Rozdzielczość oczu: koncepcja, formuła, standard

Oko ludzkie jest urządzeniem optycznym, które charakteryzuje się dużą wrażliwością na zmiany w świetle. Ważną cechą ludzkiego układu optycznego jest rozdzielczość oka. Kropki są inaczej odbierane, gdy trafiają na wrażliwe receptory.

Jaka jest rozdzielczość oka

Ludzkie oko jest złożonym organem. Gałka oczna ma kształt kuli o długości 24-25 mm i zawiera aparat odbijający i odbierający światło.

Rozdzielczość ludzkiego oka to odległość między dwoma obiektami lub liniami widzianymi oddzielnie. Możliwe jest oszacowanie rozdzielczości w minutach lub milimetrach, przy czym najczęściej jest to liczba linii widzianych oddzielnie w przestrzeni 1 mm. Anatomiczna wielkość receptorów i ich połączeń zmienia rozdzielczość oka.

Na rozdzielczość ludzkiego oka wpływają czynniki:

1. Nerw przetwarza sygnał otrzymany na siatkówce.
2. Optyczne - nieprawidłowości rogówki, rozogniskowanie, dyfrakcja tęczówki, rozproszenie światła i nieprawidłowości oka.

Kontrast obiektu wpływa na rozdzielczość. Różnice można zaobserwować w świetle dziennym i nocnym. W świetle dziennym efekt dyfrakcji jest zwiększany przez zwężenie źrenicy, natomiast odchylenie rogówki od jej regularnego kształtu nie ma wpływu na obraz. W nocy źrenica rozszerza się i staje się częścią obwodu rogówki. Jakość widzenia ulega obniżeniu w przypadku zaburzeń rogówki, co jest spowodowane rozpraszaniem światła na światłoczułych obszarach oka.

Określenie siły rozdzielczej

Aby wyprowadzić wzór na rozdzielczość oka, należy zrozumieć, że rozdzielczość jest wartością odwrotną do najmniejszego kąta pomiędzy 2 kierunkami punktów, który Uzyskuje się różne obrazy.

Dyfrakcja światła na źrenicy wejściowej wygląda jak jasny okrąg w centrum. Pierwsze minimum dyfrakcyjne jest pod pod pewnym kątem od środka. Aby określić zdolność rozdzielczą oka, należy znać średnicę źrenicy i długość fali światła. Średnica źrenicy jest wielokrotnie większa od długości fali.

Ponad 84% linii światła przechodzącego przez źrenicę mieści się w okręgu Airy`ego. Maksimum będzie wynosić 1,74%, pozostałe maksima pokazują ułamki pierwszego. Tak więc wzór dyfrakcyjny jest postrzegany jako składający się z centralnej plamy światła o promieniu kątowym wynoszącym. Ten punkt rzutuje obraz na siatkówkę. W ten sposób powstaje dyfrakcja.

Kąt widzenia

Ustalono, że wpływ kąta widzenia na rozdzielczość oka. Istnieją 2 punkty w przestrzeni, które przechodzą przez ośrodek załamania światła w oku i łączą się na siatkówce. Promienie po załamaniu tworzą kąt, który nazywamy kątem widzenia.

Wartość kąta widzenia będzie zależała od wielkości obiektu i jego odległości od oka. Ten sam obiekt, ale znajdujący się w różnych odległościach, będzie wyświetlany pod różnymi kątami. Im bliżej obiektu, tym większy będzie kąt załamania światła. Jest to powód, dla którego im bliżej obiektu, tym lepiej człowiek jest w stanie przyjrzeć się mu szczegółowo. Wiadomo, że oko ludzkie potrafi rozróżnić 2 punkty, jeśli są one wyświetlane pod kątem co najmniej 1 min. Wiązka światła musi uderzyć w 2 najbliższe receptory nerwowe w taki sposób, aby pomiędzy nimi pozostał co najmniej jeden element nerwowy. Dlatego normalne widzenie zależy od rozdzielczości oka. Po refrakcji kąt widzenia pozostaje 1 min.

Refrakcja

Jedną z cech oka jest refrakcja, która decyduje o ostrości i wyrazistości obrazu. Oś oka, boki soczewki i rogówka wpływają na refrakcję. Ze strony te parametry będzie zależało od tego, czy promienie zbiegną się na siatkówce, czy nie. W praktyce medycznej refrakcja jest mierzona fizycznie i klinicznie.

Metoda fizyczna oblicza od soczewki do rogówki, nie biorąc pod uwagę właściwości oka. W tym przypadku nie uwzględnia się rozdzielczości oka, a refrakcję mierzy się w dioptriach. Dioptria odpowiada odległości, przy której promienie załamane zbiegają się w jednym punkcie.

Za średnią wartość refrakcji oka przyjmuje się 60 dioptrii. Jednak obliczenia te nie są skuteczne w określaniu ostrości widzenia. Pomimo wystarczającej mocy refrakcji, człowiek może nie widzieć wyraźnego obrazu ze względu na budowę oka.

Jeśli jest uszkodzony, promienie mogą nie dotrzeć do siatkówki w optymalnej odległości ogniskowej. W medycynie oblicza się zależność między refrakcją oka a położeniem siatkówki.

Rodzaje refrakcji

W zależności od tego, czy główna uwaga skupia się na przedniej czy tylnej części siatkówki, wyróżnia się następujące rodzaje refrakcji: emetropia i ametropia.

Emmetropia - prawidłowa refrakcja oka. Promienie załamane zbiegają się w siatkówce. Bez wysiłku osoba widzi przedmioty oddalone o kilka metrów. Tylko 40% osób nie ma zaburzeń widzenia. Zmiany pojawiają się po 40 roku życia. Przy prawidłowej refrakcji oka człowiek może czytać bez zmęczenia, co jest spowodowane skupieniem uwagi na siatkówce.

Przy niewspółmiernej refrakcji - ametropii, główne ognisko nie znajduje się na siatkówce, ale przed lub za nią. W ten sposób odróżnia się dalekowzroczność od krótkowzroczności. U osób krótkowzrocznych najdalej punkt jest sąsiedni, przyczyna nieregularnego załamania leży w powiększeniu gałki ocznej. Dlatego takie osoby mają problem z widzeniem odległych obiektów.

Dalekowzroczność występuje, gdy refrakcja jest bardzo słaba. Promienie równoległe zbiegają się za siatkówką i obraz wydaje się człowiekowi zamazany. Gałka oczna ma spłaszczony kształt i wyraźnie pokazuje odległe obiekty. Choroba rozwija się częściej po 40 roku życia; soczewka krystaliczna traci elastyczność i nie może zmienić swojej krzywizny.

Wrażliwość oka na kolory

Ludzkie oko ma wrażliwość na różne części widma. Względna skuteczność świetlna w tym zakresie spektralnym to stosunek czułości oka na światło o długości fali 555 nm.

Oko widzi tylko 40% promieniowania słonecznego. Ludzkie oko jest wysoce adaptacyjne. Im jaśniejsze światło, tym mniejsza staje się źrenica. Optymalna dla wysokiej czułości jest źrenica o średnicy 2-3 mm.

Oko jest bardziej wrażliwe na żółtą część widma w ciągu dnia i na niebiesko-zieloną część w nocy. Z tego powodu pogarsza się widzenie wieczorne i zmniejsza się wrażliwość na kolory.

Wada układu optycznego oka

Oko, jako instrument optyczny, nie jest pozbawione wad. Najkrótsza odległość liniowa między dwoma punktami, w których obrazy się łączą, nazywana jest okresem liniowym zdolności rozdzielczej oka. Zaburzenia w budowie soczewki krystalicznej i rogówki powodują astygmatyzm.

Moc optyczna w płaszczyźnie pionowej nie jest równa mocy w płaszczyźnie poziomej. Z reguły jeden jest nieco większy od drugiego. Oko może być krótkowzroczne w pionie i dalekowzroczne w poziomie. Jeśli różnica w tych liniach wynosi 0,5 D lub mniej, nie jest korygowana przez okulary i jest klasyfikowana jako fizjologiczna. Jeśli odchylenie jest większe, należy zalecić leczenie.

Układ optyczny oka nie jest wyśrodkowany

Zdolność rozdzielcza oka zależy od jego budowy układ optyczny narząd wzroku. Za oś optyczną przyjmuje się linię prostą przechodzącą przez środek oka. Oś wzrokowa to linia prosta, która przebiega między węzłem oka a fovea.

Dół środkowy nie znajduje się w linii prostej, lecz w położeniu ku dołowi, bliżej płaszczyzny skroniowej. Oś optyczna przecina siatkówkę, nie naruszając dołu środkowego i tarczy wzrokowej. Normalne oko tworzy kąt między optyką i osi wizualnej od 4 do 8^о. kąt staje się większy przy nadwzroczności, mniejszy lub ujemny przy krótkowzroczności.

Środek rogówki rzadko pokrywa się z ośrodkiem optycznym, dlatego układ oczu uważa się za niecentryczny. Wszelkie odchylenia uniemożliwiają zbieranie się promieni na siatkówce i zmniejszają rozdzielczość oka. Zakres nieprawidłowości oka jest duży i może się różnić u poszczególnych osób.