- El ojo humano .
Características - Defectos de la
Visión - La cámara
fotográfica - Comparación entre el
ojo y la cámara fotográfica - Semejanzas entre el sistema
visual y un sistema de vídeo - Diagramas de
Bloque - Bibliografía
El Hombre, al
igual que la mayoría de los animales, cuenta
con el sentido de la vista. Otros sentidos son el olfato, el
oído, el
gusto, el tacto y el equilibrio.
Todos ellos son necesarios para poder llevar a
cabo una vida plena y productiva; sin embargo, la ausencia o el
mal funcionamiento de alguno tienen muy distintas repercusiones
en el individuo. En
otras palabras, es muy diferente la valoración de uno u
otro de los
sentidos.
Es difícil imaginar la vida de un individuo que
no se ubica en el espacio, que no tiene capacidad de saber en
qué posición están sus brazos y sus piernas,
que percibe el mundo que lo rodea en constante movimiento y
que no puede mantenerse en ninguna posición.
La falta de equilibrio, olfato, gusto o tacto son raras,
por lo que no se piensa mucho en ellas. No es el caso de los
trastornos de refracción, los cuales son sumamente
frecuentes. Se presentan a cualquier edad y abarcan una gran
variedad de alteraciones que van desde una visión
levemente defectuosa hasta una francamente deficiente. Esta
última es incapacitante y en caso de presentarse produce
una carga emocional importante. Como si esto no fuera suficiente,
la presbicia o vista cansada (visión cercana defectuosa
del adulto) es una condición irrenunciable, que todo
adulto sufre después de la cuarta década de la
vida.
La visión, o sentido de la vista, es una función
sumamente compleja, en la que intervienen numerosas estructuras.
Para las personas en general, ojos y visión son
sinónimos. Este concepto es
erróneo, ya que los ojos son sólo parte de un
amplio sistema que se
extiende a la porción más posterior del cerebro.
Si analizamos las obras de divulgación
científica vemos que tradicionalmente el ojo se ha
comparado a una cámara fotográfica. La
comparación es afortunada ya que ambas estructuras tienen
amplias semejanzas. Debido a estas semejanzas, considero
importante analizar este sistema para así poder relacionar
contenidos vistos durante el cuatrimestre, espero que este
análisis que realizo se encuentre dentro de
la expectativa del lector.
El 50 % de la información que recibimos de nuestro
entorno la recibimos a través de los ojos. La ingente
información que recibimos en un simple vistazo a nuestro
entorno se guarda durante un segundo en nuestra memoria y luego
la desechamos casi toda. ¡No nos fijamos en casi
nada!
El ojo humano es un sistema óptico formado por
una dioptría esférica y una lente, que reciben,
respectivamente, el nombre de córnea y cristalino, y son
capaces de formar una imagen de los
objetos sobre la superficie interna del ojo, en una zona
denominada retina, que es sensible a la luz.
En la figura anterior se ven claramente las partes que
forman el ojo. Tiene forma aproximadamente esférica y
está rodeado por una membrana llamada esclerótica
que por la parte anterior se hace transparente para formar la
córnea.
Tras la córnea hay un diafragma, el iris, que
posee una abertura, la pupila, por la que pasa la luz hacia el
interior del ojo. El iris es el que define el color de nuestros
ojos y el que controla automáticamente el diámetro
de la pupila para regular la intensidad luminosa que recibe el
ojo.
El cristalino está unido por ligamentos al
músculo ciliar. De esta manera el ojo queda dividido en
dos partes: la posterior que contiene humor vítreo y la
anterior que contiene humor acuoso. El índice de
refracción del cristalino es 1,437 y los del humor acuoso
y humor vítreo son similares al del agua.
El cristalino enfoca las imágenes
sobre la envoltura interna del ojo, la retina. Esta envoltura
contiene fibras nerviosas (prolongaciones del nervio
óptico) que terminan en unas pequeñas estructuras
denominadas conos y bastones muy sensibles a la luz. Existe un
punto en la retina, llamado fóvea, alrededor del cual hay
una zona que sólo tiene conos (para ver el color). Durante
el día la fóvea es la parte más sensible de
la retina y sobre ella se forma la imagen del objeto que
miramos.
Los millones de nervios que van al cerebro se combinan
para formar un nervio óptico que sale de la retina por un
punto que no contiene células
receptores. Es el llamado punto ciego.
La córnea refracta los rayos luminosos y el
cristalino actúa como ajuste para enfocar objetos situados
a diferentes distancias. De esto se encargan los músculos
ciliares que modifican la curvatura de la lente y cambian su
potencia. Para
enfocar un objeto que está próximo, es decir, para
que la imagen se forme en la retina, los músculos ciliares
se contraen, y el grosor del cristalino aumenta, acortando la
distancia focal imagen. Por el contrario si el objeto está
distante los músculos ciliares se relajan y la lente
adelgaza. Este ajuste se denomina acomodación o
adaptación.
El ojo sano y normal ve los objetos situados en el
infinito sin acomodación enfocados en la retina. Esto
quiere decir que el foco está en la retina y el llamado
punto remoto (Pr) está en el infinito.
Se llama punto remoto la distancia máxima a la
que puede estar situado un objeto para que una persona lo
distinga claramente y punto próximo a la distancia
mínima.
Un ojo normal será el que tiene un punto
próximo a una distancia "d" de 25 cm, (para un niño
puede ser de 10 cm) y un punto remoto situado en el infinito. Si
no cumple estos requisitos el ojo tiene algún
defecto.
El ojos es un sistema óptico que concentra y
logra enfocar en la retina los rayos que salen divergentes de un
objeto (de otro modo los rayos salientes de un punto no
podrían recogerse sobre una pantalla para dar su
imagen).
En ella puedes ver que cuando el objeto se sitúa
en cualquier punto entre el punto remoto y el punto
próximo la imagen se forma en la retina del ojo normal.
También puedes comparar y ver lo que ocurre cuando los
ojos tienen algún defecto.
Si un objeto está situado en el punto
próximo del ojo, se ve del mayor tamaño y bajo el
mayor ángulo que es posible verlo a simple
vista.
El ojo miope tiene un sistema óptico con un
exceso de convergencia.
El foco está delante de la retina cuando el ojo
está relajado, sin efectuar acomodación, y al
alcanzar la máxima acomodación está
más cerca del cristalino que en el ojo normal.
La persona miope no ve bien de lejos. Al estar el punto
focal del ojo más cerca de la córnea que en un ojo
normal, los objetos situados en el infinito forman la imagen
delante de la retina y se ven borrosos. Empiezan a verse bien
cuando están cerca (en el punto remoto).
Del punto remoto al punto próximo realiza
acomodación como el ojo normal. En consecuencia: El punto
remoto y el punto próximo están más cerca
que en el ojo normal.
Para corregir la miopía se necesitan lentes
divergentes: divergen los rayos que llegan.
El foco de las lentes divergentes empleadas para
corregir la miopía debe estar en el punto remoto para que
los rayos que salen de ellas se enfoquen en la retina.
Es un defecto de convergencia del sistema óptico
del ojo. El foco imagen del ojo está detrás de la
retina cuando el ojo está en actitud de
descanso sin empezar la acomodación. El foco está
fuera del globo ocular. El ojo miope cuando está en reposo
(sin iniciar la acomodación), tiene la lente del
cristalino muy poco convergente.
Para ver los objetos situados en el infinito tiene que
realizar acomodación. Ve bien a lo lejos pero para hacerlo
ya gasta recorrido de acomodación.
Tiene el punto próximo más lejos que el
ojo normal (más de 25 cm) porque "gasta antes" el
recorrido de acomodación que es capaz de hacer.
El punto remoto es virtual y está detrás
del ojo.
La hipermetropía se corrige con lentes
convergentes. En algunos casos se corrige al crecer la persona y
agrandarse el globo ocular.
Vista cansada.
Con el paso de los años se reduce la capacidad de
adaptación del cristalino (pierde flexibilidad) y aumenta
la distancia a la que se encuentra el punto próximo. Este
defecto se llama presbicia y se corrige con lentes
convergentes.
Si el ojo tiene una córnea deformada (como si la
córnea fuese esférica con una superficie
cilíndrica superpuesta) los objetos puntuales dan como
imágenes líneas cortas. Este defecto se llama
astigmatismo y para corregirlo es necesario una lente
cilíndrica compensadora.
Es muy frecuente que al envejecer el cristalino se
vuelva opaco y no permita el paso de la luz. En esto consiste la
catarata. Recuerda que muchos personajes históricos que
vivieron muchos años, en su vejez se
volvieron ciegos.
Hoy se operan extirpando el cristalino e instalando en
su lugar una lente plástica intraocular que hace sus
funciones y
que no necesita ser sustituida en el resto de la vida.
Este instrumento fue descubierto por el gran pintor e
inventor Leonardo da
Vinci (1452 – 1519), realizó este descubrimiento
cuando él se encontraba en una habitación oscura
protegiéndose del intenso sol de verano cuando en la pared
se observaba un paisaje idéntico al exterior peor
invertido. Éste fue el nacimiento de la primera idea de la
cámara oscura que más tarde se transformaría
en la cámara corriente
fotográfica.
A inicios del siglo XVI el árabe Ibnol Haitham
estudió los eclipses solares y los de la luna.
Consiguió pasar por un agujero pequeño los rayos
luminosos emitidos por el sol y
reflejados por la luna. Estos fueron proyectados en la pared de
la habitación oscura. Este principio fue utilizado en los
siglos XVII y XVIII para dibujar edificaciones y paisajes, su
reproducción se lo realizaba en la
parte
interior de una tienda de campaña como
cámara oscura. Después en el año de 1893 el
Francés "Daguerre" empleó placas de cobre
recubiertas de yoduro de plata, material sensible a la luz, que
dejaba impreso el objeto observado en las placas. Sin embargo, el
tipo de impresión en este material tenía un gran
inconveniente que las fotografías tenían de ser
preparadas con anterioridad y reveladas inmediatamente
después de la exposición.
Después de poco tiempo aparece
un nuevo método
descubierto por George Eastman que consistió en aplicar
una placa sensible sobre una cinta flexible de celuloide de
manera que los negativos obtenidos podían ser almacenados
en rollos sin que estos pudieran dañarse.
En el año de 1907 el científico Lumiere
introdujo una nueva técnica en el comercio las
primeras cámaras fotográficas para obtener fotos en colores, pero la
verdadera fotografía
a color apareció en 1935 cuando la compañía
Kodak y Agfa produjeron fotografías con emulsión en
tres capas y a todo color.
Elementos de la cámara
Fotográfica
- Objetivo: sistema óptico compuesto por varias
lentes, que canaliza la luz que reflejan los objetos situados
ante él. - Obturador: sistema mecánico o
electrónico que permite el paso de la luz a
través del sistema óptico durante un tiempo
determinado. - Diafragma: sistema mecánico o
electrónico que gradúa la mayor o menor
intensidad de luz que debe pasar durante el tiempo que
está abierto el obturador. - Sistema de enfoque: gradúa la posición
del objetivo,
para que la imagen se forme totalmente donde está la
placa sensible. - Sistema de deslizamiento de la película:
sistema que permite desplazar una nueva película antes
de cada toma - Visor: sistema óptico que permite encuadrar el
campo visual que ha de ser fotografiado. - Caja: estuche hermético a la luz y de color
contiene todos los elementos anteriores y constituye el cuerpo
de la cámara.
Comparación entre el ojo y la cámara
fotográfica
Podemos comparar el ojo con una cámara
fotográfica ya que ambas estructuras tienen amplias
semejanzas. La lente de la cámara y la córnea del
ojo cumplen objetivos
semejantes. Ambas son lentes positivas cuya función es la
de hacer que los rayos de luz que inciden en ellas enfoquen en un
solo punto, película fotográfica o retina
respectivamente. Para que córnea y lente trabajen en forma
óptima deben ser perfectamente transparentes y tener las
curvaturas adecuadas. De no ser así, la imagen
proporcionada será defectuosa o no enfocará en el
sitio debido.
Detrás de la lente fotográfica se halla el
diafragma, que es un dispositivo que regula la cantidad de luz
que debe llegar a la película. A diferencia de la
película fotográfica, la retina cuenta con una
sensibilidad luminosa muy reducida (limitada sólo al
espectro visible). En el ojo, el diafragma corresponde al iris,
que es una estructura
muscular perforada en su centro (pupila), y es el responsable del
control de la luz
que incide en la retina. Así, cuando existe poca luz
ambiente, el
iris se dilata creando una pupila muy grande, mientras que si la
luz es intensa el iris se contrae cerrando al máximo la
pupila.
Al diseñar una cámara fotográfica
el poder y la posición de la lente deben calcularse de
forma que los rayos paralelos de luz que incidan sobre ella
enfoquen exactamente sobre la película fotográfica.
Sin embargo, si el objeto se acerca a la cámara, los rayos
de luz que salen de este ya no son paralelos sino divergentes,
por lo que la lente objetivo, cuyo poder de refracción es
fijo, ya no puede enfocarlos a la misma distancia sino
detrás de la película fotográfica, tanto
más lejos de ella cuanto más cerca esté el
objeto por fotografiar. El sistema está entonces
desenfocado. En este caso, basta con alejar la lente de la
película fotográfica la distancia necesaria para
que el foco caiga nuevamente sobre la película. El sistema
está nuevamente enfocado. En las cámaras
fotográficas esto se logra mediante un sistema de enfoque
que permite alejar la lente de la
película.
En el ojo, el proceso de
enfoque existe aunque el mecanismo es distinto. Detrás del
iris se encuentra una estructura en forma de lente biconvexa,
como una lupa, llamada cristalino. Este cristalino también
es transparente pero, a diferencia de la córnea, es
sumamente elástico de forma que su poder refractivo es
variable. En toda su periferia el cristalino está sujeto
al ojo por unas fibrillas conectadas a un músculo
circular. Cuando el cristalino está en reposo el sistema
óptico del ojo que corresponde a la suma óptica
de los poderes de la córnea y del cristalino hace que el
ojo esté enfocado al infinito, es decir, a la
visión lejana. Cuando el objeto se acerca, los rayos
luminosos que llegan al ojo ya no son paralelos sino que
paulatinamente se hacen cada vez más divergentes, por lo
que el ojo tiene que modificar su fuerza en el
músculo ciliar para poder enfocarlos en la retina. Como ya
se mencionó, en la cámara esto se obtiene alejando
la lente de la película fotográfica. En el ojo, el
mismo resultado se obtiene modificando las curvaturas del
cristalino, es decir, haciéndolo más y más
convexo conforme el objeto observado se acerca. Para ello el
músculo ciliar se contrae relajando la tensión a la
que está sometido el cristalino, y éste se abomba
aumentando por consiguiente su poder óptico. A este
fenómeno se le conoce como acomodación y es el que
nos permite poder ver con nitidez los objetos
cercanos.
En la cámara fotográfica la imagen del
objeto llega a la película donde ocasiona cambios
físicos y químicos en la emulsión, que
serán tratados
después en el laboratorio
para fijar la imagen en el papel. En el ojo, el equivalente de la
película es la retina. La retina recibe entonces la imagen
en foco gracias a las propiedades ópticas de la
córnea y del cristalino, con la intensidad luminosa
óptima determinada por el iris. Esta imagen se "fija" en
la retina, ocasionando cambios físicos y químicos.
La gran diferencia es que esta imagen es transformada por la
retina en impulsos químicos y eléctricos que
viajarán posteriormente hasta los centros visuales del
cerebro para hacer que la imagen sea "vista" por el
individuo.
Semejanzas entre el sistema visual y un sistema de
vídeo
Siguiendo con las comparaciones, veamos ahora ya no la
cámara fotográfica y el ojo, sino el sistema visual
completo. El hombre no
ve con los ojos sino a través de los ojos. El ojo es
simplemente la primera etapa de un sistema sumamente complejo. La
visión es una función del sistema nervioso
central, es decir es una función cerebral. Para
explicar este punto recurriremos a una nueva
comparación.
Imaginemos ahora que en lugar de contar con una
cámara fotográfica, tenemos una cámara de
vídeo. El vídeo, como el cine, registra
el movimiento, por lo que se parece más al ojo ya que
éste además de registrar forma, tamaño y
color, registra el movimiento. Con nuestra cámara de
vídeo registramos una escena familiar cualquiera, por
ejemplo, la fiesta de cumpleaños de uno de nuestros hijos.
Si no cometimos errores al filmar y la cámara de
vídeo funciona adecuadamente, tendremos registradas en la
cinta las imágenes de la fiesta.
Hasta aquí los hechos son semejantes a lo
expuesto para la cámara fotográfica. Sin embargo,
para tener acceso a la información, es decir, para ver el
vídeo, necesitamos de otro equipo. Analicemos ahora la
figura 3. Para ver el vídeo es necesario llevar la
información registrada en la cinta a una videocassetera en
donde se procesa la información y se envía a un
monitor
(aparato de televisión) que traduce esta
información en imagen. Sólo contando con el equipo
completo podremos ver las imágenes de la
fiesta.
El sistema visual es en todo semejante al anterior. El
ojo corresponde a la cámara de vídeo.
Los nervios ópticos transportan, en forma
codificada, toda la información registrada en la retina a
los centros analizadores del sistema nervioso
en el cerebro para que el sujeto pueda ver lo que registran sus
ojos. De esta forma, los centros nerviosos corresponden a la
videocassetera y al monitor. El sistema visual cuenta
además con otras conexiones dentro del mismo sistema
nervioso que amplían enormemente sus potencialidades,
permitiendo al individuo interpretar la información
recibida, conectando ésta con la información de
otros sistemas
sensoriales, con la memoria, etcétera.
Las vías visuales son entonces los nervios que
parten del ojo llevando la información visual a los
centros cerebrales, y los centros visuales son aquéllos
localizados en la corteza occipital del cerebro y son los
encargados de decodificar la información y traducirla en
una percepción
visual que el individuo pueda interpretar.
En resumen, podemos decir que la visión es una
función compleja en la que intervienen los órganos
receptores de las imágenes (los ojos), un sistema que
transporta la información (las vías visuales o
nervios ópticos) y un centro de análisis de la
información en el cerebro. Este sistema no está
aislado sino que cuenta con múltiples conexiones con otros
centros del sistema nervioso, permitiendo así que la
visión forme parte activa e importante de la actividad
cerebral del hombre.
El Ojo
- "Ingeniería Humana", John Lenizan, 1974,
Madrid. - El Cuerpo
Humano, Karten Editora, 1974, Buenos
Aires. - Enciclopedia Espasa Calpe, Espasa, 2001,
Madrid. - Wikipedia, www.wikipedia.org
- Enciclopedia Multimedia
Encarta 2005, Microsoft. - El cuerpo Humano, Sintesoft.
http://html.rincondelvago.com/camara-fotografica.html
www.fotomundo.com/tecnic/articulos/ojoycamara
www.estudiosimbiosis.com.ar/cursos-gratis/curso-de-fotografia/ojo-humano-lente.htm
Bruno Nicolás Gutiérrez
Perea
Monografía Examen Final
Profesorado De Tecnología
– 2006 –