هیجان با نور و لیزر
چشم انسان و دوربین عکاسی (اپتیک بینایی)

 

چشم انسان و دوربین عکاسی
چشم از جمله اعضای مهم بدن است که ساختمان پیچیده اپتیکی آن نقش مهم بینایی را ایفا می کند. سیستم پیچیده و جالب چشم را می توان
بعنوان یک ابزار آزمایشگاهی خوب و در دسترس در نظر گرفت و ویژه گی های آن مورد بررسی قرار داد.
تا به امروز بشر با الگوبرداری از برخی  ویژگی ها و ساختارچشم، ابزارهای متعددی مانند دوربین عکاسی و فیلم برداری و انواع سنسور ها و سیستم های تصویر سازی را ساخته است.
بطور اجمالی میتوان گفت، اجزای اصلی چشم از یک قسمت تصویر ساز که شامل قرنیه و عدسی است و یک اتاق تاریک که کره چشم است و یک شبکیه تشکیل شده و اجزای دیگر نیز مکمل عملکرد این بخشها می باشند .قسمت تصویر ساز از یک عدسی تشکیل شده که که ابعاد ماهیچه ها ی متصل به  آن و در نتیجه کانون عدسی قابل تغییر است. این امکان تغییر  کانون عدسی منجر به قابلیت تطابق می گردد. در جلوی عدسی نیز قرنیه و جود دارد که نسبت به عدسی هیچ تغییراتی ندارد. جالب است بدانید که ساختمان عدسی چشم، ساده و یکنواخت نیست.ساده -ترین مدلی که به آن نسبت داده  شده،  مدل پوسته پیازی است که طبق آن، با تغییر تدریجی و به صورت لایه لایه و گرادیانی عدسی، ویژه گی های آن نیز تغییر می کند. شبکیه قسمت حساس به نور چشم بوده و از چهار گیرنده نوری تشکیل شده است. از این میان، سه گیرنده، رنگی هستند و آنها را سلول های مخروطی و یا دریافت کننده می نامند چون سلول های مخروطی شکل دارند. گروه دیگرسلولهای گیرنده به صورت میله ای است. این گیرنده ها حساسیت بیشتری نسبت به سه گیرنده قبلی دارند و دید در نور کم راتامین می کنند ولی حساسیت رنگی در آنها وجود ندارد.همچنین در جلوی عدسی یک دیافراگم وجود دارد که با توجه به شرایط نوری می تواند تغییر قطر دهد. کنترل این دیافراگم از طریق مغز اعلام می شود.
چشم بعنوان یک سیستم اپتیکی، با توجه به ساختمان و ویژ گی های آن، مشخصات جالبی دارد که بعضی از آنها به دستگاه اپتیکی و برخی دیگر نیز به مغز (به عنوان پردازش گر) مربوط اند. جالب است که بدانیم سیستم اپتیکی چشم که شامل این سه بخش باشد شبیه یک دوربین دیجیتال رفتار میکند با این تفاوت که مانند عدسی چشم، در دوربین دیجیتال  نیز یک عدسی تعبیه شده اما بجای شبکیه یک CCD قرار گرفته که قسمت های حساس به نور در آن وجود دارد. در این قسمت  سلول های گیرنده، ثبت نور برای سه رنگ اصلی را بر عهده دارند. و در نهایت، مانیتور دوربین دیجیتال که اطلاعات را دریافت کرده و ان را بصورت تصویر پردازش میکند، در واقع نقش مغز را ایفا میکند. وقتی که  دوربین به کامپیوتر متصل میشود، این وظیفه بر عهده سیستمی است که اطلاعات را دریافت میکند. البته  یک دوربین عکاسی کوچک دارای ویژگی های مهمی است که چشم از آنها بی نصیب است. بعنوان مثال دوربین مجهز به سیستم  پیچیده  ای است که با کنترل نور ورودی توسط دیافراگم و پردازش تصویر، تصویر برداری در شرایط مختلف را ممکن می سازد.
هم چنین چشم انسان قادر به تفکیک ودیدن اجسامی که خیلی سریع و یا خیلی کند حرکت میکنند، نیست. مانند باز شدن یک گل که از چشم انسان پنهان است .علاوه بر این، چشم انسان بر اساس سن و توانایی فرد تا فاصله مشخصی قادر به تشخیص و تفیک اجسام از یکدیگر می باشد. ازطرف دیگر چشم حساسیت طول موجی خاصی دارد که محدوده ویژه ای را ترسیم می کند.چشم در محدوده مرئی قادر به دیدن اجسام است و خارج از این محدوده قدرت دید ندارد. حساسیت چشم در طول موج های مختلف متفاوت است. در وسط نور مرئی نزدیک به نور زرد در حدود 450 نانومتر چشم حساسیت بیشتری دارد و در کناره های ناحیه مرئی مثلا در ناحیه آبی و قرمز حساسیت  شروع به کاهش می کند تا اینکه در طول موج هایی این حساسیت به صفر می رسد و ناحیه فرابنفش و فروسرخ شروع می شود. چشم در مقابل خود از عدسی و قرنیه به عنوان سیستم تصویر ساز، کره چشم و مایع داخل آن که ضریب شکست را تعیین می کند به عنوان فاصله ای که تصویر سازی در آن صورت می گیرد و شبکیه به عنوان پرده حساس و عصب هایی که اطلاعات تصویر را به سمت مغز می برند تشکیل شده است. اگر با دقت به دوربین هندی کم نگاه کنیم متوجه میشویم که آن هم اغلب این اجزا را به گونه ای دیگر دارد.

 

 

چشم انسان و دوربین عکاسی1.JPG

 
چشم انسان و دوربین عکاسی2.JPG
 

 

Top

Shahid Beheshti University,دانشگاه شهید بهشتی

دانشگاه شهید بهشتی