Het menselijk oog is een fantastisch instrument, onze twee kijkers zetten lichtdeeltjes om in een beeld op ons netvlies (retina). Op dat netvlies zitten lichtgevoelige cellen, die afhankelijk van kleur en intensiteit, elektrische signalen naar onze hersenen sturen.
In feite bestaat ons oog uit een lenzenstelsel met aan de voorkant het hoornvlies (cornea) en een vloeistofkamer, dan komt er een “verstelbare” multilaags ooglens, die rust op de waterige oogbol, waarachter zich de fotogevoelige laag bevindt (retina). De bol en het lensje zijn verbonden met een complex stevig spierstelsel om alles te kunnen draaien en scherp te stellen. In de figuur zie je het vereenvoudigde oog, waarbij een evenwijdige zwarte straal van links in een brandpuntje op het netvlies terechtkomt.
Schematische voorstelling van het oog
Wat maten: Ons oog is zo’n 2,5cm in doorsnede en heeft als lens een brandpunt van 1,56cm aan de voorkant en 2,29cm aan de achterkant. Het verschil zit hem erin dat de lens zich aan de voorkant in lucht en aan de achterkant in vloeistof (bijna water) bevindt. De verhouding 2,29/1,56=1,33 is precies de brekingsindex van water.
Een digitale camera lijkt wel een beetje op ons oog. Hier is het netvlies de fotochip en de hersenen het SD-kaartje, terwijl de iris van het oog het diafragma van het fototoestel is.
De instelbare ooglens vormt het hart van het oog. Omdat het instelbaar is, door het iets boller te maken, zijn we in staat zowel in verte als dichtbij te kijken. We noemen dit het accommoderend vermogen van het oog. Kinderen kunnen wel tot 7cm dichtbij kijken, terwijl zestigplussers het vaak met een meter moeten doen. Hun ooglens is stijver geworden en moeilijker bol te trekken. En op een meter kun je de lettertjes niet meer lezen. We noemen dit punt het nabijheidspunt. Hoe dichterbij dit punt ligt, des te sterker is het accommoderend vermogen van het oog.
Een belangrijke grootheid in de optische wereld is de lenssterkte in dioptrie (aangegeven met een D). Het is niets anders dan de omgekeerde brandpuntafstand (in meters) van een lens. Het oog heeft dus een sterkte Doog = 1/0,0156 = 64,1D, terwijl een lens met een brandpuntafstand van 0,50m een sterkte heeft van 2,0D. In de grove optica kun je de sterkte van systemen eenvoudig berekenen door de individuele sterktes bij elkaar op te tellen.
Als je leest heb je je boek binnen een armlengte liggen op zo’n 33cm=0,33m. Je oog voegt dan 1/0,33=3D extra toe aan de 64,1D die het oog al heeft. Ligt je nabijheidspunt punt inmiddels op 1,0m (=1D) dan zou je dat graag naar je toe willen halen. Je hebt dus 3-1=2D extra nodig om dat te realiseren. Een leesbril van 2D is dan voldoende. Naarmate dat nabijheidspunt verder weg ligt, zal je je leesbril moeten aanpassen tot maximaal 3,5D wanneer je ogen nauwelijks nog accommoderen.
Nu zijn er ook mensen die überhaupt niet goed in de verte scherp kunnen zien en alleen voorwerpen van dichtbij goed kunnen zien. We spreken van bijziendheid. Het vertepunt van het ongeaccommodeerde oog ligt dan niet in de verte (het oneindige), maar bijvoorbeeld op 1meter. Alle voorwerpen in het oneindige worden bij deze mensen iets voor het netvlies geprojecteerd (zie rode lijn in de figuur) en een permanente negatieve bril van -1D is dan nodig om dat te corrigeren (zie de rode lijn in de figuur). Het nabijheidspunt ligt bij bijzienden altijd dichterbij dan normaal en zit op 1+3=4D, dus 250cm in plaats van 330cm.
Mensen die bijziend zijn, zouden dus voortdurend van bril moeten wisselen wanneer ze van ver naar dichtbij moeten gaan. Het wordt dan tijd voor een varifocusbril. Bij zo’n bril hangt het brandpunt af van waar je door de bril kijkt. In het midden heeft zo’n bril een sterkte van -1D en naar beneden glijdt het aantal dioptrieën naar bijvoorbeeld -1+ 3,5 = 2,5D om te kunnen lezen.
Voor mensen waarbij de voorwerpen vanuit de verte achter het netvlies worden afgebeeld geldt het omgekeerde. Hier moet een positieve bril de oplossing brengen. Je ogen worden door de bril voor de buitenwereld groter.
Als je voortdurend boeken leest of op je smartphone zit te kijken krijgt het oog nauwelijks kans om zich te ontspannen, daarom stuur je kinderen naar buiten en ga samen in de verte kijken, om je ogen rust te gunnen.
Intussen heeft zo’n 60% van de mensheid op een of andere manier een bril nodig, die je of permanent op hebt of voortdurend wisselt. In Nederland is dat een miljarden business, want varifocale glazen (eigenlijk kunststof) in een hip montuur mogen wat kosten. Het is overigens verbazend dat de “glazen” zo duur zijn, het heeft er mee te maken, dat de “glazen” uit een speciale mal moeten worden geperst en bewerkt. Heb je die eenmaal dan is het tweede en derde glas nagenoeg voor niets. Dat is ook de reden dat extra glazen veel goedkoper zijn. Daarbij komen nog de enorme marketing kosten die ketens als Pearle, Hans Anders en Eye-Wish moeten maken om hun spullen aan de mens te brengen.
Behalve het accommoderen stelt het oog zich ook in op de lichtsterkte. Bij veel licht verkleint zich de pupil van 8mm naar zo’n 3mm, terwijl je ook nog je oogleden kunt toeknijpen. Vind je dat niet genoeg, dan is er de modieuze zonnebril al of niet op sterkte van Armani, Gucci of Boss, waarachter je je persoonlijkheid kunt verschuilen, want ogen zijn tenslotte de verlengstukken van je ziel.
Tekening van Look bril in perspectief: Joop
De schrijver is een golfopticus met een rechtgezet lui oog en een astigmatische varifocus “Look” bril, met correctie voor twee verschillende vertepunten en verhoogde lichttransmissie (700EU).
Literatuur: Hecht, Zajac, Optics, Ch.5.7, Addison Wesley
Wikipedia, Het Oog, The Eye
Hoyavision.com: Alles over brillen
Geen opmerkingen:
Een reactie posten