principios grales optica oftalmica libro

______________________________________________________________________________________________________________________________ Manual de Principios Generales de ptica Oftlmica 1

Manual de Principios Generales de P T I C A O F T L M I C A

ndice Manual de uso y consulta permanente acerca de los Principios Generales de la ptica Oftlmica 1. LA LUZ 04 1.1 Introduccin 04 1.2 Espectro de la Energia Radiante 04 1.2.1 Radiaciones Visibles 04 1.2.2 Radiaciones Nocivas 05 1.3 Transmisin del Ojo Humano 05 1.4 Concepto de Fotometria 05 1.4.1 Intensidad Luminosa 06 1.4.1.1 Flujo Energetico o Flujo Luminoso 06 1.4.2 Iluminacin 06 1.4.3 Luminancia 06 1.5 Reflectancia y Transmitancia 07 1.6 Fuentes Luminosas 07 1.7 Calidad de Luz 07 1.8 Deslumbramiento 07 1.9 Variacin de la Agudeza Visual con la Luminancia 07 1.10 La Iluminacin y la Edad 08 1.11 Fatiga Visual 08 1.12 Niveles Luminosos Recomendados 08 2. EL SISTEMA VISUAL 09

2.1 La Vista como Sentido 09 2.2 Organos principales del globo ocular 09

2.2.1 Ubicacin 09 2.2.2 El globo ocular 09 2.2.3 Sistema Muscular 10 2.2.4 Sistema Nervioso 11

2.3 Anexos 11 2.4 Patologias mas frecuentes 11

2.4.1 Ambliopatia 11 2.4.2 Cataratas 12


2.4.3 Glaucoma 12 2.5 Vias Visuales 12 2.6 Relacion entre el Ojo y la Vision 13

2.6.1 Definiciones previas 13 2.6.2 Vision 13 2.6.3 La Fusion 13 2.6.4 Relacion Acomodacin Convergencia 13 2.6.5 Causas de una Vision Deficiente 14 2.6.6 Agudeza Visual 15 2.6.7 Construccion de los tests 15 2.6.8 Campo Visual 16 2.6.9 Vision Binocular 16 2.6.10 Puntos correspondientes 16 2.6.11 Diplopia Fisiologica 17 2.6.12 Agudeza Estereoscopica 17 2.6.13 Vision Cromatica 17

3. AMETROPIAS Y ALTERACIONES DE LA VISION BINOCULAR 18

3.1 Ametropias 18 3.1.1 Miopia 19

3.1.1.1 Definicion 19 3.1.1.2 Sintomas 19 3.1.1.3 Correccion 19

3.1.2 Hipermetropia 19 3.1.2.1 Definicion 19 3.1.2.2 Sintomas 19 3.1.2.3 Correccion 19

3.1.3 Astigmatismo 20 3.1.3.1 Definicion 20 3.1.3.2 Sintomas 20 3.1.3.3 Correccion 20

3.1.4 Presbicia 21 3.1.4.1 Definicion 21 3.1.4.2 Sintomas 21 3.1.4.3 Correccion 21

3.1.5 Ansiometropia 21 3.2 Alteraciones de la vision binocular 21

4. LENTES CORRECTORAS: Principios Opticos y Geometricos 22

4.1 Conceptos Basicos, Parmetros y Definiciones 22 4.2 El Indice de Refraccion 22 4.3 Dispersion Relativa 22 4.4 Numero Abbe. 23 4.5 Transmision, Absorcin y Reflexion 23 4.6 Conceptos Geometricos 24

4.6.1 Concepto de Dioptrio 24 4.6.2 Eje Optico 24 4.6.3 Centro Optico 24 4.6.4 Potencia 24 4.6.5 Dioptria 25 4.6.6 Curva 26 4.6.7 La potencia de vrtice posterior 26 4.6.8 Flecha o Sagita 26 4.6.9 Espesor de Centro (Ec), Espesor de Borde (Eb) y Dimetro 26 4.6.10 Base Nominal y Base Real. 27 4.6.11 Superficie Convexa y Superficie Concava. 27 4.6.12 Clasificacion de Lentes 28

5. LA MATERIA PRIMA 29


5.1 Lentes Organicas 29 5.2 Lentes Minerales 30 5.3 Policarbonato 31 5.4 Materias Primas Especiales 32

5.4.1 Fotocromaticos 32 5.4.1.1 Activacion y desactivacion 32 5.4.1.2 Fotocromatismo en la masa. 33 5.4.1.3 Fotocromatismo en la superficie 33

5.4.2 Polarizados 33 6. LENTES OFTALMICAS 35

6.1 Lentes Esfericas 35 6.2 Lentes Asfericas 36 6.3 Lentes Toricas 36

6.3.1 Formulacion 37 6.3.2 Transportacion 37 6.3.3 Lentes Cilindricas 38

6.4 Prismas Oftalmicos 38 6.4.1 Principios Basicos 38 6.4.2 Vision a traves de un Prisma 40 6.4.3 Representacion Prismatica de Lentes Esfericas 42 6.4.4 Prismas de Fresnel 42

6.5 Lentes Monofocales 43 6.6 Lentes Multifocales 43

6.6.1 Bifocales 43 6.6.1.1 Ventajas y Desventajas 43

6.6.2 Trifocales 44 6.6.2.1 Ventajas y Desventajas 44

6.6.3 Progresivas 44 6.6.3.1 Caracteristicas Tecnicas 44 6.6.3.2 Teorema de Minkwitz 45 6.6.3.3 Marcaje 45 6.6.3.4 Ventajas y Desventajas 46

7. PROTECCION 47

7.1 Radiaciones 47 7.2 Rayos UV. 47

7.2.1 Efectos de Ultravioleta sobre el Ojo 48 7.3 Radiacion Visible 48 7.4 Radiacion Infrarroja 48 7.5 Lentes Solares 49 7.6 Resistencia a Impactos 50

8. TRATAMIENTOS 51

8.1 Coloraciones 51 8.1.1 Tipos de Coloracion 51

8.2 Tratamientos Interferenciales 51 8.2.1 Antirreflejantes 51 8.2.2 Reflejantes 52

8.3 Tratamientos Hidrofobos y Lipofobos 53 8.4 Endurecido 53

9. CUESTIONARIO FINAL 54


Captulo 1.

LA LUZ 1.1 Introduccin La luz es aquella parte de las ondas electromagnticas que permite estimular los receptores de la retina produciendo sensacin visual. El Universo est formado por materia y energa. La energa que procede del sol se denomina energa radiante y est formado por un conjunto de radiaciones. Estas radiaciones se transmiten por un movimiento ondulatorio. Este movimiento se caracteriza por unos parmetros fsicos: longitud de onda () y/o frecuencia (). La longitud de onda (), es un parmetro muy caracterstico. Define la distancia en que se produce todo un ciclo (Figura 1) e identifica el tipo de radiacin. Nos determinar si es nociva, si dar percepcin de algn color,... etc. La longitud de onda de la energa radiante se

expresa frecuentemente en nanmetros, equivalentes a 10-

9 metros (0,0000000001 metros). Se puede observar que

hablamos de una longitud muy pequea La frecuencia es otro parmetro para clasificar las radiaciones. sta se mide en ciclos por segundo. El producto de la frecuencia por la longitud de onda nos expresar la velocidad de propagacin.

Figura 1. Movimiento ondulatorio. 1.2 Espectro de la Energa Radiante El conjunto de energa procedente del sol se denomina espectro de energa radiante. Llamaremos espectro a la separacin espacial de las distintas radiaciones que componen una radiacin ms compleja. Se trata de un espectro continuo y cada radiacin se caracteriza por su frecuencia o por su longitud de onda en vaco. En funcin de la radiacin podemos agruparla en Rayos Csmicos, Rayos Gamma, Rayos X, Ultravioleta, Visible, Infrarojo, Radar, FM, Televisin, Onda Corta. La mayora de estas radiaciones son producidas por el sol, algunas de ellas tienen efectos letales. Gracias a la atmsfera, en la superficie terrestre slo se reciben radiaciones csmicas, ultravioletas, infrarrojas, y visibles, comprendidas entre 290 nm y 20000 nm, siendo absorbidas las peligrosas (inferiores a 290 nm). El espectro de energa radiante queda dividido de la siguiente manera: 1.2.1 Radiaciones Visibles Las radiaciones visible estn comprendidas en la banda de longitud de onda entre 380 y 760 nm. Esta banda se denomina Espectro Visible. Se caracterizan por producir sensacin visual. Los extremos de estas bandas no son precisos pero en cualquier caso fuera de estos lmites, la eficacia luminosa de cualquier longitud de onda es nfima. En el caso de las personas mayores el borde inferior de espectro se acerca ms a 420 nm que a 380 nm, ya que se pierde sensibilidad con la edad.

Figura 2. Espectro electromagntico.


Estas radiaciones permiten observar colores. En funcin de la longitud de onda de las mismas apreciaremos el color: violeta, ail, azul, verde, amarillo, anaranjado y rojo, adems de todos los colores compuestos por ellos. Este fenmeno se pone de manifiesto cuando la luz blanca (suma de todos los colores visibles) se descompone, por ejemplo, al atravesar un prisma o cuando incide con determinada inclinacin en las gotas del vapor de agua observndose el arco Iris. Como veremos ms adelante la luz al cambiar de medio cambia la velocidad de propagacin, por lo que se manifiesta visiblemente la dispersin de la luz en funcin de su longitud de onda. En la Figura 3 podemos observar la distribucin de los colores dentro de la luz visible. 1.2.2 Radiaciones Nocivas Dentro del espectro de radiaciones electromagnticas, las ms prximas al visible, UV e IR son de especial importancia por sus efectos nocivos, al igual que los rayos X que producen estmulos inadecuados sobre el rgano de la visin. Por esta razn es preciso pensar en protecciones adecuadas cuando se trabaja con estas fuentes de energa. Actualmente la proteccin de las radiaciones UV es muy importante, porque la capa de ozono, que filtra mayoritariamente dichas radiaciones, se est deteriorando. Todos hemos odo hablar de los efectos que la polucin est produciendo sobre la capa de ozono en la estratosfera, disminuyendo su espesor e incluso se habla del " agujero de ozono". Es por ello que debemos extremar las precauciones.

Figura 3. Espectro de la luz visible.

Este tema ser tratado con ms amplitud en el captulo 7. Las radiaciones tienen energas diferentes, por ejemplo, si a la luz visible tiene una energa relativa de 100, la energa del ultravioleta ser de 180. En cambio la energa de la radiacin infrarroja es mucho menor.

1.3 Transmisin del Ojo Humano

Tipo de radiacin Penetracin en el ojo Energa relativa E550nm = 100

Ultravioleta B "U V B" Absorcin en cornea 180

Ultravioleta A "U V A" Absorcin en cornea y cristalino 156

Visible Llega a retina 100

Infrarrojo A Slo los IR cortos llegan a retina. La penetracin depende de la longitud de onda

55

Infrarrojo B Absorcin en cornea y parte frontal 28

Tabla 1.Transmisin del ojo humano. 1.4. Conceptos de Fotometra La medida de cantidades y caractersticas asociadas a la luz se denomina fotometra. A continuacin se definirn los conceptos ms utilizados.


1.4.1. Intensidad Luminosa Es la cantidad de energa que emite una fuente luminosa por unidad de superficie. La unidad es la candela y se trata de un valor patrn establecido tomando como referencia la emisin de una superficie de platino a la temperatura de solidificacin. (En esas condiciones la emisin es de 60 cande-las/cm2 ). Podemos determinar entre dos fuentes luminosas cual es la de mayor intensidad. Para calcular la intensidad tendremos en cuenta una fuente luminosa puntual F que emite luz (Figura 4) y un cono de emisin (w). El ojo humano es capaz de distinguir y clasificar las fuentes de luz segn la intensidad luminosa que emiten.

Figura 4.Fuente luminosa.

1.4.1.1 Flujo Energtico o Flujo Luminoso Las fuentes no emiten un rayo nico sino un cono de energa (w), vase Figura 4, la energa que llena ese cono se denomina Flujo energtico o flujo luminoso y su unidad es el lumen. El lumen (Lm) es igual al flujo que emite, por unidad de ngulo slido (un estereoradian) una fuente puntual con intensidad de una candela. 1.4.2 Iluminacin El flujo por unidad de superficie es lo que se denomina "iluminacin", o sea, es la cantidad de energa que llega a una superficie, por unidad superficie. La unidad es el lux y es equivalente a la iluminacin de una superficie que recibe un lumen/m2. Para su medicin se utiliza el luxmetro. 1.4.3 Luminancia La luminancia es un trmino fotomtrico que caracteriza el modo en que una superficie emite o refleja luz en una direccin dada. La luminancia tiene en cuenta, no slo la iluminacin, sin las prdidas de energa producida por los medios existentes entre la fuente y el ojo. Debemos tener en cuenta que al hablar de iluminacin no tenemos en consideracin la sensacin que produce en el ojo. La unidad de la luminancia es el nit. Por ejemplo, supongamos que en el plano de la mesa tenemos una iluminacin de 500 lux. Si la mitad de la mesa es blanca y la otra negra, la parte blanca, an teniendo la misma iluminacin, nos dar ms sensacin luminosa. Vemos pus que hay un factor con gran influencia: la reflectancia de la superficie (definida posteriormente). Para medir la luminancia precisamos de un instrumento con una sensibilidad standard que se denomina Nitmetro. Se trata de un luxmetro (instrumento de medida de la iluminacin) con filtros correctores para que su sensibilidad sea la misma que la del ojo patrn.


1.5 Reflectancia y Transmitancia Cuando la luz incide sobre un cuerpo, parte es absorbida por l (energa que se transforma en calor), parte es transmitida y parte es reflejada. Ver Figura 5. El porcentaje de luz transmitida se denomina transmitancia. sta se aplica a los cuerpos transparentes, tal es el caso de los filtros ( gafa solar, gafa de proteccin, de soldadura, etc.). La transmitancia puede variar en funcin de las longitudes de onda, siendo su expresin grfica la curva de transmitancia espectral. Anlogamente a la tansmitancia, la reflectancia se refiere a la parte de la energa, en tanto por cien, reflejada con relacin a la incidente.

Figura 5. Incidencia de la luz sobre una superficie

1.6 Fuentes Luminosas Las fuentes luminosas se pueden clasificar en: Fuentes Naturales: Sol, estrellas, fuego... Fuentes Artificiales: incandescentes, fluorescentes, lmparas de descarga de mercurio, lmparas de xenn, lmparas de yodo cuarzo, etc... Tambin las podemos considerar primarias si emiten luz por si mismas (Ej: el Sol) o secundarias ( ej. La luna,...) si la luz que emiten no es propia. 1.7 Calidad de Luz Cuando hablamos de iluminacin nos referimos a la cantidad de lux que hay, pero si valoramos la cali-dad debemos considerar si esta es directa o indirecta, si deslumbra o no, si su distribucin es o no uniforme, si es difusa o no lo es. La calidad est relacionada con lo que queremos iluminar y el efecto que queremos obtener, por ejemplo. Iluminar la mesa de un despacho o un aparador. 1.8 Deslumbramiento Cuando sobre la retina incide la luz procedente de una fuente intensa con respecto a la iluminacin general, el observador puede sentir molestias, inhibicin o disminucin en su capacidad visual. El deslumbramiento se produce por una falta de adaptacin del sistema visual a un cambio brusco de iluminacin. 1.9 Variacin de la Agudeza Visual con la Luminancia La agudeza visual es la capacidad del sistema visual para resolver distintamente los detalles de un objeto y, por tanto, determina la capacidad de visin. Se representa cuantitativamente como el recproco del mnimo ngulo de resolucin. Cuando pticamente una persona ve correctamente se le asigna el valor de 1.00 (100% de visin), en cambio, si una persona tiene un 80% de visin se le asignar un valor 0.8 de agudeza visual. La agudeza visual vara con la luminancia de tal manera que esta variacin es muy distinta segn a los niveles que nos situemos, pudiendo decir que se estabiliza a partir de los 1000 nits en que prcticamente se alcanza su valor mximo pero concretamente entre los valores de luminancia de 0.01 nits hasta los 1000 nits, la agudeza visual pasa de 0.2 a los valores superiores a la unidad (Ver Figura 6).

Figura 6. Agudeza visual en funcin de la Luminancia (Knig-Hech)


1.10 La Iluminacin y la Edad La transparencia de los medios refringentes del ojo en los nios y jvenes es mxima, sta se pierde paulatinamente con la edad, debido al envejecimiento de los medios que amarillean y dispersan la luz, sobre todo el cristalino.(Ver Figura 7). 1.11 Fatiga Visual Las causas de la fatiga visual pueden ser orgnicas o externas. Entre las primeras situaremos los defectos visuales, ametropas, forias, etc. En cuanto a las segundas, la primordial es la iluminacin deficiente, tanto cuantitativamente como cualitativamente. La fatiga visual no puede eliminarse totalmente pero si disminuir o retrasar su aparicin mediante la correccin de los defectos visuales y con la ayuda de una iluminacin adecuada en el trabajo a realizar. La manifestacin de la fatiga visual suele ser: astenopa o dolor de cabeza, problemas de fusin (definida ms adelante), lagrimeo, incremento del parpadeo, el reflejo pupilar suele ser mayor, diminuye el campo visual y la amplitud de acomodacin.

Figura 7. Tramsmitancia del cristalino: (a) entre 20 y 30 aos,

(b) alrededor de los 50 aos, (c) a los 70 aos.

1.12 Niveles Luminosos Recomendados Hay manuales de iluminacin que determinan los niveles mnimos recomendados en funcin de la tarea que se realiza. A modo representativo veamos algunos datos al respecto. Ver Tabla 2.

Aulas 200 lux

Aulas para personas con visin deficiente 400 lux

Salas de operaciones 3.000 lux

Talleres de montaje de precisin 1.000 lux

Tabla 2. Mnimos recomendados para diferentes lugares de trabajo.


Captulo 2.

EL SISTEMA VISUAL 2.1 La Vista como Sentido El 80% del aprendizaje se hace a travs de la visin. Por ello es muy importante que el sistema visual est en ptimas condiciones, para que la persona pueda desarrollar su inteligencia sin limitaciones. El globo ocular es un sistema ptico muy complejo, conectado directamente con el cerebro a travs del nervio ptico. El ojo recoge la luz que proviene del exterior, crea una imagen ptica sobre la retina, enva al cerebro la imagen a travs del nervio ptico y en el rea psquico visual del cerebro, se ordena y compara la informacin con los esquemas de las experiencias pasadas y se produce la percepcin de la forma, brillo, color y orientacin. 2.2 rganos Principales del GloboOcular 2.2.1 Ubicacin El globo ocular se encuentra ubicado en la rbita. La rbita es una cavidad sea recubierta de grasa, llamada grasa orbitaria, que alberga al ojo y lo protege de posibles impactos. Alrededor de sta encontramos los siguientes huesos; en la parte superior, el frontal; en la parte inferior, los pmulos; en el lateral externo, el temporal; y separa ambas rbitas el tabique nasal. 2.2.2 El Globo Ocular El globo ocular tiene forma de esferoide con un dimetro aproximado de 24 mm y una potencia total de unas 60 Dioptras. Los diferentes medios y rganos por los que pasa la luz, desde que entra en el ojo hasta que se forma una imagen en la retina, son los siguientes (ver Figura 8): La pelcula lagrimal es una capa acuosa que cubre la superficie ocular. Las funciones principales de la lgrima son: servir como fuente de oxgeno para el epitelio corneal y conjuntival, arrastrar las sustancias nocivas de la superficie ocular, actuar como superficie refractaria anterior del ojo llenando las irregularidades del epitelio corneal, proveer lubricacin entre los prpados y la superficie ocular, contener anticuerpos y sustancias antibacterianas para asegurar la defensa de la crnea contra las infecciones, expresar el dolor o la emocin por excitacin del sistema nervioso. La crnea es una lente transparente y elstica, forma junto al blanco de los ojos (esclertica) que la rodea, la llamada tnica externa, tan dura como sensible, y su capacidad para hacer converger la luz es la mayor de todas las estructuras y medios oculares (en torno a 42 dioptras). El humor acuoso, es un lquido que se encuentra entre la crnea y el cristalino. Este lquido claro e incoloro contribuye a mantener la presin intraocular, tambin hace de medio nutriente de los tejidos avasculares del ojo como son la crnea, cristalino y el humor vtreo. Los rayos luminosos, tras cruzar el iris, diafragma regulador de la entrada de la luz, seguirn su camino hasta encontrarse con el cristalino. El iris est situado en la cara anterior del ojo. Es una membrana pigmentada (responsable del color de los ojos), con forma circular y con un orificio central, la pupila. La funcin bsica del iris es regular el tamao pupilar en funcin de la intensidad de luz que el ojo recibe. El cristalino es una lente biconvexa y flexible, por tanto, de potencia variable, cuya funcin es la de mantener la luz enfocada en el fondo del ojo, variando su curvatura. Tiene un ndice de refraccin muy alto por lo que su potencia es del orden de 20 Dioptras. El cristalino no posee vasos ni nervios y es elstico y transparente. Despus de atravesar el cristalino, la luz se encuentra con el humor vtreo, el cual es un lquido o masa de consistencia gelatinosa, transparente e incoloro que ocupa el segmento posterior del ojo. Y por ltimo la luz ir a parar a la parte posterior interna del globo ocular, a la retina. sta se puede considerar una prolongacin del cerebro, ya que est unida al nervio ptico por la parte posterior del ojo (por el denominado punto ciego). Por el nervio ptico se


transmiten los impulsos nerviosos hasta el crtex (corteza visual) donde sern percibidos y analizados los estmulos visuales de cada ojo producindose la fusin de stos. En las terminaciones de la retina se encuentran las clulas fotorreceptoras llamadas conos y bastones: Conos: Los conos son sensibles al color y tienen, por su pequeo tamao una gran resolucin, pero necesitan una cierta intensidad de la luz para actuar, por debajo de la cual no funcionan. Encargados de la visin Bastones: Son alargados y necesitan mucha menos luz que los conos para actuar, pero no son sensibles al color y proporcionan una visin poco ntida. Se encargan de la visin escotpica o nocturna. En la retina encontramos la fvea, sta es una pequea depresin donde la densidad de conos es mxima. Esto implica tambin que la visin es la ptima. En la periferia los conos disminuyen rpidamente y son sustituidos por bastones.

Figura 8. rganos principales del globo ocular.

2.2.3 Sistema Muscular La musculatura encargada de los movimientos oculares est formada por msculos rectos y oblicuos. (Ver Tabla 3 y Figura 9). Estos msculos se insertan en la esclera. La estimulacin de estos msculos en visin binocular (es decir, actan los dos ojos conjuntamente) nos permite dirigir la mirada a cualquier lugar del campo visual.

Recto Superior

Msculos Recto Inferior

Rectos Recto Nasal (interno)

Recto temporal (externo)

Msculos Oblicuo Superior

Oblicuos Oblicuo Inferior

Tabla 3. Msculos extraoculares.


La anomala en alguno de ellos producir el comn estrabismo. Las operaciones quirrgicas para corregir estas desviaciones consisten en realizar suturas en el msculo afectado. Mediante esta tcnica se alinean los ojos y desaparece la diferencia esttica entre ambos.

Figura 9. Seccin anatmica de los msculos extraoculares.

2.2.4 Sistema Nervioso Todos los msculos orbitarios, excepto el recto temporal y el oblicuo superior, estn inervados por el nervio motor ocular. Al recto temporal lo inerva el nervio homnimo y al oblicuo superior, el pattico. Estos nervios pertenecen al Sistema Nervioso Perifrico y una disfuncin puede dar lugar a trastornos en los movimientos oculares. 2.3 Anexos Los anexos oculars son aquellas partes anatomicas que, situadas en el exterior de la rbita, contribuyen a la visin. Sus funciones son las siguientes: Las cejas estn situadas en la parte superior protegen al globo ocular de posibles agresiones externas. Los prpados contribuyen a la proteccin del globo ocular. En primer lugar reaccionan frente a cualquier cuerpo extrao. El continuo parpadeo distribuye la pelcula lagrimal. Mientras el prpado permanece cerrado, por ejemplo, cuando dormimos, se mantienen las condiciones de humidificacin del ojo a la vez que se evita la entrada de luz. Este fenmeno tambin se hace patente cuando estamos expuestos a radiaciones fuertes. El parpadeo acta como limitador de la entrada de luz, de esta manera protege a la retina de una sobreexposicin con sus posibles consecuencias. Las pestaas, al igual que las cejas, protegen al ojo de invasiones de cuerpos externos. El sistema lagrimal est formado por diferentes estructuras que tienen como funcin producir y evacuar lgrima. La elaboracin se produce en la glndula lagrimal, y su evacuacin se realiza por el punto lagrimal situado en el borde del prpado inferior en el lado nasal. El desalojo de lgrima se realiza a travs de las fosas nasales. 2.4 Patologas ms Frecuentes 2.4.1 Ambliopata


Un ojo amblope es aquel que, an teniendo una apariencia normal, no alcanza una ptima agudeza visual con la mejor correccin. La ambliopa puede presentarse de forma monocular o binocular. Una de sus causas es la falta de correccin de la graduacin durante la infancia o bien por lesiones en las vas pticas que inducen una prdida visual. 2.4.2 Cataratas Las cataratas se producen por un esclerosamiento (envejecimiento) del cristalino. Es una patologa fisiolgica: afecta a todas las personas sin excepcin. El cristalino se opacifica llegando a imposibilitar la visin. El ojo en estas condicione puede llegar a conseguir la plena agudeza visual si se le extrae el cristalino y se corrige debidamente. Actualmente la tendencia es instalar una lente intra-ocular (dentro del ojo) que compense la graduacin del cristalino. En el pasado, esta compensacin se realizaba con gafas o lentillas de elevada potencia positiva. La extraccin trae como consecuencia por un lado la falta de acomodacin del ojo y por otro la eliminacin de la potencia del cristalino. El paciente afquico (sin cristalino) necesitar tambin una ayuda visual para realizar tareas de cerca. 2.4.3 Glaucoma El glaucoma es el exceso de presin en un ojo, de tal forma que los tejidos del mismo no la pueden soportar sin presentar problemas o deterioro funcional. Esta enfermedad puede producir ceguera, debido al continuo deterioro de las fibras nerviosas del ojo. Por ello es muy importante su temprana deteccin para evitar efectos irreversibles.

2.5 Vas Visuales El proceso de la imagen comienza en la retina. sta puede considerarse una prolongacin del cerebro por estar formada por clulas tpicas del mismo y clulas sensibles a la luz (fotorreceptores). La imagen se proyecta en la retina. Podemos dividir la retina de cada ojo, en dos semiesferas, la nasal y la temporal. Las terminaciones nerviosas de la retina nasal de cada ojo se entrecruzan en el quiasma ptico, situado detrs del globo ocular. Las terminaciones de la zona temporal se dirigen sin entrecruzarse al cuerpo geniculado externo. La informacin nerviosa desde aqu se conduce a la zona estriada del cerebro, en la zona occipital. A nivel cortical (corteza cerebral) existen unas reas definidas para la visin, la percepcin, la fusin,...etc, todos los atributos de la visin. Este conjunto de canales de comunicacin entre la imagen formada sobre la retina y el cerebro constituyen lo que denominamos "vas pticas o visuales". Ver Figura 10.

Figura 10. Vias Visuales


2.6 Relacin entre el Ojo y la Visin 2.6.1 Definiciones Previas Espacio objeto: zona espacial en el lado del sistema ptico en que se encuentra el objeto diferencindolo del llamado espacio imagen. Espacio imagen: zona espacial en el lado del sistema ptico en que se forma la imagen diferencindolo del llamado espacio objeto definido anteriormente. Punto de fijacin: Aquel punto del espacio objeto. cuya imagen se forma en la fvea. Es el punto de inters que se pretende observar. Lnea de visin: Lnea que une el punto de fijacin con el centro de rotacin del ojo. En visin binocular, el punto de fijacin es comn en ambos ojos. Punto remoto: El punto ms alejado que es capaz de enfocar el sistema ocular en reposo. Convergencia: Es el movimiento que realizan los ojos para llevar las imgenes a fusionarse en una sola esto es, que la imagen del punto de fijacin caiga sobre la fvea de cada ojo. Punto prximo de convergencia: Es el punto ms cercano que podemos observar en visin binocular permitiendo la fusin. Acomodacin: Es la accin de enfoque del cristalino que permite que el ojo acomode su potencia a la necesaria para ver ntido a una distancia determinada. Amplitud de acomodacin: Es la capacidad que tiene el cristalino para modificar su potencia. Esto permite poder enfocar los objetos a diferentes distancias. La amplitud de acomodacin disminuye con la edad. Esto induce que a partir de los 45 aos la amplitud de acomodacin no sea suficiente para observar, de forma cmoda y ntida, el objeto prximo. Punto prximo de acomodacin: El punto ms cercano que es capaz de enfocar el sistema ocular acomodando. Esta distancia depender de la capacidad de acomodacin de la persona. A medida que la edad aumenta, la distancia mnima de visin cmoda ser mayor. A efectos prcticos, la persona se debe alejar los objetos para leer. 2.6.2 Visin Visin foveal: Utiliza la informacin procedente de los conos distribuidos en la fvea. Slo abarca 1 40 y es la encargada de la visin central. La fvea produce una imagen ntida. Visin perifrica: Utiliza la informacin procedente de la retina perifrica. Las clulas fotorreceptoras que funcionan son los bastones. Percibe formas y movimiento, pero no discrimina, no ve el detalle. 2.6.3 La Fusin La fusin es el proceso perceptivo de la funcin visual que permite que las imgenes que se forman en cada ojo, ligeramente distintas, se fundan en una sola percepcin visual en el cerebro. Para que se d la fusin las imgenes de un mismo objeto han de caer en puntos correspondientes de cada retina. Por ejemplo: para que la imagen de una pelota se vea en tres dimensiones cada una de las retinas tiene que tener la pelota focalizada en la fvea. Para ello es necesario que las lneas de visin de cada ojo apunten a la pelota. 2.6.4 Relacin Acomodacin - Convergencia Cuando miramos al punto remoto, de lejos, nuestro sistema de acomodacin est en reposo, por lo tanto, el cristalino est relajado. Esto nos permite ver con claridad un objeto lejano. Al mirar de cerca, el sistema visual acomoda, ambos cristalinos modifican su potencia para poder observar con nitidez un objeto cercano. Pero tambin es necesario un movimiento de los ojos para situar el objeto en la fvea (zona de la retina de mxima visin). El movimiento necesario es una rotacin de los ojos hacia la nariz y se denomina convergencia. Ejes paralelos: Para observar de forma ntida un objeto en el infinito, los ejes se sitan de forma paralela.


Figura 11.Ejes visuales paralelos.

Movimiento de convergencia: Movimiento binocular, lo realizan los dos ojos. Consiste en una rotacin del ojo hacia el lado nasal.

Figura 12. Movimientos de convergencia.

Acomodacin y convergencia son dos acciones del sistema visual que se realizan conjuntamente y de forma involuntaria. El sistema visual para realizar el enfoque, acomoda unas determinadas dioptras y converge de manera proporcional. 2.6.5 Causas de una Visin Deficiente Cualquier patologa ocasionar un problema de visin. Los medios oculares (crnea, cristalino, humores, etc...) deben ser transparentes para que la luz pueda llegar a la retina con toda la informacin posible sobre el objeto de inters. Aunque todas las estructuras estn sanas, puede ser que la potencia del sistema visual no sea la adecuada para el ojo, y la imagen no se forme ntidamente en la retina. A este problema ptico se denomina ametropa, y puede ser de distintos tipos los cuales sern explicados a continuacin.


2.6.6 Agudeza Visual Se define as a la capacidad del ojo para ver la separacin entre dos puntos prximos, denominado poder separador del ojo. Su valoracin es inversa al ngulo, expresada en minutos, que desde el ojo subtienden dichos puntos. Ver Figura 13. Si el angulo es de 1 la agudeza visual sera: AV=1/1=1 Si el angulo es de 0.5 la agudeza visual sera: AV=1/0.5= 2 Si el ngulo es de 5 la agudeza visual ser: AV=1/5= 0.2

Figura 13. Angulo entre el ojo y dos puntos proximos.

2.6.7 Construccin de los Tests Son muchos los tests que se utilizan para la determinacin de la agudeza visual, se basan siempre en los mismos principios. Ver Figura 14. Se realizan para una distancia de observacin de 6 metros. Esta distancia ser considerada por el Profesional como el infinito. En los tests se incorporarn objetos individuales que deben ser reconocidos. Estos objetos son de un tamao predeterminado. El tamao depende de la agudeza visual que se pretenda evaluar. Por ejemplo, en un test de Snellen, compuesto por letras E, para evaluar la agudeza visual unidad (1), la trama de la E deber subtender un ngulo de 1 minuto desde el ojo.

Figura 14. Trama de los tests para agudeza visual de 1.00

Un test que corresponde a la agudeza visual 1, deber subtender su trama (espesor del trazo del test) un ngulo de 1 minuto desde el ojo. Existen muchos tipos de test: Segn los objetos a reconocer: tests de letras, animales, smbolos,... etc.


Segn la distancia de chequeo: Tests para lejos, y tests para cerca. 2.6.8 Campo visual La retina recubre el interior el globo ocular. Est formada por dos reas concretas: la fvea (visin central) y la retina perifrica (visin perifrica). Si mantenemos los ojos inmviles podemos observar una amplia zona del campo visual. En estas circunstancias, la imagen del punto de fijacin (objeto que queremos mirar) es ntida y la periferia, zona del espacio que lo envuelve, no lo es. La imagen que se obtiene de la periferia no es tan precisa, pero aporta una informacin del entorno, y de los movimientos que se producen que es muy necesaria. La zona del espacio que podemos observar sin mover los ojos se denomina Campo visual. El campo visual monocular abarca 140 en horizontal y 110 en vertical. El campo visual binocular es aquel compuesto por los dos ojos (Ver Figura 15). El deterioro de la retina o de determinadas partes de la va visual, puede inducir una falta de visin en

Figura 15. Campo visual binocular

una zona concreta del campo visual. Estas zonas donde no existe visin o es de peor calidad son los denominados escotomas. Existen determinados aparatos denominados campmetros que miden y determinan el campo visual. 2.6.9 Visin Binocular La visin se produce mediante la informacin que proporciona cada ojo. De la apreciacin del campo visual monocular se extrae una informacin bidimensional, como si realizramos una fotografa del espacio. Nosotros observamos las imgenes en tres dimensiones. La tercera dimensin en la percepcin se logra mediante la integracin de dos imgenes (una en cada ojo) que llegan al cerebro. Las personas que slo tienen visin en un ojo, no poseen percepcin tridimensional. 2.6.10 Puntos Correspondientes Cuando se observa un punto binocularmente sabemos que slo percibimos uno, a pesar de que se forman imgenes distintas en la retina de cada ojo. Esta integracin nicamente existe dentro de ciertos lmites, de manera que las imgenes deben formarse en puntos relacionados entre una y otra retina (puntos correspondientes). Aparte de dichos puntos existe una cierta tolerancia que determina zonas correspondientes (reas de Panum), donde se permite la fusin de la imagen de cada ojo para formar una nica y en tres dimensiones. Cuando las imgenes se forman en reas no correspondientes no se produce la fusin y aparece la visin doble (diplopia).


2.6.11 Diplopia Fisiolgica Cuando observamos un objeto, por ejemplo un lpiz, situado a un metro delante de los ojos, y ms prximo a ste, otro objeto, veremos por duplicado el ms cercano. Si lo hacemos al revs, es decir, observamos el objeto ms cercano, en este caso veremos doble el lpiz situado ms lejos. Esta condicin se conoce como diplopia fisiolgica. Este es un fenmeno de fcil observacin y nos seala el hecho de que cuando observamos un objeto, el resto debera aparecer doble, cosa que no percibimos normalmente debido a la intervencin del cerebro que bloquea una de las imgenes. 2.6.12 Agudeza Estereoscpica La calidad con la que se ve un objeto cuando nos referimos a nitidez es la agudeza visual. Si queremos cuantificar la calidad de la percepcin en tres dimensiones, determinaremos la agudeza visual estereoscpica. Existen unos tests que determinan la calidad de la percepcin tridimensional. Se utilizan elementos con diferente grado de relieve visual. 2.6.13 Visin Cromtica Al hablar de fotorreceptores hemos sealado que los conos presentaban la peculiaridad de dar respuestas distintas a los colores. Como resultado el ojo es capaz de distinguir el color de los objetos, pero cmo se produce el fenmeno de visin cromtica? Existen tres tipos de conos: sensibles al rojo, al verde y al azul, es decir, los colores primarios. Cuando la luz estimula la retina, en funcin del color de la misma, se activan los fotorreceptores sensibles a ella. La combinacin de su estimulacin produce la sensacin visual de todos los colores. La alteracin en la retina por ausencia o deterioro de algn tipo de receptores produce una deficiencia en la visin cromtica. El ejemplo ms conocido es el daltonismo donde la persona confunde algunos colores debido a una incorrecta estimulacin de sus fotorreceptores.


Capitulo 3.

AMETROPIAS Y ALTERACIONES DE LA VISION BINOCULAR En este captulo se abordarn tanto los problemas de refraccin, que necesitan una compensacin ptica, como los ms importantes no relacionados con la graduacin, pero que limitan un atributo visual. 3.1 Ametropas Definiremos dos conceptos previos: Emetropa y ametropa. Nos referimos a ojo emtrope cuando un objeto situado en el infinito forma su imagen sobre la retina sin efectuar esfuerzos de acomodacin. Ver Figura 16. El ojo emtrope tiene, tericamente, 60 dioptras y 22 mm de longitud axial (definido en la pgina siguiente). En este caso diremos que el punto remoto del ojo est en el infinito.

Figura 16. Ojo Emtrope.

Nos referimos a un ojo amtrope cuando la imagen de un objeto situado en infinito no se forma en la retina. La visin no es ntida y ser necesaria una correccin ptica. Las ametropas se agrupan en: miopa, hipermetropa y astigmatismo. Este error en la focalizacin puede ser debido a dos causas. stas dividen las ametropas en: Ametropa refractiva: Un ojo emtrope tiene 60 dioptras. Esto permite observar ntidamente objetos situados en el infinito sin acomodar. El ojo amtrope puede no tener 60 dioptras, por exceso o por defecto, por ello necesitar la correccin restante para observar con nitidez a cualquier distancia. Ametropa axial: La incorrecta focalizacin de los rayos tambin puede producirse por una longitud axial incorrecta, (la longitud axial de un ojo es la distancia entre la cornea y la retina), por lo que tambin necesita compensar esta diferencia con lentes compensadoras. Las causas de la ametropa tambin pueden ser la combinacin de la refractiva y la axial.


3.1.1 Miopa 3.1.1.1 Definicin La miopa es un estado refractivo en el que, el ojo en estado desacomodado, los rayos procedentes del infinito convergen en un punto por delante de la retina, ya sea debido a que la longitud axial del ojo es mayor a la normal y/o a que ste presenta mayor potencia. 3.1.1.2 Sntomas Los miopes presentan principalmente los siguientes sntomas y signos: Visin borrosa de lejos, buena visin de cerca, ojos grandes o saltones, midriasis (dilatacin de pupila), desviacin de los ejes visuales hacia fuera (exoforias o exotropias), distancia de trabajo en visin prxima corta, inhibicin del campo perifrico, presentan una corta motilidad, etc. 3.1.1.3 Correccin La neutralizacin de la miopa se hace con lentes negativas o divergentes (las explicaremos ms adelante, captulo seis). Ver Figura 17. Estas len-tes pueden estar montadas en gafas o adaptadas al ojo con lentes de contacto. Las lentes diver-gentes, al revs de las positivas, aumentan su potencia efectiva si se acercan al ojo, por eso muchos miopes hipocorregidos tienen la costumbre de acercarse las gafas al mirar un objeto lejano.

Figura 17. Ojo miope y su correccin con lente negativa.

3.1.2 Hipermetropa 3.1.2.1 Definicin La hipermetropa es aquel estado refractivo en el que, en estado desacomodado, los rayos procedentes del infinito convergen en un punto por detrs de la retina. Esto puede ser debido a que la longitud axial del ojo es inferior a la normal o bien a que el sistema visual presenta menor potencia. Normalmente se nace hipermtrope, pero debido al desarrollo del ojo humano durante el crecimiento hace que aproximadamente a los seis aos de edad ya sea emtrope. 3.1.2.2 Sntomas Los hipermtropes suelen presentar principalmente los siguientes sntomas y signos: dolores de cabeza, problemas de focalizacin en visin prxima, problemas de aprendizaje, fotofobia, sensacin de cruce de los ojos, miosis ( constriccin pupilar), ojos pequeos u hundidos, etc. Cuando el valor de la hipermetropa no es muy alto, los ojos podrn usar el mecanismo de la acomodacin para com-pensar el error refractivo, y de esta manera ver con nitidez y eficacia. 3.1.2.3 Correccin Las lentes compensadoras de la hipermetropa reciben el nombre de convergentes o positivas y que-dan definidas en el captulo seis. Ver Figura 18. Estas lentes tambin se usan para compensar los problemas de acomodacin y afaquias (operados de cataratas).


Figura 18. Ojo hipermtrope y su correccin con lentes positivas.

3.1.3 Astigmatismo 3.1.3.1 Definicin Un ojo astigmatico es aquel que tiene un meridiano de maxima potencia y otro de minima. El astigmatismo suele ser estable y si varia, lo hace en poca cantidad, sobretodo si se debe a la forma de la cornea. El astigmatismo es la ametropia mas frecuente, tiene, ademas, un factor hereditario, bastante grande, y puede ir asociado a la miopa o a la hipermetropia. 3.1.3.2 Sntomas Los sntomas y signos que normalmente produce el astigmatismo son los siguientes: principalmente astenopa (dolor de cabeza, lagrimeo, fotofobia, picor de ojos, etc.) mareos, vrtigos, visin borrosa intermitente en visin prxima, giros de cabeza al mirar de lejos a cerca, etc. 3.1.3.3 Correccin El astigmatismo se corrige con lentes toricas o astigmaticas, definidas en el capitulo seis.

Figura 16. Ojo Astigmtico y su correccin con lente trica.


En la Figura 19 podemos observar los distintos tipos de astigmatismos: (a) astigmatismo mixto; (b) astigmatismo mipico; (c) astigmatismo hipermetrpico; (d) astigmatismo mipico simple; (e) astigmatismo hipermetrpico simple; (f) correccin del astigmatismo con lente trica. Estas lentes, como ya hemos dicho anteriormente, se definen en el captulo seis.

3.1.4 Presbicia 3.1.4.1 Definicin Comnmente tambin se la denomina vista cansada. Es un efecto natural que ocurre a todo el mundo, y que se debe a una disminucin de la amplitud de acomodacin. El cristalino, encargado del enfoque, pierde elasticidad y no desarrolla su funcin correctamente. La presbicia aparece aproximadamente a los 40-45 aos. 3.1.4.2 Sntomas La sintomatologa de la presbicia es la siguiente: se manifiesta como una incapacidad para realizar tare-as visuales en visin prxima. Por ello, las personas afectadas suelen alejarse los objetos observados de los ojos (problema que se acenta por la tarde), y tambin pueden aparecer asociados la astenopa y el dolor de cabeza. 3.1.4.3 Correccin La presbicia es progresiva, y se suele estabilizar a partir de los 65 aos. Para poder ver bien de cerca, el prsbita necesitar una graduacin especfica. Para la persona que, a causa de la presbicia, empieza a requerir ayuda ptica, existen varias posibilidades: gafas de cerca convencionales o de media luna, bifocales, trifocales o progresivos.

3.1.5 Anisometropa Cuando los estados refractivos de cada ojo son distintos, se dice que existe una anisometropa. Debido a la diferencia de graduacin entre ambos ojos, la compensacin tambin ser diferente. Una lente situada frente al sistema visual har la imagen ms pequea si la lente es negativa (para el miope) y una imagen ampliada si la lente es positiva (para el hipermtrope). Si las graduaciones son diferentes en cantidad o en tipo, esta diferencia de tamao de la imagen provoca que el ojo no sea capaz de fusionar la imgenes de ambos ojos. Por ello, personas con refracciones muy diferentes en cada ojo, no tienen fusin. esta diferencias producen una gran incomodidad, visin doble, etc.

3.2 Alteraciones de la Visin Binocular Al hablar de la visin como la integracin de dos imgenes, vimos que los ojos convergan de manera que las lneas de mirada se dirigan al objeto observado y de este modo se consegua que las dos imgenes, ligeramente distintas, se forma-sen sobre respectivas fveas. Cuando miramos un objeto situado en el infinito, las lneas de mira deben ser paralelas, si esto no se cumple, decimos que existe una foria. Cuando estas desviaciones son perceptibles a simple vista se denominan estrabismo. Generalmente las forias suelen ponerse de manifiesto cuando se disocian los dos ojos. Por regla general, en condiciones normales, los ojos compensan este defecto mediante la accin de los msculos extraoculares, manteniendo de este modo la visin binocular, pero a costa de un esfuerzo que produce fatiga.


Captulo 4.

LENTES CORRECTORAS: Principios pticos y Geomtricos 4.1 Conceptos Bsicos, Parmetros y Definiciones Los materiales utilizados para la fabricacin de las lentes oftlmicas deben poseer una serie de caractersticas comunes, como transparencia y homogeneidad, estar libre de burbujas etc... Por suerte cada da son ms los materiales que podemos utilizar en ptica, gracias a lo cual podremos obtener lentes con la misma graduacin pero caractersticas pticas y fsicas. Las principales caractersticas de los materiales pticos las podemos dividir entre pticas y fsicas. En cuanto a propiedades pticas son el ndice de refraccin, la dispersin relativa, el nmero de Abbe, la Transmitancia, la Absorcin y la Reflexin. Las propiedades fsicas son la densidad, la dureza y la fragilidad. 4.2 El ndice de Refraccin El ndice de refraccin (n) nos relaciona la velocidad de la luz en el vaco (c), que es aproximadamente 300.000 km/s, en relacin a la velocidad de la luz en el medio (v).

Debido a que la velocidad de la luz vara en funcin de la longitud de onda () podramos asignar un ndice de refraccin para cada una de ellas, pero por cuestiones prcticas lo haremos sobre dos de ellas: el amarillo/verde del helio (nd) o la verde del mercurio (ne), quedando la expresin anterior de esta manera:

En la tabla siguiente podemos observar los smbolos que se utilizan en funcin de las longitudes de onda y los espectros atmicos de ciertos elementos.

Regin del espectro UV Violeta Azul Verde Amarillo Rojo IR

Smbolo ** h g F e d D C A *

(nm) 365 404.7 435.8 486.1 546.1 587.6 589.3 656.3 768.2 1014

Elemento Hg Hg Hg H Hg He Na H K Hg

Tabla 4.Simbologa en funcin de

4.3 Dispersin Relativa Podemos observar que la luz al atravesar un medio transparente se puede descomponer en los diferentes colores del espectro, ello depende de varios factores, entre los que cabe destacar la dispersin relativa o cromtica.


La dispersin cromtica nos informa de la mayor o menor desviacin que puede experimentar la trayectoria de la luz, en funcin de su color, es decir, de su longitud de onda, al atravesar un determinado medio. La dispersin (D) est relacionada con el ndice de refraccin, de forma que ser mayor cuanto mayor sea la diferencia entre los ndices que tiene la lente para las distintas prximas a la luz que estamos analizando. Es decir, si analizamos la dispersin para la luz en el centro del espectro visible (del amarillo d), escogeremos los ndices, n, prximos: F y C, del azul y el rojo respectivamente.

4.4 Nmero de Abbe En ptica oftlmica se utiliza habitualmente el nmero de Abbe () para calificar los distintos materiales. El nmero de Abbe es la inversa de la dispersin. Cuanto mayor sea el nmero de Abbe mejor ser la calidad de la lente, siendo las superiores a 40 las ms ptimas. Esto se debe a que a mayor nmero de Abbe, menor ser la diferencia de desviacin de una longitud de onda a otra.

En los vidrios pticos el nd oscila entre 1.40 y 2; los valores que puede tomar d estn comprendidos entre 20 y 75. Debemos tener en cuenta que ambos valores son adimensionales y por tanto no se le asignar unidad. 4.5 Transmisin, Absorcin y Reflexin Cuando la luz incide sobre un dioptrio o superficieptica (ver 4.6.1) parte se refleja, otra es absorbida, transformndose en energa calorfica y la restante se refracta atravesando la lente, tal como se observa en la Figura 20. Si la luz reflejada cumple la ley de Snell, la denominamos reflexin especular. En otro caso, reflexino reflectancia difusa. En las superficies de las lentes oftlmicas la reflectancia difusa es prcticamente nula.

Figura 20.Transmisin, absorcin y reflexin de una lente.


4.6 Conceptos Geomtricos 4.6.1 Concepto de Dioptrio Se conoce como dioptrio a la superficie ptica o cara de la lente que separa dos medios de diferente ndice de refraccin. Consideramos la lente como la masa de materia homognea e istropa, es decir, con un comportamiento ptico idntico para todos sus puntos, delimitada por dos dioptrios y una superficie de unin que llamaremos borde de una lente. 4.6.2 Eje ptico Se define como el camino que traza un haz de luz al atravesar una lente sin ser desviado. En una lente este eje pasa por el centro de curvatura de la misma. 4.6.3 Centro ptico Es aquel punto de la lente por donde pasa el eje ptico. 4.6.4 Potencia Antes que nada debemos tener en cuenta que en ptica oftlmica trabajamos en ptica paraxial, es decir, consideramos los rayos luminosos situados lo suficientemente cerca del eje de un sistema ptico para que se puedan aplicar las leyes deducidas de la teora Gaussiana (aproximacin de Gauss). Una vez definido este principio podemos decir que: Sabemos que la luz al cambiar de medio refringente (por ejemplo aire-vidrio, o aire- agua) se desva de su trayectoria inicial. Este fenmeno se puede observar con el siguiente ejemplo (Figura 20): si sumergimos un palo recto dentro de un recipiente con agua, tenemos la percepcin de que ste se "tuerce" en el interior del lquido. Esto es debido a que la direccin de la luz vara al cambiar de medio por el que se propaga.

Figura 21. Incidencia de la luz en el agua

La variacin de la trayectoria de la luz se dar siempre y cuando sta no incida perpendicular-mente a la superficie. Definimos: ngulo de incidencia: es el que forma la trayectoria de la luz con la normal o perpendicular a la superficie. ngulo de refringencia: es el que forma la luz con la normal de la superficie una vez traspasado sta. El ngulo de incidencia y el de refringencia sern respecto de la normal de la superficie. Foco de la lente (F): punto donde confluyen (focalizan) los haces de luz procedentes del infinito tras atravesar una lente. La distancia focal (f): es la que va desde el vrtice de la lente al foco de la misma. Distinguiremos entre Foco Objeto y Foco Imagen segn estn situados en el espacio objeto o en el espacio imagen.


La potencia de un dioptrio es la capacidad de desviar la luz respecto de la trayectoria normal y ser igual a la inversa de la distancia focal, f: distancia existente entre el dioptrio y su focal imagen F. Ver Figura 22.

Figura 22. Potencia de un dioptrio.

4.6.5 Dioptra Es la unidad en que se expresa la potencia. Fue presentada por Monoyer en el siglo XIX para evaluar el poder refringente de una lente o un sistema ptico, su valor es la inversa de la focal, en metros.

Para un dioptrio de una lente de ndice n' la potencia vendr definida por:

Siendo n el ndice de refraccin del primer medio, n' del segundo medio, y r el radio de curvatura. En condiciones normales las lentes estarn inmersas en aire por lo que de la expresin anterior nos quedara con la siguiente expresin:

Para el primer dioptrio y para el segundo:

Analizando estas frmulas podemos decir que el alto ndice de refraccin nos permitir reducir el espesor de las lentes oftlmicas.

Figura 23. Lente ptica Negativa


4.6.6 Curva En el argot de taller se emplea la expresin de curva como la potencia que obtendramos al tallar una lente de ndice 1.523, que corresponde al vidrio Crown, con un til de radio r. Anlogamente se habla de dicha potencia referida a cualquier superficie, sea cual sea su ndice de refraccin. Si el material ptico, de ndice n', est limitado por dos dioptrios se obtiene una lente ptica, ver Figura 23.

Si la lente es delgada podemos decir que la potencia de la lente es P1+P2 pero si el espesor es considerable calcularemos la Potencia de vrtice posterior, que explicamos a continuacin. 4.6.7 La Potencia de Vrtice Posterior La potencia de vrtice posterior es la potencia que tiene la lente medida con el frontofocmetro (aparato que mide la potencia de las lentes) con apoyo de la cara interior de la lente. Es la potencia que determinar el ptico. Se calcula de la siguiente forma:

Donde ec es el espesor de centro de la lente y n es el ndice de refraccin del dioptrio. 4.6.8 Flecha o Sagita Es la distancia mnima que hay entre el centro de una curva a la perpendicular de la cuerda que une sus extremos.

Figura 24. Flecha del primer dioptrio.

4.6.9 Espesor de Centro (Ec), Espesor de Borde(Eb) y Dimetro.

Figura 25. Parmetros de la lente:

Eb=espesor de borde; Ec=espesor de centro; S1=flecha del primer dioptrio; S2=flecha del segundo dioptrio


La relacin entre los espesores vendr dada por las curvaturas y dimetro de la lente; todos los parmetros estn relacionados entre s.

A travs de la Figura 25 podemos deducir la relacin entre el Espesor de centro (Ec) y el Espesor de borde (Eb): Las lentes que se utilizan para corregir miopas, o lentes negativas, se caracterizan por tener un Eb grueso y un Ec mnimo. El problema esttico queda minimizado si escogemos monturas pequeas para estas lentes. Ver Figura 26.

Figura 26. Lente para corregir la miopa

Las lentes que corrigen la hipermetropa son lentes positivas y presentan un Eb delgado y un Ec ms grueso. Para estas lentes se recomienda fabricarlas con un dimetro inferior para as obtener lentes ms delgadas. Ver Figura 27.

Figura 27. Lente para corregir la hipermetropa

4.6.10 Base Nominal y Base Real La base nominal (PN) de una lente es la potencia determinada en funcin del radio de curvatura de la primera cara, el espesor central y el ndice de refraccin de la lente.

La base real tendr en cuenta exclusivamente la curvatura (radio) de la primera superficie (P1) y considera que el ndice de refraccin es 1.523. 4.6.11 Superficie Convexa y Superficie Cncava. La superficie convexa es aquella que describe generalmente la primera cara, tambin denominada superficie anterior. Tiene potencia positiva. La superficie cncava es aquella que describe la segunda cara o superficie posterior (siempre que no se trate de una lente biconvexa). Se expresa su valor en potencia negativa.


Figura 28. Superficies de una lente.

4.6.12 Clasificacin de Lentes Segn la combinacin de las curvas de sus caras, las lentes se pueden clasificar en varios tipos, tal y como se especifican en la Figura 29.

Figura 29. Clasificacion de lentes.


Captulo 5.

LA MATERIA PRIMA 5. LA MATERIA PRIMA Una lente oftlmica no es ms que un medio refractante limitado por dos superficies. Las caractersticas pticas de la lente vienen determinadas tanto por la geometra de dichas superficies como por la naturaleza ptica de dicho medio. Por ello es importante conocer las propiedades y caractersticas de la materia prima de la que estn hechas las lentes. Hay dos tipos principales de lentes si atendemos a la composicin del medio refractor: Lentes orgnicas: En ellas la materia prima es un producto de la qumica orgnica. Es lo que se conoce vulgarmente como plstico, aunque realmente son polmeros muy especializados los que se usan en ptica oftlmica por sus cualidades pticas y fsicas. Lentes minerales: Son aquellas cuya materia prima es el vidrio. Se llaman as porque el vidrio est hecho fundamentalmente de silicatos. 5.1 Lentes Orgnicas Estn compuestas de polmeros orgnicos. Se caracterizan porque: Tienen una densidad menor, lo que las hace muy ligeras. Son ms blandos y ms propensos a rayarse que sus contrapartidas minerales. Esto se solventa en la actualidad con tratamientos endurecedores que colocan una pelcula de material resistente al rayado sobre su superficie. En la actualidad se presentan en ndices de refraccin: 1.49 1.5. Primer material oftlmico orgnico que sali al mercado. Fue Descubierto a principio de los aos 40. Se trata del compuesto correspondiente al tipo de material plstico llamado CR-39. Su densidad es muy baja, casi la mitad del mineral, por lo que es muy ligero. Sin embargo su ndice de refraccin bajo hace que las lentes sean tambin ms gruesas. Su nmero de Abbe es alto, por lo tanto pticamente correcto. Este material es considerado como bajo ndice. 1.523. Es una materia prima orgnica que sale al mercado en el ao 1992. Este ndice permite incrementar valor aadido respecto al ndice 1.49. De modo que las lentes son: un 25% ms finas, un 25% ms ligeras y un 50% ms resistentes que las lentes orgnicas convencionales. Est considerado como un ndice medio. 1.56. Todava ms reciente. Ms ligero que el de ndice 1.523 debido a sus menores curvas y menor densidad. Sin embargo, tiene un nmero de Abbe ms bajo, y por lo tanto, peor. Permite hacer lentes delgadas y ligeras. Se considera un ndice medio. 1.6. De desarrollo posterior a 1.56. Ideal para graduaciones medias y altas, consiguiendo lentes ms delgadas y ligeras. Su densidad es muy baja y tiene un buen nmero de Abbe. Est considerado como un alto ndice orgnico. 1.7. Es uno de los materiales orgnicos de mayor ndice. De desarrollo muy actual, se empez a comercializar en el mercado en 1999. Permite la mxima reduccin de espesores, pero su nmero de Abbe es bajo, por lo que las lentes tienen mayor aberracin cromtica. Representa un tanto por ciento muy bajo en el mercado.

ndice (nd)

Abbe () Densidad (g/c)

Transmitancia (%)

Reflexin (%)

Absorcin UV(nm)

Orgnico 1.50

1.49

59 1.32 92.1 7.9 350

Orgnico 1.523 1.523 48 1.31 91.6 8.4 350

Orgnico 1.56 1.56 38 1.22 90.7 9.3 350

Orgnico 1.60 1.6 37 1.29 89 11 387

Tabla 6. Productos orgnicos y sus caractersticas tcnicas


5.2 Lentes minerales Las lentes minerales estn compuestas fundamentalmente por Slice fundido con xidos metlicos como de Titanio, el de Bario, Sodio, etc. Se caracterizan porque: Presentan una notable dureza y resistencia al rayado. Son ms pesadas que las orgnicas debido a su mayor densidad. Comercialmente existen distintos tipos de vidrios denominados segn su ndice de refraccin: 1.523. Primer vidrio oftlmico fabricado. Conocido como vidrio Crown. Es el ndice tradicional en ptica oftlmica, hasta los aos 90. Suele tener relativamente poco peso y un buen nmero de Abbe. Est considerado como un ndice de refraccin bajo. 1.6. Aparece tras el vidrio de ndice 1.8 y Ha tomado notable auge en los ltimos tiempos con tendencia a sustituir al Crown. Produce lentes menos gruesas y ligeramente menos pesadas, con un nmero de Abbe algo inferior al 1.523. Se considera como ndice medio. 1.7. Vidrio, en sus orgenes, conocido como High Lite. Aparece despus del ndice 1.523. Ideal para graduaciones fuertes, ya que sus lentes pueden ser muy poco curvadas. Sin embargo, este material tiene un nmero de Abbe menor que el vidrio Crown, comprendido entre 35 y 40., con lo que las imgenes se desdoblan en colores al mirar fuera del eje ptico de la lente. Es considerado un alto ndice. 1.8. Su aparicin fue posterior al ndice 1.7. Requiere menos curvatura que el ndice anterior, pero es muy denso, y por tanto pesado, aunque su poca curvatura puede llegar a contrarrestar su alta densidad al permitir lentes muy delgadas. Ideal para graduaciones muy fuertes. Tiene un nmero de Abbe bajo, entre 30 y 35, esto es, mayor aberracin cromtica. Calificado como alto ndice. 1.9. El ltimo alto ndice que aparece en el mercado mineral. Para aplicaciones similares al ndice 1.8, todava ms reducido que ste, y algo ms pesado, puesto que es ms denso. Se prescribe para graduaciones muy elevadas. A continuacin (Tabla 7) se exponen los distintos nombres comerciales y sus caractersticas tcnicas en vidrio mineral. ndice (nd) Abbe ()

Densidad (g/c)

Transmitancia (%)

Reflexin (%)

Absorcin UV(nm)

Crown 1.523 59.3 2.55 91.6 8.4 330

Crown 1.6 1.6 41.2 2.67 89.4 10.6 334

High Lite 1.7 1.7 34.6 3.21 86.4 13.6 342

Hight Lite 1.7 AS 1.7 41.6 3.21 86.4 13.6 342

Lantano 1.8 1.802 34.6 3.65 83.7 16.3 342

Lantano 1.9 1.885 31 3.99 82.6 17.4 340

Tabla 7. Productos minerales y sus caractersticas tcnicas 5.3. Policarbonato Las aplicaciones del plstico de policarbonato (PC) son muy diversas englobando desde la ptica, hasta la medicina, pasando por la electrnica y la mecnica. Algunos de los productos fabricados en PC son los CD-ROMs, CDs, Minidiscs, DVDs, carcasas de telfonos mviles y relojes, ventanas de los aviones, visores para astronautas y motoristas, lentes, paneles de los salpicaderos, faros de los coches, electrodomsticos, riones artificiales, Un plstico de policarbonato (PC) es un polmero obtenido por policondensacin lineal que en sus cadenas presentan la agrupacin -O-CO-O (steres del cido carbnico). La macromolcula de PC esta formada por largas cadenas paralelas con pocos enlaces entre ellas. Debido a esta estructura lineal este material es susceptible de moldearse por calor y endurecerse por el fro tantas veces como se quiera debido a que no sufre, durante este proceso, ninguna transformacin qumica, solamente un cambio fsico. La temperatura de reblandecimiento es elevada en los PCs por lo que a 140C es completamente rgido. Esta disposicin lineal tambin permite que al aplicar una energa sobre este material las cadenas se deslicen unas contra otras absorbiendo la energa y confiriendo una alta


resistencia al impacto (figura 30). Otra consecuencia de su estructura lineal es que determinados disolventes son capaces de separar las cadenas y disolver el PC. Debido a su composicin qumica este polmero presenta una baja densidad, un alto ndice de refraccin y un bajo nmero de Abbe. A pesar de su gran resistencia al impacto, son fcilmente rayable y para determinadas aplicaciones debe protegerse con lacas endurecedoras. La poca cristalinidad de este plstico le confiere una elevada transparencia y puede utilizarse para la fabricacin de ventanas, visores, lentes Para proteger este material de la radiacin UV y evitar un envejecimiento prematuro deben aadirse aditivos que absorban en la zona ultravioleta. Estos aditivos permiten al mismo tiempo aumentar el pie del UV ( en que la transmisin es 1%).

Figura 30. Cadenas de policarbonato en estado normal (a) y sometidas a una energia de impacto (b)

Las lentes oftlmicas de PC llegaron al mercado a finales de los aos 70 e inicialmente se utilizaron bsicamente para lentes de seguridad. La evolucin tecnolgica que ha sufrido el procesado del PC durante estos ltimos aos le ha permitido alcanzar unos estndares de calidad comparativos a los de los materiales termoestables tipo CR-39. En la tabla siguiente presentamos las principales caractersticas de las lentes de PC respecto a la lente de referencia CR-39.

PC CR-39

ndice de refraccin 1.586 1.498

Transmisin visible (%) 88-91 92.1

Densidad (g/ml) 1.20 1.32

Abbe 32 58

Pie UV (nm) 380 350

Resistencia impacto (Joules) 21.7 0.41

Tabla 7. Caractersticas tcnicas del policarbonato y comparativa con CR-39. Comparativamente la resistencia al impacto de una lente de PC de espesor de centro 1.5 mm es ms de 50 veces superior a una lente de CR-39 de iguales caractersticas. Sin embargo la resistencia a la abrasin de las lentes es muy inferior a la del CR-39 necesitando siempre la aplicacin de una capa protectora. Esta capa tambin protege la materia de PC contra ataques qumicos. Debido a su ndice, las lentes de PC pertenecen al grupo de los altos ndices. Para una misma graduacin se puede disminuir el espesor de las lentes de PC respecto al de las lentes de CR-39. El bajo nmero de Abbe del PC puede provocar que las aberraciones cromticas en lentes de este material sean ms visibles. Las lentes de PC poseen una densidad inferior a la del CR-39 y absorben totalmente la radiacin ultravioleta hasta 380 nm. Teniendo en cuenta todas estas propiedades, las lentes de PC son aconsejables para nios y deportistas y para personas que deseen mejorar la esttica de sus lentes reduciendo su espesor.


5.4 Materias primas especiales Existen tanto vidrios como polmeros diseados para cumplir requisitos especiales. Los ms importantes son: fotocromticos y polarizantes. 5.4.1 Fotocromticos Son aquellos materiales pticos que tienen la propiedad de oscurecerse en presencia de rayos ultravioleta. Proporcionan proteccin solar en exteriores, volviendo a tener un nivel de absorcin muy bajo en interiores. El efecto fotocromticos se consigue mediante sustancias qumicas que modifican su color o se oscurecen cuando absorben luz ultravioleta. En el caso del vidrio suelen utilizarse sales de plata. Las lentes orgnicas incorporan compuestos orgnicos que son capaces de modificar su estructura reversiblemente para cambiar de color. 5.4.1.1 Activacin y desactivacin Al incidir luz ultravioleta sobre la lente, empieza la reaccin de activacin y poco a poco la lente se va oscureciendo hasta alcanzar un mximo: la lente est activada. Por el contrario, al dejar de incidir ultravioleta, la lente inicia la desactivacin: es decir progresivamente deja de tener coloracin hasta conseguir volver al estado original: inactivo. En general la reversibilidad se pierde con el tiempo, denominada fatiga. En los ltimos aos se han desarrollado lentes fotocromticas que reducen la fatiga antes mencionada. La activacin afecta a la transmitancia pero no a la reflexin. Es decir, el substrato refleja el mismo porcentaje de luz, pero aumenta mucho la absorcin, en detrimento de la transmisin. Las curvas de transmitancia espectral son muy diferentes segn si la lente est activada o bien desactivada, como podemos apreciar en la figura 31.

Figura 31. Transmitancia de una lente fotocromatica.

Activacin y desactivacin

En la Figura 31 podemos ver las curvas de transmitancia espectral para una lente fotocromatica. En la curva sin activar observamos que la transmitancia es muy alta en casi todo el espectro y, a partir de 430 nm es prcticamente una recta. Esto indica que transmite alrededor de un 90% de la luz que le llega y para todos los colores por igual, lo que implica que el color que veremos salir de la lente es blanco. En la curva activada vemos que la transmitancia es mucho menor y vara segn el color. En promedio es del orden de un 31% y debido a que absorbe mucho ms el azul que el rojo, la veremos de color marrn. En cuanto a la forma de aplicacin se pueden distinguir dos casos:


5.4.1.2 Fotocromatismo en la masa En este caso las sustancias fotocromticas se hallan incluidas en el interior del substrato. Esto tiene dos ventajas: El fotocromatismo no desaparece despus de una fuerte abrasin superficial. Se favorece la resistencia al envejecimiento. La nica desventaja relativa es que las lentes con graduaciones fuertes, sobretodo negativas, las diferencias de espesores producen diferencias de oscurecimiento al haber menos material en las zonas ms delgadas. 5.4.1.3 Fotocromatismo en la superficie Se consigue de una de las dos formas: Mediante un tratamiento que difunde el material fotocrmico hasta una cierta profundidad en la superficie del material orgnico. Adosando mediante polimerizacin una fina lmina de material fotocrmico sobre una o las dos caras de la lente mineral. La ventaja de este tipo de fotocromatismo es que se consigue una uniformidad de color, independientemente de la graduacin. Las desventajas son el envejecimiento ms rpido al haber menos cantidad de material fotocromtico, y el riesgo a que una abrasin importante puede hacer desaparecer el efecto fotocromtico en la zona interesada. Adems, si los rayos ultravioleta inciden por la parte posterior de la lente, sta no se oscurecer, ya que las propiedades fotocromticas se presentan tan slo en la primera cara de la lente. 5.4.2 Polarizados La luz solar est compuesta por una mezcla de ondas electromagnticas que se propagan vibrando en todos los planos perpendiculares a la direccin de propagacin. Bajo ciertas circunstancias, o cuando atraviesa ciertos materiales, la luz sale polarizada, es decir, vibrando en un solo plano del espacio. Ver Figura 32..

Figura 32. Polarizacion de la luz.

a) Luz no polarizada; b) Luz parcialmente polarizada; c) Luz totalmente polarizada. Si la luz polarizada en una direccin dada la hacemos pasar por un material polarizante orientado a 90 del plano de polarizacin de la luz, sta se extingue por completo. Ya en 1808, el cientfico francs Malus se percat de que la luz que incide oblicuamente en una superficie reflectante, como el vidrio o el agua, sale con un cierto grado de polarizacin.


Posteriormente Brewster descubri que el grado de polarizacin es mximo cuando la incidencia tiene un ngulo cuya tangente es el ndice de refraccin del material. Este ngulo se llama ngulo de Brewster. La polarizacin nos permite eliminar los molestos reflejos que se dan sobre el agua o sobre superficies brillantes no metlicas, como la nieve. Puesto que la luz reflejada por dichas superficies est polarizada en cierto grado, basta proveernos de unas gafas con filtro polarizante, de forma que la direccin de polarizacin sea a 90 de la emergente, para reducir notablemente la intensidad de los reflejos.


Captulo 6.

Lentes Oftlmicas 6. LENTES OFTLMICAS Las lentes oftlmicas estn formadas por materia mineral u orgnica, transparentes y delimitadas por dos superficies. Segn sea la forma de estas superficies y la combinacin entre ellas, obtendremos lentes con diferentes caractersticas. Las lentes oftlmicas pueden clasificarse segn la superficie en: lentes esfricas, lentes asfricas y lentes tricas. 6.1. Lentes Esfricas Diremos que una superficie es esfrica cuando ha sido generada por un radio constante. Por ejemplo, la superficie de una pelota de billar, es esfrica. Las lentes esfricas son aquellas que han sido construidas con dos superficies esfricas. Las principales caractersticas de estas lentes son: Simetra de revolucin: Son lentes generadas por radios constantes. Ha sido la geometra dominante hasta la dcada de los 90. Las lentes oftlmicas esfricas deben ser puntuales, es decir, libres de astigmatismo oblicuo en los puntos situados a 30 del eje ptico. Para conseguir esta condicin debemos aplicar las Elipses de Tscherning. El astigmatismo oblicuo es una aberracin ptica que induce borrosidad y distorsin de la imagen, si la eliminamos en un arco de 30 la lente es ptima para el usuario. Las elipses de Tscherning son diferentes segn sea el ndice de refraccin de la lente y la distancia de trabajo del usuario. En la Figura 33 se observa una de las elipses de Tscherning.

Figura 33. Elipse de Tschering para el indice n=1.523 y para Visin Prxima


De la figura se deduce, que para cumplir esta condicin de aberraciones ptimas, slo existen dos posibles curvas de la superficie anterior para una potencia frontal (Pvp). Por ejemplo, si deseamos obtener una potencia Pvp= +5D, encontramos dos curvas posibles para la primera cara, de entre estas dos siempre escogeremos aquella que proporcione un diseo ms esttico (la ms plana). Tambin se observa que no existe ninguna solucin ptima para lentes con una potencia (Pvp) por encima de +8 D o para miopas fuertes, cercanas a 30D. Estas limitaciones de diseo inducen que determinadas ametropas no se puedan corregir ptimamente con este tipo de lentes, por ello se recurren a diseos asfricos. 6.2 Lentes Asfricas Hablaremos de superficie asfrica cuando se ha generado con un radio de curvatutra variable, es decir, el radio aumenta a medida que nos alejamos del centro (ver Figura34). A modo de ejemplo, podemos imaginarnos la superficie de un baln de ruggbi en su meridiano ms largo, donde la curvatura vara, hacindose ms plana en los extremos. Estas lentes se generan mediente cnicas (superficies donde el radio no es constante debido al coeficiente de asfericidad) en una de sus superficies, generalmente la anterior (Ver Firgura) La combinacin de una superficie asfrica, generalmente la primera, y la otra esfrica da lugar a lentes asfricas. La geometra asfrica proporciona lentes ms finas, cmodas, estticas y sin limitaciones de diseo. Y adems tienen caractersticas pticas superiores a las esfricas.

Figura 34.Grado de asfericidad segn la superficie cnica de revolucin.

6.3 Lentes Tricas La superficie trica ser aquella cuya curvatura es distinta en todos los meridianos, desde el mayor hasta el que es menor, siendo ambos perpendiculares entre s. Es posible imaginarlo si pensamos en la cmara de un neumtico: donde su parte ms externa presenta un radio mximo, y la otra parte, perpendicular a sta, presenta un radio mnimo, que define la seccin de la cmara. Las lentes tricas se consiguen al combinar una superficie trica (generalmente la segunda) y la otra esfrica o bien asfrica. Esta lentes surgen para solucionar el problema del astigmatismo, por ello tambin se las denomina lentes astigmticas. Aunque la correccin del astigmatismo admite diversas geometras, la forma habitual de correccin es la lente trica. El usuario astgmata tiene una potencia diferente en todos los meridianos de su ojo, siendo mxima y mnima en dos meridianos principales perpendiculares entre s.


Una lente trica tendr dos focos correspondientes a una potencia mxima y a una mnima. En la nomenclatura de estos focos se denomina: Cilindro a la diferencia de potencia entre ambos focos. El cilindro puede adoptar signo positivo o negativo. Ser positivo si la diferencia entre los focos se hace de menor a mayor valor relativo (ej 1: de 5 a 3: el cilindro es de +2D). Y ser de signo negativo si vamos de mayor a menor valor relativo (ej 2: de +5 a +3: el cilindro es de -2D). Se mide en dioptras cilndricas (DC).

Esfera. Se considera el valor de esfera dependiendo del signo del cilindro. Si hemos calculado el cilindro en positivo, la esfera ser el meridiano de menor valor relativo. Si por el contrario hemos determinado el cilindro en signo negativo, la esfera tomar el valor del meridiano de mayor valor relativo. As pues, en el ejemplo 1, la esfera tendr el valor 5 D, mientras que en el ejemplo 2, tomar el valor +5 D. Se mide en dioptras esfricas (DE). Eje del astigmatismo. Es la direccin donde se sita el eje del cilindro. Su valor est comprendido entre 0 y 180. El eje del cilindro, o del astigmatismo si nos referimos al ojo, nos indicar la direccin de la esfera por ser perpendicular a la potencia del cilindro. Para producir los dos focos distintos en la lente, se talla, generalmente en la segunda cara, una superficie trica o cilndrica, es decir, con dos curvas diferentes. Las lentes tricas se pueden obtener al combinar una superficie tanto esfrica como asfrica con otra trica o cilndrica.

Figura 35. Seccion de una lente trica

6.3.1 Formulacin En ptica se utiliza asiduamente la frmula esferocilndrica para dar el valor de la graduacin astigmtica. Esta frmula tiene tres trminos: e c . Donde llamaremos e a la esfera, c al cilindro y al eje del astigmatismo. Por ejemplo: +4.00 -2.00 90; El eje de astigmatismo est orientado a 90, el cilindro es de 2.00 DC y la esfera de +4.00DE.


Esta lente tendr dos focos de potencias: P1=e dioptras a grados. P2= e+c dioptras en el meridiano perpendicular (+90). Segn el ejemplo anterior:

6.3.2 Transposicin Una graduacin astigmtica se puede expresar, como hemos dicho, en cilindro con signo positivo o negativo. Al resultado de pasar de una expresin a otra se llama transposicin. Los pasos para transponer una expresin esferocilndrica son los siguientes: 1. El cilindro se mantiene en valor absoluto pero se le cambia el signo. 2. Al eje se le suman 90. 3. La esfera sera el resultado de sumar c+e Ejemplo: +4.00 -2.00 90; +2.00 +2.00 180 1. El cilindro de su transpuesta ser +2.00. 2. El eje de su transpuesta ser 90+90= 180 3. La esfera de su transpuesta ser +4 + (-2)= +2.00. 6.3.3. Lentes cilndricas La lente cilndrica, no es ms que un caso de lente trica pero el valor del radio mayor es infinito, que genera un meridiano plano, y su radio perpendicular es curvado. Es fcil imaginarse la seccin de un tubo, donde longitudinalmente es plano y su perpendicular tiene el radio de la seccin del tubo.

6.4 Prismas Oftlmicos 6.4.1 Principios Bsicos Un prisma es todo cuerpo transparente limitado por dos dioptrios planos no paralelos. El ngulo que forman estos dos dioptiros se denomina ngulo apical (), y la interseccin entre las dos caras del prisma se denomina arista. La base del prisma ser el lado opuesto y paralelo a la arista. Ver Figura 36.


Figura 36. Composicin de un prisma.

Cuando un rayo de luz incide sobre un prisma se refracta dos veces segn la ley de la refraccin. Si el prisma est inmerso en aire, el rayo se desva en direccin a la base del prisma. El ngulo de desviacin () es la inclinacin del rayo emergente (sale del prisma) respecto al incidente (entra en el prisma). Los prismas de aplicacin visual se llaman prismas oftlmicos y poseen un ngulo apical () menor a 10. Se cumple la siguiente relacin:

Por lo tanto, la cantidad de desviacin del prisma oftlmico depende tanto del ngulo apical () como del ndice de refraccin del prisma. Ver Figura 37.

Figura 37. Angulo de desviacin de un prisma.

La potencia de los prismas oftlmicos es la capacidad de desviar la luz. La unidad de esta magnitud es la dioptra prismtica (). C.F. Prentice en 1888 defini la dioptra prismtica como la capacidad de desviar la luz 1 cm en una pantalla situada a 1 m.


Figura 38. Definicin de dioptria prismatica (V)

Segn se observa en la Figura 38: d =100 : tgd La base de un prisma puede situarse en distintas direcciones del espacio para conseguir la desviacin deseada. Las cuatro direcciones elementales son: Horizontal: Base Temporal (BT, hacia fuera) y Base Nasal (BN, hacia dentro). Vertical: Base Superior (BS) y Base Inferior (BI). En ptica oftlmica para expresar la base del prisma lo haremos atendiendo al sistema TABO:

Figura 39. Sistema TABO para designar la orientacin de un prisma

6.4.2 Visin a travs de un Prisma Un prisma desplaza los objetos hacia la arista. El rayo que emerge (sale) del prisma siempre se dirige hacia la base. (Ver Figura 40).

Figura 40. Formacion de imagines a traves de un prisma.


En ptica oftlmica se usan los prismas frente a los ojos para variar la alineacin relativa de los ejes visuales de un ojo respecto a otro. Las dos finalidades principales de la aplicacin visual de los prismas son: Provocan la rotacin del ojo hacia la arista del prisma para conseguir modificar hacia la arista la trayectoria del eje visual respecto su posicin habitual. Los prismas con Base Temporal provocan que los ojos converjan.

Figura 41. Convergencia producida por una prescripcion de VRT

Desplazan las imgenes de los objetos a una posicin tal que pueda ser observada cmodamente por el usuario. Por ejemplo, para un ojo estrbico que no tiene motricidad suficiente para enfocar los objetos.

Figura 42. Desplazamiento de la imagen hacia la posicin convergente del eje visual producido por un prisma VRN


6.4.3 Representacion Prismtica de Lentes Esfricas En el centro ptico de una lente positiva o negativa el efecto prismtico es nulo. Para cualquier otro punto, las lentes oftlmicas se comportan como un prisma, es decir, si, al montar las lentes, el eje visual del observador no pasa por el centro ptico se estar induciendo un efecto prismtico que ser mayor cuanto ms alejado del centro ptico. Una lente positiva se comporta, en cuanto a efectos preimticos, como infinitos prismas unidos por sus bases. En cambio, una lente negativa se representa como infinitos prismas unidos por sus aristas. Ver Figura 43.

Figura 43. Representacion prismatica de una lente positiva y negativa

La ley de Prentice nos da la relacin para encontrar el efecto prismtico producido al observar por cualquier

punto de la lente distinto al centro ptico:

Donde: = Potencia prismtica inducida. d= distancia del C.O. al punto por d

principios grales optica oftalmica libro

Documents