Объектив из чего состоит: Устройство и принцип работы объектива

Содержание

Устройство и принцип работы объектива

Свет попадает на матрицу цифрового фотоаппарата через оптическую систему, основными составляющими которой являются объектив, видоискатель и устройство автоматической фокусировки. Оптическая система собирает лучи света и проецирует изображение на плоскость. Объектив, безусловно, занимает центральное место в оптической системе цифровой камеры, поскольку именно от его характеристик и качества изготовления зависят детальность и резкость получаемого на светочувствительном носителе изображения.

Широкий выбор объективов для цифровой фототехники определяет разнообразие возможностей для реализации творческих идей и задумок фотографа. Несмотря на то, что объектив является одним из важнейших узлов фотоаппарата, его основные принципы работы и устройство мало изменились за десятилетия с момента появления первой пленочной камеры.

Принцип работы объектива фотоаппарата основан на одном из главных оптических свойств света – преломлении световых лучей при прохождении границы сред с разными плотностями. Это свойство прекрасно заметно, например, при размешивании сахара в чашке с чаем. Глядя в чашку, мы можем заметить, как ложка, который мы помешиваем сахар, оказывается точно надломленной на границе воды и воздуха. Это оптическое свойство обуславливается тем простым фактом, что скорость распространения света в воде меньше, чем скорость распространения световых лучей в воздухе.

Еще более впечатляющий эффект преломления наблюдается при прохождении света сквозь границу воздуха и стекла, особенно при определенном радиусе искривления стекла. В объективе цифровой камеры свет преломляется при прохождении через прозрачную полированную поверхность стекла линзы, то есть на границе «воздух – оптическое тело». В результате преломления светового потока объектив проецирует на светочувствительном элементе фотоаппарата (матрице) геометрически правильное, резкое изображение снимаемых объектов по всему полю кадра.

Получаемое таким способом световое изображение не должно содержать каких-либо искажений формы, яркости или цвета фотографируемых объектов. Однако явления преломления света в объективе фотоаппарата нередко сопровождаются возникновением так называемых аберраций (искажений изображения). Для того, чтобы снизить эти проявления, сказывающиеся негативно на качестве изображения, в современных оптических системах применяются разнообразные приемы, связанные, в частности, с увеличением числа линз в объективе.

Конструкция объектива

Объектив является сложным оптическим устройством, которое конструктивно состоит из следующих основных элементов: системы линз и сферических зеркал, изготовленных из специального оптического стекла, металлической оправы и диафрагмы. В лицевой части объектива располагается оптическая линза, основное предназначение которой состоит в сборе световых лучей. Внутри объектива размешаются уже другие оптические линзы и сферические зеркала, которые отвечают за последующее преломление света и дальнейшее формирование изображения.

Объектив Nikon DX 16-85mm f/3.5-5.6G ED VR AF-S Nikkor

Количество линз или оптических элементов в конструкции современных объективов может быть разным. При этом они могут быть соединены друг с другом или, наоборот, разделены воздушным пространством. В простейших объективах используется система, состоящая из одной – трех линз. А в высококачественных и дорогих объективах количество оптических элементов, выполненных из различных сортов стекла, может достигать десяти и более.

Объектив Объектив Nikon DX 16-85mm f/3.5-5.6G ED VR AF-S Nikkor в разрезе

Оптическое стекло, используемое при изготовлении объективов, отличается идеальной прозрачностью и гладкостью, для него недопустимо наличие каких-либо пузырьков и короблений, ведь онимогут привести к искажению изображения. В конструкции современных объективов применяются особые асферические линзы, которые способны лучше справляться с разнообразными оптическими аберрациями. Такие асферические линзы довольно часто используются, в частности, в устройстве широкоугольной оптики.

Положение линз в объективе должно быть выдержано с точностью до тысячных долей миллиметра, чтобы создаваемое оптическое изображение было максимально резким и четким. В объективе, состоящем из нескольких линз, крайне важно, чтобы оптическая ось каждой отдельной линзы идеально совпадала с оптическими осями всех других линз. Только таким образом может быть достигнуто получение качественного изображения.

Высокая точность взаимного расположения линз в объективе достигается за счет крепления линз в металлической оправе. То есть оправа – это не просто корпус объектива, а компонент, обеспечивающий необходимое расстояние между линзами, а также защиту оптических элементов от механических и климатических воздействий. Оправа выполняется под конкретный тип камеры и ее соединения с объективом.

Большая часть объективов состоит из двух частей: основной металлической оправы, в которой размещаются все оптические детали и диафрагма, и переходной оправы, служащей для осевого перемещения основной оправы и ее соединения с камерой. Переходная оправа обычно имеет несколько кольцеобразных деталей. В результате поворота одного из таких колец обеспечивается осевое перемещение той части металлической оправы, в которой укреплен основной блок объектива. Конструкция оправ объектива предполагает возможность ручного или автоматического изменения диафрагмы, то есть регулируемого по величине отверстия, способного изменять количество световых лучей, проходящих через объектив на матрицу цифрового фотоаппарата.

Шестилепестковая диафрагма

Диафрагма в объективе представляет собой светонепроницаемую заслонку с небольшим отверстием в центре, которая просто отсекает световые лучи, проходящие сквозь края линзы. Такая заслонка в подавляющем большинстве объективов состоит из тонких металлических лепестков серповидной формы, установленных по окружности между линзами объектива. Эти лепестки диафрагмы могут поворачиваться одновременно друг с другом, двигаясь в пространство между линзами или выходя из него. Диафрагма служит для изменения глубины резко изображаемого пространства. Уменьшая размер диафрагменного отверстия, мы можем повысить резкость кадра.

Элементы объектива (источник electrogor.ru)

В устройство объектива входит и фокусировочное кольцо. Оно используется для ручной наводки объектива на резкость. Вращая кольцо объектива, фотограф может сделать резким либо передний, либо задний план. Если же объектив снабжен функцией автофокуса, то фокусировочное кольцо вращается автоматически благодаря специальному мотору. При нажатии на затвор камеры объектив автоматически фокусируется на резкость по центральному участку кадра. Фиксирование фокусировки обычно происходит при нажатии кнопки спуска до половины.

В современных объективах ведущих производителей применяется ультразвуковой привод фокусировки (USM), встроенный непосредственно в объектив. Благодаря ему обеспечивается очень быстрая скорость работы фокусировки. Существуют объективы и с так называемым отверточным приводом, который механически связывает объектив и фотоаппарат. Такая система работает более медленно и шумно.

Типы ультразвуковых приводов фокусировки объективов Canon

Помимо автофокуса, в конструкции объектива часто встраивается и механизм стабилизации, который компенсирует дрожание камеры при увеличенных выдержках, тем самым, давая фотографу возможность получать резкие кадры в условиях недостаточной освещенности без использования штатива. Объектив с переменным фокусным расстоянием имеет специальное кольцо трансфокатора, используемое для изменения фокусного расстояния. С помощью такого кольца можно приблизить или отдалить снимаемый объект в кадре.

Оправа объектива может составлять одно целое с камерой только в том случае, если объектив жестко встроен в фотоаппарат. В цифровых же камерах, рассчитанных на использование сменных объективов, применяется система крепления объектива – байонет. Такие системы крепления объектива к камере у каждого производителя свои собственные, хотя существуют и некоторые открытые стандарты байонета. Размеры и форма байонета зависят от типа камеры, к которой крепится объектив. Сам объектив может, в свою очередь, предоставлять возможность для установки разнообразных фильтров. Для этого он оснащается специальной резьбой, расположенной вокруг внешней линзы. Именно на эту резьбу и прикручиваются различные фильтры и другие аксессуары для объективов.

Характеристики объектива

Объективы характеризуются двумя основными параметрами – светосилой и фокусным расстоянием. Как правило, значения этих параметров указываются на передней части оправы любого объектива. Светосила определяет яркость создаваемого объективом оптического изображения, то есть иными словами служит показателем способности объектива пропускать свет. Чем больше света проходит через объектив, тем, соответственно, выше его светосила.

Преимущество объективов, обладающих высокой светосилой, заключается в том, что они позволяют вести съемку в условиях недостаточной освещенности и предоставляют фотографу больше свободы в выборе экспозиционных параметров съемки. Но если снимаемый объект освещен достаточно хорошо, то светосильный объектив будет уже не помощником, а скорее помехой. Высокая яркость создаваемого им изображения обеспечит переэкспонирование матрицы фотоаппарата.

Фокусное расстояние, в свою очередь, характеризует масштаб изображения, проецируемого объективом на матрицу цифровой камеры. Чем больше фокусное расстояние объектива, тем более «приближенное» и крупное изображение получится при съемке одного и того же объекта. Меньшее фокусное расстояние позволяет охватить большее поле обзора и уместить, таким образом, на одной фотографии широкую панораму.

Фокусное расстояние 24 мм ( в 35-мм эквиваленте)

От фокусного расстояния объектива напрямую зависит не только охват кадра и угол обзора, но и перспектива снимка. В частности, увеличение фокусного расстояния позволяет сделать задний план более крупным, приблизить его к переднему и сгладить разницу в расстоянии. Наоборот, уменьшение фокусного расстояния дает возможность сделать задний план визуально дальше и мельче, усиливая ощущения перспективы на снимке.

Фокусное расстояние 360 мм ( в 35-мм эквиваленте)

В зависимости от фокусного расстояния принято классифицировать объективы на следующие виды:

– Стандартные (фокусное расстояние от 40 до 50 мм)

Стандартным принято называть объектив с фокусным расстоянием, примерно равным диагонали кадра. С помощью стандартного объектива получается изображение, приближенное к тому, каким картинку видит человеческий глаз. То есть стандартные объективы нейтральны по своему действию и не обеспечивают никаких эффектов. Такие объективы широко применяются для съемки портретов, поскольку они не допускают искажения лиц.

– Широкоугольные (фокусное расстояние от 12 до 35 мм)

Широкоугольные объективы имеют короткое фокусное расстояния и широкий угол обзора, что позволяет использовать их в тех случаях, когда требуется увеличенный угол зрения. Например, при съемке пейзажей или архитектуры, где широкоугольный объектив дает возможность подчеркнуть перспективу пространства в кадре. Они также оказываются очень удобными при съемке в ограниченном пространстве благодаря своему широкому полю зрения.

– Телеобъективы (фокусное расстояние от 200 мм и более)

Для съемки удаленных объектов применяются телеобъективы. Благодаря небольшому углу обзора телеобъектив позволяет акцентировать внимание на основном объекте съемки, отсекая из кадра или размывая до неузнаваемости все лишнее. Телеобъективы способны сокращать расстояние между передним и задним планами, буквально «сплющивая» перспективу. Такие объективы гораздо более восприимчивы к дрожанию или малейшим вибрациям камеры, поэтому их использование практически немыслимо без надежного штатива.

Помимо этих типов, выделяют и другие объективы специального назначения. В частности, макрообъективы или объективы «фиш-ай».

Напоследок стоит сказать о некоторой специфике объективов, предназначенных именно для цифровых фотоаппаратов. Дело в том, что фотопленка может практически одинаково воспринимать как свет, падающий на ее поверхность под нормальным углом, так и косые световые лучи. Поэтому для определения качества объектива для пленочного аппарата нужно было лишь провести тестовую съемку и отпечатать фотографии большого формата, чтобы увидеть готовый результат.

Цифровая же фототехника характеризуется тем, что светочувствительный элемент (матрица) гораздо критичнее относится к углу падения световых лучей. И если лучи падают на поверхность матрицы под острым углом, то некоторая часть света просто не попадает на светочувствительную поверхность. В результате, при использовании некоторых объективов изображение по краям кадра теряет четкость, в других же случаях начинают проявляться заметные цветовые артефакты.

Чтобы решить эту проблему, производители объективов для цифровых фотоаппаратов стараются сегодня применять системы из нескольких линз и оптических элементов в конструкции оптики. Однако в этом случае приходится добиваться того, чтобы центр симметрии каждого оптического элемента идеально совпадал с оптическими осями других линз. Если этого не удается достичь, то неминуемо возникают различные геометрические аберрации и искажения, также портящие снимок.

Поэтому производство фотографических объективов в современных условиях отличается высокой степенью сложности и требует очень высокой точности изготовления. Такую точность при изготовлении линз и сборке объективов удается достигнуть только за счет использования на производственных предприятиях роботизированных сборочных аппаратов.

Источник: Фотокомок. ру – тесты и обзоры фотоаппаратов (при цитировании или копировании активная ссылка обязательна)

Как устроен объектив фотоаппарата

Оптическая система из нескольких линз или объектив, является самой важной частью фотоаппарата. Без матрицы и процессора можно обойтись, поскольку в старых фотоаппаратах применялись плёнка или фотопластинки. Вместо затвора, у старых павильонных моделей, использовалась съёмная крышечка на переднюю фотолинзу. А вот без объектива ни один оптический прибор работать не сможет. Так давай те же разберемся что такое объектив фотоаппарата, каково его устройство и основные характеристики.

Конструкция фотообъектива
Виды оптических систем
Устройство современного объектива
Механические устройства в конструкции
Фокусирующая линза
Диафрагма
Стабилизация изображения
Система крепления
Уровень качества

Конструкция фотообъектива

В какой-то степени устройство объектива фотоаппарата копирует человеческий глаз.

Основная задача оптики — это фокусирование светового потока, идущего от различных объектов и формирование точки фокуса на светочувствительном материале. В устройстве оптики главную роль играют линзы. Это стеклянные пластины круглой формы, которым полировкой и шлифовкой придаётся определённая кривизна. Все фотолинзы делятся на следующие группы:

Выпуклые;
Двояковыпуклые;
Вогнутые;
Двояковогнутые.

В зависимости от направления кривизны, линзы могут быть собирающими и рассеивающими. Первые две группы являются собирающими. Они фокусируют световой поток в одну точку. Таким образом, роль оптики фотоаппарата может выполнять одна выпуклая фотолинза. Фотобъектив, имеющий устройство, состоящее из одной линзы, называется мениск. Такая простейшая оптическая система позволяет получить изображение предмета на светочувствительном материале, но оно будет невысокого качества. Дело в том, что кривизна оптического стекла меняется от периферии к центру, поэтому изображение объекта будет сильно искажено по краям кадра.

Искажения картинки называются аберрации и могут быть хроматическими (цветовыми) и геометрическими.

В первом случае вокруг предметов возникает цветная окантовка, нарушающая нормальное восприятие фотографии.

Геометрические искажения связаны с тем, что лучи, проходящие через центральную и периферическую часть фотолинзы, преломляются под разными углами. Это влечёт за собой искривление прямых линий или дисторсию, которая бывает в форме бочки или подушки. Для того чтобы избавиться от всех видов аберраций, в оптический набор фотоаппарата устанавливают дополнительные линзы.

Виды оптических систем

В процессе развития практической оптики менялась оптическая схема объективов, и их устройство становилось всё более сложным. После мениска, состоящего из одной фотолинзы, были разработаны следующие вариации:

Ахромат;
Апланат;
Анастигмат.

«Ахромат» представляет собой склеенную пару из двух фотолинз. Одна из них выпуклая, другая вогнутая. В фотообъективе такого устройства отсутствуют хроматические искажения и частично исправлены геометрические. Применяются на мобильных телефонах и смартфонах.

Более сложный вариант — «апланат», состоит из двух ахроматов. В нём решено большинство проблем, связанных с хроматическими искажениями, дисторсией и частично исправлен астигматизм.

Оптика, в которой практически полностью устранены все аберрации, называется «анастигмат».

Устройство современного объектива

Оптика современных фотоаппаратов относится к анастигматам и имеет сложное устройство. Она состоит из нескольких линз различной кривизны и некоторых технических приспособлений, расположенных внутри оптической системы. Число фотолинз может доходить до 15-20. Обычно они группируются в несколько блоков. Для того чтобы увеличить контраст снимка за счёт гашения бликов, на линзы наносится сверхтонкое покрытие из окислов редких металлов. Обычно для этой цели используется лантан и его соединения. Этот процесс называется просветлением.

В целом оптическая система состоит из следующих узлов:

Блоки линз;
Механизм диафрагмы;
Система стабилизации;
Устройство крепления;
Корпус.

Линзы для самых дорогих представителей шлифуются из прозрачной разновидности плавикового шпата и имеют самый низкий коэффициент преломления, что позволяет использовать их в телеобъективах класса «Супер». Расстояние между линзами и блоками линз рассчитывается с высокой точностью. Эти величины определяют характеристики оптики фотоаппарата. Поэтому профессиональные объективы имеют жёсткий корпус, изготовленный из прочных и лёгких сплавов. Пластмассовые конструкции стоят дешевле, но менее надёжны и со временем у них может возникнуть люфт.

Механические устройства в конструкции

Рассмотрим основные механические узлы в оптической системе.

Фокусирующая линза

Важную роль в устройстве объектива играет фокусирующая линза. В отличие от других оптических элементов, которые жёстко установлены на посадочных местах, фокусирующая линза может перемещаться внутри системы. Она предназначена для наводки на резкость.

У старых фотоаппаратов этот процесс осуществлялся вручную. Для этого на фотообъективе имелось рифлёное кольцо, на котором были нанесены метки расстояния до снимаемого объекта. На простых моделях без дальномеров расстояние устанавливалось «на глаз» по шкале, где имелись метки от 0,8 м до бесконечности (∞). Оптический дальномер снижал вероятность ошибки, так как фотограф, по отсутствию «расплывчатости» изображения в видоискателе, точно выбирал нужное расстояние.

Устройство современных систем включает в себя как систему автоматической фокусировки, с помощью миниатюрного электродвигателя, так и возможность ручной установки точки фокуса. Алгоритм работы устройства автоматической фокусировки может несколько отличаться, в зависимости от компании производителя фотоаппарата, но результаты, как правило, одинаковые.

Диафрагма

Диафрагма представляет собой механическое устройство расположенное внутри объектива между группами линз. Это несколько тонких металлических пластин, обычно 5-9, определённой формы, которые установлены на поворотном кольце. Основная задача диафрагмы это ограничение количества света, проходящего через оптику. При максимальной диафрагме фотообъектив открыт полностью. Если нужно уменьшить количество света, то вращением диафрагменного кольца выбирается более высокое числовое значение, представленное дробью, например: f/1.4, f/2.8, f/8 и так далее. В этом случае пластины устройства образуют между фотолинзами отверстие маленького размера, сравнимое с точкой. Вторая функция диафрагмы это изменение глубины резкости (ГРИП).

При сильном диафрагмировании резко будут изображаться все предметы, находящиеся в пределах значений, нанесённых на регулировочное кольцо. В зеркальных фотоаппаратах TTL, где объект съёмки наблюдается через оптику, сопряженную с видоискателем через призму и систему зеркал, используется «прыгающая» диафрагма. Наводка на резкость осуществляется при полностью открытом объективе и только в момент съёмки устройство мгновенно устанавливает заранее выбранное значение диафрагмы.

Стабилизация изображения

Для оптимизации съёмочного процесса, когда на длительных выдержках нет возможности использовать штатив, применяется устройство оптической стабилизации изображения. Основу устройства составляют гироскопические датчики и линза, которая может свободно перемещаться во всех плоскостях. Данные от гироскопических датчиков поступают на микропроцессор и он, подавая импульсы на электромагниты, компенсирует перемещение фотоаппарата, сдвигая линзу в противоположную сторону.

Система крепления

Сменные объективы могут фиксироваться на корпусе фотоаппарата двумя способами:

Резьбовое крепление. Объективы с резьбой устанавливались на плёночные фотоаппараты старого образца и в настоящее время почти не применяются.
Устройство «байонет». Крепление «байонет» быстро и надёжно фиксирует оптику на фотоаппарате специальной защёлкой. Такое устройство позволяет использовать объективы с электронными системами управления. Для этого на корпусе оптики и корпусе фотоаппарата предусмотрены электрические контакты, которые надёжно замыкаются после установки и фиксации оптики.

Уровень качества

По мнению опытных фотографов именно хороший объектив, а не фотоаппарат, является залогом качественных фотографий. Используя оптику высокого класса и посредственный фотоаппарат, можно получить прекрасные снимки, а вот объектив низкого качества даже на профессиональном фотоаппарате может испортить самый выигрышный сюжет. Часто оптика, по стоимости, может быть в несколько раз дороже хорошего фотоаппарата. В основном это определяется конструктивными материалами.

Самые качественные и дорогие представители класса в своём устройстве содержат линзы из флюорита. Корпус оптики выполнен из сверхлёгких сплавов, которые применяются в космической технике. Такие объективы отличаются высокой надёжностью и длительным сроком службы;
Далее идут объективы с линзами из кварцевого стекла. Они обеспечивают хорошее качество фотографий и вполне надёжны;
На последнем месте по качеству находятся объективы с акриловыми линзами и пластиковым корпусом.

Особенно плохо, если из пластмассы выполнено байонетное крепление. Люфт будет обеспечен при частой замене оптики даже через непродолжительное время, а пластиковые линзы быстро помутнеют от следов пыли и песка.

Объектив — неотъемлемая составляющая фотоаппарата. Может быть выполнена как в виде достаточно простой системы «апланат» и без различных дополнительных улучшающих механизмов. Так и в виде сложной громоздкой оптической системы, включающей в себя около 20 линз разделенных на блоки, систем автоматической фокусировки, изменения фокусного расстояния, стабилизации изображения и различных технологических ухищрений, повышающих качество захватываемой картинки. Стоимость объектива может варьироваться от легко подъемной практически любому фотолюбителю, до непомерно высокой — дороже профессионального фотоаппарата.

Хрусталик глаза — все о зрении

Автор: Autumn Sprabary

Что такое хрусталик глаза?
Функция хрусталика глаза
Проживание
пресбиопия
Помутнение хрусталика (катаракта)
Когда обратиться к глазному врачу

Что такое хрусталик глаза?

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

В естественном состоянии хрусталик выглядит как вытянутая сфера — форма, известная как эллипсоид — напоминающая сдутый шар. Средний размер хрусталика у взрослых составляет примерно 10 мм в поперечнике и 4 мм спереди назад.

Хрусталик почти полностью состоит из белков. На самом деле, белки составляют почти 60% хрусталика глаза — это более высокая концентрация белка, чем в любой другой ткани организма. Ткань прозрачная, что позволяет свету легко проникать в глаз. Он также гибкий, поэтому может изменять форму и преломлять свет, чтобы правильно сфокусироваться на сетчатке.

Функция хрусталика глаза

Основная функция хрусталика — преломлять и фокусировать свет для создания четкого изображения. Для этого хрусталик использует ресничные мышцы, чтобы растягиваться и истончаться при фокусировке на удаленных объектах или сжиматься и утолщаться при фокусировке на близких объектах.

Когда свет попадает в глаз, хрусталик изгибается и фокусирует входящий свет прямо на сетчатку, благодаря чему создается максимально четкое изображение.

Хрусталик проецирует сфокусированное изображение на сетчатку. Однако исходное проецируемое изображение инвертируется (переворачивается или переворачивается). Когда изображение отправляется в мозг через зрительный нерв, мозг возвращает изображение в нормальное состояние. [Прочитайте нашу статью о том, как работает зрительный процесс.]

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

Линзы полагаются на водянистую влагу для получения энергии и очищения, а не на нервы или кровоток. Водянистая влага — это прозрачная жидкость, расположенная между роговицей и хрусталиком, которая течет через глаз, а затем стекает из глаза через трабекулярную сеть.

Аккомодация

Аккомодация относится к способности линз переключаться между фокусировкой на близких объектах и удаленных объектах с небольшими помехами.

Например, если вы приближаетесь к светофору во время вождения, линзы ваших глаз 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 удален.

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 фокусировать внимание на объектах, находящихся вблизи. Это состояние затрагивает почти всех, даже если у них никогда раньше не было проблем со зрением.

Причина пресбиопии связана с изменениями в составе линз. Старение вызывает изменение белка хрусталика, из-за чего они утолщаются и становятся негибкими. Волокна цилиарной мышцы, которые удерживают хрусталик на месте и помогают ему изменять форму, также поражаются.

Все эти разработки затрудняют фокусировку глаз на близлежащих объектах.

Признаки пресбиопии обычно появляются в возрасте около 40 лет и постепенно прогрессируют до 65–70 лет, когда пресбиопия выходит на плато. Пресбиопия не опасна и может быть исправлена с помощью очков, контактных линз или операции на зрение.

Помутнение хрусталика (катаракта)

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

По мере старения глаза белки, из которых состоит хрусталик, начинают слипаться. Это может произойти в одном или обоих глазах и, вероятно, не повлияет на зрение в начале. Со временем зрение может стать расплывчатым, 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.

Хирургия катаракты может быть выполнена для удаления помутневшего хрусталика и замены его искусственным, известным как интраокулярная линза (ИОЛ). Существует множество типов ИОЛ, доступных для хирургии, в том числе монофокальные, мультифокальные и торические.

Когда обратиться к офтальмологу

Хрусталик является жизненно важной частью глаза и обеспечивает четкое зрение. Поскольку это внутренняя структура, может быть трудно понять, что с объективом что-то не так.

Проведение всестороннего осмотра глаза врачом-офтальмологом дает ему возможность заглянуть внутрь глаза и убедиться, что все в нем, включая хрусталик, здоровое.

Если вы заметили какие-либо внезапные изменения в вашем зрении или если с момента вашего последнего осмотра глаз прошло более двух лет, пора его записать. Это небольшой, но важный шаг к сохранению ясности зрения и здоровья глаз.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА: Рефракционная замена хрусталика (замена естественных хрусталиков для коррекции аномалии рефракции, а не для лечения катаракты)

Страница опубликована в среду, 24 февраля 2021 г. Хрусталик — РМС

1. Брюстер Д. Об анатомическом и оптическом строении хрусталика животных, в частности трески. Philos Trans R Soc Lond. 1833; 123: 323–332. [Академия Google]

2. Утренняя КТ. Untersuchungen дер белкового вещества в 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 Гэс. 1901; 15: 61–79. [Google Scholar]

4. Ренвик Дж. Х., Лоулер С. Д. Вероятная связь между очагом врожденной катаракты и очагом группы крови Даффи. Энн Хам Жене. 1963; 27: 67–84. [PubMed] [Google Scholar]

5. Зеленка П.С., Пятигорский Дж. Выделение и трансляция in vitro дельта-кристаллиновой мРНК из волокон хрусталика эмбриона 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. Эксп. Разр. 1977; 25:651. [PubMed] [Google Scholar]

7. Augusteyn RC. Рост хрусталика глаза человека. Мол Вис. 2007; 13: 252–257. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

8. Вистоу Г.Дж., Пятигорский Дж. Кристаллины хрусталика: эволюция и экспрессия белков в высокоспециализированных тканях. 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]

10. Даныш Б.П., Дункан М.К. Капсула объектива. Эксп. Разр. 2009;88(2):151–164. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

11. Koretz JF, Handelman GH. Как фокусируется человеческий глаз. наук Ам. 1988; 256: 92–99. [PubMed] [Google Scholar]

12. Fisher RF, Pettet BE. Постнатальный рост капсулы хрусталика человека. Дж Анат. 1972;112:207–214. [Бесплатная статья PMC] [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 бычьего хрусталика. Тканевая клетка. 1986; 18: 83–97. [PubMed] [Google Scholar]

15. Mir S, Wheatley HM, Hussels IE, Whittum-Hudson JA, Traboulsi EI. Сравнительное гистологическое исследование микрофибриллярной системы фибриллина в капсуле хрусталика здоровых людей и людей с синдромом Марфана. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998;39(1):84–93. [PubMed] [Google Scholar]

16. Манн И. Развитие человеческого глаза. Нью-Йорк: Грун и Страттон; 1964. [Google Scholar]

17. Goodenough DA, Dick JSB, Lyons JE. Метаболическая кооперация хрусталика: исследование транспорта и проницаемости хрусталика мыши, визуализированное с помощью авторадиографии с замораживанием и электронной микроскопии. Джей Селл Биол. 1980; 86: 576–589. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

18. Gorthy WC, Snavely MR, Berrong ND. Некоторые аспекты транспорта и пищеварения в хрусталике нормальной молодой взрослой крысы. Эксп. Разр. 1971;12:112–119. [PubMed] [Google Scholar]

19. Rae JL, Stacey T. Lanthanum и желтый процион в качестве внеклеточных маркеров в хрусталике крысы. Эксп. Разр. 1979; 28:1–21. [PubMed] [Google Scholar]

20. Ramaekers FCS, Bloemendal H. Цитоскелетные и сократительные структуры в дифференцировке клеток хрусталика. В: Bloemendal H, редактор. Молекулярная и клеточная биология хрусталика глаза. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья; 1981. С. 85–136. [Google Scholar]

21. Benedetti L, Dunia I, Ramaekers FCS, Kibbelaar MA. Лентикулярные плазматические мембраны и цитоскелет. В: Bloemendal H, редактор. Молекулярная и клеточная биология хрусталика глаза. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья; 1981. стр. 137–188. [Google Scholar]

22. Alcala H, Maisel H. Биохимия плазматических мембран и цитоскелета хрусталика. В: Майзел Х, редактор. Окулярная линза. Нью-Йорк: Марсель Деккер Инк.; 1985. С. 169–222. [Google Scholar]

23. Kuszak JR, Zoltoski RK, Sivertson C. Организация волоконных клеток в хрусталиках. Эксп. Разр. 2004;78(3):673–687. [PubMed] [Google Scholar]

24. Бенедек Г.Б. Теория прозрачности глаза. Прил. опт. 1971; 10: 459–473. [PubMed] [Академия Google]

25. Delaye M, Tardieu A. Ближний порядок кристаллиновых белков объясняет прозрачность хрусталика глаза. Природа. 1983; 302: 415–417. [PubMed] [Google Scholar]

26. Рафферти Н.С. Морфология линзы. В: Майзел Х, редактор. Окулярная линза. Нью-Йорк: Марсель Деккер Инк.; 1985. С. 1–60. [Google Scholar]

27. Айрленд М., Майзел Х. Семейство белков, специфичных для клеток волокон хрусталика. Объектив Глаз Токсичный Res. 1989; 6: 623–638. [PubMed] [Google Scholar]

28. Майкл Р., ван Марле Дж., Вренсен Г.Ф., ван ден Берг Т.Дж. Изменение показателя преломления мембран волокон хрусталика при созревании — влияние на прозрачность хрусталика. Эксп. Разр. 2003;77(1):93–99. [PubMed] [Google Scholar]

29. Пятигорский Дж. Экспрессия генов и генная инженерия в хрусталике. Лекция Фриденвальда. Invest 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 хрусталике эмбриона и после соломенной курицы: временные и пространственные изменения во время развития. Дев биол. 1985; 109: 72–81. [PubMed] [Google Scholar]

31. van Leen RW, van Roozendaal KEP, Lubsen NH, Schoenmakers JG. Дифференциальная экспрессия генов кристаллинов при развитии хрусталика глаза крысы. Дев биол. 1987;120:457–464. [PubMed] [Google Scholar]

32. Aarts HJ, Lubsen NH, Schoenmakers JG. Экспрессия гена кристаллина во время развития хрусталика крысы. Евр Дж Биохим. 1989; 183:31–36. [PubMed] [Google Scholar]

33. Лерман С. Лучистая энергия и глаз. Нью-Йорк: Макмиллан; 1980. [Google Scholar]

34. Korlimbinis A, Truscott RJ. Идентификация 3-гидроксикинуренина, связанного с белками в хрусталике 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 помутнение хрусталика, предсказанное теорией случайных флуктуаций. Биофиз Дж. 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]

37. Takemoto L, Sorensen CM. Белок-белковые взаимодействия и прозрачность хрусталика. Эксп. Разр. 2008;87(6):496–501. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

38. Страднер А., Фоффи Г., Дорсаз Н., Терстон Г., Шуртенбергер П. Новый взгляд на формирование катаракты: повышенная стабильность за счет взаимного притяжения. Phys Rev Lett. 2007;99(19):198103. [PubMed] [Google Scholar]

39. Uhlhorn SR, Borja D, Manns F, Parel JM. Измерение показателя преломления изолированного хрусталика с помощью оптической когерентной томографии. Видение Рез. 2008;48(27):2732–2738. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

40. Lynnerup N, Kjeldsen H, Heegaard S, Jacobsen C, Heinemeier J. Радиоуглеродное датирование кристаллов хрусталика человеческого глаза выявляет белки без оборота углерода на протяжении всей жизни. ПЛОС Один. 2008;3(1):e1529. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

41. Sample PA, Esterson FD, Weinreb RN, Boynton RM. Стареющая линза: оценка поглощения света in vivo в 84 человеческих глазах. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988; 8: 1306–1311. [PubMed] [Google Scholar]

42. Брон А.Дж., Вренсен Г.Ф., Корец Дж., Марайни Г., Хардинг Дж.Дж. Стареющий объектив. Офтальмология. 2000;214(1):86–104. [PubMed] [Академия Google]

43. Вренсен Г., Каппельхоф Дж., Вилликенс Б. Старение хрусталика человека. Объектив Глаз Токсичный Res. 1990; 7:1–30. [PubMed] [Google Scholar]

44. Kuszak JR, Deutsch TA, Brown HG. Анатомия возрастных и старческих катарактальных хрусталиков. В: Альберт Д. , Якобец Ф., редакторы. Принципы и практика офтальмологии: фундаментальные науки. Филадельфия: WB 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 отрезка глаза. Видение Рез. 1989;29:1685–1692. [PubMed] [Google Scholar]

46. Дэвсон Х. Физиология глаза. Нью-Йорк: Пергамон Пресс; 1990. [Google Scholar]

47. Хоквин О., Орлофф К. Глаза пожилых людей: хрусталик. В: Platt D, редактор. Гериатрия. Берлин: Springer-Verlag; 1984. стр. 373–424. [Google Scholar]

48. Truscott RJ. Возрастная ядерная катаракта: ключом является окисление. Эксп. Разр. 2005;80(5):709–725. [PubMed] [Google Scholar]

49. Gao J, Wang H, Sun X, et al. Влияние возраста на перенос хрусталика. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(12):7174–7187. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

50. Ганеа Э., Хардинг Дж.Дж. Ферменты, связанные с глутатионом, и глаз. Curr Eye Res. 2006;31(1):1–11. [PubMed] [Google Scholar]

51. Wei M, Xing KY, Fan YC, Libondi T, Lou MF. Потеря систем репарации тиолов в катарактных хрусталиках человека. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015;56(1):598–605. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [Google Scholar]

52. Duncan G, Hightower KR, Gandolfi SA, Tomlinson J, Maraini G. Катионная проницаемость мембран хрусталика человека увеличивается с возрастом. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1989; 30 (8): 1855–1859. [PubMed] [Google Scholar]

53. Lampi KJ, Ma Z, Hanson SR, et al. Возрастные изменения кристаллинов хрусталика человека, выявленные методами двумерного электрофореза и масс-спектрометрии. Эксп. Разр. 1998;67(1):31–43. [PubMed] [Google Scholar]

54. Datiles MB, III, Ansari RR, Suh KI, et al. Клиническое выявление предкатарактных белковых изменений хрусталика с помощью динамического светорассеяния. Арка Офтальмол. 2008;126(12):1687–1693. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

55. Рой Д., Спектор А. Отсутствие низкомолекулярного альфа-кристаллина в ядерной области старого человеческого хрусталика. Proc Natl Acad Sci USA. 1976; 73: 3484–3487. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

56. McFall-Ngai MJ, Ding LL, Takemoto LJ, Horwitz J. Пространственное и временное картирование возрастных изменений кристаллинов хрусталика человека. Эксп. Разр. 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. ФЭБС лат. 1989;259:50–52. [PubMed] [Google Scholar]

58. Рао Г., Сантошкумар П., Шарма К.К. Сайты взаимодействия пептида антишаперона бетаA3/A1(102–117) в альфаB-кристаллине человека. Мол Вис. 2008; 14: 666–674. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

59. Harding JJ, Crabbe MJC. В кн.: Хрусталик: развитие, белки, метаболизм и катаракта. 3. Дэвсон Х., редактор. Орландо: Академическая пресса; 1984. стр. 207–492. Глаз; том ИБ. [Google Scholar]

60. Страатсма Б.Р., Хорвиц Дж., Такемото Л.Дж., Лайтфут Д.О., Дин Л.Л. Клинико-биохимические корреляции при возрастной катаракте человека. Am J Офтальмол. 1984;97:457–469. [PubMed] [Google Scholar]

61. Дэвид Л.Л., Ширер Т.Р. Роль протеолиза в линзах: обзор. Объектив Глаз Токсичный Res. 1989; 6: 725–747. [PubMed] [Google Scholar]

62. Horwitz J, Wong MM. Картирование пептидов путем ограниченного протеолиза в додецилсульфате натрия основных внутренних полипептидов, выделенных из плазматических мембран хрусталика человека и быка. Биохим Биофиз Акта. 1980; 622: 134–143. [PubMed] [Google Scholar]

63. Болл Л.Э., Гарланд Д.Л., Крауч Р.К., Шей К.Л. Посттрансляционные модификации аквапорина 0 (AQP0) в нормальном хрусталике человека: пространственное и временное возникновение. Биохимия. 2004;43(30):9856–9865. [PubMed] [Google Scholar]

64. Swamy-Mruthinti S. Гликация уменьшает связывание кальмодулина с трансмембранным белком хрусталика, MIP. Биохим Биофиз Акта. 2001;1536(1):64–72. [PubMed] [Google Scholar]

65. Вагнер Б.Дж., Марголис Дж.В., Гарланд Д., Роземан Дж.Е. Нейтральная протеиназа хрусталика крупного рогатого скота предпочтительно гидролизует окислительно модифицированную глутаминсинтетазу. Эксп. Разр. 1986; 43: 1141–1143. [PubMed] [Google Scholar]

66. Янген Дж. Х., Липман Р. Д., Эйзенхауэр Д. А., Янген Э. Г., младший, Тейлор А. Старение и клеточное созревание вызывают изменения в конъюгатах убиквитин-белок хрусталика глаза. Арх Биохим Биофиз. 1990;276:32–37. [PubMed] [Google Scholar]

67. Shang F, Gong X, Taylor A. Активность убиквитин-зависимого пути в ответ на окислительный стресс. Убиквитин-активирующий фермент временно активируется. Дж. Биол. Хим. 1997;272(37):23086–23093. [PubMed] [Google Scholar]

68. Masters PM, Bada JL, Zigler JS., Jr Рацемизация аспарагиновой кислоты в хрусталике человека при старении и при формировании катаракты. Природа. 1977; 268: 71–73. [PubMed] [Google Scholar]

69. Hanson SR, Hasan A, Smith DL, Smith JB. Основными модификациями in vivo водонерастворимых кристаллинов хрусталика человека являются дисульфидные связи, дезамидирование, окисление метионина и расщепление основной цепи. Эксп. Разр. 2000;71(2):195–207. [PubMed] [Google Scholar]

70. Takata T, Oxford JT, Demeler B, Lampi KJ. Деамидирование дестабилизирует и запускает агрегацию белка хрусталика, бета-А3-кристаллина. Белковая наука. 2008;17(9):1565–1575. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [Google Scholar]

71. Flaugh SL, Mills IA, King J. Деамидирование глутамина дестабилизирует гамма-D-кристаллин человека и снижает кинетический барьер для разворачивания. Дж. Биол. Хим. 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 при старении альфа-А-кристаллина. ФЭБС лат. 1990;269:109–112. [PubMed] [Google Scholar]

73. Nakamura T, Sakai M, Sadakane Y, et al. Дифференциальные константы скорости рацемизации остатков аспартила и аспарагинила у мутантов альфа-А-кристаллина человека.