L'œil est un système optique complexe qui par phénomènes réflexes effectue une mise au point automatique sur les objets examinés pour en assurer une vision nette.
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Du point de vue optique, l'oeil comporte un dioptre sphérique d'entrée (la cornée) suivi de l'humeur aqueuse dont l'indice est voisin de 1,336. Un diaphragme (l'iris) précède le cristallin qui se comporte comme une lentille biconvexe. Il a une structure en couches et des ligaments situés en périphérie modifient à la fois sa courbure et son indice. L'indice moyen du cristallin est voisin de 1,420. On trouve ensuite l'humeur vitrée d'indice égal à 1,336 puis la rétine sur laquelle se forme l'image. La rétine est composée de diverses couches de faibles épaisseurs (10 à 40 µm). Une couche est composée de cônes et de bâtonnets qui permettent la perception des couleurs. |
La mise au point résulte des modifications de la convergence du cristallin par ses ligaments périphériques : C'est l'accommodation.
Dans cette première applette, l'œil est modélisé par une lentille convergente dont on peut faire varier la convergence en utilisant le curseur accommodation.
Oeil normal (emmétrope)
Les rayons issus d'une source située au delà d'un point appelé ponctum remotum (Pr) convergent normalement sur la rétine lorsque le cristallin est au repos. Il n'y a pas d'accommodation. Des phénomènes réflexes modifient le cristallin et augmentent sa convergence pour assurer une vision nette des objets situés avant le ponctum proximum (Pp) (limite inférieure de vision nette). Pour des enfants très jeunes, Pp est de l'ordre de 10 cm. Pour un œil adulte normal Pp est de l'ordre de 20 à 25 cm mais il augmente progressivement avec le vieillissement.
Oeil myope
La myopie résulte d'un oeil trop long ou trop convergent. Sans accommodation, l'image se forme en avant de la rétine et la vision est floue. Pp est plus petit que pour un oeil normal. Pour corriger ce défaut, on place en avant de l'oeil une lentille divergente qui donne du point à l'infini une image située en Pr. Pour une myopie moyenne, Pr est voisin de 30 cm.
On corrige cette myopie avec un verre de −3 dioptries.
A cause de cette correction, il faut accommoder davantage en vision de près : Un myope retire ses lunettes pour lire avec moins de fatigue.
Oeil hypermétrope
L'oeil hypermétrope est trop court ou pas assez convergent. Sans accommodation, Pr est en arrière de l'oeil (il est virtuel). Pp est plus grand que pour un oeil normal. Pour corriger ce défaut, on place en avant de l'oeil une lentille convergente qui donne du point à l'infini une image située sur la rétine en l'absence d'accomodation. La correction n'impose pas une accommodation supplémentaire pour la vision éloignée.
Oeil astigmate
Ce défaut résulte d'irrégularités de la courbure de la cornée ou du cristallin. Un astigmate ne peut voir nettement que dans deux directions orthogonales et de façon non simultanée. On corrige ce défaut avec des lentilles cylindriques ou toriques.
Test : Placez vous à environ 60 cm de l'écran et regardez la mire. Si certains traits sont plus nets que les autres c'est que vous êtes astigmate. Si vous inclinez la tête, les traits nets suivent le mouvement.
Oeil presbyte
Avec l'age la capacité d'accommoder disparaît.
Pour un œil normal la vision de loin reste normale mais pour la vision proche il faut utiliser des verres convergents.
Pour un œil myope, il faut corriger la vision de près et celle de loin avec des lentilles bifocales (haut divergent pour la vision de loin et bas convergent pour la vision proche). Les verres progressifs limitent les effets de transitions entre les deux zones.
Pour un œil hypermétrope, il faut corriger la vision de près et celle de loin avec des lentilles bifocales ou progressives (haut convergent pour la vision de loin et bas plus convergent pour la vision proche).
Utilisation :
Le modèle utilisé n'est pas rigoureux et l'œil n'est pas représenté à l'échelle. La myopie est traduite par un œil "plus
long" qu'un œil normal et l'hypermétropie par un œil plus court. Le curseur "accommodation" modifie de façon linéaire la distance focale de la lentille qui schématise l'œil.
Si un verre correcteur est utilisé, il y a simplement addition des vergences.
Ce modèle rustique permet quand même d'examiner tous les cas de manière assez réaliste.
Dans les conditions de Gauss, on peut aussi modéliser l'oeil par un dioptre sphérique de rayon voisin de 5,5 mm séparant l'air extérieur d'un milieu d'indice n = 1,333.
C'est ce modèle plus rigoureux que le précédent mais moins démonstratif qui est utilisé dans cette applette.
Utilisation :
Sur le dessin supérieur
un trait violet indique la distance entre Pr et Pp.
Le dessin inférieur correspond à une vue agrandie de l'œil simplifié et indique la construction des rayons. Le trait cyan correspond à un rayon qui passe par le centre optique du système avec ou sans correction. Le trait vert correspond à un rayon qui passe par le foyer objet. Le trait vertical orange correspond à la rétine. Le trait violet correspond à l'image de l'objet examiné. La vision est nette si cette image se forme sur la rétine
Le programme affiche également le rayon du dioptre sphérique R de l'œil simplifié. Ce rayon varie avec l'accommodation et avec la correction éventuelle placée devant l'œil.