Разрешающая способность и острота зрения

Разрешающей способностью глаза называют способность раздельно воспринимать (различать) близко расположенные друг к другу точки, линии или другие фигуры. Разрешающую способность характеризуют величиной минимального угла между контурами раздельно воспринимаемых объектов или числом раздельно видимых линий на 1⁰.

Способность глаза различать две точки с минимальным углом между ними в 1' считается нормой.

Остротой зрения называют способность глаза замечать мелкие детали или различать их форму. Остроту зрения чаще всего определяют величиной минимального углового размера объекта, воспринимаемого глазом при максимальном контрасте.

Для нормального глаза в оптимальных условиях острота зрения составляет 1'. Средняя острота зрения равна 2-4'. При остроте зрения 2' на расстоянии наилучшего зрения (250мм) глаз может различать детали размером не менее 0,15мм.

Острота зрения и разрешающаяся способность зависят от освещенности объекта, диаметра зрачка глаза, продолжительности осмотра, спектральной характеристики объекта и других факторов. Но в первую очередь эти свойства глаза обусловлены структурой сетчатки и дифракцией света в глазных средах.

Если изображение предмета уменьшается в одном элементе сетчатки, глаз воспринимает этот предмет в виде точки, не различая его формы. Две точки глаз различает раздельно, если изображения их на сетчатке будут находиться на различных её элементах, разделенных не менее, чем одним нераздражённым элементом.

При дневном зрении разрешающаяся способность максимальна в центральной ямке сетчатки, где наиболее плотно расположены колбочки. Здесь разрешающая способность достигает в оптимальных условиях 50-70 линий на 1°. С удалением от центральной ямки сетчатки разрешающая способность быстро падает, составляет 0,33 от максимальной в 5° от центра и 0,1 от максимальной в 20°от центра. Это связано с изменением структуры сетчатки, увеличением диаметра палочек и колбочек, а также с увеличением рецептивных полей: к одному нервному волокну здесь сходятся сигналы от сотен палочек и десятка колбочек. Кроме того, уменьшение разрешающей способности связано с меньшей резкостью изображения, создаваемого хрусталиком в периферийных участках сетчатки.

Каждая рассматриваемая точка вследствие дифракции и рассеяния света в глазных средах воспринимается глазом в той или иной степени нерезко, в виде дифракционного кружка рассеяния.

Дифракционный кружок при средней освещённости и средней длине волны 550 нм составляет 0,009мм. Так как диаметр самых маленьких рецепторов зрения – колбочек в центральной ямке сетчатке составляет около 0,001мм, то разрешающая способность глаза и острота зрения в таких условиях, как видно, ограничиваются только дифракцией света.

Наиболее высокая острота зрения снижается из-за погрешности оптики глаза, при диаметре 2,5- 3мм (что соответствует общей освещённости 2000-2500лк) она падает из-за дифракции света. В связи с этим при осмотре деталей нет необходимости делать общую освещённость более 2000-2500лк. Местная освещённость в системе комбинированного освещения при этом может быть больше – до 4000-5000лк. Но для уменьшения отрицательного влияния дифракции света на остроту зрения в этих случаях принимают меры для снижения отражающей способности фона.

Минимальное расстояние между точками, воспринимаемыми глазом раздельно,

R=I_sinα, (4)

где I- расстояние от глаза до плоскости точек;

α-минимальный разрешаемый угол поля зрения.

Для нормального глаза с разрешающей способностью 1 (а=1; /=250мм) при хорошей освещённости расстояние между раздельно воспринимаемыми точками составляет 0,075мм. Приближенно эту величину принимают равной 0,1мм.

При снижении общей адоптирующей освещенности разрешающая способность уменьшается. При сумеречном (палочковом) зрении она в 15-20 раз ниже, чем при дневном. Минимальный интервал между раздельно воспринимаемыми точками, находящимися на расстоянии наилучшего зрения (250мм), в этом случае составляет 0,9-1,15мм. Этим явлением объясняется снижение разрешающей способности зрения при люминесцентном и магнито-люминесцентном контроле при отсутствии дополнительной подсветки контролируемой поверхности видимым излучением, хотя чувствительность к обнаруживаемым дефектам при этом остается высокой.

На разрешающую способность и остроту зрения оказывает влияние также иррадиация, которая заключается в кажущемся увеличении размеров светлых предметов на темном фоне. Чем светлее предмет, тем он кажется крупнее. Это явление при нормальной освещённости повышает остроту зрения, однако снижает разрешающую способность глаза. Мелкие светлые одиночные объекты, например, тонкий рисунок трещины при люминесцентном контроле, из-за иррадиации легко обнаружить. Однако две близко расположенные линии могут быть восприняты как одна. Изломы, изгибы люминесцирующего рисунка трещин скрадываются, что затрудняет их анализ, определение характера дефекта и различение действительных дефектов среди ложных.

При осмотре деталей в условиях малой освещённости возможна отрицательная

иррадиация - кажущееся уменьшение размеров светлых объектов на темном фоне. Вследствие этого затруднено обнаружение мелких светлых несветящихся объектов при освещённости ниже рекомендуемой.

На остроту зрения влияет также цвет объектов и фона. Высокая острота зрения при наблюдении желто-зеленых объектов на темном фоне и красных объектов на белом является одной из причин применения именно этих цветов при люминесцентной и цветной дефектоскопии.