چشم انسان و دوربین عکاسی

چشم از جمله اعضای مهم بدن است که ساختمان پیچیده اپتیکی آن نقش مهم بینایی را ایفا می‌کند. سیستم پیچیده و جالب چشم را می توان به عنوان یک ابزار آزمایشگاهی خوب و در دسترس در نظر گرفت و ویژگی‌های آن را مورد بررسی قرار داد. تا به امروز بشر با الگو‌برداری از برخی ویژگی‌ها و ساختار چشم، ابزارهای متعددی مانند دوربین عکاسی و فیلم برداری و انواع سنسورها و سیستم‌های تصویرسازی را ساخته است. به طور اجمالی می‌توان گفت، اجزای اصلی چشم از یک قسمت تصویرساز 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 می‌باشند. قسمت تصویرساز از یک عدسی تشکیل شده که ابعاد ماهیچه‌های متصل به  آن، و در نتیجه کانون عدسی قابل تغییر است. این امکان تغییر کانون عدسی منجر به قابلیت تطابق می‌گردد. در جلوی عدسی نیز قرنیه وجود دارد که نسبت به عدسی هیچ تغییراتی ندارد. جالب است بدانید که ساختمان عدسی چشم، ساده و یکنواخت نیست. ساده‌ترین 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، ویژگی‌های آن نیز تغییر می‌کند.

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 دریافت‌کننده می‌نامند، چون سلول‌های مخروطی شکل دارند. گروه دیگرسلول‌های گیرنده به صورت میله‌ای است. این گیرنده‌ها حساسیت بیشتری نسبت به سه گیرنده قبلی دارند و دید در نور کم را تامین می‌کنند ولی حساسیت رنگی در آنها وجود ندارد. همچنین در جلوی عدسی یک دیافراگم وجود دارد که با توجه به شرایط نوری می‌تواند تغییر قطر دهد. کنترل این دیافراگم از طریق مغز اعلام می‌شود. چشم به عنوان یک سیستم اپتیکی، با توجه به ساختمان و ویژگی‌های آن، مشخصات جالبی دارد که بعضی از آن‌ها به دستگاه اپتیکی و برخی دیگر نیز به مغز (به عنوان پردازشگر) مربوط‌اند. 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 به جای شبکیه یک CCD قرار گرفته که قسمت‌های حساس به نور در آن وجود دارد. در این قسمت  سلول‌های گیرنده، ثبت نور برای سه رنگ اصلی را بر عهده دارند. و در نهایت، مانیتور دوربین دیجیتال که اطلاعات را دریافت کرده و آن را به صورت 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 ویژگی‌های مهمی است که چشم از آن‌ها بی‌نصیب است. به عنوان مثال دوربین مجهز به سیستم پیچیده‌ای است که با کنترل نور ورودی توسط دیافراگم و پردازش تصویر، تصویربرداری در شرایط مختلف را ممکن می‌سازد. همچنین چشم انسان قادر به تفکیک و دیدن 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 می‌باشد. ازطرف دیگر چشم حساسیت طول موجی خاصی دارد که محدوده ویژه‌ای را ترسیم می‌کند. چشم در محدوده مرئی قادر به دیدن اجسام است و خارج از این محدوده قدرت دید ندارد. حساسیت چشم در طول موج‌های مختلف متفاوت است. در وسط نور مرئی نزدیک به نور زرد در حدود 450 نانومتر چشم حساسیت بیشتری دارد و در کناره‌های ناحیه مرئی مثلا در ناحیه آبی و قرمز حساسیت  شروع به کاهش می‌کند تا اینکه در طول موج‌هایی این حساسیت به صفر می‌رسد و ناحیه فرابنفش و فروسرخ شروع می‌شود. چشم در مقابل خود از عدسی و قرنیه به عنوان سیستم تصویرساز، کره چشم و مایع داخل آن که ضریب شکست را تعیین می‌کند، به عنوان فاصله‌ای که تصویرسازی در آن صورت می‌گیرد و شبکیه به عنوان پرده حساس و عصب‌هایی که اطلاعات تصویر را به سمت مغز می‌برند، تشکیل شده است. اگر با دقت به دوربین هندی‌کم نگاه کنیم، متوجه می‌شویم که آن هم اغلب این اجزا را به گونه‌ای دیگر دارند. 

            چشم انسان و دوربین عکاسی1.JPG چشم انسان و دوربین عکاسی2.JPG

ارتباط با بخش

از متخصص نور بپرس

در این بخش می توانید سؤالات خود را در رابطه با نور و لیزر بپرسید تا متخصصین به آن‌ها پاسخ دهند

لینک ارتباط مستقیم با