TEMA 2

EL OJO TEÓRICO

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

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

1.- Constantes ópticas del ojo

Estatura media

-2 -1 0 1 2

Curvatura corneal

-2 -1 0 1 2

EL OJO HUMANO

EL OJO HUMANO

1.- Constantes ópticas del ojo

8mm12mm

5mm

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.

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, …

1.- Constantes ópticas del ojo

CÓRNEA

1.- Constantes ópticas del ojo

Imagen de la cornea y el iris mediante el biomicroscopio o lámpara de hendidura

MEDIDA DE CURVATURA CORNEAL POR IMÁGENES DE PURKINJE

C

y

F

r

r/2x

z

1.- Constantes ópticas del ojo

Las imágenes de Purlinje son reflejos especulares en las superficies de cornea y cristalino. Según su posición y tamaño se puede calcular las curvaturas.

¿Qué es un modelo?

“Es un esquema teórico de un sistema que seelabora 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)

2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial

1.- Está descentrado2.- 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.

¿ES EL OJO HUMANO “PARAXIAL ”?

2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial

CONDICIONES PARA APLICAR LA

APROXIMACIÓN PARAXIAL

A.A.-- Medio homogéneo e isótropo

B.B.-- Ángulos de incidencia pequeños

C.C.-- Sistema centradoNo se cumple

En el ojo es dificil definir un único eje

Error ~1D

2.- Aproximaciones en el modelo del ojo teórico: sistema centrado, aproximación paraxial

ECUACIONES

Potencia del dioptrio

Potencia del acoplamiento

Distancia de acoplamiento

Planos principales del sistema completo

2121T P P PPP δ−+=

medio

21

nH'H=δ

T

1'''2

T

21

PP

nHH

PP

nHH

δ−=

δ=

TPn

HF −=TP'n

'F'H =Planos focales del sistema completo

3.- La córnea

rn'n

P−=

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

3.- La córnea

• El ojo es paraxial

• La cornea es un dioptrio• El cristalino es una lente

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

3.- La córnea

• Los datos del ojo se calculan a partir de unos datos medios de parámetros oculares, con las ecuaciones correspondientes de posición y tamaño.

'y

y'

'

X

X

PXX

=

+=

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

1,3374Índice del humor acuoso (nHA)

1,3771Índice de córnea (nc)

1Índice del aire (naire)

6,5 mmRadio de segunda superficie (r2c)

7,8 mmRadio de primera superficie (r1c)

0,55 mmEspesor corneal

Valor medioParámetros de la córnea

3.- La córnea

Córnea: posición de planos principales

H’C HC

-0.06 mm

-0.0576 mm

H1C≡H’1CH2C≡H’2C

S

3.- La córnea

• Los planos principales de la córnea completa se sitúan por delante del ojo, y muy cercanos entre sí

31,57 mmDistancia focal imagen

-23,61 mmDistancia focal objeto

-0,06 mmPos. Punto principal imagen

-0,06 mmPos. Punto principal objeto

42,36 DPotencia

CCÓÓRNEARNEA

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

3.- La córnea

¿Dónde está F’c?

3.- La córnea

24.2

• F’c aparece por detrás de la retina. Sin cristalino el ojo sería fuertemente hipermetrópico.

MODELO TEMODELO TEÓÓRICO DE LE GRANDRICO DE LE GRAND

4.- El cristalino

3,6 mmPos. primera superficie desde S

1,336Índice del humor vítreo (nHV)

1,42Índice del cristalino (nL)

1,3374Índice del humor acuoso (nHA)

- 6 mmRadio de segunda superficie (r2L)

10,2 mmRadio de primera superficie (r1L)

4 mmEspesor cristalino

Valor medioParámetros del cristalino

4.- El cristalino

• Los planos principales del cristalino se sitúan sobre el mismo cristalino, y bastante cercanos entre sí.

61,34 mmDistancia focal imagen

-61,41 mmDistancia focal objeto

6,20 mmPos. Punto principal imagen

6,02 mmPos. Punto principal objeto

21,78 DPotencia

CRISTALINOCRISTALINO

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

4.- El cristalino

22,29 mmDistancia focal imagen

-16,68 mm

Distancia focal objeto

1,91 mmPos. Punto principal imagen

1,59 mmPos. Punto principal objeto

59,94 DPotencia

OJO COMPLETOOJO COMPLETO

MODELO TEÓRICO DE LE GRAND

5.- El ojo teórico completo

5.- El ojo teórico completo

OJO TÉÓRICO COMPLETO DE LE GRAND

H’C

Retina42.36 D 21.78 D

1.59 mm

1.91 mm

24.20 mm

S F’O

HC

HO H’O

HL H’L

nHVnaire

• Los planos principales del ojo completo se localizan entre la córnea y el cristalino. F’o está en la retina.

� 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

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

5.- El ojo teórico completo

Límite superior: 60º

Límite inferior: 75º

Límite nasal: 60º

Límite temporal: 100º

5.- El ojo teórico completo

VALORES MEDIOS DEL CAMPO VISUAL

TEMPORAL NASAL

Pto de fijación

100º

DIAFRAGMA DE APERTURA

-0,06mmH´LHL

naire nHAnHV

5.- El ojo teórico completo

6.02 mm

6.20 mm

IRIS=DA

DIAFRAGMA DE APERTURA Y PUPILAS

PE PS

IRIS

Diámetros

5.- El ojo teórico completo

• La pupila de entrada es mas grande que el iris, y estáligeramente por delante de él.

OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO

6.- El ojo simplificado

H H' H H'L LC C

n=1.336 n=1.336

S

drC=8 mm

• La cornea es un dioptrio y el cristalino es una lente delgada. Matemáticamente es muy sencillo.

PO=59.94 D

SH’O=1.91 mm

FO

H H’ H H’L LC CH’

retina

42 D 22.44 D

1.79 mm

H

24.2 mm

S

O O

-14.89 mm

6.- El ojo simplificado

1.91 mm

6.37 mm

FO´

OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO

OJO TEÓRICO SIMPLIFICADO

7.- El ojo reducido

DATOS

PO= 60 D

r = 5.6 mm

SF’O = 24.02 mm

• Es un modelo extremo, con una única superficie dióptrica y el vertice corneal por delante del dioptrio

1.336

S

1.75 mm

HO H’ORetina