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Óptica Visual
S. Mogo
ComponentesCórnea
Câmara anterior ecâmara posterior
Íris e pupila
Cristalino
Humor vítreo
Retina
Sist. ópticoPontos cardinais
Pupilas de entrada ede saída
Profundiddd foco /profundidd campo
Ângulos dereferência e eixos doolho
ModelosOlho estático
Olho dinâmico
Img. Purkinje
AmetropiasAmetropias esféricas
Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
Sistema Óptico do OlhoÓptica Visual
S. Mogo
Departamento de FísicaUniversidade da Beira Interior
2018 / 19
Óptica Visual
S. Mogo
ComponentesCórnea
Câmara anterior ecâmara posterior
Íris e pupila
Cristalino
Humor vítreo
Retina
Sist. ópticoPontos cardinais
Pupilas de entrada ede saída
Profundiddd foco /profundidd campo
Ângulos dereferência e eixos doolho
ModelosOlho estático
Olho dinâmico
Img. Purkinje
AmetropiasAmetropias esféricas
Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
Outline1 Componentes refractivos do olho
CórneaCâmara anterior e câmara posteriorÍris e pupilaCristalinoHumor vítreoRetina
2 O olho como sistema ópticoPontos cardinais do olhoPupilas de entrada e de saídaProfundidade de foco e profundidade de campoÂngulos de referência e eixos do olho
3 Modelos esquemáticos do olhoOlho esquemático estáticoOlho esquemático com acomodação
4 Imagens de Purkinje
5 Ametropias esféricas e astigmáticasAmetropias esféricasRefracção ocular e lentes de correcçãoAstigmatismo
6 Acomodação
7 Convergência
Óptica Visual
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ComponentesCórnea
Câmara anterior ecâmara posterior
Íris e pupila
Cristalino
Humor vítreo
Retina
Sist. ópticoPontos cardinais
Pupilas de entrada ede saída
Profundiddd foco /profundidd campo
Ângulos dereferência e eixos doolho
ModelosOlho estático
Olho dinâmico
Img. Purkinje
AmetropiasAmetropias esféricas
Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
O olho do ponto de vista físico
O olho humano pode ser estudado segundo diferentesabordagens:
• como um órgão do corpo humano: anatomia, patologia;• como um sistema óptico: máquina fotográfica;• como um sensor de luz: fotometria;• como um processador de dados: olho × cérebro;• como um par: visão 3D;• ...
https://emojipedia.org/lg/g5/eyes/
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Câmara anterior ecâmara posterior
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Sist. ópticoPontos cardinais
Pupilas de entrada ede saída
Profundiddd foco /profundidd campo
Ângulos dereferência e eixos doolho
ModelosOlho estático
Olho dinâmico
Img. Purkinje
AmetropiasAmetropias esféricas
Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
Outline1 Componentes refractivos do olho
CórneaCâmara anterior e câmara posteriorÍris e pupilaCristalinoHumor vítreoRetina
2 O olho como sistema ópticoPontos cardinais do olhoPupilas de entrada e de saídaProfundidade de foco e profundidade de campoÂngulos de referência e eixos do olho
3 Modelos esquemáticos do olhoOlho esquemático estáticoOlho esquemático com acomodação
4 Imagens de Purkinje
5 Ametropias esféricas e astigmáticasAmetropias esféricasRefracção ocular e lentes de correcçãoAstigmatismo
6 Acomodação
7 Convergência
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Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
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Componentes refractivos doolho
Córnea
• Menisco positivo;• diâmetro ∼= 12 mm (ligeiramente maior na horizontal);• espessura ao centro: 0,5-0,6 mm;• coberta por uma película muito fina de fluido lacrimal
(tão fina que não afecta apreciavelmente a potência).
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Refracção ocular elentes de correcção
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Acomodação
Convergência
Componentes refractivos doolho
Córnea
• Potência da superfície anterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F1 =
nc − nar
r1=
1, 376− 17, 7× 10−3
= +48, 83 D
• Potência da superfície posterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F2 =
nha − nc
r2=
1, 336− 1, 3766, 8× 10−3
= −5, 88 D
• Potência total da córnea: Fc = F1 + F2 + dnc
F1F2 = +42, 84 D
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Córnea
• Potência da superfície anterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F1 =
nc − nar
r1=
1, 376− 17, 7× 10−3
= +48, 83 D
• Potência da superfície posterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F2 =
nha − nc
r2=
1, 336− 1, 3766, 8× 10−3
= −5, 88 D
• Potência total da córnea: Fc = F1 + F2 + dnc
F1F2 = +42, 84 D
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Refracção ocular elentes de correcção
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Acomodação
Convergência
Componentes refractivos doolho
Córnea
• Potência da superfície anterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F1 =
nc − nar
r1=
1, 376− 17, 7× 10−3
= +48, 83 D
• Potência da superfície posterior da córnea:
F =n′ − n
r⇔ F2 =
nha − nc
r2=
1, 336− 1, 3766, 8× 10−3
= −5, 88 D
• Potência total da córnea: Fc = F1 + F2 + dnc
F1F2 = +42, 84 D
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Acomodação
Convergência
Componentes refractivos doolho
Câmara anterior e câmara posterior
As câmaras anterior e posterior encontram-se preenchidaspelo humor aquoso, líquido constituído por 98 % de água.
• Índice de refracção: nha = 1,336;• profundidade da c. anterior: ∼= 3,6 mm
(importante porque afecta a potência totaldo olho)
• se a profundidade da câmara anteriordiminuir em 1 mm, a potência do olhoaumenta ∼= 1,4 D.
https://www.msdmanuals.com
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Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
Componentes refractivos doolho
Íris e pupila
• A pupila é uma abertura circular existente na íris;• em condições normais a pupila reage a:
• variações de iluminação;• variações de iluminação apresentadas apenas ao olho
que não está a ser examinado;• estímulos próximos;• etc.;
• o diâmetro pupilar varia com a idade:• aos 10 anos: 4,8-7,6 mm, dependente da iluminação;• aos 45 anos: 4,0-6,2 mm;• aos 80 anos: 3,4-5,2 mm e reage menos à luz.
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AmetropiasAmetropias esféricas
Refracção ocular elentes de correcção
Astigmatismo
Acomodação
Convergência
Componentes refractivos doolho
Cristalino
HAnha = 1, 336
n̄cr ∼= 1, 416córtexnúcleo
nhv = 1, 336HV
-6 mm+10 mm
F3 F4
r3 r4 • Lente biconvexa;• diâmetro ∼= 9 mm;• superfície anterior mais
plana que a posterior.
O cristalino muda de forma sempre que queremos focar umobjecto próximo — acomodação:
• ambas superfícies ficam mais curvas (+ a anterior);• aumenta a espessura ao centro;• diminui a profundidade da câmara anterior.
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Componentes refractivos doolho
Cristalino
HAnha = 1, 336
n̄cr ∼= 1, 416córtexnúcleo
nhv = 1, 336HV
-6 mm+10 mm
F3 F4
r3 r4• O índice de refracção é
maior no núcleo (∼= 1,41)e diminui para a periferia(1,385-1,375);
• assume-se normalmenteum valor fictício de 1,416.
• Potência da superfície anterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F3 =
ncr − nha
r3=
1, 416− 1, 33610× 10−3
= +8, 00 D
• Potência da superfície posterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F4 =
nhv − ncr
r4=
1, 336− 1, 416−6× 10−3
= +13, 33 D
• Potência total cristalino: Fcr = F3 + F4 + dncr
F3F4 = +21, 66 D
(assumindo d = 4, 4 mm)
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Cristalino
HAnha = 1, 336
n̄cr ∼= 1, 416córtexnúcleo
nhv = 1, 336HV
-6 mm+10 mm
F3 F4
r3 r4• O índice de refracção é
maior no núcleo (∼= 1,41)e diminui para a periferia(1,385-1,375);
• assume-se normalmenteum valor fictício de 1,416.
• Potência da superfície anterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F3 =
ncr − nha
r3=
1, 416− 1, 33610× 10−3
= +8, 00 D
• Potência da superfície posterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F4 =
nhv − ncr
r4=
1, 336− 1, 416−6× 10−3
= +13, 33 D
• Potência total cristalino: Fcr = F3 + F4 + dncr
F3F4 = +21, 66 D
(assumindo d = 4, 4 mm)
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Cristalino
HAnha = 1, 336
n̄cr ∼= 1, 416córtexnúcleo
nhv = 1, 336HV
-6 mm+10 mm
F3 F4
r3 r4• O índice de refracção é
maior no núcleo (∼= 1,41)e diminui para a periferia(1,385-1,375);
• assume-se normalmenteum valor fictício de 1,416.
• Potência da superfície anterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F3 =
ncr − nha
r3=
1, 416− 1, 33610× 10−3
= +8, 00 D
• Potência da superfície posterior do cristalino:
F =n′ − n
r⇔ F4 =
nhv − ncr
r4=
1, 336− 1, 416−6× 10−3
= +13, 33 D
• Potência total cristalino: Fcr = F3 + F4 + dncr
F3F4 = +21, 66 D
(assumindo d = 4, 4 mm)
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Retina
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Componentes refractivos doolho
Humor vítreo
• Gel transparente que preenche o segmento posteriordo globo ocular;(superfície posterior do cristalino até à retina)
• índice de refracção nhv∼= 1,336 (∼= nha);
• composição química muito semelhante à do humoraquoso mas mais viscoso.
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Componentes refractivos doolhoRetina
nhv = 1, 336
HV
r5
+10 mm
• Do ponto de vista óptico a retina é vista como um alvoonde se forma a imagem;
• superfície esférica com raio de curvatura r5 ∼= −12 mm.
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Componentes refractivos doolhoRetina
• Possui uma região mais sensível denominada mácula;• dentro desta, um zona chamada fóvea;• possui ainda uma região que não é sensível à luz —
disco óptico ou papila.(corresponde à inserção do nervo óptico)
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Componentes refractivos doolhoRetina
• A retina é formada por células fotossensíveis:• cones;• bastonetes;
• na fóvea há mais cones, fora dela há mais bastonetes;• no disco óptico não há cones nem bastonetes —
mancha cega.
Então porque não vemos um buraco nos cenários visuais?
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http://open.lib.umn.edu/intropsyc/chapter/4-2-seeing/
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2 O olho como sistema ópticoPontos cardinais do olhoPupilas de entrada e de saídaProfundidade de foco e profundidade de campoÂngulos de referência e eixos do olho
3 Modelos esquemáticos do olhoOlho esquemático estáticoOlho esquemático com acomodação
4 Imagens de Purkinje
5 Ametropias esféricas e astigmáticasAmetropias esféricasRefracção ocular e lentes de correcçãoAstigmatismo
6 Acomodação
7 Convergência
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O olho como sistema ópticoO olho como sistema não equifocal
O olho humano é um exemplo de sistema óptico nãoequifocal.
O 1° e o último meio têm índices de refracção diferentes.
Este tipo de sistema costuma possuir 6 pontos cardinais:
• 2 pontos focais;
• 2 pontos principais;
• 2 pontos nodais.
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O olho como sistema ópticoPontos cardinais do olho
https://pt.slideshare.net/schizophrenicSabbir/schematic-eye-and-cardinal-points/17
Utilidade:• podemos prever várias informações sobre os objectos
e as imagens formadas, nomeadamente a sualocalização e o seu tamanho.
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
A pupila real funciona como diafragma de abertura dosistema óptico do olho.
Os pontos E e E ′ são pontos conjugados (i.e., pares depontos objecto/imagem).
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
Tomando a pupila real como objecto para a córnea:
• obtemos a pupila de entrada dosistema;
• situada ∼= 3 mm atrás dasuperf. anterior da córnea;
• ∼= 13 % maior que a pupila real.
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
Tomando a pupila real como objecto para o cristalino:
• obtemos a pupila de saída dosistema;
• situada atrás da pupila real masmt perto dela;
• ∼= 3 % maior que a pupila real.
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
Exercício:Determine o tamanho e a posição da pupila de entrada doolho.
https://www.dovepress.com/clear-cornea-cataract-surgery-pupil-size-and-shape-changes-along-with--peer-reviewed-fulltext-article-OPTH
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
Exercício:Determine o tamanho e a posição da pupila de entrada doolho.
https://www.dovepress.com/clear-cornea-cataract-surgery-pupil-size-and-shape-changes-along-with--peer-reviewed-fulltext-article-OPTH
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O olho como sistema ópticoPupilas de entrada e de saída
Exercício:Determine o tamanho e a posição da pupila de saida doolho.