Роздільна здатність очі: поняття, формула, норма

Око людини є оптичним приладом, який володіє підвищеною чутливістю до перепадів освітлення. Важливою характеристикою оптичного приладу людини є роздільна здатність очі. Точки сприймаються по-різному при попаданні на чутливі рецептори.

Що таке роздільна здатність очі

Людське око-орган складний за будовою. Очне яблуко має форму кулі з довжиною 24-25 мм і містить светопреломляющий і световоспринимающий апарат.

Роздільною здатністю очі людини вважається відстань між двома об'єктами або лініями, видимими окремо. Оцінити дозвіл можна в хвилинах або міліметрах, найчастіше виявляють число ліній, видимих окремо в інтервалі 1 мм. Причиною зміни дозволу очі стають анатомічні розміри рецепторів і їх зв'язку.

Дозвіл очі людини залежить від факторів:

1. Нервові переробляють сигнал, що надійшов на сітківку ока.
2. Оптичні-нерівності рогівки, порушення фокусування, дифракція на райдужці, розсіювання світла і порушення очі.

Контрастність об'єктів впливає на дозвіл. Відмінність можна помітити при денному і нічному освітленні. Вдень вплив дифракції збільшується за рахунок звуження зіниці, а відхилення рогівки від правильної форми не впливає на зображення. Вночі зіниця розширюється і стає частиною периферійної зони рогівки. Якість зору знижується при порушенні рогівки, що відбувається через розсіювання світла на фоточутливих зонах ока.

Визначення роздільної здатності

Для виявлення формули роздільної здатності очі слід розуміти, що роздільна здатність - це показник, зворотний найменшому куту між напрямками на 2 точки, при якому виходять різні зображення.

Дифракція світла на вхідному зіниці виглядає, як світлий коло в центрі. Перший дифракційний мінімум знаходиться під певним кутом від центру. Для визначення роздільної здатності очі необхідно знати діаметр зіниці і довжину світлової хвилі. Діаметр зіниці у багато разів перевищує довжину хвилі.

Більше 84% лінії світла, що проходить через зіницю, потрапляє в гурток Ейрі. Максимальний показник складе 1,74%, інші максимуми показують частки від першого. Таким чином, дифракційну картину вважають складається з центрального світлої плями з кутовим радіусом. Ця пляма проектує зображення на сітківку. Так формується дифракція.

Кут зору

Встановлено, що вплив кута зору на роздільну здатність очі велике. У просторі знаходяться 2 точки, які проходять заломлюючу середу очі і з'єднуються на сітківці. Промені після заломлення утворюють кут, який називається кутом зору.

Величина кута зору буде залежати від величини предмета і його відстані до ока. Один і той же предмет, але на різній відстані, буде відображатися під різним кутом. Чим предмет ближче, тим більше буде кут заломлення. Цим пояснюється, що чим ближче предмет, тим людина детальніше його може розглянути. При цьому відомо, що людське око розрізняє 2 точки в тому випадку, якщо вони відображаються під кутом не менше, ніж 1 хв. Світловий промінь повинен впасти таким чином на 2 найближчих нервових рецептора, щоб між ними залишився хоча б один нервовий елемент. Тому нормальний зір залежить від роздільної здатності ока. Після заломлення кут зору залишається дорівнює 1 хв.

Рефракція

Однією з характеристик органу зору вважається рефракція очі, від якої залежить гострота і виразність одержуваного зображення. Вісь ока, сторони кришталика та рогівки впливають на рефракцію. Від цих параметрів буде залежати, сходяться промені на сітківці чи ні. У медичній практиці вимірюють рефракцію фізично і клінічно.

Фізичний спосіб проводить розрахунок від кришталика до рогівки, не враховуючи особливості очі. В цьому випадку не враховується, чим характеризується роздільна здатність очі, а рефракція вимірюється в діоптріях. Діоптрія відповідає відстані, через яке заломлюються промені сходяться в одній точці.

За середню величину рефракції очі беруть показник в 60 діоптрій. Але розрахунок не ефективний для визначення гостроти зору. Незважаючи на достатню силу заломлення, людина може не бачити чіткого зображення через особливості будови ока.

Якщо воно порушено, то промені можуть не потрапляти на сітківку при оптимальному фокусній відстані. У медицині використовують розрахунок взаємозв'язку рефракції ока і розташування сітківки.

Різновиди рефракції

Залежно від того, де знаходиться головний фокус, спереду або ззаду сітківки ока, розрізняють такі види рефракції: емметропію і аметропію.

Емметропія-нормальна рефракція ока. Заломлені промені сходяться в сітківці. Без напруги людина бачить предмети, віддалені на відстані декількох метрів. Тільки 40% людей не мають зорових патологій. Зміни відбуваються після 40 років. При нормальній рефракції ока, людина може читати без втоми, що відбувається завдяки фокусу на сітківці.

При невідповідною рефракції-аметропії, головний фокус не збігається з сітківкою, а знаходиться спереду або ззаду. Так розрізняють далекозорість або короткозорість. У короткозорого людини найдальша точка розташовується поруч, причина неправильного заломлення ховається в збільшенні очного яблука. Тому такі люди погано бачать предмети, розташовані далеко.

Далекозорість настає при слабкій рефракції. Паралельні промені сходяться за сітківкою, а зображення людині бачиться розмитим. Очне яблуко має сплющену форму і чітко відображає далекі предмети. Захворювання найчастіше розвивається після 40 років, кришталик втрачає еластичність і не може змінити кривизну.

Колірна чутливість очі

Людське око має чутливість до різних ділянок спектру. Відносна світлова ефективність в спектральному колі дорівнює відношенню чутливості ока до світла з довжиною хвилі 555 нм.

Око бачить тільки 40% сонячного випромінювання. Людське око має високу адаптацію. Чим яскравіше світло, тим менше стає зіниця. Оптимальним для високої чутливості стає зіниця діаметром 2-3 мм.

Вдень око має велику чутливість до жовтої частини спектра, а вночі-до синьо-зеленої. З цієї причини вечірній зір стає гірше, і знижується сприйнятливість квітів.

Недолік оптичної системи очі

Око, як оптичний прилад, не позбавлений недоліків. Найменша лінійна відстань між двома точками, при якій зливаються зображення, називається лінійним періодом роздільної здатності ока. Порушення будови кришталика і рогівки призводить до розвитку астигматизму.

Оптична сила у вертикальній площині не дорівнює силі в горизонтальній. Як правило, одна трохи більша за другу. При цьому очей по вертикалі може бути короткозорим, а по горизонталі-далекозорим. Якщо різниця в цих лініях становить 0,5 дптр або менше, то її не коригують окулярами і відносять до фізіологічної. При більшому відхиленні призначають лікування.

Нецентрированность оптичної системи ока

Роздільна здатність очі залежить від будови оптична система органу зору. За оптичну вісь приймають пряму, що проходить через центр. Зорова вісь — пряма, яка проходить між вузловою точкою ока і фовеолою.

При цьому, центральна ямка не знаходиться на прямій, а розташовується внизу, ближче до скроневої частини. Оптична вісь перетинає сітківку, не зачіпаючи центральну ямку і диск зорового нерва. Нормальне око створює кут між оптичної і зорової осями від 4 до 8^в. Кут стає більше при далекозорості, при короткозорості менше або негативним.

Центр рогівки рідко збігається з оптичним центром, відповідно, система ока вважається нецентрованою. Будь-яке відхилення заважає променям сходитися на сітківці і знижує роздільну здатність очі. Розкид порушень очі великий і у кожної людини може відрізнятися.