kodak – 1888
  5. Schneider Kreuznach – 1913
  6. Nikon – 1917
  7. Olympus – 1919
  8. Pentax – 1919
  9. Canon – 1937
  10. Tamron – 1950
  11. Sigma – 1961
  12. Soligor – 1968
  13. Samyang – 1972
  14. Venus – 2014

Компания Canon сейчас является одним из ведущих производителей объективов и постоянно работает над внедрением современных технологий в свою продукцию. Их объективы одни из самых технологичных.

Если вам интересно, как разрабатываются и производятся объективы, посмотрите следующие видео.

comments powered by HyperComments

Объективы, часть II. Характеристики и свойства объективов


Читайте также:


Резкость объектива: что это

Насколько объектив резкий? Насколько четкое изображение он может дать? На этот вопрос отвечает разрешающая способность объектива

. Мы уже сталкивались с понятием разрешения в контексте цифрового изображения. Мы выяснили, что чем выше разрешение цифрового изображения, тем оно более качественное, более детализированное. В случае с объективом все то же самое. Чем выше его разрешающая способность, тем более детализированную картинку можно получить с этого объектива. Однако, разрешение объектива измеряется совсем иначе, не в количестве точек (как в случае с цифровым изображением). Ведь объектив проецирует на матрицу фотоаппарата изображение, не разбитое на мелкие элементы-пиксели. И его разрешение поэтому измерить сложнее. Тем более, резкость объектива будет зависеть от диафрагмы, на которой ведется съемка, а в случае с зум-объективами, еще и от выбранного фокусного расстояния. Чтобы дать общую характеристику резкости объектива, проводится целое лабораторное исследование, а по его итогам составляются так называемые графики MTF. О том, как читают графики MTF, а также с самими графиками по каждому объективу Nikon, можно ознакомиться на официальном сайте Nikon: https://nikoneurope-ru.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/27512

Однако фотограф работает не в лабораторных условиях, и на резкости итогового изображения влияет масса побочных факторов как технического характера (например, высокое ISO, неправильная выдержка, неточность фокусировки, нехватка глубины резкости), так и прочие обстоятельства. Например, передняя линза объектива может быть загрязнена, при ярком солнце объектив может поймать блик, резкость объектива может портить защитный светофильтр или другие насадки, при фотографировании на улице может быть смог или туман, очень часто резкость кадров портится некорректной компьютерной обработкой.

Поэтому лучше всего о резкости объектива судить не по графикам, а по корректно снятым фотографиям с этого объектива. Ведь оценивать свои фотографии мы будем не математически, а собственными глазами и чувствами.

В интернете сегодня очень много примеров снимков с любой оптики. Их можно найти как на официальных сайтах производителей объективов, так и в тестах, на популярных фотохостингах. Например, на сайте Pixel-Peeper.com собраны миллионы снимков, сделанных пользователями фотохостинга Fliсkr на ту или иную фототехнику.

Снимок, по которому можно оценить резкость объектива. Кадр не смазался на слишком длинной выдержке, фокусировка точна, минимальный уровень цифрового шума.

По этому снимку невозможно оценить резкость объектива. Объект съемки немного смазался в движении, очень много цифровых шумов из-за высокого ISO. Да и в точности фокусировки уверенности нет.

Кстати, посмотрев в интернете примеры снимков на тот или иной объектив, мы еще раз убедимся в том, что даже на самый качественный объектив можно снять плохой кадр — всё зависит от навыков фотографа. Чтобы оценить резкость изображения по фотопримерам, стоит обратить внимание как на центр кадра, так и на его края. В центре кадра объектив всегда имеет самое высокое разрешение, тогда как к его краям оно может заметно снижаться. В самом факте небольшого снижения резкости к краю кадра нет ничего страшного: в конце концов на самом краю фотографии редко располагают значимые объекты. При оценке резкости объектива стоит иметь в виду, что при максимально открытой диафрагме резкость изображения зачастую не так высока, как при F8-F11. На более закрытых диафрагмах резкость опять начинает постепенно снижаться. Поэтому не стоит без необходимости использовать диафрагмы F16-F32.

Если разрешающей способности объектива будет не хватать при практическом его использовании, при полном увеличении снимков мы увидим, что даже с абсолютно точной фокусировкой они будут давать не совсем резкое изображение. Часто в таком случае фотографы говорят “объектив мылит”. “Мылят” частенько самые простые, недорогие объективы, например “китовые”, поставляющиеся в комплекте с камерой. Безусловно, и на “китовую” оптику можно получать прекрасные снимки, однако продвинутые фотографы предпочитают по мере возможности сменить их на более совершенные модели объективов в зависимости от своих задач.

Сравним на фотопримере резкость трех объективов разных классов: зума начального уровня, профессионального зум-объектива и фикс-объектива. Мы выбрали типичных представителей каждого класса, так что результаты сравнения будут в той или иной мере характерны для всех представителей этих категорий оптики. Все кадры сделаны на фотоаппарат Nikon D5300 при диафрагме F8, то есть на пике резкости данных объективов. Сравним фрагменты из центра изображения при 100% увеличении.

Зум-объектив начального уровня. Nikon AF-S DX 18-140mm F3.5-5.6G ED VR Nikkor

Зум-объектив профессионального класса Nikon 70-200mm f/4G ED AF-S VR Nikkor

Объектив с постоянным фокусным расстоянием Nikon 85mm f/1.4D AF Nikkor

Каждый фотограф решает для себя сам: какой резкости ему достаточно для своих задач и выбирает соответствующую оптику. О выборе оптики для тех или иных видов фотосъемки мы поговорим еще не раз в следующих уроках. Уже сейчас можно ознакомиться с материалами рубрики “Как это снято?”, чтобы увидеть какими объективами снимают в тех или иных ситуациях.

Субъективные характеристики: “Рисунок” объектива и красота боке

Эти характеристики называются субъективными потому, что их нельзя измерить и оцениваются фотографами исходя из собственных вкусов и творческого опыта. Множество фотографов, особенно занятых не творческой, а технической фотографией вообще не интересуют такие понятия как “рисунок” и боке.

Поскольку каждая модель объектива имеет ту или иную оптическую систему, проецируемое ими на матрицу изображение может различаться не только по резкости, но и по своему художественному характеру. Такой характер изображения, даваемого объективом, фотографы называют “рисунком”. С понятием рисунка соседствует понятие “боке”. Боке — зона нерезкости на фото. Различные объективы дают различное боке. Характер боке зависит от оптической системы объектива и от устройства его механизма диафрагмы. Считается, что чем круглее будет отверстие диафрагмы, тем приятнее получится боке и тем более правильную форму будут иметь круглые блики от точечных источников света на фоне. Производители часто устанавливают в объектив специальные скругленные лепестки диафрагмы для получения красивого боке.

Понятия рисунок и боке чаще всего используются применительно к светосильной оптике и объективам с постоянным фокусным расстоянием, так как считается, что такие объективы обладают ярко выраженным, характерным рисунком. У какого объектива красивее рисунок и лучше боке — решает каждый фотограф сам для себя.

Кадр, снятый на объектив Nikon AF-S 50mm f/1.4G Nikkor при его максимально открытой диафрагме.

Кадр, снятый на объектив Nikon AF-S DX 18-140mm F3.5-5.6G ED VR Nikkor при максимально открытой диафрагме.

Устройство объектива фотоаппарата и органы управления.

Разберемся с тем, какие детали и органы управления расположены на объективе и зачем они нужны.

Nikon AF-S 50mm f/1.4G Nikkor

Nikon AF-S DX 18-140mm F3.5-5.6G ED VR Nikkor

  1. Байонетное крепление. При помощи него объектив устанавливается на фотоаппарат.

  2. Название объектива. Чуть ниже мы научимся расшифровывать все обозначения, используемые в названиях объективов Nikon.

  3. Переключатель между автоматической (A) и ручной (M) фокусировкой объектива.

  4. Включение и выключение оптического стабилизатора (VR — Vibration Reduction) объектива. Имеется только на объективах, оснащенных этим самым стабилизатором.

  5. Кольцо фокусировки. Необходимо для ручной фокусировки объектива.

  6. Шкала выбранного фокусного расстояния. Есть на большинстве зум-объективов, за исключением самых простых. На объективах с постоянным фокусным расстоянием тоже отсутствует за ненадобностью.

  7. Кольцо зумирования. Имеется только у зум-объективов. Необходимо для смены фокусных расстояний объектива (а вместе с этим и угла обзора объектива).

  8. Крепление для бленды. Бленда — это своеобразный “козырёк”, защищающий его переднюю линзу от бликов, которые могут возникнуть при съемке на ярком солнце. Помимо этого, бленда может выполнять защитную функцию, делая переднюю линзу объектива более труднодоступной для пальцев рук и защищая ее от физических повреждений при падении объектива.

  9. Резьба для установки светофильтров на объектив. Каждый объектив имеет определенный диаметр резьбы. Измеряется этот диаметр в миллиметрах: 52 мм, 67 мм, 72 мм, 77 мм. Под каждый диаметр резьбы выпускаются специальные светофильтры. Самый распространенный светофильтр — защитный. Его функция — защищать переднюю линзу объектива от механических повреждений. Светофильтрам будет посвящен отдельный урок, ведь это весьма обширная тема. Как узнать диаметр резьбы под светофильтр вашего объектива? Обычно он написан рядом с его передней линзой. Если же вдруг там он не написан, всегда можно найти характеристики объектива в интернете или инструкции к нему. Помимо этого, можно посмотреть на обратную сторону крышки от объектива. На них часто указан диаметр.

10.Шкала дистанции фокусировки. Есть не на всех объективах. Помогает понять, на какую дистанцию сейчас сфокусирован объектив. Особенно полезна при предметной, пейзажной фотосъемке.

Читаем название объектива. Технологии объективов Nikon

Пример названия объектива

Какое фокусное расстояние у объектива, какая светосила? Подойдет ли он к вашей фотокамере? Всё это можно узнать из названия объектива. Научимся его читать. Прежде всего, в названии объектива указан производитель. Объективы производства компании Nikon называются Nikkor — это фирменное название семейства оптики. В названии объектива это слово может употребляться наравне с названием фирмы-производителя.

Остальное название объектива строится из аббревиатур, обозначающих те или иные технологии и стандарты, и числовых характеристик: фокусное расстояние и светосила.

Мы уже знаем, что фокусное расстояние объектива обозначается в миллиметрах. В случае с зум-объективами указывается самое короткое и самое длинное фокусное расстояние данного через тире. Например: “18 — 55мм”. Если перед нами фикс-объектив, то и его фокусное расстояние обозначается одним числом. Например: “50 мм”. Светосила объектива, как и фокусное расстояние, может быть постоянной и переменной. У некоторых зум-объективов встречается переменная светосила. Тогда так же через черточку указывается светосила объектива при самом коротком фокусном расстоянии и на самом длинном. К примеру: F/3.5-5.6. Если же объектив обладает постоянной светосилой, светосила обозначается одним числом. Например: “F/1.4”.

Среди аббревиатур в названии современного объектива от Nikon могут использоваться следующие:

AF (Autofocus) — автофокусные объективы без встроенного мотора для автоматической фокусировки. Используют мотор, встроенный в фотокамеру. Не все современные фотоаппараты имеют встроенный мотор для фокусировки: у бюджетных аппаратов Nikon его нет.

Такие объективы называются “отверточными”, как и фотокамеры, обладающие встроенным мотором фокусировки. Такое название получено из-за того, что привод автофокуса, выглядывающий из байонета фотоаппарата, похож на отвертку. Этот привод крутит специальный “винтик” на объективе, тем самым перемещая группы линз и наводя объектив на резкость.

Байонет камеры без встроенного привода фокусировки.

Байонет камеры со встроенным приводом фокусировки. Красным квадратом выделена та самая “отвертка”, обеспечивающая связь между объективом типа “AF” и встроенным мотором фокусировки.

Если такой объектив будет установлен на фотокамеру без встроенного привода фокусировки, автофокус не будет работать. Будет возможна только ручная фокусировка.

На сегодня встроенный привод фокусировки имеют фотокамеры начиная с Nikon D7100 и старше: Nikon D600, Nikon D610, Nikon D750, Nikon D800, Nikon D800E, Nikon D810, Nikon D4, Nikon D4s.

Не имеют встроенный привод фокусировки камеры младше Nikon D7100: Nikon D3200, Nikon D3300, Nikon D5200, Nikon D5300 и другие.

На сегодня “отверточные” объективы считаются практически устаревшими, все новые объективы оснащаются собственными моторами и имеют аббревиатуру “AF-S”.

AF-S (AF-Silent Wave Motor) — автофокусный объектив со встроенным мотором автофокуса. При использовании такого объектива автофокус будет работать на любой цифровой зеркальной фотокамере Nikon.

SWM (Silent Wave Motor) — ультразвуковой мотор фокусировки. Используется в объективах стандарта AF-S.

G (G-type) — Объективы без кольца управления диафрагмой. Кольцо управления не нужно при использовании современных фотоаппаратов, поэтому от него решили избавиться. Однако, объективы серии G не получится использовать на старых, полностью механических фотоаппаратах типа Nikon FM3a, Nikon FM10

Micro (Macro) — предназначенные для макросъемки объективы. Обладают короткой минимальной дистанцией фокусировки, что позволяет снимать предметы очень крупным планом.

PC-E (Perspective Control) — тилт-шифт объективы, объективы с коррекцией перспективы.

ED — в объективе использованы специальные линзы для снижения хроматических аберраций.

AS — в объективе используются асферические линзы.

IF (Internal focus) — объектив с внутренней фокусировкой. При фокусировке передняя линза объектива остается неподвижной. Таким образом повышается надежность объектива.

RF (Rear Focusing) — почти то же самое, что IF. Только фокусировка осуществляется задними оптическими элементами с малым весом, а значит занимает меньше времени.

DC (Defocus Control) — функция контроля зоны нерезкости. Включив ее, можно добиться более красивого боке.

VR (Vibration Reduction) — очень важная функция: стабилизатор изображения.

N (Nano Crystal Coat) — за счет нанесения на линзы объективы нанокристаллов уменьшается подверженность объектива к бликам, получается более контрастное изображение.

AF-D, D (AF-Distance Information) — объективы, передающие камере информацию о дистанции до объекта. Сегодня эта возможность есть у всех объективов. Объективы, маркирующиеся аббревиатурами AF-D и D — это не самые новые объективы.

DX — объектив разработан для камер с матрицами формата APS-C. Объектив проецирует изображение небольшого размера, как раз для уменьшенной матрицы APS-C. Так что если поставить его на камеру с полнокадровой матрицей (а это вполне возможно), по краям кадра будет очень сильное затемнение. Современные полнокадровые камеры Nikon имеют режим совместимости с DX-оптикой. В таком режиме фотокамера будет получать изображение не со всей площади матрицы, а с области, равной по площади матрице формата APS-C. То есть никакого виньетирования (затемнения краев) не будет, но и полнокадровый аппарат превратиться в кроп-камеру.

FX — объектив, разработанный для использования с полнокадровыми фотоаппаратами. В полной мере может использоваться и с камерами APS-C.

CX — объективы, разработанные для использования с фотокамерами системы Nikon 1. Несовместимы с зеркальными аппаратами Nikon, имеющими байонет Nikon F.

Теперь мы запросто сможем расшифровать названия объективов Nikkor, узнать об их основных характеристиках, технологиях и стандартах.

Подробнее с технологиями и аббревиатурами, использующимися в названиях объективов можно познакомиться на сайте Nikon: http://www.nikon.ru/ru_RU/product/nikkor-lenses/glossary

На этом тема изучения объективов не окончена. В следующих уроках нам предстоит узнать как классифицируются объективы по углу обзора, как меняется передача пространства и перспективы на объективах с различным фокусным расстоянием, как работать с глубиной резкости.


Читайте также:


Фокусное расстояние — Фотосклад.Эксперт

Как видно на фото выше, длина объектива в 110мм никак не отражается в названии Tamron 24-70 f/2.8. О чём же тогда говорят эти цифры в 24 и 70мм? Что вообще значит «широкоугольный объектив», «телеобъектив» и чего ждать от разных стекол?

Угол обзора

Обычно объективы в своем названии имеют значения в миллиметрах, позволяющее судить о том, что мы увидим с помощью этого стекла. Например, вышеупомянутый Tamron 24-70 имеет переменное фокусное расстояние от 24мм до 70мм, Canon 50мм – фиксированное в 50мм. Чем меньше это значение, тем большую часть мира получится запечатлеть на одном снимке. Это самая очевидная (но не единственная) вещь, за которую отвечает фокусное расстояние.

Эта фотография сделана 17-ти миллиметровым объективом.

А эта 200-т миллиметровым стеклом с той же самой точки (камера была на штативе), такими же настройками выдержки и диафрагмы. Очевидно, что тут видна лишь малая часть всего того, что можно наблюдать на первом снимке, но детализация на порядок выше. Если три горящих окна на 17-ти мм ещё как то можно разглядеть, то дорожный знак сразу под ними – вряд ли.

Посмотрите на изменение картинки в динамике.

Фокусное расстояние – это расстояние от оптического центра объектива до сенсора, когда линза сфокусирована на бесконечность. А оптический центр – это место схождения всех лучей в одной точке.

Причина такого странного на первый взгляд обозначения объективов отсылает нас к истокам фотографии и кроется в строении первых фотоаппаратов, где фокусировка производилась с помощью перемещения мехов, на которых находилась фоторегистрирующая пластина.

В наши дни для обычного человека это весьма абстрактная величина и понимание, что именно будет видно через конкретный объектив приходит с опытом. К сожалению, просто писать в названиях объективов их углы обзора тоже затруднительно. Ведь этот параметр помимо фокусного расстояния зависит и от размера матрицы фотоаппарата.

При установке одинакового объектива на полнокадровую камеру (размер её матрицы идентичен размеру негатива узкой 35мм пленки) угол обзора будет больше чем на камере с кропнутой матрицей (физический размер сенсора таких камер меньше).

Пример фотографии, снятой на 17мм и полнокадровую камеру. Красной рамкой я показал изображение, которое получилось бы при использовании любой НЕполнокадровой зеркалки от canon (например EOS 7D) и такого же объектива.

Перспектива, геометрия, глубина резкости и вообще

Все кадры для гифки ниже я делал с одинаковой выдержкой и диафрагмой, но разным зумом. Начал с 200-т мм, после – 140мм и так далее. Каждый раз я подходил немного ближе, что бы голова модели оставалась примерно одинакового размера и на том же месте.

С уменьшением фокусного расстояния отчётливо видно, что задний план перестаёт ограничиваться одной размытой красной машиной, растягивается и к 17-ти мм вмещает в себя уже всю парковку и здания на заднем плане. Глубина резкости тоже увеличивается с уменьшением зума. Интересные метаморфозы происходят и с лицом. При максимальном приближении оно заметно сплюснуто, приобретает привычные очертания в районе 80-50мм и сильно вытягивается уже около 24мм.

Существует условное разделение объективов на классы в зависимости от их фокусного расстояния. Каждый из них служит для определённых задач и имеет свои особенности.

  1. Широкоугольные объективы. 14-35мм. На полном кадре их угол обзора примерно 114-64 градуса. Их отличительной особенностью является вытянутая перспектива и относительно большая глубина резкости даже на открытых диафрагмах. Такие объективы часто используются при съемке пейзажей, либо, наоборот, в замкнутых пространствах, позволяя вместить в один кадр на порядок больше, чем это возможно сделать другими стеклами.

    По этой же причине такие объективы популярны во время репортажей, но тут надо быть осторожным как раз из-за перспективных искажений.


  2. Нормальные объективы. 35-85мм. На полном кадре их угол обзора примерно 45-30 градусов. Отличительной особенностью 50мм стёкол является то, что они передают пространство примерно так, как мы это видим своим глазом. То есть, угол обзора этих стекол не идентичен тому, что видим мы, но объекты на фотографии будут удалены друг от друга примерно так же. В целом, это можно сказать обо всем диапазоне, отсюда и название. Данные объективы считаются универсальными, подходят для многих задач, а 85мм является классикой портретной фотографии.


  3. Телеобъективы. От 100мм. Большой зум, маленькая (иногда очень маленькая) глубина резкости и сильно сжатая картинка. Возможность снять удалённые объекты когда до них не добраться на своих двоих. Тяжёлые и дорогие.

    Помимо классификации по фокусному расстоянию объективы делятся на фикс и зум. Первые имеют фиксированное фокусное расстояние, отличаются малым весом и, обычно, лучшим качеством картинки при схожей цене. Вторые же могут похвастаться переменным фокусным расстоянием, повышающим оперативность съёмки и позволяющим не таскать сразу много стекол.

Шевеленка

Чем больше фокусное расстояние, тем больше у вас шансов получить смазанную из-за дрожания картинку.

Сделать чёткий кадр на 1/5 секунды на 17мм не так уж и сложно.

Но при попытке повторить этот трюк на 200мм чаще всего избежать шевеленки не выйдет.

Это происходит из-за того, что объекты, снятые на телеобъектив выглядят больше и дальше расположены. Бороться с этим, помимо навыка полностью замирать на пол минуты, можно двумя путями: либо ставить камеру на штатив или монопод, либо использовать объективы со стабилизатором изображения. За счет подвижной группы линз в своей конструкции такие стёкла могут компенсировать дрожания в некоторой степени.

Объектив микроскопа | Микроскопия — Микросистемы

«Свет — самое тёмное место в физике»


Объектив микроскопа – линза или система линз, собирающая и фокусирующая световые лучи от наблюдаемого объекта для получения изображения. Для увеличения изображения, необходимо увеличить угол зрения на объекте. Если Вам необходимо рассмотреть какой-то объект более детально, то достаточно приблизить его к глазам, но если Вам необходимо рассмотреть микроскопические объекты, то нужны мощные линзы. Первое, что нужно знать для понимания оптики: оптическое изображение – это световая проекция от видимых точек на плоскость. Чем ярче, контрастнее и многочисленнее точки – тем ярче, контрастнее и чётче изображение.

Объективы классифицируются по степени коррекции аберраций (оптических искажений) и линейному увеличению:

ПЛАН – в таких объективах исправлены сферические аберрации. Всё изображение резкое и четкое.

АХРОМАТ – в этих объективах исправлены хроматические аберрации для двух длин волн (красный и синий, либо красный и зелёный), то есть волны с этими длинами волн, сфокусированы в одной точке.

ФЛЮОРИТ (ФЛУОТАР, ФЛУОРИТ/ПОЛУАПОХРОМАТ) – в таких объективах скорректированы хроматические аберрации для нескольких длин волн. Так же такие объективы пропускают намного больше света, чем Ахроматы. Применяются для исследований в УФ спектре, поскольку используются специальные стекла с пропусканием в УФ области спектра.

АПОХРОМАТ – в таких объективах скорректированы аберрации для четырех и более длин волн. Обеспечивают превосходную цветопередачу и яркость изображения. Пропускают больше света из ИК и видимого спектра, чем Флюорит, но меньше УФ.

СУПЕРАПОХРОМАТ – самые сбалансированные объективы, отличаются наилучшей цветопередачей. Пропускают волны в видимом диапазоне, УФ и ИК.

Объективы




Маркировка объективов Olympus:

Термины:

Парфокальность – расстояние от посадочной резьбы объектива до микроскопируемого объекта. Это изменение рабочего расстояния, обратно пропорциональное изменению увеличения объектива, благодаря чему нам не нужно перефокусироваться после смены объектива, ведь чем больше увеличение объектива, тем он длиннее.

Числовая апертура – это безразмерная величина, которая характеризует диапазон углов, в которых оптическая система может принимать или испускать свет. В микроскопии от числовой апертуры напрямую зависит и разрешение.

Разрешение – это минимальное различимое расстояние между двумя соседними точками.

Поле зрения – диаметр видимого изображения на исследуемом объекте.

Иммерсия – специальная жидкость с определённым коэффициентом преломления, служащая средой для прохождения света между исследуемым объектом и объективом для увеличения апертуры.

Рабочее расстояние – расстояние от линзы до исследуемого объекта, в пределах которого его изображение будет резким.

Оптическая система с коррекцией на бесконечность – свет, собранный от образца, проходит через линзы объектива параллельными лучами. Параллельные лучи преломляются в линзах тубуса и фокусируется в промежуточное изображение.

Такая корректировка даёт неоспоримые преимущества: можно изменять расстояние между тубусом и объективом, добавлять модули для ортоскопии, коноскопии, дополнительные светоделители и прочие.

Поляризационный объектив (P) – объектив, изготовленный из специального стекла без внутренних напряжений.

Объектив для фазового контраста (PH) – объектив со встроенным фазовым кольцом.

Объективы Olympus подразделяются на сферы использования: для естественных наук и материаловедения. Виды объективов:

UPLSAPO – Универсальные План Суперапохромат, объективы с максимально возможной коррекцией в видимой части спектра, ближнем УФ и ИК. Имеется регулировка рабочего расстояния и апертуры. Такие объективы используются в конфокальных микроскопах и оптических системах сверхвысокого разрешения. Забудьте «мыльное» изображение в школьных микроскопах, в эти объективы вы сможете рассмотреть даже органеллы клеток, но для этого класса оборудования, такая задача не ставится. Такие объективы предназначены для конфокальных микроскопов, слайд-сканнеров и инспекционных систем. Обратите внимание на график светопропускания. Многие ошибочно думают, что пропускание такого широкого спектра лучей – невозможно, но факты говорят сами за себя.

PLAPON – План Апохромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне, ближнем УФ и частично ИК. Хорошее решение для спектрометрии и исследований в ИК диапазоне.

UPLFLN – Универсальные План Флюорит, объективы с коррекцией в видимом диапазоне и УФ. Предпочтителен при недостатке освещения, т.к. пропускает больше всего света. Лучшие друзья биологов, медиков и криминалистов. Слабая флуоресценция – серьёзная проблема для естественных наук, а учитывая, что каждая линза, даже просветлённая, рассеивает 2-5% света. В системе из 8 линз недостаток чувствуется очень остро. В этих объективах используется специальное низкодисперсное (UD) стекло и минерал флюорит, которое пропускает максимально возможное количество света. Изображение в этих объективах выглядит максимально сочным, ярким и резким, потому что в нём скорректированы практически все хроматические аберрации. У флюоритов низкий уровень дисперсии, поэтому расхождение света минимально и пользователь не видит цветного гало, даже на максимальном приближении.

PLN – План Ахромат, объективы с коррекцией в видимом диапазоне (голубой, зелёный, жёлтый). Эти объективы – стандарт для любой клинико-диагностической лаборатории. Хорошо пропускают свет во всём видимом спектре, а План коррекция позволяет работать со всем полем зрения без дополнительной перефокусировки.

ACHN – Ахромат, объективы без коррекции сферических аберраций, но с частичной коррекцией хроматизмов. Эти недорогие объективы подойдут для образовательных учреждений и любителей.

LCACHN – Ахромат с большим рабочим расстоянием, недорогие объективы предназначенные для исследования объектов с выраженным неровным профилем.

CPLFLN – План Флюорит для прецентрированного фазового контраста. Прецентрированный фазовый контраст, это одно из чудес современной оптики, ведь его нельзя сбить и не нужно каждый раз тратить время на точную настройку. У этих объективов большое рабочее расстояние, поэтому их используют в инвертированных микроскопов для микроскопии культур в специальной посуде.

APO – Апохромат, скорректированы многие хроматические аберрации в видимом, ближнем УФ и ИК диапазоне. Передаёт истинные цвета изображения и может использоваться для цитологии и гистологии.

UPLFL-P – План Флюорит для поляризации, сочетает в себе все достоинства флюорита и свободного от внутренних напряжений стекла. Универсальный светосильный объектив, в сочетании с линзой Бертрана отлично подходит для поляризации и ДИК. Эти объективы используют кристаллографы и минерологи, криминалисты, исследователи различных волокон. Поляризация один из основных методов контрастирования, ведь она не требует предварительной подготовки образцов, поэтому данные объективы широко распространены.

XLFLUOR – Флюорит для флуоресцентных исследований на малых увеличениях. Объектив уникален как по позиционированию, так и по исполнению. Обнаружить флуоресценцию в крупных объектах гораздо сложнее, чем рассмотреть её на большом увеличении. Всё дело в засветке и крайне малой светимости для малого увеличения, но у этого объектива малое поле зрения, максимально возможная (для малого увеличения) апертура, а значит высокая чувствительность.

MPLAPO – План Ахромат для материаловедения. Рассчитан на работу в отражённом свете, то есть свет падает через объектив на образец и отразившись от образца проходит через объектив и попадает на окуляры. Блики от осветителя отражённого света отсутствуют. Эти объективы устанавливаются в металлографических микроскопах, микроскопах для исследований нано материалов и мельчайших структур. В первую очередь – это исследовательские объективы.

MPLFLN – План Флюорит для материаловедения. Хорошая просветлённая оптика отлично подойдёт для изучения материалов, а ультрафиолете, а также ДИК контрасте.

MPLFLN-BD – План Флюорит для материаловедения, для светлого и тёмного поля. Свет в этом объективе попадает от осветителя на образец, через специальные каналы в стенках объектива, благодаря чему, реализуется метод тёмного поля.

MPLFLN-DBP — План Флюорит для материаловедения, для светлого, тёмного поля и поляризации. Отличается от предыдущего оптикой без напряжений. Лучшее, из доступного на данный момент, в среднем ценовом сегменте профессиональных микроскопов.

LMPLFLN – План Флюорит для материаловедения с большим рабочим расстоянием. Сделать объектив с большим рабочим расстоянием – весьма нетривиальная задача, потому что длиннофокусные линзы дают менее чёткое изображение.

MPLN – План Ахромат для материаловедения. Рядовые объективы, которые отлично подойдут для несложных исследований в металлографии, химии и электронике.

MPlanIR – Объективы для ИК микроскопии. Переключение между ИК и видимым освещением требует от обычного объектива фокусировку и подстройку освещения. С ИК коррекцией этого делать не нужно. Это не только экономия времени, но и повышенная точность.

По вопросам консультации и поставки — свяжитесь с нами любым удобным способом:

+7 (495) 234-23-32 

[email protected]

Форма обратной связи


Объектив и окуляр микроскопа – Статьи на сайте Четыре глаза


Полезная информация

Главная » Статьи и полезные материалы » Микроскопы » Статьи о микроскопах, микропрепаратах и исследованиях микромира » Объектив и окуляр микроскопа

В одной из наших предыдущих статьей мы рассказывали о механической системе микроскопа. Пришло время поговорить и об оптической. Самые важные и незаменимые ее элементы – объектив и окуляр микроскопа. Иногда этих аксессуаров бывает несколько – все зависит от модели оптического прибора. В детских микроскопах редко встретишь больше одного объектива и одного окуляра. А вот комплектация профессиональной модели может включать, например, шесть объективов и четыре окуляра. Зачем такое разнообразие – давайте разбираться!

Окуляр устанавливается сверху, в него мы смотрим. Вместе с монокулярным микроскопом поставляется как минимум один окуляр, а вот для бинокулярных моделей нужна уже хотя бы пара. Объектив микроскопа – аксессуар, который «смотрит» на образец. Он расположен прямо над предметным столиком. В самые простые детские микроскопы устанавливают один объектив, в микроскопы любительского и профессионального уровня – не менее трех. Если объективов несколько, они фиксируются в револьверном устройстве – механизме, который позволяет их менять прямо во время наблюдений.

У каждого окуляра и объектива есть свое увеличение. А увеличение микроскопа высчитывается по формуле: кратность окуляра умножить на кратность объектива. Поэтому чем больше в комплекте поставки окуляров и объективов, тем больше в микроскопе вариантов увеличений. Рассмотрим на примере. Есть два окуляра кратностью 10х и 12,5х и три объектива с кратностью 10х, 40х и 100х. На какое увеличение микроскопа можно рассчитывать? Ответ в табличке ниже.

  Объектив 10х Объектив 40х Объектив 100х
Окуляр 10х 100 400 1000
Окуляр 12,5х 125 500 1250

Например, мы видим, что взяв окуляр 10х и объектив 40х микроскопа, мы получили увеличение в 400 крат. Это простое перемножение характеристик выбранных оптических аксессуаров.

В нашем интернет-магазине вы можете найти микроскопы с разной комплектацией и возможностями. Раздел представлен по ссылке.

4glaza.ru
Март 2018

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Рекомендуемые товары


Смотрите также

Другие обзоры и статьи о микроскопах, микропрепаратах и микромире:

  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеосравнение фильтрованной и нефильтрованной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: жизнь в капле воды с болота (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео радиоактивной воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видеообзор (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk 870T: видео соленой воды (канал MAD SCIENCE, Youtube.com)
  • Медицинские микроскопы Levenhuk MED: обзорная статья на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Портативный микроскоп Bresser National Geographic 20–40x и другие детские приборы линейки: видеообзор (канал «Татьяна Михеева», Youtube.com)
  • Книги знаний издательства Levenhuk Press: подробный обзор на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Книга знаний в 2 томах. «Космос. Микромир»: видеопрезентация (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Видео бактерий под микроскопом Levenhuk Rainbow 2L PLUS (канал «Микромир под микроскопом», Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 50L PLUS на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Подробный обзор серии детских микроскопов Levenhuk LabZZ M101 (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Обзор набора оптической техники Levenhuk LabZZ MTВ3 (микроскоп, телескоп и бинокль) на сайте levenhuk.ru
  • Видео! Микроскоп Levenhuk DTX 90: распаковка и видеообзор цифрового микроскопа (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Видео! Видеопрезентация увлекательной и красочной книги для детей «Невидимый мир» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Большой обзор биологического микроскопа Levenhuk 3S NG (канал Kent Channel TV, Youtube.ru)
  • Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow и LabZZ (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Микроскоп Levenhuk Rainbow 2L PLUS Lime\Лайм. Изучаем микромир
  • Выбираем лучший детский микроскоп
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 2L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскопы Levenhuk Rainbow 50L PLUS: видеообзор серии микроскопов (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D2L: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Микроскоп Levenhuk Rainbow D50L PLUS: видеообзор цифрового микроскопа (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор биологического микроскопа Levenhuk Rainbow 50L
  • Видео! Видеообзор школьных микроскопов Levenhuk Rainbow 2L и 2L PLUS: лучший подарок ребенку (канал KentChannelTV, Youtube.ru)
  • Видео! Как выбрать микроскоп: видеообзор для любителей микромира (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Галерея фотографий! Наборы готовых микропрепаратов Levenhuk
  • Микроскопия: метод темного поля
  • Видео! «Один день инфузории-туфельки»: видео снято при помощи микроскопа Levenhuk 2L NG и цифровой камеры Levenhuk (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Видео! Обзор микроскопа Levenhuk Rainbow 2L NG Azure на телеканале «Карусель» (канал LevenhukOnline, Youtube.ru)
  • Обзор микроскопа Levenhuk Фиксики Файер
  • Совместимость микроскопов Levenhuk с цифровыми камерами Levenhuk
  • Как работает микроскоп
  • Как настроить микроскоп
  • Как ухаживать за микроскопом
  • Типы микроскопов
  • Техника приготовления микропрепаратов
  • Галерея фотографий! Что можно увидеть в микроскопы Levenhuk Rainbow 50L, 50L PLUS, D50L PLUS
  • Сетка или шкала. Микроскоп и возможность проведения точных измерений
  • Обычные предметы под объективом микроскопа
  • Насекомые под микроскопом: фото с названиями
  • Инфузории под микроскопом
  • Изобретение микроскопа
  • Как выбрать микроскоп
  • Как выглядят лейкоциты под микроскопом
  • Что такое лазерный сканирующий микроскоп?
  • Микроскоп люминесцентный: цена высока, но оправданна
  • Микроскоп для пайки микросхем
  • Иммерсионная система микроскопа
  • Измерительный микроскоп
  • Микроскопы от самых больших профессиональных моделей до простых детских
  • Микроскоп профессиональный цифровой
  • Силовой микроскоп: для серьезных исследований и развлечений
  • Лечение зубов под микроскопом
  • Кровь человека под микроскопом
  • Галогенные лампы для микроскопов
  • Французские опыты – микроскопы и развивающие наборы от Bondibon
  • Наборы препаратов для микроскопа
  • Юстировка микроскопа
  • Микроскоп для ремонта электроники
  • Операционный микроскоп: цена, возможности, сферы применения
  • «Шкаловой микроскоп» – какой оптический прибор так называют?
  • Бородавка под микроскопом
  • Вирусы под микроскопом
  • Принцип работы темнопольного микроскопа
  • Покровные стекла для микроскопа – купить или нет?
  • Увеличение оптического микроскопа
  • Оптическая схема микроскопа
  • Схема просвечивающего электронного микроскопа
  • Устройство оптического микроскопа у теодолита
  • Грибок под микроскопом: фото и особенности исследования
  • Зачем нужна цифровая камера для микроскопа?
  • Предметный столик микроскопа – что это и зачем он нужен?
  • Микроскопы проходящего света
  • Органоиды, обнаруженные с помощью электронного микроскопа
  • Паук под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Из чего состоит микроскоп?
  • Как выглядят волосы под микроскопом?
  • Глаз под микроскопом: фото насекомых
  • Микроскоп из веб-камеры своими руками
  • Микроскопы светлого поля
  • Механическая система микроскопа
  • Объектив и окуляр микроскопа
  • USB-микроскоп для компьютера
  • Универсальный микроскоп – существует ли такой?
  • Песок под микроскопом
  • Муравей через микроскоп: изучаем и фотографируем
  • Растительная клетка под световым микроскопом
  • Цифровой промышленный микроскоп
  • ДНК человека под микроскопом
  • Как сделать микроскоп в домашних условиях
  • Первые микроскопы
  • Микроскоп стерео: купить или нет?
  • Как выглядит раковая клетка под микроскопом?
  • Металлографический микроскоп: купить или не стоит?
  • Флуоресцентный микроскоп: цена и особенности
  • Что такое «ионный микроскоп»?
  • Грязь под микроскопом
  • Как выглядит клещ под микроскопом
  • Как выглядит червяк под микроскопом
  • Как выглядят дрожжи под микроскопом
  • Что можно увидеть в микроскоп?
  • Зачем нужны исследовательские микроскопы?
  • Бактерии под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • На что влияет апертура объектива микроскопа?
  • Аскариды под микроскопом: фото и особенности изучения
  • Как использовать микропрепараты для микроскопа
  • Изучаем ГОСТ: микроскопы, соответствующие стандартам
  • Микроскоп инструментальный – купить или нет?
  • Где купить отсчетный микроскоп и зачем он нужен?
  • Атом под электронным микроскопом
  • Как кусает комар под микроскопом
  • Как выглядит муха под микроскопом
  • Амеба: фото под микроскопом
  • Подкованная блоха под микроскопом
  • Вша под микроскопом
  • Плесень хлеба под микроскопом
  • Зубы под микроскопом: фото и особенности наблюдения
  • Снежинка под микроскопом
  • Бабочка под микроскопом: фото и особенности наблюдений
  • Самый мощный микроскоп – как выбрать правильно?
  • Рот пиявки под микроскопом
  • Мошка под микроскопом: челюсти и строение тела
  • Микробы на руках под микроскопом – как увидеть?
  • Вода под микроскопом
  • Как выглядит глист под микроскопом
  • Клетка под световым микроскопом
  • Клетка лука под микроскопом
  • Мозги под микроскопом
  • Кожа человека под микроскопом
  • Кристаллы под микроскопом
  • Основное преимущество световой микроскопии перед электронной
  • Конфокальная флуоресцентная микроскопия
  • Зондовый микроскоп
  • Принцип работы сканирующего зондового микроскопа
  • Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
  • Макровинт и микровинт микроскопа – что это такое?
  • Что такое тубус в микроскопе?
  • Главная плоскость поляризатора
  • На что влияет угол между главными плоскостями поляризатора и анализатора?
  • Назначение поляризатора и анализатора
  • Метод изучения – микроскопия на практике
  • Микроскопия осадка мочи: расшифровка
  • Анализ «Микроскопия мазка»
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Методы световой микроскопии
  • Оптическая микроскопия (световая)
  • Световая, люминесцентная, электронная микроскопия – разные методы исследований
  • Темнопольная микроскопия
  • Фазово-контрастная микроскопия
  • Поляризаторы естественного света
  • Шотландский физик, придумавший поляризатор
  • Механизм фокусировки в микроскопе
  • Что такое полевая диафрагма?
  • Микроскоп Микромед: инструкция по эксплуатации
  • Микроскоп Микмед: инструкция по эксплуатации
  • Где найти инструкцию микроскопа «ЛОМО»?
  • Микроскопы Micros: руководство пользователя
  • Какую функцию выполняют зажимы на микроскопе
  • Рабочее расстояние объектива микроскопа
  • Микропрепарат для микроскопа своими руками
  • Метод висячей капли
  • Метод раздавленной капли
  • Тихоходка под микроскопом
  • Аппарат Гольджи под микроскопом
  • Чем занять детей дома?
  • Чем заняться на карантине дома?
  • Чем заняться школьникам на карантине?
  • Выбираем микроскоп: отзывы имеют значение?
  • Микроскоп для школьника: какой выбрать?
  • Немного об оптовой закупке микроскопов и иной оптической техники
  • Во сколько увеличивает лупа?
  • Где купить лампу-лупу – косметологическую модель с подсветкой?
  • Какую купить лампу-лупу для маникюра?
  • Можно ли купить лампу-лупу для наращивания ресниц в интернет-магазине?
  • Лампа-лупа косметологическая на штативе: купить домой или нет?
  • Лупа бинокулярная с принадлежностями
  • Как выглядит лупа для нумизмата?
  • Лупа-лампа – лупа для рукоделия с подсветкой
  • «Лупа на стойке» – что это за оптический прибор?
  • Лупа – проектор для увеличенного изображения
  • Делаем лупу своими руками
  • Основные функции лупы
  • Где найти лупу?
  • Лупа бинокулярная – цена возможностей
  • Лупа канцелярская: выбираем оптическую технику для офиса
  • Как выглядит коронавирус под микроскопом?
  • Как называется главная часть микроскопа?
  • Где купить блоки питания для микроскопа?
  • Строение объектива микроскопа
  • Как выглядят продукты под микроскопом
  • Что покажет музей микроминиатюр
  • Особенности и применение методов окрашивания клеток

Устройство зеркального фотоаппарата

Как устроены цифровые зеркальные фотоаппараты? Большинство из них устройство имеют примерно одинаковое. Это, прежде всего, корпус, собственно камера, на которую крепится фотообъектив. Объектив служит для создания изображения на матрице, а матрица — для записи фотографического изображения. В зеркальных аппаратах съемочный объектив так же передает изображение и в видоискатель. Незеркальные аппараты имеют чуть другую схему. Изображение на матрицу и изображение в видоискатель чаще всего передается двумя различными объективами. В этом случае объектив для видоискателя маленький и находится над основным объективом. В самых простых аппаратах, так называемых «мыльницах», на экране дисплея отображается изображение, которое непосредственно попадает на матрицу.

Принцип действия фотоаппарата примерно таков: световой поток проходит сквозь объектив и попадает на диафрагму. Диафрагма регулирует количество попавшего в объектив света и пропускает его дальше, на зеркало. Свет отражается от зеркала и попадает в призму, преломляясь через которую доходит до видоискателя, в котором фотограф и видит то, что находится непосредственно перед объективом. К изображению в видоискателе добавляется и другая полезная информация о снимаемом кадре. Что это за информация, ее количество – это зависит от конкретной модели аппарата. Как говорят, от его наворочености.

В собственно момент фотографирования зеркало, входящее в эту механическую конструкцию, поднимается и открывается затвор фотоаппарата. Именно в этот момент и происходит так называемое экспонирование. Свет попадает на матрицу и создает на ней изображение. После экспонирования затвор закрывается, зеркало опускается на свое место и ваш фотоаппарат готов сделать следующий снимок. Интересно то, что весь этот сложный технологический процесс происходит внутри аппарата за сотые и даже за тысячные доли секунды.

C того дня, как придумали это механическое устройство для фотосъемки, в процесс фотографирования не было внесено ничего принципиально нового. Световой пучок проходит сквозь объектив, масштабируется и попадает на установленный внутри фотоаппарата светочувствительный элемент. Этот принцип одинаков и для пленочных, и для цифровых фотокамер.

В чем заключается различие зеркального и незеркального фотоаппаратов? В чем преимущества зеркалки? Как мы уже сказали, зеркальный аппарат имеет в своей конструкции зеркало, которое позволяет нам в видоискателе видеть точно ту же картинку, что попадает на светочувствительный элемент.

А в чем отличие между зеркальным цифровым и зеркальным пленочным аппаратом? Вот на этом давайте остановимся поподробнее.

  • Первым делом следует сказать, что в зеркальном цифровом фотоаппарате использована электронная система записи изображения. Оно записывается на электронную карту памяти. В плёночном же аппарате изображение сохраняется на фотографической плёнке.
  • Практически все зеркальные фотокамеры записывают изображение на матрицу, поверхность которой меньше чем площадь кадра в пленочном зеркальном фотоаппарате.
  • Устройство цифрового зеркального фотоаппарата таково, что фотограф может сразу просматривать отснятые кадры. Зеркальный пленочный фотоаппарат такой возможности не предоставляет. Полученное изображение мы можем увидеть на фотоплёнке после некоторой химической её обработки.
  • Пленочные зеркалки старых моделей полностью механические. Они не нуждаются в электрическом питании. А современные цифровые зеркальные фотокамеры не могут жить и работать без батареек или аккумуляторных батарей.
  • При съемке зеркальной плёночной камерой кадр лучше немного переэкспонировать, а при работе с цифровой камерой — как раз наоборот: недоэкспозиция выгоднее.
  • Зеркальные фотоаппараты, не зависимо от того, пленочные они или цифровые, позволяют пользоваться множеством всевозможных аксессуаров: сменные объективы, фотовспышки, пульты дистанционного управления и пр.

Как устроен современный цифровой зеркальный фотоаппарат.

Давайте для начала рассмотрим его принципиальное устройство. Каждый современный человек сегодня знает, что основная часть любого фотоаппарата – это светонепроницаемая коробка, которую раньше называли камерой-обскурой. В одной из стенок этой коробки проделано отверстие. На противоположной от отверстия стенке находится светочувствительный сенсор, который называется матрицей. Для того, чтобы создать фотографический снимок, современные фотоаппараты оснащены множеством дополнительных элементов. Основные компоненты конструкции фотокамеры – объектив, затвор и диафрагма.

  1. Объектив – это оптическая конструкция, состоящая из стеклянных (или, в недорогих моделях пластиковых) линз. Световой поток преломляется, проходя сквозь эти линзы, попадает на матрицу или плёнку, что делает изображение качественным.
  2. Затвор – это устройство, чаще механическое, которое установлено между объективом и матрицей. Затвор представляет собой непрозрачную плоскость. Эта плоскость открывается и закрывается с огромной скоростью, чем регулирует доступ света на матрицу. Отрезок времени, на который затвор остается открытым, называется выдержка.
  3. Диафрагма – это круглое отверстие, которое может менять свой диаметр. Она позволяет дозировать количественное поступление света на матрицу фотокамеры. Диафрагма чаще всего установлена внутри объектива, между его линзами.

Ну вот, теперь вы имеете некоторое понятие о современной цифровой зеркальной фотокамере. Теперь давайте изучать это сложнейшее электронно-механическое устройство и принцип его работы более детально. Поговорим о каждом из упомянутых конструктивных элементах поподробнее.

Объектив

Объектив — наиболее важная составляющая любого фотоаппарата. Ему всегда уделяется особое внимание.

Что такое фотографический объектив? Это оптическая система линз, собранная в оправе из металла. Объектив проецирует изображение на плоскость. В цифровом фотоаппарате – на матрицу, в пленочном — на плёнку. Хорошие фотографические объективы должны давать на плёнке или матрице резкое изображение по всей площади кадра, его пропорции должны соответствовать реальным пропорциям объекта съемки. Современный объектив – изделие достаточно сложное технически. Производство объективов – высокотехнологичное и точное производство. На заводах, выпускающих объективы, каждый из них проверяется индивидуально и очень тщательно. В былые времена, на заре фотографии, в фотоаппаратах в качестве объектива использовалась всего одна собирательная линза. Но такой примитивный объектив имел множество недостатков. Например, изображение получалось резким только в центральной части кадра, по краям оно оставалось нерезким и размытым, прямые линии ближе к границам кадра становились изогнутыми. Путем комбинации, подбора линз в одну цельную оптическую систему ученые со временем научились избегать этих недостатков.

Как выбрать объектив

Ещё на стадии планирования покупки зеркального фотоаппарата необходимо задуматься об объективе. Дело в том, что одна и та же модель фотокамеры при продаже может комплектоваться различными объективами, а может продаваться и вообще без объектива. Всё зависит от выбора производителя и фирмы-продавца. Обычно покупка фотокамеры в комплекте с объективом обходится несколько дешевле, чем приобретение собственно камеры и объектива раздельно. Но иногда особо придирчивых покупателей предлагаемый комплект по каким либо характеристикам не устраивает.

Для начала рекомендуем выбирать объектив исходя из его универсальности. Проще говоря, это объектив, подходящий для всех видов съемки. От того, как широки будут возможности вашего первого объектива, зависит, как быстро вы поймете на практике, какой ещё объектив вам необходим для тех видов съемки, которым вы будете отдавать приоритет в своей работе. Если вы, например, увлечетесь фотоохотой – то вам будет нужен объектив с большим фокусным расстоянием, если вашей страстью станет съемка портретов – то потребуется объектив, который так и называется – портретный.

Но, даже если у вас и появятся различные объективы, в основном вы будете снимать объективом универсальным. Специализированные объективы — широкоугольники, длиннофокусники и пр. применяются в повседневной практике достаточно редко. Но, тем не менее, зачастую возникают ситуации, когда без специальных объективов не обойтись. И тогда их применение становится очень даже оправданным.

Все объективы в основном выпускаются со стандартной резьбой, что позволяет легко их заменять на разных моделях фотоаппаратов.

Подведём итог. К приобретению своего первого объектива нужно отнестись достаточно серьезно. В противном случае неудачная дорогостоящая покупка так и останется лежать в ящике вашего стола невостребованной. А ведь универсальный объектив как раз тем и хорош, что использовать его можно во всех случаях жизни. Например, в путешествиях, когда любой лишний вес может оказаться в тягость. А объективы — вещь довольно тяжелая.

Диафрагма

Если присмотреться, внутри объектива можно увидеть несколько лепестков, каждый из которых имеет форму дуги. Накладываясь один на другой, они образуют круглое отверстие, диаметр которого можно регулировать. Это устройство называется диафрагма. Сам этот термин имеет греческие корни, и буквально означает «перегородка». В английском языке для обозначения диафрагмы употребляется другой термин: «апертура».

Диафрагма – это устройство, которое регулирует количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Изменяя диаметр отверстия диафрагмы, мы меняем соотношение яркостей создаваемого объективом фотографического изображения. Влияет диафрагма и на яркость самого объекта.

Посредством специального довольно сложного механизма лепестки диафрагмы сводятся к центру и отверстие, которое они образуют, уменьшается. При изменении значения диафрагмы на одну ступень, диаметр уменьшается или увеличивается в 1,4 раза. А вот количество света, попадаемого на пленку или матрицу, увеличивается в другой пропорции – в 2 раза.

Зачем нам необходима диафрагма? Почему без неё не обойтись? Для какой цели этот сложный конструктивный узел включен в фотоаппарат? Главное – для регулирования светового потока на матрицу или плёнку. Например, снимая при ярком освещении целесообразно отверстие диафрагмы сделать поуже. А при недостатке света, естественно, пошире. Но далеко не только для этого нужна диафрагма. Между прочим, по большому счету без нее можно и обойтись. Почему? А вот почему.

Как уже было сказано выше, и диафрагма, и затвор являются своего рода перегородками на пути светового потока, идущего к матрице или плёнке. Диафрагму вместе с выдержкой называют также экспопарой. Например, при одной конкретной съемке диафрагма может быть широко открыта, а выдержка установлена более короткой, а при другой съемке – с точностью до наоборот: выдержка длинная, а отверстие диафрагмы маленькое. Вроде бы, кажется, что значение выдержки и диафрагмы взаимозаменяемы. И та, и другая влияют на количество света, попадаемого на матрицу или плёнку. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так. Размер отверстия диафрагмы в первую очередь влияет на глубину резкости, или, как сейчас стали говорить специалисты, глубину резко изображаемого пространства (сокращенно – ГРИП). А это как раз и является весьма значимым функциональным фактором, позволяющим создавать различные творческие и технические эффекты, при помощи которых фотограф и достигает намеченного результата, поставленной цели съемки.

Не хочется вас загружать различными сложными формулами и определениями. Все равно на данном начальном этапе вы мало что запомните и поймёте. Вам сейчас важно понять и усвоить самое главное. В книжках, справочниках и формулах диафрагма обозначается буквой f. И чем большее число будет стоять около этой буквы, тем меньшим будет диаметр отверстия диафрагмы, которое оно обозначает. Например, как на своем языке говорят фотографы, дырка 2.8 шире, чем дырка 8 или 16. Сейчас в основном самое широкое отверстие диафрагмы – это 2,8 (на старинных объективах можно встретить диафрагму 1, 4). Таким образом, на большинстве современных объективов при значении 2,8 отверстие диафрагмы максимально. То есть, смело можно сказать, что диафрагмы в этом случае попросту нет. Между прочим, некоторые мастера считают, что чем меньше значение диафрагмы, то есть чем больше дырка в объективе, тем интереснее будет кадр, тем красивее будет выглядеть объект. Многие свадебные фотографы работают именно по этому принципу – как они говорят, «на полной дырке».

Теперь про глубину резкости. На старых объективах даже была нанесена специальная шкала глубины резкости. Принцип тут простой: чем отверстие диафрагмы меньше, тем глубина резкости больше. Измеряется глубина резкости в метрах. Например, при определенной фокусировке на какой то объект и при определенной диафрагме глубина резко изображаемого пространства будет от 1,5 до 5 метров. Несмотря на то, что основным способом управления глубиной резкости является диафрагма, на ГРИП так же влияют и другие параметры: размер матрицы аппарата, фокусное расстояние объектива, которым вы снимаете, расстояние до снимаемого объекта.

Для разных сюжетов и видов съемки глубина резкости нужна так же разная. Как применять глубину резкости на практике? Например, вы фотографируете пейзаж. Тогда смело закрывайте диафрагму, делайте ее отверстие меньше. И вы получите резкое изображение как ближних, так и дальних объектов снимаемого ландшафта. А если вы решили снять портрет, то фон лучше сделать нерезким, а собственно лицо модели – резким. Как этого добиться? Снимайте с маленькой глубиной резкости, то есть с большим отверстием диафрагмы. В этом случае нерезкость фона как бы оторвет портретируемого от окружающего пространства. С маленькой глубиной резкости хорошо снимать крупным планом цветы, или ещё какие-нибудь объекты небольшого размера. Резкость можно настроить на ближний край цветка. А дальний от фотографа и зрителя край вывести в нерезкость. Это будет очень красиво. За счет маленькой глубины резкости хорошо делать акценты. Зритель сразу понимает, на что автор фотографии хочет обратить его внимание.

Регулировка глубины резко изображаемого пространства – очень важное средство в арсенале фотографа.

В компактных цифровых аппаратах, или каких ещё называют, мыльницах, глубина резкости будет большой при любом положении диафрагмы. Так уж рассчитаны их объективы разработчиками. Это очень мешает реализации многих творческих идей фотографа, но в то же время дает хорошего качества повседневные бытовые снимки для фотолюбителей. Мыльницы ведь и рассчитаны на эту категорию пользователей.

Затвор

Переходим к описанию следующего элемента фотоаппарата — затвору. Для чего они необходим?

Затвор — этот дико сложный механизм, гораздо сложнее, чем механизм диафрагмы. Его можно назвать сердцем любого фотоаппарата. Затвор отмеряет время, на протяжении которого свет действует на матрицу или на фотоплёнку, и происходит собственно процесс экспонирования. Это время, на которое затвор открыт, называется выдержкой. Затвор находится внутри фотокамеры, постороннему взгляду его не видно. Но зато его в зеркальных (как цифровых, так и плёночных) камерах хорошо слышно. Именно он издает тот самый характерный щелчок, ставший символом всей фотографии.

Что же происходит с затвором в момент фотографирования?

Затвор представляет собой механическое устройство, включающее в себя одну или две непрозрачные шторки, которые могут быть расположены как горизонтально, так и вертикально. Именно эти шторки открываются и закрываются, дозируя световой поток. Выдержка измеряется во времени. Чаще всего, это доли секунды. То есть затвор, можно сказать, работает молниеносно. Трудно даже представить себе отрезок времени, составляющий 1/250 или 1/500 долю секунды, не говоря уж о 1/1000 и менее. Но механический затвор имеет предел скорости срабатывания. Тогда каким же образом работают выдержки 15000 и 1/7000 секунды, на которые способна современная фотоаппаратура? Для этих целей инженерами разработан так называемый цифровой затвор. Тут регулировка выдержки осуществляется непосредственно на матрице, электроникой. Происходит это в таком режиме: при нажатии кнопки спуска открываются шторки физического, механического затвора, причем на минимально возможное время, затем на матрицу аппарата от его «электронной начинки» поступает цифровой сигнал, который включает экспонирование матрицы, а спустя какое то время другой сигнал отключает это экспонирование, а затем закрываются шторки и физического затвора. Величина выдержки зависит от освещенности снимаемого объекта, об общей освещенности в помещении, в котором вы снимаете, от скорости движения объекта или объектов съемки. Выдержку всегда нужно соотносить с диафрагмой.

Если в современном зеркальном цифровом фотоаппарате установлено и работает сразу два затвора, может возникнуть вопрос: а зачем в таком случае нужен тут механический затвор? Ответим. Кроме своей основной функции — отмеривания времени — он так же выполняет функцию защиты матрицы от пыли и грязи. Пыль и грязь наносят ей серьезные повреждения. А ведь матрица – самый дорогой и нежный элемент современного фотоаппарата.

Механизм любого фотоаппарата, будь то плёночного или современного зеркального цифрового фотоаппарата, немыслим без затвора. Но из-за наличия в механическом затворе шторок, в цифровых зеркалках исключена возможность визирования по дисплею. Матрица закрыта этими шторками, и изображение на дисплей передаваться просто не имеет возможности. При нажатии кнопки спуска шторки открываются (за счет или пружин, или электромагнитов), и на матрице происходит формирование изображения. В цифровых аппаратах с несъемной оптикой чаще всего стоит электронный затвор. Проще говоря, матрица сама на время проведения экспонирования включается, и по окончании этого времени отключается. Во время экспонирования и происходит запись изображения. Все остальное время на дисплей выводится сигнал для визирования, или, говоря по-другому, наводки. Преимущества электронного затвора очевидно – он может работать на несравненно более высоких скоростях, чем механический. Но, тем не менее, комбинированный электронно-механический затвор намного лучше.

Несколько слов о вспышке

О фотовспышке поговорим только в общих чертах. Причем, упор сделаем на штатную, встроенную в сам фотоаппарат вспышку, которую иногда весело называют «лягушкой» (потому что она, как лягушка, выпрыгивает из фотоаппарата). Вспышка может работать в нескольких режимах, которые соотносятся с режимами работы самого фотоаппарата.

  • Автоматический режим. Вспышка срабатывает (или не срабатывает) автоматически. В этом режиме автоматически же регулируется длительность излучаемого ей светового импульса и его мощность в зависимости от условий освещения, в которых производится съемка. Такой режим удобен тем, что при нём экономится заряд электрической батареи. Но, тем не менее, он не всегда может быть использован. Например, при съемке в контровом свете. Так уж устроен фотоаппарат.
  • Принудительный режим фотовспышки. Вспышка будет срабатывать всегда, независимо от уровня освещенности. В этом режиме недоступно регулирование длительности и мощности светового импульса. Как говорят специалисты, вспышка тут полностью использует своё ведущее число. Такой режим работы со вспышкой применим практически во всех случаях съемки, однако и расход энергии батареи тут будет более высоким, чем в предыдущем режиме.
  • Режим медленной синхронизации. При таком режиме скорость срабатывания затвора (проще говоря, выдержка), устанавливается на более продолжительное время, чем длительность светового импульса. Это делается для дополнительной проработки фона и заднего плана снимаемой сцены. Ведь встроенная в фотоаппарат вспышка достаточно слаба и зачастую ее световой поток не достаёт («не добивает») до фона.
  • Режим съемки без вспышки. Тут вспышка вообще не срабатывает. Этот режим необходим в тех ситуациях, когда съемка со вспышкой запрещена или в ней нет никакой необходимости, так как условия освещенности вполне благоприятные. А при благоприятном естественном освещении изображение всегда получается намного лучше, естественно передаются цвета объектов, теневые и освещенные его участки.

В более совершенных фотоаппаратах предусмотрены и другие режимы работы вспышки, например эффект устранения «красных глаз». В этом режиме перед основной вспышкой, во время которой срабатывает затвор, производится ещё несколько коротких вспышек. Это сделано для того, чтобы у людей, которых вы фотографируете, рефлекторно сузились зрачки глаз. Ведь что такое «красные глаза»? Не что иное, как отражение яркого света вспышки, проникающего через широко открытые зрачки на глазное дно. А если зрачки будут узкими, то и отражение сильного света в глазном дне будет практически незаметным. Такой режим нужно применять лишь при съемке людей. В противном случае – это пустая трата не только энергии батарей, но и времени.

Не нужно забывать, что использование штатной, встроенной в аппарат (как иногда называют — бортовой) фотовспышки делает лица людей на снимке довольно плоскими. Происходит это из-за того, что вспышка находится в непосредственной близости к объективу и «бьёт» прямо в лоб снимаемому человеку, лишая его лицо теней. Стало быть, со встроенной вспышкой людей лучше снимать под небольшим углом — чтобы появились хоть какие-то тени на лице. Но и под большим углом снимать тоже не надо — тени будут слишком грубыми и неестественными.

Анатомия хрусталика — курс катаракты

Форма и структура хрусталика

Линза представляет собой двояковыпуклое, бессосудистое, неиннервируемое инкапсулированное тело, полностью состоящее из эпителиальных клеток и волокон. Три слоя хрусталика — это ядро, кора и капсула. Прозрачность линз зависит от плотной регулярной упаковки волокон хрусталика и их внутриклеточных белков, обеспечивающих пропускание света и обеспечивающих преломляющую способность для аккомодации (фокусировка на близлежащих объектах).

Анатомическое положение линзы

Линза подвешена кзади от радужной оболочки и разделяет передний и задний сегменты глаза.Передний сегмент — это первая треть глаза от роговицы до хрусталика. Передний сегмент включает радужную оболочку, цилиарное тело и две камеры, заполненные жидкостью, также называемые передней и задней. Передняя камера включает пространство между радужной оболочкой и эндотелиальным слоем роговицы, а задняя камера включает пространство между задней радужкой, зонулами и задней линзой. Обе камеры заполнены водянистой влагой, которая вырабатывается ресничным эпителием и течет по линзе вокруг радужной оболочки, чтобы снова абсорбироваться трабекулярной сеткой.

Задний сегмент — это задние две трети глаза, от гиалоидной мембраны сразу позади хрусталика и до зрительного нерва. Это включает стекловидное тело, сетчатку, сосудистую оболочку и зрительный нерв.

Задняя поверхность хрусталика прикрепляется к стекловидному телу через связку Вигера (также известную как Hyaloideo capsulare). Потенциальное пространство между капсулой хрусталика и гиалоидной поверхностью стекловидного тела является ретролентальным пространством (или пространством Бургера).

Зонулы линзы

Зонулярные волокна прикрепляются к внешнему слою капсулы хрусталика (зональной пластинки) и удерживают линзу на месте. Зонулярные волокна берут начало в базальной пластинке pars plana и pars plicata цилиарного тела и прикрепляются к экваториальной области хрусталика.

Линза: анатомия, функции и лечение

Хрусталик представляет собой изогнутую структуру в глазу, которая изгибает свет и фокусирует его на сетчатке, чтобы помочь вам четко видеть изображения.Хрусталик, прозрачный диск за радужной оболочкой, гибкий и меняет форму, чтобы вы могли видеть объекты на разных расстояниях.

С возрастом линза может ослабнуть или повредиться. Поскольку линза меняет форму, чтобы сфокусироваться на близких или удаленных изображениях, она может стать слабее и в дальнейшем может перестать работать. Узнайте, где находится объектив и как он работает.

Rawpixel / iStock / Getty Images

Анатомия

Хрусталик представляет собой чистый изогнутый диск, который находится за радужной оболочкой и перед стекловидным телом глаза.Это часть глаза, которая фокусирует свет и изображения внешнего мира, изгибая их на сетчатке.

Структура

Хрусталик — это прозрачный двояковыпуклый слой глаза, состоящий в основном из белков. До 60% массы хрусталика состоит из белков — концентрация выше, чем почти в любой другой ткани тела. Хрусталик состоит из четырех структур:

  • Капсула
  • Эпителий
  • Cortex
  • Ядро

Состоящий из коллагена и белков, хрусталик на самом деле не имеет прямых кровеносных или нервных связей.Вместо этого он полагается на водянистую влагу — прозрачную жидкость между линзой и роговицей — чтобы обеспечить ее энергией и унести продукты жизнедеятельности.

Хрусталик увеличивается с возрастом, весит около 65 миллиграммов при рождении, 160 миллиграммов к 10 годам и 250 миллиграммов к 90 годам.

Хрусталик утолщается и изгибается, чтобы передавать свет от роговицы к сетчатке с помощью цилиарных мышц. Цилиарное тело производит водянистую влагу и изгибает хрусталик для преломления света. Хрусталик удерживается на месте зональными волокнами, или зонулами, которые отходят от цилиарного тела.

Расположение

Хотя считается, что линза дает глазу наибольшую фокусирующую способность, самая внешняя структура глаза, называемая роговицей, обеспечивает большую часть фокусирующей способности. Позади роговицы находится радужная оболочка, образующая круглое отверстие, называемое зрачком. Этот зрачок изменяется в размере, чтобы регулировать количество света, попадающего в глаз. Хрусталик находится сразу за радужной оболочкой.

Анатомические вариации

В естественном хрусталике глаза могут существовать анатомические вариации.Многие известные и неизвестные врожденные заболевания могут поражать хрусталик изолированно или как часть синдрома. Чаще всего эти врожденные дефекты проявляются в виде врожденной катаракты или помутнения хрусталика.

Большинство врожденных катаракт, не связанных с синдромом, не имеют идентифицируемой причины, хотя генетические мутации являются частой причиной появления катаракты. Катаракта при рождении может проявляться в одном глазу (односторонне) или обоих глазах (двусторонне). Некоторые из синдромов, связанных с врожденной катарактой, включают:

  • Галактоземия
  • Синдром врожденной краснухи
  • Синдром Лоу
  • Синдром Дауна
  • Синдром Пьера-Робена
  • Синдром Галлермана-Штрейфа
  • Цереброгепаторенальный синдром
  • Трисомия 13
  • Синдром Конради
  • Эктодермальная дисплазия
  • Синдром Маринеско-Шегрена

Врожденная катаракта может не проявляться в течение некоторого времени, прогрессируя до тех пор, пока хрусталик не станет мутным и зрение ребенка не ухудшится.Около трети случаев врожденной катаракты передаются по наследству.

Функция

Объектив работает так же, как объектив фотоаппарата: он изгибает и фокусирует свет для получения четкого изображения. Хрусталик представляет собой выпуклую линзу, которая создает перевернутое изображение, сфокусированное на сетчатке. Мозг переворачивает изображение обратно в нормальное состояние, чтобы создать то, что вы видите вокруг себя. В процессе, называемом аккомодацией, эластичность хрусталика позволяет вам фокусироваться на изображениях на большом расстоянии и вблизи с минимальными нарушениями.

Связанные условия

С возрастом ваш естественный хрусталик тоже стареет. Его гибкость медленно теряется, и со временем хрусталик также становится непрозрачным, превращая естественный прозрачный хрусталик в катаракту.

Когда хрусталик теряет эластичность, зрение крупным планом ухудшается, что приводит к пресбиопии. Это типично для людей старше 40 лет. Когда это происходит, людям требуются очки для чтения или очки с бифокальными линзами для четкого просмотра изображений вблизи.

По мере помутнения хрусталика развивается катаракта.Когда это состояние становится достаточно серьезным, чтобы ограничивать или мешать основным повседневным занятиям, проводится операция по удалению катаракты. В этой процедуре протезная линза, называемая интраокулярной линзой, заменяет непрозрачный естественный хрусталик. Ваш глазной врач сможет определить, есть ли катаракта и когда может потребоваться операция по удалению катаракты.

Тесты

Хрусталик вашего глаза проверит врач во время осмотра глаза. Комплексное обследование зрения состоит из ряда различных тестов, которые исследуют общее состояние вашего глаза.

Ниже приведены некоторые из тестов, которые ваш врач может выполнить во время осмотра глаз:

  • Тест глазных мышц для проверки движения и контроля глаз
  • Тест на остроту зрения, чтобы определить, насколько четко вы видите
  • Оценка преломления для проверки того, как свет изгибается при прохождении через роговицу и линзу
  • Тест поля зрения для измерения общего поля зрения
  • Тестирование цветового зрения для проверки дальтонизма или недостаточного восприятия некоторых цветов
  • Обследование с помощью щелевой лампы, чтобы врач мог проверить состояние сетчатки и кровоснабжение глаза
  • Тонометрия для измерения давления внутри глаза

Анатомия линзы

Хрусталик представляет собой уникальную прозрачную двояковыпуклую бессосудистую внутриглазную структуру с немного более изогнутой задней поверхностью.Радиус кривизны передней поверхности 10 мм, задней — 6 мм.

Линза представляет собой уникальную структуру, которая содержит клетки одного типа, находящихся на разных стадиях дифференцировки

Топография:
Центр передней поверхности называется передним полюсом и расположен на расстоянии 3 мм от задней (эндотелиальной) поверхности роговицы. Центр задней поверхности называется задним полюсом.Расстояние между этими полюсами измеряется толщиной линзы. Толщина хрусталика при рождении составляет 3 мм, а в более старшем возрасте увеличивается до 6 мм. Краевые окружности хрусталика, где встречаются передняя и задняя поверхности, известны как экватор. Экваториальный диаметр или диаметр линзы обычно измеряется от носового до временного измерения. Экваториальный диаметр хрусталика при рождении составляет 6,5 мм, а во взрослой жизни достигает 9-10 мм. Экватор линзы окружен ресничными отростками ресничного тела и удерживается на месте зонулами (см. Ниже) латерально.Расстояние между экватором линзы и ресничными отростками 0,5 мм. Экватор линзы имеет зубчатый или ребристый вид, который вызван зональными волокнами, и эта зубчатость или гребни исчезают во время аккомодации из-за расслабления зональных волокон.


Сила преломления: Расположение:
Линза расположена за радужной оболочкой и перед стекловидным телом. Задняя поверхность хрусталика прикрепляется к переднему стекловидному телу круговым способом с помощью Hyaloideo capsulare (HC), также известной как связка Вейгера.Это не настоящая связка, и сила прикрепления уменьшается с возрастом. Потенциальное пространство между гиалоидной поверхностью стекловидного тела и капсулой хрусталика, которое находится в круглом пространстве гиалоидео капсулы, известно как пространство Бургера или ретролентальное пространство.

Диоптрийная сила человеческого глаза составляет примерно 58 диоптрий. Преломляющая сила хрусталика составляет около 15 диоптрий. Хотя линза имеет меньшую преломляющую способность, чем роговица, у нее есть способность изменять свою форму с помощью ресничной мышцы, с помощью которой он может изменять свою диоптрийную силу, обеспечивая зрение вдаль и вблизи.Однако это свойство меняется с возрастом. Линза имеет показатель преломления 1,39 (1,36 на периферии и 1,40 в центре — свойство, которое называется градуированным показателем преломления)

Аккомодативная сила линзы:

Глаз имеет способность регулировать фокусировку с расстояния до близких объектов благодаря способности линзы изменять форму, явление, известное как аккомодация. Присущая линзе эластичность позволяет ей становиться более или менее сферической в ​​зависимости от величины напряжения, оказываемого зональными волокнами на капсулу линзы.Зональное напряжение контролируется действием парасимпатически иннервируемой цилиарной мышцы

  • При сокращении цилиарных мышц происходит расслабление зонального напряжения. Затем линза принимает более сферическую форму, что приводит к увеличению диоптрической силы, что помогает сфокусировать более близкие объекты.
  • Расслабление цилиарной мышцы вызывает увеличение зонального напряжения. В результате линза становится плоской, что помогает видеть более удаленные объекты.

Пресбиопия Это заболевание может развиться в возрасте 40-50 лет.С возрастом, при продолжающемся аппозиционном росте волокон хрусталика и из-за возрастных изменений капсулы хрусталика эластичность хрусталика снижается. Сократимость цилиарной мышцы также снижается из-за структурных изменений мышцы. В результате линза не может достаточно изменить свою форму во время аккомодации.

Состав линзы:
Гистологически хрусталик состоит из трех структур: капсулы хрусталика, эпителия хрусталика и волокон хрусталика.
Капсула объектива:
Капсула объектива — это прозрачное покрытие, которое окружает всю линзу. Гистологически это базальная мембрана, секретируемая эпителием хрусталика и волокнами хрусталика. Капсула образована спереди эпителием хрусталика, а сзади — удлиненными клетками волокон. Он состоит из волокон коллагена IV типа и сульфатированных гликозаминогликанов. Хотя он не имеет эластичной ткани, он очень эластичен по своей природе из-за ламеллярного или фибриллярного расположения волокон.Это свойство линзы с возрастом постепенно снижается.

Капсула хрусталика наиболее толстая у экватора и самая тонкая на заднем полюсе. Толщина передней капсулы хрусталика увеличивается с возрастом, тогда как толщина задней капсулы остается постоянной или незначительно изменяется.

Эта чрезвычайная тонкость задней капсулы делает ее более уязвимой для разрыва или разрыва задней капсулы во время операции по удалению катаракты.

Capsulorhexis : Диаметр линзы взрослого составляет приблизительно 10 мм, а область диаметром 6 мм представляет собой зону, свободную от зонул, в передней капсуле. При хирургии катаракты в этой области делают круглое отверстие (капсулорексис). Чтобы преодолеть упругую прочность капсулы, при выполнении непрерывного криволинейного капсулорексиса, применяются два типа сил: разрыв за счет растяжения (сила прилагается перпендикулярно желаемому направлению разрыва, которое не контролируется) и разрыв за счет сдвига (сила прилагается перпендикулярно к направлению разрыва). капсульная плоскость и она более контролируема).Поскольку капсула у детей более эластична, чем у взрослых, у таких пациентов становится очень трудно выполнять непрерывный криволинейный капсулорексис.

Эпителий хрусталика:

Эпителий хрусталика представляет собой простой кубический эпителий, который находится только на передней поверхности хрусталика. Эти клетки (клетки А) секретируют переднюю капсулу хрусталика на протяжении всей жизни.

Простой кубовидный эпителий состоит из эпителиальных клеток в одном слое, которые имеют одинаковую высоту, ширину и глубину

Рядом с экватором.Клетки переднего эпителия хрусталика удлиняются и становятся столбчатыми (Е-клетки). По мере удлинения их апикальные части проникают глубже в другие клетки, расположенные ближе кпереди. Таким образом, эти удлиненные эпителиальные клетки трансформируются в волокна хрусталика на экваторе. Полоса, состоящая из предэкваториальных и экваториальных клеток, называется зародышевой зоной, здесь митотическая способность клеток максимальна. Клетки в зародышевой зоне постоянно делятся. Новообразованные клетки вытесняются в переходную зону, где они удлиняются и дифференцируются, образуя волокнистую массу хрусталика.

Задний эпителий хрусталика отсутствует, потому что клетки, изначально находившиеся в нем, превратились в первичные волокна хрусталика

После операции по удалению катаракты остаточные эпителиальные клетки могут вызвать помутнение задней капсулы. Е-клетки мигрируют кзади по задней капсуле и часто образуют большие баллонные клетки мочевого пузыря, известные как клетки Уэдля. Клинически они называются жемчужинами Эльшнига. Каждая жемчужина представляет собой неудачную попытку эпителиальной клетки дифференцироваться в новое волокно хрусталика.Е-клетки также ответственны за помутнение в форме гвоздики, похожее на тесто-орех, известное как кольцо Земмеринга.
Остаточные клетки на передней капсуле после операции по удалению катаракты дифференцируются в веретенообразные фибробластоподобные клетки, известные как миофибробласты. Они экспрессируют гладкомышечные актиновые нити, обычно экспрессируемые в гладкомышечных клетках, и становятся сильно сократительными. Эти клетки размножаются и мигрируют в заднюю капсулу и образуют слой, секретируя внеклеточные основные вещества и материал, подобный базальной мембране.Сокращение клеток этими сильно сократительными клетками приводит к образованию складок и морщин в задней капсуле.

Волокна линз:


Поскольку клетки переходной зоны продолжают удлиняться и дифференцироваться, они поворачиваются меридионально. Апикальный конец этих клеток проходит вперед по направлению к переднему полюсу, а базальный конец продвигается назад к заднему полюсу. Эти процессы новообразованных клеток, продвигающихся к центру вещества хрусталика, продолжаются на протяжении всей жизни.Таким образом, по мере роста линзы новые поверхностные волокна линзы добавляются в концентрически расположенные пластинки, как слои лука.


Теперь очевидно, что когда волокна хрусталика удлиняются кпереди, ядро ​​клеток также перемещается кпереди. Таким образом, ядра более глубоких клеток останутся впереди ядер более поверхностных клеток. Если провести линию (зеленая линия на рисунке), соединяющая ядра этих клеток, линия примет дугообразную форму спереди.Эти конфигурации ядер известны как «линзовые дуги». Постепенно эти клетки теряют все клеточные органеллы и становятся волокном хрусталика.

В поперечном сечении каждое волокно линзы имеет шестиугольную форму и может иметь длину до 12 мм. Они плотно упакованы вместе с помощью цитоплазматических пересечений шаровидного типа и щелевых контактов.

Зоны линзы:

Приблизительно ядро ​​занимает 84% хрусталика, а кора — 16%. Ядро подразделяется на зародышевые, эмбриональные, инфантильные и взрослые ядра.Первичные клетки волокон хрусталика, образующиеся в пузырьках хрусталика во время эмбриогенеза, образуют зародышевое ядро, а волокна, расположенные вокруг ядра эмбриона до рождения, образуют ядро ​​плода. После рождения новые волокна, сформированные до полового созревания, дают начало инфантильному ядру, а взрослое ядро ​​формируется после полового созревания. Кора состоит из недавно образованных ядерных волокон, лежащих вне взрослого ядра хрусталика. Волокна коры расположены свободно, тогда как волокна ядра расположены более компактно, по этой причине ядро ​​более твердое по плотности, чем кора.Эпинуклеус образован зоной между ядром плода и корой.

Гидросепарации
В хирургии катаракты используются методы гидросепарации. Гидродиссекция — это отделение хрусталика от капсулы путем введения жидкости между ними, тогда как гидроделинеация достигается путем введения жидкости между эпинуклеусом и ядром.

Швы хрусталика:

Соединение волокон линзы с другими волокнами линзы в той же плоскости на полюсах называется швом линзы.Таким образом, передний шов образован апикальными частями волокон хрусталика, а задний шов — базальными частями. Во время эмбриогенеза волокна хрусталика встречаются в трех ветвях, образуя Y-образную форму. Полученный передний шов представляет собой вертикальный Y и задний шов. один — перевернутая буква Y. Швы, образованные после рождения, имеют несколько ветвей, например, от 6 до 9 или от 9 до 15, и имеют дендритный узор.

Зоны линзы:

Зонулы или поддерживающая связка хрусталика — это группа радиально расположенных нитевидных волокон, которые помогают удерживать линзу на месте.

Zonules of Zinn назван в честь Иоганна Готфрида Цинна, немецкого анатома и ботаника. Прочтите удивительные факты о ZinnНажмите здесь

Большинство зонул отходят от задней части parsplana, примерно на 1,5 мм от или пильчатой. Эти волокна проходят вперед в плоской части, переходя в базальную мембрану непигментированного эпителия плоской части. Эти волокна достигают заднего края pars plicata и превращаются в зонулярные сплетения. Эти зональные сплетения проходят через долину ресничных отростков.Около переднего края pars plicata каждое зональное сплетение превращается в зонулярные вилки, которые состоят из трех зонулярных групп волокон — передних, задних и экваториальных волокон.

Итак, для простоты описания зональный аппарат глаза можно разделить на следующие части:

  • Pars orbicularis : Часть зонул, лежащих над pars plana.
  • Зонулярное сплетение : часть зонул, лежащих между ресничными отростками.
  • Зональная вилка : точка изгиба зонулы, которая лежит в средней зоне ресничных долин.
  • Зональные конечности : состоит из
    • Передняя поясная конечность: проходит от pars plana до предэкваториальной части хрусталика.
    • Задняя поясная конечность: проходит от pars plicata до постэкваториальной части хрусталика.
    • Экваториальная зональная конечность: проходит от pars pliacata к экватору линзы.

Зонулы расположены в пучки, состоящие из 2-5 тонких волокон. Каждое зональное волокно состоит из множества нитей фибриллина диаметром от 8 до 12 нм.

Зональные волокна богаты фибриллином, который отображается на хромосоме 15q.21.1. Мутации в гене фибриллина происходят при синдроме Марфана, что вызывает ослабление зонул и последующий подвывих хрусталика.

Эти зоны сливаются с базальной мембраной капсулы хрусталика.Эта часть капсулы хрусталика известна как зональная пластинка и богата гликозаминогликанами, чем остальная часть капсулы.

Большинство зонул прикрепляются к предэкваториальной и постэкваториальной области капсулы хрусталика (примерно в 1,5 мм от экватора), а некоторые прикрепляются к экватору. Преэкваториальные зоны относительно плотны, чем постэкваториальные. В зависимости от прикрепления зонулы делятся на —

.
  • Первичные зоны: зон, которые прикрепляются к линзе, называются первичными зонами.
  • Вторичные зоны: Зонулы, которые соединяют первичные зоны друг с другом, называются вторичными зонами.
  • Зонулы растяжения или волокна натяжения: Это волокна, которые прикрепляют первичные зоны к базальной мембране впадин ресничных отростков. Они играют важную роль в размещении.

Пространство между предэкваториальной и постэкваториальной зонами называется Ганноверским каналом. Он заполнен тонкими волокнами экваториальных зонул.Пространство между постэкваториальными зонами и гиалоидными зонами известно как канал Пти. Гиалоидные зоны — это отдельные слои волокон, которые соединяют передний гиалоид стекловидного тела на границе надколенниковой ямки с pars plana и pars plicata.

Обзор объектива

Prog Mol Biol Transl Sci. Авторская рукопись; доступно в PMC 2017 25 октября.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC5656279

NIHMSID: NIHMS885307

J.Филдинг Хейтманчик

* Отделение офтальмологической генетики и зрительных функций, Национальный институт глаз, Национальные институты здравоохранения, Бетесда, Мэриленд, США

Алан Шилс

Отделение офтальмологии и визуальных наук, Медицинская школа Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури, США

* Отделение офтальмологической генетики и зрительных функций, Национальный институт глаз, Национальные институты здравоохранения, Бетесда, Мэриленд, США

Отделение офтальмологии и визуальных наук, Медицинский факультет Вашингтонского университета, Св.Луис, штат Миссури, США

См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Чтобы выполнять свою функцию по передаче и фокусировке света, хрусталик глаза позвоночных развил уникальную клеточную структуру и белковый комплекс. Эти различные приспособления стали богатым источником научных открытий — от биохимии и генетики до оптики и физики. Кроме того, из-за этих адаптаций клетки хрусталика сохраняются на протяжении всей жизни организма, обеспечивая отличную модель процесса старения.В главах, посвященных хрусталику, будет показано, как различные аспекты биологии и биохимии хрусталика сочетаются в этом единственном преломляющем органе для выполнения своей критически важной роли в зрительной системе.

1. ВВЕДЕНИЕ

Как и линза в фотоаппарате, основная функция линзы глаза — передавать и фокусировать свет на сетчатке. Чтобы облегчить это, он содержит одну из самых высоких концентраций белков среди всех тканей. Объектив изучается научно на протяжении более века, начиная с 1833 года, когда сэр Дэвид Брюстер вывел тонкую структуру хрусталика из трески, используя только свечу и стальной стержень с тонкой линией. 1 В 1894 году Мёрнер впервые описал высокие концентрации растворимых структурных белков, которые мы теперь называем кристаллинами, 2 и Спеманн разработал концепцию индуктивных взаимодействий в развитии, изучая хрусталик в 1901. 3 Ренвик картировал локус катаракты, один из первых локализованных аутосомных локусов 4 и δ-кристаллины хрусталика курицы были среди первых мРНК, которые были выделены и клонированы. 5 Таким образом, хрусталик не только играет важную роль в изучении наследственных заболеваний, но и является бесценной модельной системой для биологии развития и структурной биологии.

2. СТРУКТУРА И КЛЕТКИ ЛИНЗЫ

При весе около 65 мг при рождении хрусталик человека увеличивается в весе примерно до 160 мг к 10 годам, когда рост существенно замедляется, так что к возрасту он весит около 250 мг. of 90. 6,7 До 60% общей массы хрусталика может состоять из белков, что намного больше, чем у любой другой ткани. 8 Хрусталик окружен коллагеновой капсулой, на которую опираются обращенные вперед базальные полюса эпителиальных клеток, а также базальные полюса волоконных клеток, обращенные назад (). 9,10 Капсула действует как барьер для диффузии и способствует формированию линзы во время аккомодации. 11,12 Его основными компонентами являются коллаген IV типа, ламинин, энтактин, перлекан, коллаген типа XVIII, гепаринсульфат, протеогликан и фибронектин, 13,14 из которых первые четыре являются основными структурными молекулами, которые самоорганизуются с образованием матрица. Капсульные нити одинакового размера и параллельные, наиболее тонкие на заднем полюсе и утолщаются до максимума на экваторе, куда вставляются зонулы хрусталика. 14 Волокна фибриллина и эластина также интегрируются в экваториальной области, особенно во внешней поясной. 15 Капсула хрусталика впервые обнаруживается у людей на 5–6 неделе беременности 16 и продуцируется непрерывно на протяжении всей жизни 12 спереди кубовидным эпителием и медленнее сзади клетками волокон.

Структура хрусталика человека. Клетки переднего эпителия делятся в положениях на 10 и 2 часа. Затем клетки перемещаются в боковом направлении, в конечном итоге инвертируясь в области дуги, в это время они удлиняются и начинают разрушать свои органеллы с образованием клеток корковых волокон.Клетки центральных ядерных волокон на ранних стадиях развития отходят от заднего эпителия. Концы более периферических вторичных волоконных клеток примыкают к швам, которые показаны здесь вертикальными линиями, но клинически видны как передняя и задняя Y-образные структуры.

Митотическое деление хрусталика происходит в зоне прорастания переднего эпителия, расположенной сразу кпереди от экватора. Клетки переднего эпителия хрусталика соединены щелевыми контактами, 17 , что позволяет обмениваться низкомолекулярными метаболитами и ионами.У них мало или совсем нет плотных контактов, которые делали бы внеклеточные пространства непроницаемыми для этих молекул. 18,19 Клетки переднего кубовидного эпителия также богаты органеллами и содержат большое количество цитоскелетных белков, таких как микротрубочки, спектрин, α-актинин, актин, миозин и виментин, предположительно для стабилизации клеточных структур во время аккомодации. 20–22 И эпителиальные клетки хрусталика, и особенно клетки волокон содержат большое количество кристаллинов.

Волокнистые клетки составляют ядро ​​хрусталика.Слои ядросодержащих клеток коркового волокна образуют высокоупорядоченные концентрические оболочки вокруг безъядерных клеток центрального волокна, которые составляют ядро ​​плода, с концами клеток периферических волокон, примыкающими к швам спереди и сзади. Как упорядоченное расположение волоконных клеток и их швов, так и их внутриклеточная структура важны для светопропускания и прозрачности линз. 23–25 Также способствует прозрачности наличие только минимального внеклеточного пространства между клетками волокон, которые имеют много пересечений. 9,26 Соединительные комплексы между соседними клетками волокон обеспечивают обмен метаболитов. 21,22 Кристаллины хрусталика, которые составляют около 90% водорастворимого белка, являются основными растворимыми компонентами клеточных волокон, наряду с компонентами цитоскелета, включая актин, миозин, виментин, α-актинин и микротрубочки. 27

Хрусталик состоит из одного типа клеток, который следует паттерну развития, начиная с члена зародышевой зоны в единственном слое передних эпителиальных клеток, покрывающих клеточную массу волокна. 26 Эпителиальные клетки затем мигрируют латерально к экватору, где они начинают удлиняться и инвертироваться, образуя вторичные волокна. Для увеличения светопропускания такие органеллы, как митохондрии, тельца Гольджи, а также грубый и гладкий ЭПР разрушаются в дифференцирующихся клетках волокон хрусталика, так что они отсутствуют в клетках ядерных волокон. Плотность их клеточных мембран увеличивается, приближаясь к плотности цитоплазмы, что также уменьшает рассеяние света. 28 По мере того, как клетки удлиняются, новые клетки кортикальных волокон накладываются на них так, что они перемещаются к ядру хрусталика, вытягиваясь вперед от кубовидных эпителиальных клеток к задней части к задней капсуле.Транскрипционный контроль играет значительную роль в дифференциальном синтезе кристаллинов хрусталика (см. Ref. 29 ). Распределение мРНК β-кристаллина у кур 30 и белков и мРНК β- и γ-кристаллина у крыс 31,32 обеспечивает примеры пространственного и временного контроля экспрессии гена кристаллина во время развития хрусталика.

3. ПРОЗРАЧНОСТЬ

Основная оптическая функция линзы — пропускать свет, фокусируя его на сетчатке.Роговица обеспечивает около 80% общего преломления, а линза точно настраивает фокусировку света на сетчатке. Хотя человеческий хрусталик при рождении бесцветен, желтоватая пигментация постепенно увеличивается с возрастом 33 , вероятно, из-за производства 3-гидроксикинуренина и других метаболитов триптофана, которые фильтруют ультрафиолетовый свет. 34 Линза эффективно пропускает свет с длинами волн до 1200 нм, но пропускает очень мало света ниже 390 нм. 1200 нм намного выше предела визуального восприятия, около 720 нм.Как обсуждалось ранее, архитектура и содержимое ячеек линзы имеют решающее значение для ее прозрачности. Прозрачность и высокий показатель преломления клеток в хрусталике являются результатом плотной упаковки их белков, обеспечивая постоянный показатель преломления на расстояниях, приблизительно равных длине волны проходящего света. 24,25 Фактически, когда белки хрусталика разбавляются до концентраций ниже, чем в хрусталике, около 450 мг / мл, светорассеяние фактически увеличивается, 35,36 , потому что разбавление уменьшает слабые взаимодействия между непохожими белками, которые возникают при высокие концентрации и помогают поддерживать прозрачность линз. 37,38 Наконец, наблюдается постепенное увеличение показателя преломления хрусталика человека с 1,38 (73–80% H 2 O) в коре головного мозга до 1,42 (68% H 2 O) в ядре. отчасти из-за обогащения плотно упакованными γ-кристаллинами. 39

4. СТАРЕНИЕ

Неспособность клеток заменяться в инкапсулированном хрусталике в сочетании с неспособностью белков клеток хрусталика превращаться в клетках безъядерных волокон делает хрусталик особенно восприимчивым к повреждению в результате старения и воздействия окружающей среды, например как УФ-свет и другие окислительные стрессы. 40 Это приводит к снижению пропускания света и фокусировки даже в линзе с нормальным возрастом, так что интенсивность света, достигающего сетчатки, уменьшается примерно в 10 раз к 80 годам. 41 Он также увеличивает восприимчивость к стареющей катаракте и пресбиопии, особенно у людей, подвергшихся воздействию окружающей среды или имеющих генетическую предрасположенность. 42 С возрастом между клетками волокон хрусталика развиваются вакуоли и многослойные тела, иногда нарушая плазматическую мембрану волокна. 43 Кроме того, большая часть сложной структуры цитоскелета, обнаруженной в клетках хрусталика, исчезает с возрастом, 44 , так что к пятому десятилетию развивается пресбиопия с потерей способности к адаптации. 45,46

Ферментативная активность хрусталика снижается с возрастом, особенно в центральных клетках ядра хрусталика, где клетки старше, чем клетки кортикального ядра и особенно передние эпителиальные клетки. 47 Этот нарушенный внутриклеточный гомеостаз может усугубляться снижением метаболического взаимодействия активной коры и неактивного ядра, которое происходит в старых линзах, частично связанное с уменьшением сцепления щелевых соединений. 48,49 Это особенно актуально для ферментов, которые создают восстанавливающую среду за счет поддержания высоких уровней восстановленного глутатиона, таких как глутатионредуктаза и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа. 50 Снижение активности этих и других восстанавливающих ферментов снижает защиту хрусталика от окислительного повреждения и усугубляет повреждение кристаллинов и других систем поддержки метаболизма. 51 Наконец, с возрастом линзы внутриклеточные концентрации Na + и Ca 2+ повышаются, вероятно, из-за увеличения проницаемости линзы или снижения эффективности накачки ионных каналов. 52

Кристаллины хрусталика также обнаруживают возрастные изменения, которые могут влиять на прозрачность хрусталика. 37 Между 10 и 50 годами модификация кристаллина увеличивается, 53 , как и уровень высокомолекулярных агрегатов и нерастворимого в воде белка. 54 Из-за их шаперонной активности это особенно заметно в α-кристаллинах, но также наблюдается в β- и γ-кристаллинах. 55,56 Кристаллины, мембраны и ферменты также расщепляются и частично разрушаются, включая неферментативное расщепление αA-кристаллина на связи между Asn101 и Glu102. 57 Что может быть эффектом положительной обратной связи, продукты расщепления βA3-кристаллина, по-видимому, ингибируют шаперонную активность шаперона α-кристаллина. 58 γ-Кристаллины, и особенно γS-кристаллин, часто подвергаются протеолизу, деградации и модификации в возрастных катарактах, расщепляясь на низкомолекулярные пептиды. 59–61

По мере старения хрусталика как амино-, так и карбоксиконцевые ветви до половины молекул внутреннего мембранного белка AQP0 (MP26) подвергаются протеолизу, образуя MP22. 62 Другие посттрансляционные модификации AQP0 также происходят со старением, включая C-концевое фосфорилирование, возможно, вовлеченное в межклеточный транспорт, и гликирование, которое влияет на взаимодействие AQP0 с кальмодулином. Однако их точное функциональное значение остается неясным. 63,64 Хрусталик содержит протеасомы, которые предпочтительно расщепляют окисленные белки 65 , помеченные кофактором протеазы убиквитином, 66 , активность которых увеличивается при окислительном стрессе. 67 Эти протеиназы уравновешиваются во время старения ингибиторами, включая шапероны HSP90 и α-кристаллин. 59

Ковалентные модификации кристаллинов и других белков хрусталика также увеличиваются с возрастом, с увеличением окисления метионина, дезамидирования остатков аспарагина и глутамина, дисульфидных мостиков, расщепления основной цепи и рацемизации остатков аспарагиновой кислоты. 59,68,69 Деамидирование может дестабилизировать βA3-кристаллин, вызывая его агрегацию, 70 , в то время как дезамидирование глутаминов на границе раздела γD-кристаллина также может дестабилизировать его. 71 Asp151 в αA-кристаллине особенно чувствителен к рацемизации, поскольку он легко образует промежуточное соединение сукцинимида. 72 Рацемизация как Asp58, так и Asp151 может приводить к усилению агрегации и снижению активности шаперона и усиливается мутациями близлежащих остатков. 73 Наконец, также происходит фосфорилирование и неферментативное гликозилирование (гликозилирование), особенно влияя на ε-аминогруппы остатков лизина. 57,74,75 Они могут участвовать в реакции Майяра, приводя к недисульфидным ковалентным поперечным связям, усилению пигментации и флуоресценции нетриптофана. 76 Гликация α-кристаллина также может снижать его шаперонную функцию, что в конечном итоге приводит к агрегации. 77 Белки хрусталика также могут подвергаться карбамилированию при старении или другом поражении, и это может вызывать катаракту, 78 , которая, как предполагалось, является механизмом катаракты, связанной с хронической диареей и вытекающей из нее уремией. 79 Таким образом, разработка и биология хрусталика направлены на обеспечение прозрачности и фокусировки света, а затем на защиту этой узкоспециализированной системы от повреждений, вызванных возрастом и окружающей средой.

Список литературы

1. Брюстер Д. Об анатомической и оптической структуре хрусталика животных, в частности трески. Philos Trans R Soc Lond. 1833; 123: 323–332. [Google Scholar] 2. Morner CT. Untersuchungen der Protein-Subjectzen in den lichtbrechenden Medien des Auges. Hoppe Seylers Z Physiol Chem. 1894; 18: 61–106. [Google Scholar] 3. Spemann H. Uber Korrelationen in der Entwicklung des Auges. Верх Анат Гес. 1901; 15: 61–79. [Google Scholar] 4. Ренвик JH, Лоулер SD. Вероятная связь между локусом врожденной катаракты и локусом группы крови Даффи.Энн Хам Жене. 1963; 27: 67–84. [PubMed] [Google Scholar] 5. Зеленка П.С., Пятигорский Ю. Выделение и трансляция in vitro мРНК дельта-кристаллина из эмбриональных волокон хрусталика цыпленка. Proc Natl Acad Sci USA. 1974; 71: 1896–1900. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Harding JJ, Rixon KC, Marriott FHC. У мужчин линзы тяжелее, чем у женщин того же возраста. Exp Eye Res. 1977; 25: 651. [PubMed] [Google Scholar] 8. Wistow GJ, Piatigorsky J. Кристаллины линзы: эволюция и экспрессия белков для узкоспециализированной ткани.Анну Рев Биохим. 1988. 57: 479–504. [PubMed] [Google Scholar] 9. Kuszak JR. Эмбриология и анатомия хрусталика. В: Tasman W, Jaeger EA, редакторы. Клиническая офтальмология Дуэйна. Филадельфия: Дж. Б. Липпинкотт; 1990. С. 1–9. [Google Scholar] 11. Корец JF, Handelman GH. Как фокусируется человеческий глаз. Sci Am. 1988. 256: 92–99. [PubMed] [Google Scholar] 13. Parmigiani C, McAvoy J. Локализация ламинина и фибронектина во время морфогенеза хрусталика крысы. Дифференциация. 1986; 28: 53–61. [PubMed] [Google Scholar] 14.Cammarata PR, Cantu-Crouch D, Oakford L, Morrill A. Макромолекулярная организация капсулы хрусталика крупного рогатого скота. Тканевая клетка. 1986; 18: 83–97. [PubMed] [Google Scholar] 15. Мир С., Уитли Х. М., Хассел И. Е., Уиттум-Хадсон Дж. А., Трабулси Е. И.. Сравнительное гистологическое исследование микрофибриллярной системы фибриллина в капсуле хрусталика здоровых людей и пациентов с синдромом Марфана. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 1998. 39 (1): 84–93. [PubMed] [Google Scholar] 16. Манн И. Развитие человеческого глаза. Нью-Йорк: Грюн и Страттон; 1964 г.[Google Scholar] 17. Гуденаф Д.А., Дик Дж.С.Б., Лион Дж. Э. Метаболическое взаимодействие линз: исследование транспорта и проницаемости линз у мышей, визуализированное с помощью авторадиографии с замораживанием и электронной микроскопии. J Cell Biol. 1980; 86: 576–589. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 18. Горти WC, Snavely MR, Berrong ND. Некоторые аспекты транспорта и пищеварения в хрусталике нормальной молодой взрослой крысы. Exp Eye Res. 1971; 12: 112–119. [PubMed] [Google Scholar] 19. Rae JL, Stacey T. Lanthanum и procion yellow как внеклеточные маркеры в хрусталике крысы.Exp Eye Res. 1979; 28: 1–21. [PubMed] [Google Scholar] 20. Ramaekers FCS, Блумендаль Х. Цитоскелетные и сократительные структуры в дифференцировке клеток хрусталика. В: Блумендаль Х, редактор. Молекулярная и клеточная биология хрусталика глаза. Нью-Йорк: John Wiley & Sons; 1981. С. 85–136. [Google Scholar] 21. Бенедетти Л., Дуниа И., Рамакерс ФТС, Киббелаар Массачусетс. Чечевицеобразные плазматические мембраны и цитоскелет. В: Блумендаль Х, редактор. Молекулярная и клеточная биология хрусталика глаза. Нью-Йорк: John Wiley & Sons; 1981 г.С. 137–188. [Google Scholar] 22. Алкала Х, Майзел Х. Биохимия плазматических мембран хрусталика и цитоскелета. В: Майзель Х, редактор. Окулярная линза. Нью-Йорк: Марсель Деккер Инк .; 1985. С. 169–222. [Google Scholar] 23. Кушак Дж. Р., Золтоски Р. К., Сивертсон С. Организация волоконных клеток в хрусталиках. Exp Eye Res. 2004. 78 (3): 673–687. [PubMed] [Google Scholar] 24. Бенедек ГБ. Теория прозрачности глаза. Appl Opt. 1971; 10: 459–473. [PubMed] [Google Scholar] 25. Delaye M, Tardieu A. Ближний порядок белков-кристаллинов определяет прозрачность хрусталика глаза.Природа. 1983; 302: 415–417. [PubMed] [Google Scholar] 26. Рафферти Н.С. Морфология линз. В: Майзель Х, редактор. Окулярная линза. Нью-Йорк: Марсель Деккер Инк .; 1985. С. 1–60. [Google Scholar] 27. Ирландия М., Мейзел Х. Семейство белков, специфичных для клеток волокна хрусталика. Объектив Eye Toxic Res. 1989; 6: 623–638. [PubMed] [Google Scholar] 28. Майкл Р., ван Марл Дж., Вренсен Г.Ф., ван ден Берг Т.Дж. Изменения показателя преломления волоконных мембран хрусталика в процессе созревания — влияние на прозрачность хрусталика. Exp Eye Res. 2003. 77 (1): 93–99.[PubMed] [Google Scholar] 29. Пятигорский Ю. Экспрессия генов и генная инженерия в хрусталике. Лекция Фриденвальда. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 1987. 28: 9–28. [PubMed] [Google Scholar] 30. Hejtmancik JF, Beebe DC, Ostrer H, Piatigorsky J. Уровни мРНК дельта- и бета-кристаллина в эмбриональном и поствылупленном хрусталике курицы: временные и пространственные изменения во время развития. Dev Biol. 1985; 109: 72–81. [PubMed] [Google Scholar] 31. ван Лин Р.В., ван Розендал КЭП, Лубсен Н.Х., Шенмейкерс Дж. Дифференциальная экспрессия генов кристаллина во время развития хрусталика глаза крысы.Dev Biol. 1987. 120: 457–464. [PubMed] [Google Scholar] 32. Аартс Х.Дж., Лубсен Н.Х., Шенмакерс Дж.Г. Экспрессия гена кристаллина во время развития хрусталика крысы. Eur J Biochem. 1989. 183: 31–36. [PubMed] [Google Scholar] 33. Лерман С. Лучистая энергия и глаз. Нью-Йорк: Макмиллан; 1980. [Google Scholar] 34. Корлимбинис А., Траскотт Р.Дж. Идентификация 3-гидроксикинуренина, связанного с белками хрусталика человека. Возможная роль в возрастной ядерной катаракте. Биохимия. 2006; 45 (6): 1950–1960. [PubMed] [Google Scholar] 35.Bettelheim FA, Siew EL. Влияние изменений концентрации на мутность линзы согласно теории случайных флуктуаций. Biophys J. 1983; 41: 29–33. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 36. Delaye M, Gromiec A. Взаимная диффузия кристаллиновых белков при конечных концентрациях: исследование светорассеяния. Биополимеры. 1983; 22: 1203–1221. [PubMed] [Google Scholar] 38. Страднер А., Фоффи Дж., Дорсаз Н., Терстон Дж., Шуртенбергер П. Новое понимание образования катаракты: повышенная стабильность за счет взаимного притяжения.Phys Rev Lett. 2007; 99 (19): 198103. [PubMed] [Google Scholar] 39. Ульхорн С. Р., Борха Д., Маннс Ф., Парел Дж. М.. Измерение показателя преломления изолированного хрусталика с помощью оптической когерентной томографии. Vision Res. 2008. 48 (27): 2732–2738. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 40. Lynnerup N, Kjeldsen H, Heegaard S, Jacobsen C, Heinemeier J. Радиоуглеродное датирование кристалликов хрусталика человеческого глаза выявило белки без круговорота углерода на протяжении всей жизни. PLoS One. 2008; 3 (1): e1529. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 41.Образец PA, Esterson FD, Weinreb RN, Boynton RM. Старение хрусталика: оценка поглощения света in vivo в 84 глазах человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 1988. 8: 1306–1311. [PubMed] [Google Scholar] 42. Брон AJ, Vrensen GF, Koretz J, Maraini G, Harding JJ. Старение хрусталика. Ophthalmologica. 2000. 214 (1): 86–104. [PubMed] [Google Scholar] 43. Вренсен Г., Каппельхоф Дж., Вилликенс Б. Старение хрусталика человека. Объектив Eye Toxic Res. 1990; 7: 1–30. [PubMed] [Google Scholar] 44. Kuszak JR, Deutsch TA, Brown HG. Анатомия стареющих и старческих катарактных хрусталиков.В: Альберт Д., Якобек Ф, редакторы. Принципы и практика офтальмологии: фундаментальные науки. Филадельфия: W.B. Сондерс; 1994. С. 82–97. [Google Scholar] 45. Корец Дж. Ф., Кауфман П. Л., Нейдер М. В., Гекнер П. А.. Аккомодация и пресбиопия в человеческом глазу — старение переднего сегмента. Vision Res. 1989; 29: 1685–1692. [PubMed] [Google Scholar] 46. Дэвсон Х. Физиология глаза. Нью-Йорк: Pergamon Press; 1990. [Google Scholar] 47. Хоквин О., Орлофф С. Глаз у пожилых людей: хрусталик. В: Платт Д., редактор.Гериатрия. Берлин: Springer-Verlag; 1984. С. 373–424. [Google Scholar] 48. Траскотт Р.Дж. Возрастная ядерная катаракта: ключ к успеху — окисление. Exp Eye Res. 2005. 80 (5): 709–725. [PubMed] [Google Scholar] 50. Ганея Э, Хардинг Дж. Ферменты, связанные с глутатионом, и глаза. Curr Eye Res. 2006; 31 (1): 1–11. [PubMed] [Google Scholar] 51. Вэй М., Син К.Ю., Фан Ю.С., Либонди Т., Лу М.Ф. Потеря систем восстановления тиолов в хрусталиках катаракты человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 2015; 56 (1): 598–605. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 52.Дункан Дж., Хайтауэр К. Р., Гандольфи С. А., Томлинсон Дж., Мараини Дж. Проницаемость катионов мембран хрусталика человека увеличивается с возрастом. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 1989. 30 (8): 1855–1859. [PubMed] [Google Scholar] 53. Лампи К.Дж., Ма З., Хансон С.Р. и др. Возрастные изменения кристаллинов хрусталика хрусталика человека, идентифицированные с помощью двумерного электрофореза и масс-спектрометрии. Exp Eye Res. 1998. 67 (1): 31–43. [PubMed] [Google Scholar] 54. Datiles MB, III, Ansari RR, Suh KI, et al. Клиническое обнаружение изменений белка в предкатарактальном хрусталике с помощью динамического светорассеяния.Arch Ophthalmol. 2008. 126 (12): 1687–1693. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 55. Рой Д., Спектор А. Отсутствие низкомолекулярного альфа-кристаллина в ядерной области старого хрусталика человека. Proc Natl Acad Sci USA. 1976; 73: 3484–3487. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 56. Макфолл-Нгай М.Дж., Динг Л.Л., Такемото Л.Дж., Хорвиц Дж. Пространственное и временное картирование возрастных изменений кристаллинов хрусталика человека. Exp Eye Res. 1985; 41: 745–758. [PubMed] [Google Scholar] 57. Voorter CE, De Haard-Hoekman WA, Roersma ES, Meyer HE, Bloemendal H, de Jong WW.Сайты фосфорилирования in vivo бычьего альфа-B-кристаллина. FEBS Lett. 1989; 259: 50–52. [PubMed] [Google Scholar] 58. Рао Г., Сантошкумар П., Шарма К.К. Сайты взаимодействия с пептидом бетаA3 / A1 (102–117) анти шаперона в альфа-В-кристаллине человека. Mol Vis. 2008. 14: 666–674. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 59. Harding JJ, Crabbe MJC. В кн .: Хрусталик: развитие, белки, обмен веществ и катаракта. 3. Дэвсон Х., редактор. Орландо: Academic Press; 1984. С. 207–492. Глаз; том IB. [Google Scholar] 60.Straatsma BR, Horwitz J, Takemoto LJ, Lightfoot DO, Ding LL. Клинико-биохимические корреляции в связанной со старением катаракте человека. Am J Ophthalmol. 1984. 97: 457–469. [PubMed] [Google Scholar] 61. Дэвид Л.Л., Ширер Т.Р. Роль протеолиза в линзах: обзор. Объектив Eye Toxic Res. 1989; 6: 725–747. [PubMed] [Google Scholar] 62. Хорвиц Дж., Вонг ММ. Картирование пептидов путем ограниченного протеолиза в додецилсульфате натрия основных внутренних полипептидов, выделенных из плазматических мембран хрусталика человека и крупного рогатого скота. Biochim Biophys Acta.1980; 622: 134–143. [PubMed] [Google Scholar] 63. Болл LE, Гарланд DL, Крауч Р.К., Шей К.Л. Посттрансляционные модификации аквапорина 0 (AQP0) в нормальном хрусталике человека: пространственное и временное распространение. Биохимия. 2004. 43 (30): 9856–9865. [PubMed] [Google Scholar] 64. Swamy-Mruthinti S. Гликирование снижает связывание кальмодулина с трансмембранным белком хрусталика, MIP. Biochim Biophys Acta. 2001; 1536 (1): 64–72. [PubMed] [Google Scholar] 65. Вагнер Б.Дж., Марголис Дж. В., Гарланд Д., Розман Дж. Э. Нейтральная протеиназа хрусталика крупного рогатого скота предпочтительно гидролизует окислительно модифицированную глутамин синтетазу.Exp Eye Res. 1986; 43: 1141–1143. [PubMed] [Google Scholar] 66. Jahngen JH, Lipman RD, Eisenhauer DA, Jahngen EG, Jr, Taylor A. Старение и клеточное созревание вызывают изменения в конъюгатах убиквитин-белок хрусталика глаза. Arch Biochem Biophys. 1990; 276: 32–37. [PubMed] [Google Scholar] 67. Shang F, Gong X, Taylor A. Активность убиквитин-зависимого пути в ответ на окислительный стресс. Фермент, активирующий убиквитин, временно активируется. J Biol Chem. 1997. 272 ​​(37): 23086–23093. [PubMed] [Google Scholar] 68.Мастерс П.М., Бада Дж. Л., Зиглер Дж. С., младший. Рацемизация аспарагиновой кислоты в хрусталике человека во время старения и при образовании катаракты. Природа. 1977; 268: 71–73. [PubMed] [Google Scholar] 69. Хансон С.Р., Хасан А., Смит Д.Л., Смит Дж. Б. Основными модификациями нерастворимых в воде кристаллинов хрусталика человека in vivo являются дисульфидные связи, дезамидирование, окисление метионина и расщепление основной цепи. Exp Eye Res. 2000. 71 (2): 195–207. [PubMed] [Google Scholar] 70. Таката Т., Оксфорд Дж. Т., Демелер Б., Лампи К. Дж. Деамидирование дестабилизирует и запускает агрегацию белка хрусталика, бетаA3-кристаллина.Protein Sci. 2008. 17 (9): 1565–1575. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 71. Flaugh SL, Mills IA, King J. Деамидирование глутамина дестабилизирует человеческий гамма-D-кристаллин и снижает кинетический барьер для разворачивания. J Biol Chem. 2006. 281 (41): 30782–30793. [PubMed] [Google Scholar] 72. Groenen PJ, van den Ijssel PR, Voorter CE, Bloemendal H, de Jong WW. Сайт-специфическая рацемизация стареющего альфа-А-кристаллина. FEBS Lett. 1990; 269: 109–112. [PubMed] [Google Scholar] 73. Накамура Т., Сакаи М., Садакане Ю. и др.Константы дифференциальной скорости рацемизации аспартильных и аспарагинильных остатков у мутантов альфа-А-кристаллина человека. Biochim Biophys Acta. 2008; 1784 (9): 1192–1199. [PubMed] [Google Scholar] 74. Spector A, Chiesa R, Sredy J, Garner W. cAMP-зависимое фосфорилирование альфа-кристаллина хрусталика крупного рогатого скота. Proc Natl Acad Sci USA. 1985; 82: 4712–4716. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Garlick RL, Mazer JS, Chylack LT, Jr, Tung WH, Bunn HF. Неферментативное гликирование кристаллина хрусталика человека. Эффект старения и сахарного диабета.J Clin исследования. 1984; 74: 1742–1749. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Огюстейн RC. Распределение флуоресценции в катарактальном хрусталике человека. Ophthalmic Res. 1975. 7: 217–224. [Google Scholar] 77. Кумар П.А., Кумар М.С., Редди ГБ. Влияние гликирования на структуру альфа-кристаллина и шапероноподобную функцию. Биохим Дж. 2007; 408 (2): 251–258. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 78. Хардинг Дж. Возможные причины образования белков в катаракте и новая гипотеза, объясняющая высокую распространенность катаракты в некоторых странах.В: Regnault F, Hockwin O, Courtois Y, редакторы. Старение линз. Амстердам: Эльзевир; 1980. С. 71–80. [Google Scholar] 79. Хардинг Дж. Дж., Риксон К. С.. Карбамилирование белков хрусталика: возможный фактор катарактогенеза в некоторых тропических странах. Exp Eye Res. 1980; 31: 567–571. [PubMed] [Google Scholar]

Линза глаза — Все о зрении

Что такое хрусталик глаза?

Хрусталик глаза, также называемый хрусталиком, является важной частью анатомии глаза, которая позволяет ему фокусироваться на объектах на разных расстояниях.Он расположен за радужной оболочкой и перед стекловидным телом.

В естественном состоянии линза выглядит как удлиненная сфера — форма, известная как эллипсоид, — которая напоминает сдутый шар. Средний размер линзы у взрослых составляет примерно 10 мм в поперечнике и 4 мм спереди назад.

Хрусталик почти полностью состоит из белков. Фактически, белки составляют почти 60% хрусталика глаза — это более высокая концентрация белка, чем в любой другой ткани тела. Ткань прозрачная, что позволяет свету легко попадать в глаза.Он также гибкий, поэтому может изменять форму и отклонять свет, чтобы правильно фокусироваться на сетчатке.

Функция линзы глаза

Основная функция линзы — изгибать и фокусировать свет для создания резкого изображения. Для этого линза с помощью цилиарных мышц растягивается и истончается при фокусировке на удаленных объектах или сокращается и утолщается при фокусировке на близких объектах.

Когда свет попадает в глаз, линза изгибается и фокусирует падающий свет прямо на сетчатке, благодаря чему создается максимально четкое изображение.

Хрусталик проецирует сфокусированное изображение на сетчатку. Однако исходное проецируемое изображение перевернуто (перевернуто или перевернуто). Когда изображение отправляется в мозг через зрительный нерв, мозг вернет изображение в нормальное состояние.

Цилиарное тело имеет решающее значение для правильного функционирования хрусталика. В то время как цилиарные мышцы позволяют хрусталику изменять форму для фокусировки, сам хрусталик удерживается на месте небольшими волокнами, которые связаны с цилиарным телом — они называются зонулярными волокнами или зонулами.Цилиарное тело также производит водянистую влагу, которая поддерживает здоровье и функционирование хрусталика.

Для получения энергии и очищения хрусталик использует водянистую влагу, а не нервы или кровоток. Водяная жидкость — это прозрачная жидкость, расположенная между роговицей и хрусталиком, которая течет через глаз, а затем стекает из глаза через трабекулярную сеть.

Аккомодация

Аккомодация означает способность линз отскакивать между фокусировкой на ближних и удаленных объектах с небольшими помехами.

Например, если вы приближаетесь к светофору во время движения, линзы в ваших глазах будут сфокусированы на расстоянии, потому что свет находится относительно далеко. По мере того, как вы приближаетесь к свету, ваши линзы будут вносить крошечные изменения в форму, чтобы приспособиться к приближающемуся объекту, который раньше был далеким.

Аккомодация зависит от эластичности хрусталика, что облегчает изменение фокусного расстояния. С возрастом хрусталик теряет свою эластичность, что приводит к состоянию, называемому пресбиопией.

Пресбиопия

Пресбиопия — это естественное возрастное изменение зрения, которое влияет на способность человека сосредотачиваться на объектах крупным планом. Заболевание поражает почти всех, даже если раньше у них никогда не было проблем со зрением.

Причина пресбиопии связана с изменениями в составе линз. Старение вызывает изменение белка в линзах, из-за чего они утолщаются и становятся негибкими. Также страдают цилиарные мышечные волокна, которые удерживают линзу на месте и помогают ей менять форму.

Все эти изменения затрудняют фокусировку глаз на близлежащих объектах.

Признаки пресбиопии обычно появляются в возрасте около 40 лет и постепенно прогрессируют до 65 или 70 лет, когда пресбиопия находится на плато. Пресбиопия не опасна и может быть исправлена ​​очками, контактными линзами или операцией по зрению.

Помутнение хрусталика (катаракта)

Катаракта возникает, когда хрусталик глаза становится непрозрачным или мутным, что приводит к нечеткости зрения. Пожилой возраст является основной причиной развития катаракты, хотя дети могут родиться с врожденной катарактой.

По мере старения глаза белки, составляющие хрусталик, начинают слипаться. Это может произойти в одном или обоих глазах и, скорее всего, не повлияет на зрение вначале. Со временем зрение может стать размытым, тусклым, туманным или тусклым, что может сильно повлиять на способность видеть в условиях низкой освещенности (ночью). При отсутствии лечения катаракта может привести к потере зрения.

Операция по удалению катаракты позволяет удалить помутневший хрусталик и заменить его искусственным, известным как интраокулярная линза (ИОЛ).Для хирургии доступно множество типов ИОЛ, включая монофокальные, мультифокальные и торические.

Когда обращаться к окулисту

Хрусталик — жизненно важная часть глаза, обеспечивающая четкое зрение. Поскольку это внутренняя структура, бывает сложно определить, что с линзой что-то не так.

Проведение всестороннего офтальмологического обследования глазным врачом дает им возможность заглянуть внутрь глаза и убедиться, что все в нем, включая линзу, здоровое.

Если вы заметили какие-либо внезапные изменения в своем зрении, или если с момента последнего осмотра зрения прошло более двух лет, пора назначить его. Это небольшой, но важный шаг к тому, чтобы ваше зрение оставалось ясным, а глаза — здоровыми.

ПО ТЕМЕ: Замена рефракционных линз (замена естественных линз для исправления дефекта рефракции, а не для лечения катаракты)

Страница опубликована в феврале 2021 г.

Страница обновлена ​​в июле 2021 г.

Анатомия глаза | Глазной центр Kellogg

  • Хориоидея
    Слой, содержащий кровеносные сосуды, который выстилает заднюю часть глаза и расположен между сетчаткой (внутренний светочувствительный слой) и склерой (внешней белой стенкой глаза).
  • Цилиарное тело
    Структура, содержащая мышцы, расположена за радужной оболочкой, на которую фокусируется хрусталик.
  • Роговица
    Прозрачное переднее окно глаза, которое пропускает и фокусирует (т. Е. Резкость или ясность) свет в глаз. Корректирующая лазерная хирургия изменяет форму роговицы, меняя фокус.
  • Ямка
    Центр макулы, обеспечивающий четкое зрение.
  • Ирис
    Цветная часть глаза, которая помогает регулировать количество света, попадающего в глаз.При ярком свете радужная оболочка закрывает зрачок, чтобы пропускать меньше света. А при слабом освещении радужная оболочка открывает зрачок, пропуская больше света.
  • Линза
    Направляет световые лучи на сетчатку. Линза прозрачная, при необходимости ее можно заменить. Наши линзы ухудшаются с возрастом, поэтому нам нужны очки для чтения. Интраокулярные линзы используются для замены линз, помутненных катарактой.
  • Макула
    Область сетчатки, содержащая специальные светочувствительные клетки.Эти светочувствительные клетки желтого пятна позволяют нам ясно видеть мелкие детали в центре поля зрения. Ухудшение желтого пятна — обычное заболевание с возрастом (возрастная дегенерация желтого пятна или ARMD).
  • Зрительный нерв
    Пучок из более чем миллиона нервных волокон, передающих визуальные сообщения от сетчатки к мозгу. (Чтобы видеть, у нас должен быть свет, и наши глаза должны быть связаны с мозгом.) Ваш мозг фактически контролирует то, что вы видите, поскольку он комбинирует изображения.Сетчатка видит изображения в перевернутом виде, но мозг переворачивает изображения вверх ногами. Этот переворот изображений, который мы видим, очень похож на зеркало в фотоаппарате. Глаукома — одно из наиболее распространенных заболеваний глаз, связанных с повреждением зрительного нерва.
  • Зрачок
    Темное отверстие в центре радужки. Зрачок меняет размер в зависимости от количества доступного света (меньше для яркого света и больше для слабого). Это открытие и закрытие света в глазу очень похоже на диафрагму в большинстве 35-миллиметровых камер, которая пропускает больше или меньше света в зависимости от условий.
  • Сетчатка
    Нервный слой, выстилающий заднюю часть глаза. Сетчатка воспринимает свет и создает электрические импульсы, которые через зрительный нерв отправляются в мозг.
  • Склера
    Белая внешняя оболочка глаза, окружающая радужную оболочку.
  • Стекловидное тело
    Прозрачное студенистое вещество, заполняющее центральную полость глаза.

Как работает глаз

Пять чувств включают зрение, звук, вкус, слух и осязание.Зрение, как и другие чувства, тесно связано с другими частями нашей анатомии. Глаз связан с мозгом и зависит от мозга, чтобы интерпретировать то, что мы видим.

Как мы видим, зависит от передачи света. Свет проходит через переднюю часть глаза (роговицу) к хрусталику. Роговица и хрусталик помогают фокусировать световые лучи на задней части глаза (сетчатке). Клетки сетчатки поглощают и преобразуют свет в электрохимические импульсы, которые передаются по зрительному нерву, а затем в мозг.

Глаз работает так же, как фотоаппарат. Затвор камеры может закрываться или открываться в зависимости от количества света, необходимого для экспонирования пленки в задней части камеры. Глаз, как и затвор фотоаппарата, работает точно так же. Радужная оболочка и зрачок определяют количество света, попадающего в заднюю часть глаза. Когда очень темно, наши зрачки очень большие, пропускают больше света. Объектив фотоаппарата может фокусироваться на удаленных и близких объектах с помощью зеркал и других механических устройств.Хрусталик глаза помогает нам сфокусироваться, но иногда требуется дополнительная помощь, чтобы четко сфокусироваться. Очки, контактные линзы и искусственные линзы помогают нам видеть более четко.

Здоровье глаз: анатомия глаза

Под редакцией Морин А. Даффи, M.S., CVRT

О глазу и как он работает

Схема глаза, вид сбоку. Национальный институт глаза

Чтобы понять эту схему глаза, попробуйте представить его разделенным на две части, как яблоко, разрезанное пополам.Представьте, что вы смотрите в глаз со стороны разреза.

Роговица

Роговица представляет собой прозрачную куполообразную ткань, которая образует переднюю часть глаза.

Он работает как окно и пропускает свет в глаза. Он также начинает процесс фокусировки световых лучей, которые позволяют четко видеть слова и изображения. Роговица обеспечивает 65-75% фокусирующей способности вашего глаза.

Роговица не содержит кровеносных сосудов, но вместо этого содержит множество нервных окончаний, которые делают ее чрезвычайно чувствительной.Вот почему царапина или распущенная ресница так болезненны.

Джейк Уэлен: жизнь и борьба с кератоконусом

Джейк Уэлен — внештатный копирайтер, который большую часть своей жизни боролся с кератоконусом.

Кератоконус — это дегенеративное заболевание роговицы, прозрачной куполообразной ткани, образующей переднюю часть глаза. Кератоконус постепенно приводит к истончению роговицы, ее выпуклости / выступу наружу и приобретению конической формы. Это создает аномальную кривизну глаза, которая может вызвать нечеткое зрение, проблемы с бликами, светочувствительность и даже сильную боль.

Узнайте больше об основах эффективного ухода за глазами, в том числе:

Водяная жидкость

Водянистая жидкость — это прозрачная водянистая жидкость, содержащаяся в двух камерах позади роговицы и помогающая доставлять питательные вещества к тканям глаза. Он производится цилиарным телом , тканевым кольцом, расположенным за радужной оболочкой.

По мере циркуляции водная жидкость течет к передней части глаза, где она отводится трабекулярной сеткой , губчатой ​​системой фильтрации, расположенной там, где встречаются роговица и радужная оболочка.После дренирования через трабекулярную сеть водная жидкость проходит через небольшой проток, называемый каналом Шлемма , и всасывается в кровоток.

Здоровье вашего глаза зависит от непрерывного процесса производства, потока и дренажа этой водной жидкости. Любое прерывание этого процесса может привести к проблемам с повышенным давлением внутри глаза, например к глаукоме.

Склера

Склера представляет собой плотное белое внешнее покрытие из фиброзной ткани, которое покрывает все глазное яблоко (по всей длине), за исключением роговицы.К склере прикреплены мышцы, двигающие глаз. Название склера происходит от греческого слова «склерос», что означает «твердый».

Радужка и зрачок

Радужная оболочка — это кольцеобразная мембрана внутри глаза, которая окружает отверстие в центре, называемое зрачком. Радужная оболочка содержит мышцы, которые позволяют зрачку увеличиваться (открываться или расширяться) и уменьшаться (увеличиваться или сужаться). Радужная оболочка регулирует количество света, попадающего в ваш глаз, регулируя размер отверстия зрачка.

При ярком свете радужная оболочка закрывается (или сужается) и зрачок становится меньше, чтобы ограничить количество света, попадающего в ваш глаз.

Ирисовая диафрагма при ярком свете

При тусклом свете радужная оболочка открывается (или расширяется) и увеличивает зрачок, увеличивая количество света, попадающего в ваш глаз:

Ирисовая диафрагма в тусклом свете

Кроме того, это радужная оболочка, определяющая цвет ваших глаз. У людей с карими глазами сильно пигментированная радужная оболочка, в то время как у людей с голубыми или светлыми глазами радужная оболочка менее пигментирована.

Линза

Линза состоит из прозрачной гибкой ткани и расположена непосредственно за радужной оболочкой и зрачком. Это вторая часть вашего глаза после роговицы, которая помогает фокусировать свет и изображения на сетчатке.

Поскольку линза гибкая и эластичная, она может изменять свою изогнутую форму, чтобы фокусироваться на объектах и ​​людях, находящихся поблизости или на расстоянии. Объектив обеспечивает 25-35% фокусировки вашего глаза.

Цилиарные мышцы , которые являются частью цилиарного тела , прикрепляются к хрусталику и сокращаются или высвобождаются, чтобы изменить форму и кривизну хрусталика.

Линза становится более округлой, чтобы фокусироваться на близких объектах (см. Рисунок 1):

Рис. 1: Более округлая линза может фокусироваться на близких объектах.

Линза становится более вытянутой (или растянутой) для фокусировки на удаленных объектах (см. Рисунок 2):

Рис.2: Более удлиненная / растянутая линза может фокусироваться на удаленных объектах

Со временем линза теряет некоторая часть своей эластичности и, следовательно, теряет часть своей способности фокусироваться на близлежащих объектах. Это называется пресбиопией и объясняет, почему людям нужны очки для чтения по мере взросления.

Сосудистая оболочка

Сосудистая оболочка представляет собой темно-коричневую оболочку, богатую кровеносными сосудами, расположенную между склерой и сетчаткой. Он снабжает сетчатку кровью и питательными веществами, а также питает все другие структуры глаза.

Стекловидное тело

Стекловидное тело — это желеобразное вещество, заполняющее внутреннюю часть задней части глаза. Со временем стекловидное тело становится более жидким и может отделяться от задней части глаза, в результате чего могут образовываться плавающие помутнения.Если вы заметили новые плавающие объекты или мигающие огни, важно обратиться к офтальмологу, потому что отслоение стекловидного тела может вызвать образование отверстия (состояние, называемое макулярным отверстием) в сетчатке.

Сетчатка и зрительный нерв

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза, как обои. Клетки сетчатки преобразуют поступающий свет в электрические импульсы. Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который напоминает ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Макула — это небольшая чувствительная область в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Ямка расположена в центре макулы и обеспечивает четкое видение деталей.

Некоторые факты о сетчатке глаза

Сетчатка — это светочувствительная ткань, выстилающая внутреннюю поверхность глаза.

Сетчатка содержит фоторецепторных клеток , которые преобразуют (или обрабатывают) поступающий свет в электрические импульсы.Эти электрические импульсы передаются по зрительному нерву (который напоминает ваш телевизионный кабель) в мозг, который в конечном итоге интерпретирует их как визуальные образы.

Есть два типа фоторецепторов: палочки и колбочки, которые являются клетками обработки света, отвечающими за периферическое (боковое) и центральное (прямое) зрение.

Стержни

  • Специализированные, высокочувствительные к свету клетки для обработки сетчатки, способные работать при слабом освещении. Они обеспечивают периферическое (или боковое) зрение, отвечают за адаптацию к темноте и наиболее чувствительны к движению / движению.Они менее чувствительны к цветовому восприятию.
  • Нормальная сетчатка содержит приблизительно 120–150 миллионов стержней, в основном в периферической или внешней сетчатке.
  • Стержни обеспечивают скотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях низкой освещенности.

Колбочки

  • Специализированные обрабатывающие клетки сетчатки, которые работают при ярком освещении и обеспечивают центральное (или прямое) зрение, а также резкость, детализацию и цветовое зрение.Для их работы требуется яркий свет, и они нечувствительны к более низким уровням освещенности.
  • Нормальная сетчатка содержит примерно 6-7 миллионов колбочек, в основном в области макулы , небольшой области в центре сетчатки, которая обеспечивает четкое центральное зрение. Колбочки наиболее сконцентрированы в ямке , которая расположена в центре макулы и обеспечивает четкое зрение деталей.
  • Конусы обеспечивают фотопическое зрение , которое относится к зрению в условиях дневного света.

Дополнительные глазковые диаграммы

Вы можете ближе познакомиться с различными частями глаза с помощью этой интерактивной глазковой диаграммы от Национального института глаз.

Healthline.com предоставляет интерактивный онлайн-инструмент «Человеческий глаз в 3D», который поможет вам понять, как части глаза работают по отношению друг к другу.

Дополнительная информация

Вы можете узнать больше о частях глаза и аномалиях рефракции, включая миопию (близорукость), дальнозоркость (дальнозоркость) и астигматизм (как близкую, так и дальнюю размытость) в разделе «Ошибка рефракции и астигматизм» и «Руководство по глазам».

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *