眼的屈光系统

眼的屈光系统由角膜、房水、晶体、玻璃体构成。这是一系列具有不同折射率的透明组织和液体，它们之间存在着具有一定曲率的界面，构成一个成象的总合镜组。远处物体经过眼屈光系统的折射，在视网膜上结成清晰的物象，这是引起各种视觉功能的先决条件。换言之，此系统的后主焦面必须与黄斑中心凹相重合。
眼的屈光系统分为角膜系统与晶体系统二部分，两系统的光学中心位于连接角膜及晶体二者中心的直线上，该线称为眼的主轴。角膜前曲面顶点处为主轴的前极，相当于黄斑与视乳头中间处的眼底部为主轴的后极。
角膜屈光系统由角膜与房水组成。角膜的折射率为1.376，前面曲率半径平均为7.7mm，后面曲率半径平均为6.8mm，中心厚度约为0.5mm。房水的折射率为1.336，沿主轴之前房深度约为3mm。空气与角膜折射率差别悬殊，故角膜面为眼屈光系统中最重要的屈折面，在整个眼屈光系统中也起主要作用。角膜与房水可视为一个起着单球面折射作用的整体。角膜屈光系统的屈折力为43.05D，较静态眼的晶体屈光系统屈折力强一倍以上，较最大调节时的晶体系统屈折力约强1/3。
晶体屈光系统包括晶体及玻璃体。晶体为双凸形，在静态眼中，其前面曲率半径约为10mm，后面者约为6mm（均指中央部分），沿主轴之厚度约为3.6mm。晶体内部有许多层次，由外向中心各层曲度及折射率均渐次增加，核心部分曲率半径最小而折射率最高。由于这些结构特点，晶体的总屈折力较具有同一外形的均匀媒质更强。如把晶体当作为由均匀媒质所构成，则其折射率为1.406。房水与玻璃体的折射率相同，故可将晶体屈光系统视为一个被同一媒质包围的厚凸透镜，其屈折力为19.11D。
为了正确理解眼的屈光状态，并进行各种有关计算，根据对青年正视眼中各曲面位置和曲率半径，以及各媒质折射率等的精密测量，可将眼的屈光系统简约为一个具有一定数据的光学系统，称为标准眼。其内容除包括眼在屈光方面的各种生理常数外，并确定了屈光系统中各组成部分以及整个系统的各基点位置，与各屈光单元的个别的与总的屈折力。目前多采用Gullstrand所设计的标准眼，其总屈折力：静态眼为58.64D，最大调节时为70.57D。黄斑中心凹位于角膜顶点后24.0mm处。
标准眼中所规定各球面的曲率中心均位于主轴上，但实际上各球面并非精确地同轴，称为眼的不共心性。此种现象对成象并无实际影响，故理论上仍可认为通过角膜顶点与后极的直线系眼的光轴，含有光学系统的全部基点。眼球转动中心亦位于其上，距角膜顶点约13.7mm。
连接注视点和黄斑中心凹的直线称为视轴，与光轴相交于节点，二者的夹角为alpha角，其大小决定于中心凹位置。当视轴在鼻侧时，alpha角为正号。由于一般alpha角均为正号(平均5°)，故两眼光轴稍呈散开，从外观上似有轻微外斜视。通过瞳孔中心的垂线称为瞳孔线，该线与视轴的夹角为kappa角。连接注视点与眼球转动中心的线与光轴间的夹角为gamma角。此外，晶体曲面亦有轻微的不共心现象，但亦无实际影响。

简化眼

F.前主焦点，角膜前15mmF′.后主焦点，角膜后20mmN.节点，距视网膜15mm

眼球远非理想的光学系统，故透镜的各种单色象差，在眼屈光中亦均有表现。这些象差为生理性的，其象点的弥散圈直径不影响眼的分辨力。眼的球面象差因人而异，且随年龄改变，但对成象影响不大。静态眼的球面象差通常为正的，一般在0.5～3D的范围，与瞳孔大小有关。调节时球面象差由正转为负，调节为1～2D时最小。由于视网膜轮廓为弧形，以及对周边象质的要求不高，其他单色象差如斜散光，彗形象差、视场弯曲及畸变等，均可略而不计。但眼的色象差则较显著，处于光谱两端的单色光通过眼屈光系统后产生的差别可达1D以上。故眼不可能同时对二种颜色聚焦。对紫色光聚焦时，对红色光为远视；对红色光聚焦时，对紫色光为近视。当眼对黄色光聚焦时，色象差最小，但由于视网膜对颜色有选择性的敏度，故在一般情况下，色象差也并不影响视力。