Jaka jest minimalna ogniskowa ludzkiego oka?

Krótka odpowiedź
Główna długość przeciętnego, zdrowego dorosłego oka ludzkiego w punkcie bliskim wynosi około 18,5 mm. Młode osoby mogą bardziej dopasować swoje soczewki do ogniskowej około 15,4 mm.

Tło
Ogniskowa oka ludzkiego to odległość między soczewką a siatkówką, gdy obiekt jest ostry (ryc. 1). Dlatego ...even when considering blurred images too część pytania nie ma większego sensu. Skoncentruję się więc tylko na ostrych obrazach (gra słów zamierzona).

soczewki oka są grubsze pośrodku niż na brzegach, stąd soczewki dodatnie i zbieżne tworzą odwrócony obraz na warstwie światłoczułej w tylnej części oka – siatkówce (ryc. 1) Obraz siatkówki jest kształtowany przez dwie soczewki: 1) rogówka o stałej ogniskowej i 2) soczewka oka, która jest soczewką o zmiennej ogniskowej poprzez zmiany kształtu (ryc. 1), zwane akomodacją, w której pośredniczy mięśnie rzęskowe (Kolb, 2012) .

Gdy mięśnie rzęskowe są rozluźnione, ogniskowa soczewki oka jest maksymalne, a odległe obiekty są ostre (nieskończoność). Kiedy mięśnie rzęskowe kurczą się, skracają ogniskową soczewki oka, aby wyostrzyć bliżej obiekty. Dwie granice tego zakresu nazywane są daleki punkt , (rozluźnione mięśnie rzęskowe) i punkt bliży (maksymalne akomodacje) (źródło: University of Colorado, Boulder ).

Odległość między soczewką oka a siatkówką wynosi około 20 mm. Kiedy obiekt znajduje się daleko od oka (nieskończoność), obraz znajduje się zasadniczo w ogniskowej. Dlatego ogniskowa rogówki i soczewki oka powinna wynosić około 20 mm, gdy mięśnie oka są rozluźnione. Siła obiektywu to odwrotność jego ogniskowej w metrach. Stąd siła rogówki i soczewki oka w dalekim punkcie wynosi około 1 / 0,020 = 50 dioptrii (źródło: University of Colorado, Boulder ) ..

Gdy obiekt znajduje się w bliskim punkcie (najbliższym punkcie, w którym obiekt może zostać wyostrzony na siatkówce), ogniskowa rogówki i soczewki oka musi należy zmienić tak, aby obraz powstawał na siatkówce, która jest nadal oddalona o 20 mm. Typowy punkt bliski u osoby dorosłej wynosi 25 cm, co odpowiada ogniskowej rogówki i soczewki oka 18,52 mm przy zastosowaniu standardowych reguł śledzenia promieni soczewek . Stąd siła rogówki i soczewki oka musi teraz wynosić około 1 / 0,01852 = 54 dioptrii. Innymi słowy, mięśnie oka mogą zapewnić akomodację w zakresie 4 dioptrii (źródło: University of Colorado, Boulder ).

Dzieci mogą jednak skupić się na punktach znajdujących się w odległości zaledwie 6,5 cm , tj. 15 dioptrii wartości moc optyczna, tj. , minimalna ogniskowa 15,39 mm.

^{Rys. 1. Oko ludzkie. Panel górny: niezamieszkane, zrelaksowane oko. Dolny panel: przystosowane oko. źródło: Khan Academy}

_{Referencje
– Kolb , Gruba anatomia oka. W: Webvision. Organizacja Retina and Visual System , Moran Eye Center (2012)}