114年:驗光概要
下列關於使用針孔鏡檢查眼睛的原理敘述,何者正確?
A將眼內焦點移到視網膜前面以增加清晰度
B增加視網膜的模糊度
C降低眼內的焦點深度
D增加眼內的焦點深度
詳細解析
本題觀念:
針孔鏡(pinhole occluder)的光學原理——其改善視覺清晰度的機制,以及對眼內焦點深度(depth of focus)的影響。
選項分析
(A) 將眼內焦點移到視網膜前面以增加清晰度 針孔並不是折射元件,無法改變光線的彙聚點(焦點)。焦點位置仍由眼球的屈光系統決定,針孔只是限制光束寬度,不「移動」焦點。❌
(B) 增加視網膜的模糊度 此選項完全相反。針孔的效果是減少視網膜上的模糊圓(blur circle),降低視網膜的模糊度,使影像更清晰。❌
(C) 降低眼內的焦點深度 降低焦點深度會讓清晰範圍變窄、更容易模糊,與針孔的臨床效果相反。針孔應該是「增加」焦點深度,而非降低。❌
(D) 增加眼內的焦點深度 此為正確答案。針孔的核心光學原理即為增加焦點深度(depth of focus),使眼睛在較大的焦距範圍內都能維持相對清晰的影像。✅
答案解析
針孔鏡的光學原理
針孔鏡(pinhole occluder)是一個有極小孔徑(通常 0.94~1.75 mm)的不透明圓盤,其改善視力的機制如下:
1. 針孔效應(Stenopeic Effect)
小孔限制了進入眼睛的光束寬度,只允許近乎平行的光線通過,排除了邊緣光線(marginal rays)。此時:
- 模糊圓(blur circle)的直徑縮小
- 視網膜上的影像更清晰
2. 增加焦點深度(Depth of Focus)
孔徑越小 → 焦點深度越大 → 焦點前後更大範圍內的物體都能看清楚 → 屈光誤差的影響相對縮小
視覺化說明:
| 條件 | 孔徑 | 模糊圓大小 | 焦點深度 | 視力清晰度 |
|---|---|---|---|---|
| 正常瞳孔(有屈光誤差) | 3-5 mm | 較大 | 較小 | 較模糊 |
| 針孔(有屈光誤差) | 1 mm | 極小 | 極大 | 顯著改善 |
3. 為何不是「移動焦點」?
針孔不含折射能力,無法改變焦點位置。它只是縮小了焦點前後可接受範圍的模糊圓大小,使影像主觀感受上更清晰,但焦點本身仍由眼球屈光系統決定。
核心知識點
- 針孔原理的正確描述:增加焦點深度(depth of focus)——這是考試最常考的核心
- 焦點深度 vs 焦點位置:焦點深度是「清晰範圍的大小」,不是焦點位置;針孔增加焦點深度,不移動焦點
- 臨床意義:
- 針孔改善視力 → 有殘餘屈光誤差
- 針孔不改善視力 → 可能是黃斑病變、視神經問題等非屈光性問題
- 選項記憶:選項 B、C 都是錯誤方向的表述,正確答案永遠是「增加焦點深度」