ぼやけた画像も考慮した場合でも、目の焦点距離が到達できる最小の長さはどれくらいですか。

回答

短い回答
焦点近点での平均的な健康な成人の目の長さは約18.5mmです。若い人は、焦点距離が約15.4mmになるまでレンズを収納できます。

背景
焦点距離人間の目のは、物体に焦点が合っているときのレンズと網膜の間の距離です(図1)。したがって、質問の...even when considering blurred images tooの部分はあまり意味がありません。そこで、私は鮮明な画像のみに答えを集中します(しゃれを意図しています)。

目のレンズは端よりも中央が厚いため、正の収束レンズであり、目の後ろの感光層である網膜上に反転画像を形成します(図1)。網膜画像は次のように形成されます。 2つのレンズ:1)固定焦点長の角膜と2)調節と呼ばれる形状変化(図1)によって焦点長が変化するレンズであり、繊毛筋 (Kolb、2012)

繊毛筋が弛緩している場合、焦点の長さアイレンズの焦点が最大になり、遠くの物体に焦点が合っています(無限大)。毛様体の筋肉が収縮すると、アイレンズの焦点長が短くなり、近くの物体に焦点が合います。この範囲の2つの制限は遠点、(毛様体筋が弛緩)、および近点(最大調節)(出典:コロラド大学ボルダー校)。

水晶体と網膜の間の距離は約20mmです。オブジェクトが目から遠く離れている場合(無限遠)、画像は基本的に焦点に配置されます。したがって、目の筋肉が弛緩しているとき、角膜とアイレンズの焦点距離は約20mmでなければなりません。レンズの強度は、メートル単位の焦点距離の逆数です。したがって、遠点での角膜と水晶体の強度は、約1 / 0.020 = 50ジオプトリーです(出典:コロラド大学、ボルダー) ..

物体が近点(網膜上で物体に明確に焦点を合わせることができる最も近い点)にある場合、角膜と水晶体の焦点長は、まだ20mm離れている網膜に画像が形成されるように変更します。成人の典型的な近点は25cmで、レンズの標準レイトレーシングルールを使用した角膜の焦点距離と18.52mmのアイレンズに対応します。したがって、角膜と水晶体の強度は、約1 / 0.01852 = 54ジオプトリーでなければなりません。言い換えれば、目の筋肉は4ジオプトリーの調節範囲を提供できます(出典:コロラド大学ボルダー校)。

ただし、子供は 6.5 cmの距離つまり、15ジオプトリー相当のポイントに焦点を合わせることができます。光パワー、すなわち、15.39mmの最小焦点距離。

目
図。 1.人間の目。上部パネル:調節されていないリラックスした目。下のパネル:調節された目。出典:カーンアカデミー

リファレンス
コルブ、肉眼解剖学。で: Webvision。網膜と視覚系の組織、モランアイセンター(2012)

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