RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
UNIDAD I : FISIOLOGIA DE LA VISION La forma del ojo humano es similar a la de una esfera de alrededor de 24 mm de diámetro. Su función es la de producir una imagen óptica sobre una capa de células sensibles a la luz. El sistema es como el de la cámara fotográfica: un sistema de lentes transparentes produce una imagen inversa sobre una película, la retina. En este capítulo se presentan las capacidades de transducción de la luz por parte de la retina y de los mecanismos centrales de la visión, precedidas por la introducción de algunos aspectos de la fisiología del ojo, de sus sistemas de protección y de los que se vinculan con el mantenimiento de su forma y transparencia. Se trata también la función primaria de los ojos en la formación de las imágenes ópticas y su movimiento intrínseco. Se toman en consideración, entonces, las vías visuales centrales, el papel de la corteza cerebral en la interpretación de las señales visuales, la percepción del color, la forma y la distancia de los objetos en el espacio visual.
FORMACIÓN DE IMÁGENES EN LA RETINA Para formar las imágenes del mundo exterior sobre la retina, el ojo está dotado del aparato de refracción, al que sobre todo constituyen la córnea y el cristalino. Las propiedades ópticas de las superficies refractivas están determinadas por su radio de curvatura y por el índice de refracción de la interfaz de los medios que separan. En su conjunto, las características del sistema óptico dependen de las propiedades individuales de cada una de las superficies que lo componen y de la distancia entre las mismas.
Fisiología de órganos y sistemas – Sistema nervioso Luz y objetos Gran parte de la luz que incide sobre los ojos está constituida por una mezcla bien equilibrada de energía y longitudes de onda diferentes y se la llama de manera impropia luz blanca. Si se filtra la luz blanca de manera que se eliminen todas las longitudes de onda menos una parte restringida, la luz que resulta se llama monocromática (se obtienen así l os colores espectrales: violeta, índigo, azul, verde, amarillo, naranja, rojo). Cuando la luz incide sobre un objeto puede ser absorbida y la energía, convertida en calor, puede atravesarlo o bien ser reflejada por el mismo (colores pigmentados). El color de un objeto depende de la cantidad relativa de luz absorbida y de luz reflejada: los objetos de colores reflejan luz que es más rica en longitudes de onda en ciertas partes del espectro visible que en otras. 1
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
El tipo de color que se percibe, sin embargo, no depende sólo de las longitudes de onda sino también del contenido de longitudes de onda, de la intensidad luminosa y de las propiedades sistema visual.
Pigmentos visuales Una sustancia que absorbe parte de la luz que incide sobre la misma y refleja lo demás se llama pigmento. La retina del ojo humano contiene un mosaico de cuatro tipos de receptores: los bastones y tres tipos de conos. Cada uno estos cuatro tipos de receptores contiene un pigmento diferente. Los pigmentos son diferentes en su estructura química y, por consecuencia, en las capacidades relativas de absorber luz de diferentes longitudes de onda. Los bastones son responsables de la capacidad de ver con poca luz (visión escotópica), un tipo de visión que es bastante rudimentaria y sin color.
GLOBO OCULAR El globo ocular es una estructura esférica de aproximadamente 2,5 cm de diámetro con un marcado abombamiento sobre su superficie anterior. La parte exterior, o la cubierta, se compone de tres capas de tejido: 1. la capa más externa o esclerótica tiene una función protectora, cubre unos cinco sextos de la superficie ocular y se prolonga en l a parte anterior con la córnea transparente; 2. la capa media o úvea tiene a su vez tres partes diferenciadas: la coroides -muy vascularizada, reviste las tres quintas partes posteriores del globo ocularel cuerpo ciliar , formado por los procesos ciliares, el iris, que se extiende por la parte frontal del ojo. 3. La capa más interna es la retina, sensible a la luz.
LA CORNEA En el frente del globo ocular se encuentra una membrana transparente, denominada córnea. La córnea es una membrana resistente, compuesta por cinco capas, a través de la cual la luz penetra en el interior del ojo. Por detrás, hay una cámara llena de un fluido claro y húmedo (el humor acuoso) que separa la córnea de la lente del cristalino. En sí misma, la lente es una esfera aplanada constituida por un gran número de fibras transparentes dispuestas en capas. Está conectada con el músculo ciliar, que tiene forma de anillo y la rodea mediante unos ligamentos. El músculo ciliar y los tejidos circundantes forman el cuerpo ciliar y esta estructura aplana o redondea la lente, cambiando su longitud focal.
EL IRIS Detrás de la córnea se encuentra el iris: la porción circular del tejido pigmentado que le da su color al oj o, esta estructura pigmentada suspendida entre la córnea y el cristalino, tiene una abertura circular en el centro, la pupila. El tamaño de la pupila depende de un músculo que rodea sus bordes, aumentando o disminuyendo cuando se contrae o se relaja, controlando la cantidad de luz que entra en el oj o. Por detrás de la lente, el cuerpo principal del ojo está lleno de una sustancia transparente y gelatinosa (el humor vítreo) encerrado en un saco delgado que recibe el nombre de membrana hialoidea. La presión del humor vítreo mantiene distendido el globo ocular.
EL CUERPO VITREO El cuerpo vítreo es la masa transparente que ocupa el espacio entre el cristalino y la retina.Está compuesto por una sustancia gelatinosa que mantiene la forma de globo del ojo.El nervio óptico entra en el globo ocular por debajo y algo inclinado hacia el lado interno de la fóvea central, originando en la retina una pequeña mancha redondeada llamada disco óptico.Esta estructura forma el punto ciego del ojo, ya que carece de células sensibles a la luz 2
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
LA ESCLEROTICA La esclerótica (o blanco del ojo) es l a capa externa fibrosa y de color blanco que recubre al globo ocular. Su función es la de proteger las estructuras sensitivas del ojo.
LA CONJUNTIVA Esta membrana flexible y transparente forma un sello sobre el blanco del ojo y continúa hasta la superficie del párpado. Dentro de la conjuntiva se encuentran diminutas glándulas que producen lágrimas y mucosidad que ayudan a lubricar el ojo.
LA COROIDES La coroides es la capa de vasos sanguíneos y se encuentra detrás de la retina a la que le proporciona oxígeno y otros nutrientes.
LA RETINA La retina es la túnica delgada de múltiples capas que se encuentra en la parte posterior del ojo y funciona como una pantalla sobre la cual la córnea y el cristalino proyectan imágenes. (Cuando una persona tiene un desprendimiento de retina, la superficie interna sensible a la luz se ha separado de las capas externas). La mácula, en el centro de la retina, es la región que distingue el detalle en el centro del campo visual.
CONOS Y BASTONES Dos tipos de receptores visuales hay en la retina: los conos y los bastones, cuya función es traducir las imágenes en impulsos nerviosos que se envían al cerebro. Los conos requieren una luz relativamente brillante para su funcionamiento, pero pueden detectar muchos tonos y matices de color. Por el contrario, los bastones requieren muy poca luz, lo que los hace muy adecuados para la visión nocturna; sin embargo, no pueden discernir los colores.
3
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
La retina es una capa compleja compuesta sobre todo por células nerviosas. Las células receptoras sensibles a la luz se encuentran en su superficie exterior detrás de una capa de tejido pigmentado. Estas células tienen la forma de conos y bastones y están ordenadas como los fósforos de una caja. Situada detrás de la pupila, la retina tiene una pequeña mancha de color amarillo, llamada mácula lútea; en su centro se encuentra la f óvea central, la zona del ojo con mayor agudeza vi sual. La capa sensorial de la fóvea se compone sólo de células con forma de conos, mientras que en torno a ella también se encuentran células con forma de bastones. Según nos alejamos del área sensible, las células con forma de cono se vuelven más escasas y en los bordes exteriores de la retina sólo existen las células con forma de bastones.
EL CRISTALINO El cristalino se encuentra precisamente detrás del iris, y su función es lograr el enfoque preciso, proceso que se conoce como acomodación. La forma del cristalino es alterada por pequeños músculos ciliares que lo hacen más curvo para poder enfocar los objetos cercanos y lo achatan para poder enfocar los objetos distantes. La formación de cataratas hace que el cristalino se vuelva opaco, determinando así una v isión borrosa y la disminución de la percepción del color
EL CUERPO VITREO El cuerpo vítreo es la masa transparente que ocupa el espacio entre el cristalino y la retina. Está compuesto por una sustancia gelatinosa que mantiene la forma de globo del ojo. El nervio óptico entra en el globo ocular por debajo y algo inclinado hacia el lado interno de la fóvea central, originando en la retina una pequeña m ancha redondeada llamada disco óptico. Esta estructura forma el punto ciego del ojo, ya que carece de células sensibles a la luz.
NERVIO OPTICO El nervio óptico es un nervio craneal y sensitivo, encargado de transmitir la información visual desde la retina hasta el cerebro.
Se origina en la capa de células ganglionares de la retina, siendo su origen aparente el ángulo anterior del quiasma óptico.
CONCEPTOS BÁSICOS DE ÓPTICA
Una lente es un dispositivo que aprovecha los fenómenos de la refracción, (propiedad de los cuerpos de de sviar la trayectoria de la luz), para concentrar o dispersar los rayos luminosos. El modelo clásico de lente se compone de dos superficies capaces de refractar la luz (refringentes), que reciben el nombre de dioptrías. Al menos una de las superficies debe ser esférica, ya sea cóncava o convexa. Una lente cóncava es una lente más delgada en el centro que en los bordes y es divergente. Una lente convexa es una lente más ancha en el centro que en los bordes y es convergente. El eje óptico es una línea de referencia que constituye un eje de simetría, y pasa por los centros de curvatura de todas las superficies reflectantes (espejos esféricos) o refringentes (lentes) de un sistema centrado. El punto focal es el punto donde convergen los haces reflejados o refractados. 4
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
Si un haz de rayos estrechos que se propaga en la dirección del eje óptico incide sobre la superficie esférica de un espejo, o una lente delgada, los rayos se reflejan o refractan de forma que se cortan, o parecen cortarse, en un punto situado sobre el eje óptico. La distancia entre ese punto (foco) y el espejo o lente se denomina distancia focal ( f ). Si las dos superficies de una lente no son iguales, es decir tiene 2 radios de curvatura diferentes, puede haber 2 distancias focales, según cuál sea la superficie sobre la que i ncide la luz.
Es importante aclarar que el camino óptico es reversible. Es decir, podemos tomar la explicación inversa del punto focal (la convergencia de los haces paralelos en un punto al atravesar o reflejarse en una superficie esférica), y expresar que “cuando un objeto emisor de rayos lumínicos está situado en el punto focal de una superficie esférica, los rayos que salen de él serán paralelos al eje óptico después de ser reflejados o refractados”. Este es el principio de funcionamiento de la distribución lumínica producida por las luminarias.
Si una lente o espejo hace converger los rayos de forma que se corten delante de dicha lente o espejo, la imagen que se obtiene es invertida. Esta imagen se denomina imagen real.
5
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
Si los rayos divergen después de la reflexión o refracción, de modo que parecen venir de un punto por el que no han pasado realmente, la imagen no está invertida y se denomina imagen virtual. La relación entre la altura de la imagen y la altura del objeto se denomina aumento lateral.
Consideraciones sobre las imágenes y su tamaño Una lente con dos superficies convexas siempre refractará los rayos paralelos al eje óptico de forma que converjan en un foco situado en el lado de la lente opuesto al objeto.
Las lentes con superficies de radios de curv atura pequeños tienen distancias focales cortas.
6
RENE RODRIGUEZ ARANCIBIA ILUMINACION TEC. EN SONIDO – SEDE ARICA
Una lente con una distancia focal más corta (de más espesor en su centro) crea una imagen virtual de mayor tamaño, por lo que su potencia de aumento es mayor. La potencia de aumento de un sistema óptico indica cuánto parece acercar el objeto al ojo.
La cantidad de luz que puede admitir una lente aumenta con su diámetro. Como la superficie que ocupa una imagen es proporcional al cuadrado de la distancia focal de la lente, la intensidad luminosa de la superficie de la imagen es directamente proporcional al diámetro de la lente, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia focal. La relación entre la distancia focal y el diámetro efectivo de una lente es su relación focal, llamada también número f. Su inversa se conoce como abertura relativa. Dos lentes con la misma abertura relativa tienen la misma luminosidad, independientemente de sus diám etros y distancias focales. En un espejo cóncavo de tipo esférico la distancia focal es igual a la mitad de su radio de curvatura. Como se indica en la figura, los rayos que se desplazan en un haz estrecho en la dirección del eje óptico, e inciden sobre un espejo cóncavo cuyo centro de curvatura está situado en C, se reflejan de modo que se cortan en B, a media distancia entre A y C. Si la distancia del objeto es mayor que la distancia AC, la imagen es real, reducida e invertida. Si el objeto se encuentra entre el centro de curvatura y el foco, la imagen es real, aumentada e invertida. Si el objeto está situado entre la superficie del espejo y su foco, la imagen es virtual, aumentada y no invertida.
7
