TEMA 2 EL OJO TEÓRICO

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1 TEMA 2 EL OJO TEÓRICO

2 MODELIZACIÓN DEL OJO HUMANO 2.1.-Constantes ópticas del ojo 2.2.-Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial 2.3.-La córnea: potencia, planos principales y focales 2.4.-El cristalino: potencia, planos principales y focales 2.5.-El ojo teórico completo 2.6.-El ojo teórico simplificado 2.7.-El ojo teórico reducido

3 1.- Constantes ópticas del ojo EL OJO HUMANO Del mismo modo que la estatura de una población sigue una distribución normal, la mayoría de parámetros oculares, también sigue una distribución normal, de manera que resulta fácil definir un valor medio y su correspondiente desviación estándar Estatura media Curvatura corneal

4 1.- Constantes ópticas del ojo EL OJO HUMANO 8mm 5mm 12mm El ojo humano es casi esférico. El radio medio es de 12 mm, si bien la córnea presenta un radio mas cerrado (8mm). La posición de la pupila de entrada está muy próxima al centro de curvatura de la cornea.

5 1.- Constantes ópticas del ojo

6 1.- Constantes ópticas del ojo ALGÚNOS MÉTODOS DE MEDIDA DE PARÁMETROS OCULARES Medida de por rayos X: longitud ocular, espesor corneal, Medida de por ultrasonidos: longitud ocular, espesor corneal, Medidas por escaneado Medida de parámetros oculares con biomicroscopio: espesor corneal, cámara anterior, Medida con refractómetro: Índices de refracción Medida por imágenes de Purkinje: curvaturas y posiciones de cornea y cristalino, profundidad de la cámara anterior,

7 1.- Constantes ópticas del ojo CÓRNEA Imagen de la cornea y el iris mediante el biomicroscopio o lámpara de hendidura

8 1.- Constantes ópticas del ojo MEDIDA DE CURVATURA CORNEAL POR IMÁGENES DE PURKINJE y r x r/2 F C z Las imágenes de Purlinje son reflejos especulares en las superficies de cornea y cristalino. Según su posición y tamaño se puede calcular las curvaturas.

9 2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial Qué es un modelo? Es un esquema teórico de un sistema que se elabora para facilitar su comprensión y estudio Modelo ocular Sistema óptico con tres elementos: La córnea (una lente) El cristalino (una lente) La retina (una pantalla donde se recoge la imagen)

10 2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial ES EL OJO HUMANO PARAXIAL? 1.- Está descentrado 2.- Los ángulos de incidencia y refracción no son pequeños. Conclusión: NO SE DEBE APLICAR LA APROXIMACIÓN PARAXIAL. Estrictamente, no se debe aplicar, sin embargo, es útil para estudiar algunos aspectos como la formación de imágenes o el desenfoque.

11 2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial CONDICIONES PARA APLICAR LA APROXIMACIÓN PARAXIAL A.- Medio homogéneo e isótropo B.- Ángulos de incidencia pequeños No se cumple C.- Sistema centrado En el ojo es dificil definir un único eje Error ~1D

12 3.- La córnea ECUACIONES Potencia del dioptrio Potencia del acoplamiento P n' n = r P = P T 1 + P 2 δ P 1 P 2 Distancia de acoplamiento H' n Planos principales del sistema completo Planos focales del sistema completo δ = 1 H 2 medio H H 'F' = H H 1 ' 2 H n' P T ' = = n δ n HF P P ' 2 T δ = P P 1 T n P T

13 3.- La córnea MODELO TEÓRICO DE LE GRAND El ojo es paraxial La cornea es un dioptrio El cristalino es una lente

14 3.- La córnea MODELO TEÓRICO DE LE GRAND Los datos del ojo se calculan a partir de unos datos medios de parámetros oculares, con las ecuaciones correspondientes de posición y tamaño. X ' = y' = y X + X X ' P

15 3.- La córnea MODELO TEÓRICO DE LE GRAND Parámetros de la córnea Espesor corneal Radio de primera superficie (r 1c ) Radio de segunda superficie (r 2c ) Índice del aire (n aire ) Índice de córnea (n c ) Índice del humor acuoso (n HA ) Valor medio 0,55 mm 7,8 mm 6,5 mm 1 1,3771 1,3374

16 3.- La córnea Córnea: posición de planos principales mm S mm H 1C H 1C H 2C H 2C H C H C Los planos principales de la córnea completa se sitúan por delante del ojo, y muy cercanos entre sí

17 3.- La córnea CÓRNEA MODELO TEÓRICO DE LE GRAND Potencia Pos. Punto principal objeto Pos. Punto principal imagen Distancia focal objeto Distancia focal imagen 42,36 D -0,06 mm -0,06 mm -23,61 mm 31,57 mm

18 3.- La córnea Dónde está F c? 24.2 F c aparece por detrás de la retina. Sin cristalino el ojo sería fuertemente hipermetrópico.

19 4.- El cristalino MODELO TEÓRICO DE LE GRAND Parámetros del cristalino Espesor cristalino Radio de primera superficie (r 1L ) Radio de segunda superficie (r 2L ) Índice del humor acuoso (n HA ) Índice del cristalino (n L ) Índice del humor vítreo (n HV ) Pos. primera superficie desde S Valor medio 4 mm 10,2 mm - 6 mm 1,3374 1,42 1,336 3,6 mm

20 4.- El cristalino Los planos principales del cristalino se sitúan sobre el mismo cristalino, y bastante cercanos entre sí.

21 4.- El cristalino MODELO TEÓRICO DE LE GRAND CRISTALINO Potencia Pos. Punto principal objeto Pos. Punto principal imagen Distancia focal objeto Distancia focal imagen 21,78 D 6,02 mm 6,20 mm -61,41 mm 61,34 mm

22 5.- El ojo teórico completo MODELO TEÓRICO DE LE GRAND OJO COMPLETO Potencia Pos. Punto principal objeto Pos. Punto principal imagen Distancia focal objeto Distancia focal imagen 59,94 D 1,59 mm 1,91 mm - 16,68 mm 22,29 mm

23 5.- El ojo teórico completo OJO TÉÓRICO COMPLETO DE LE GRAND n aire D D n HV Retina 1.59 mm S 1.91 mm F O mm H C H C H O H O H L H L Los planos principales del ojo completo se localizan entre la córnea y el cristalino. F o está en la retina.

24 5.- El ojo teórico completo Diafragma de apertura del ojo (DA) El DA de un sistema óptico es el elemento que limita la extensión del haz de luz que penetra en él. En el ojo: DA = Iris Pupila de entrada del ojo (PE) Anti-imagen del iris a través de la córnea Pupila de salida del ojo (PS) Imagen del iris a través del cristalino

25 5.- El ojo teórico completo Diafragma de campo (DC) Determina el ángulo máximo de rayos que pasan a través del diafragma de apertura y que alcanzan el plano imagen En el ojo, DC determina el Campo Visual del sujeto

26 5.- El ojo teórico completo VALORES MEDIOS DEL CAMPO VISUAL Límite superior: 60º Límite inferior: 75º Límite nasal: 60º Límite temporal: 100º TEMPORAL 100º Pto de fijación NASAL

27 5.- El ojo teórico completo DIAFRAGMA DE APERTURA IRIS=DA n aire n HA n HV -0,06mm 6.02 mm 6.20 mm H L H L

28 5.- El ojo teórico completo DIAFRAGMA DE APERTURA Y PUPILAS IRIS PE PS Diámetros La pupila de entrada es mas grande que el iris, y está ligeramente por delante de él.

29 6.- El ojo simplificado OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO n=1.336 n=1.336 S H H' C C r C =8 mm d H H' L L P O =59.94 D SH O =1.91 mm La cornea es un dioptrio y el cristalino es una lente delgada. Matemáticamente es muy sencillo.

30 6.- El ojo simplificado OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO 42 D D retina 1.79 mm F O S 1.91 mm F O mm 6.37 mm 24.2 mm H H HO H O H H C C L L

31 7.- El ojo reducido OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO DATOS S 1.75 mm H O H O Retina P O = 60 D r = 5.6 mm SF O = mm Es un modelo extremo, con una única superficie dióptrica y el vertice corneal por delante del dioptrio

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