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BIOPHYSIQUE DE LA VISION
DIOPTRIQUE OCULAIRE
ACCOMMODATION
IMAGE RETINIENNE
ACUITE VISUELLE
Pr. S. SECK GASSAMA
ANNEE 2010
I- RAPPELS D’OPTIQUE GEOMETRIQUE

NOTION DE DIOPTRE



Surf de séparation de 2 milieux d’indice de réfraction
différent (n = c/v)
Dévie tout rayon qui ne le frappe pas perpendiculairement
Dioptres de l’œil  sphériques
phénomène de réfraction
 soit un dioptre plan air-eau
faisceau
 soit un faisceau lumineux incident
faisceau
incident
réfléchi
î1
arrivant sur ce dioptre
 une partie est réfléchie : faisceau réfléchi
 une partie est réfractée : elle franchit le
air
eau
faisceau
î2
réfracté
dioptre en étant plus ou moins déviée :
faisceau réfracté
 Loi de Descartes : n1 sin î1 = n2 sin î2
RAPPELS D’OPTIQUE GEOMETRIQUE
 rayons lumineux parallèles provenant
de l’infini convergent en un point situé
sur l’axe optique
S
Fi
 foyer image Fi, lieu de l’image d’un
objet situé à l’infini (point focal image)
 Distance focale image : SFi = p’
 Proximité du foyer image : P’ = 1/ p’
mesuré en dioptries
FO
S
 foyer objet Fo, lieu d’un objet dont
l’image est située à l’infini (point focal
objet)
 Distance focale objet : SFo = p
 Proximité du foyer objet P = 1/p
mesuré en dioptries
RAPPEL D’OPTIQUE GEOMETRIQUE

POSITION DE L’IMAGE Ŕ PUISSANCE
 Axe optique orienté dans le sens de propagation de la
lumière – Origine : S (sommet de la cornée)
 Distances notées algébriquement : SA<0 – SA’>0
 Position de l’image donnée par la loi de Descartes
n’ – n = n’ – n = n’ – n = n’ – n = D (dioptries)
SA’ SA p’ p
SC
r (m)
 n’P’ – nP = D
n

A
S
lumière
Distance focale objet
r > 0
n’
C
Distance focale image
A’
PRINCIPAUX DIOPTRES DE L’OEIL

D’avant en arrière, la lumière rencontre
 dioptre cornéen antérieur : convergent
 dioptre cornéen postérieur : divergent
(négligeable)
 dioptre cristallinien antérieur : convergent
 dioptre cristallinien postérieur : convergent
PRINCIPAUX DIOPTRES DE L’OEIL



Approximation de Gauss : faisceau étroit,
paracentral, peu incliné sur le diamètre du dioptre
l ’œil est un système centré constitué de 4
dioptres sphériques et stigmatiques (image
ponctuelle d’un objet point)
Puissance du dioptre
 n’ et n : indices de réfraction des milieux en
arrière et en avant du dioptre
 r : rayon de courbure du dioptre, en valeur
algébrique
 puissance exprimée en dioptries : D = n’ – n
r
PRINCIPAUX DIOPTRES DE L’OEIL
dioptre
n2
n1
r
puissance
cornéen ant.
cornée=1,377
air = 1
+ 7,8.10-3 m
+ 48 D
cornéen post.
ha = 1,337
cornée=1,377
+ 6,65.10-3 m
-6D
cristallinien
ant.
cristallinien
post.
crist. =1,42
ha = 1,337
+ 10,2.10-3 m
+8D
hv. = 1,336
crist. = 1,42
- 6,5.10-3 m
+ 14 D
En pratique, seuls doivent être pris en considération :
- la cornée dans son ensemble : plan-convexe, convergente, puissance + 42 D
- le cristallin dans son ensemble : biconvexe, convergent, puissance : + 22 D
CARACTERISTIQUES DIOPTRIQUES
DE L’ŒIL NORMAL AU REPOS




foyer image Fi situé sur la
rétine
La rétine est située au plan
focal image
Le plan conjugué de la
rétine est le Rémotum
système convergent de
puissance basale :
60 ± 3,5 dioptries
ŒIL REDUIT
ŒIL EQUIVALENT DE LISTING
l ’œil simplifié substitue à ces 4 dioptres 1 seule lentille
convergente L dont les caractéristiques sont :
Rayon : 6mm, indices extrêmes : 1 - 1,336,
distance centre optique – rétine : 17mm
puissance : 60 ± 3,5 Dioptries
D = n’P’ - R
R : proximité du Fo pour 1 oeil au repos qui regarde l’infini
CONDITION DE VISION NETTE
1.
Rétine et voies nerveuses optiques dans un état
physiologique normal
2. Stigmatisme
 un objet ponctuel doit donner une image ponctuelle
3. Emmétropie
 Un objet ponctuel à l ’infini doit donner une image
ponctuelle située sur la rétine
4. Taille de l’image suffisante pour que son diamètre
apparent (a exprimé en minutes d’arc)soit supérieur au
minimum séparable par les récepteurs de l’oeil.
5. Identité de la taille des 2 images sur la rétine en vision
binoculaire
CLASSIFICATION DIOPTRIQUE
1. Un œil qui ne réalise pas le stigmatisme est astigmate :
 Il n’a pas de symétrie de révolution
Le dioptre cornéen n’est pas une calotte sphérique
L’œil présente une amétropie cylindrique
2. Un œil qui réalise le stigmatisme est stigmatique ou sphérique :
 Il a une de symétrie de révolution
Le rayon de courbure cornéen est le même dans toutes les directions
La puissance optique est la même dans tous les plans passant par l’axe
optique
3. En fonction de la position du Rémotum d’un œil sphérique au repos,
on distingue:
Rémotum à l’infini : œil emmétrope
Rémotum à une distance finie : œil présente une amétropie sphérique
Rémotum en Avt de l’œil :œil myope
Rémotum en Arr de l’œil : œil hypermétrope
II- ACCOMMODATION
DEFINITION :
Mise au point de l’œil pour une vision
nette d’un objet rapproché
 accessoirement par réduction réflexe du diaphragme pupillaire
 essentiellement par augmentation réflexe et progressive de sa puissance
dioptrique : Accommodation = variation puissance œil / œil au repos
 D0 = n’P’ Ŕ R
D > D0
cristallin
accommodé
Image rétinienne
floue
Objet
rapproché
Image
nette
Accommodation :
amène l’image nette
sur la rétine
Objet
rapproché
Image
rétinienne nette
MECANISME : expérience "des images de Purkinje" :
- images d ’une flamme de bougie obtenues par réflexion sur les
dioptres : cornéen ant. (1,1’), cristallinien ant. (2,2’),
cristallinien post. (3,3’)
- cristallin non accommodé : images 1,2,3
- cristallin accommodé : images 1’,2’,3’
1
3
2
1’
3’
2’
- la hauteur de l’image 2-2’ diminue lors de l’accommodation : le dioptre
cristallinien antérieur augmente considérablement sa convexité
MECANISME

accommodation : augmentation de la bi-convexité du
cristallin intéresse essentiellement le dioptre
cristallinien antérieur :
MECANISME
MECANISME
 accommodation : Céphalées, sensations de brûlure oculaire si A
importante et prolongée
 augmentation de la bi-convexité du cristallin intéresse essentiellement le
dioptre cristallinien antérieur :
cristallin
r face ant.
non accommodé
10 mm
Accommod. max
6 mm
avant
r face post.
n
puissance totale
6 mm
1.42
+ 18 D
5,5 mm
1.44
+ 33 D
arrière
MESURE DE L’ACCOMMODATION
 Puissance de l’œil au repos (regarde le punctum rémotum)
D0 = n’P’ – R = n’P ( R = 0)
 Puissance de l’œil qui regarde un point rapproché x:
D = n’P’ – X
A= D - D0 = - X (X<0)
L’accommodation est égale à la proximité du point que l’on regarde
cristallin
accommodé
Image rétinienne
floue
Objet
rapproché
Image
nette
Accommodation :
amène l’image nette
sur la rétine
Objet
rapproché
Image
rétinienne nette
AMPLITUDE MAXIMALE D’ACCOMMODATION
1. Amax (en D) = proximité du Rémotum - proximité du Proximum
=-P+R
Punctum rémotum :
point conjugué de la rétine au minimum de puissance de l’oeil
Point vu par le sujet sans accommodation
Punctum proximum :
point conjugué de la rétine au maximum de puissance de l’œil,
correspond au maximum d’accommodation
2. Parcours accommodatif : distance séparant le Rémotum du Proximum
R = 10 m
P
=
0,2 m
PRESBYTIE
Amax diminue progressivement avec l’âge:
Proximum s’éloigne progressivement
Amplitude d ’accomodation
16
Age
14
12
10
8
6
4
40cm
Amax
Position du P, en Av de l’oeil
10 ans
+ 15 D
20 ans
+ 10 D
0,1 m = 10 cm
45 ans
+ 3,5 D
0,28 m = 28 cm
50 ans
+ 3 D
0,066 m = 7 cm
0,33 m = 33 cm: presbytie
2
10
20
30
40
50
60
70
80
Age
 lorsque Amax < 3D et Proximum à plus de 33 cm de l ’œil : presbytie
 âge moyen d ’apparition de la presbytie : 5ième décade de la vie
 plus précoce et plus gênante chez l ’hypermétrope
 plus tardive et moins gênante chez le myope
III- IMAGE RETINIENNE
DIAMETRE APPARENT



image renversée,
Vue sous l’angle a (diamètre apparent a  tgte a) =
AB /CA
de petite taille AB = CA . a (taille limite 5 µ)
III- IMAGE RETINIENNE
DIAMETRE APPARENT
 Diamètre
apparent limite : minimum séparable
est le plus petit angle sous lequel 2 points sont vus
distinctement

a = AB = 5 10-3 = 0,3 10-3 rd = 1’
CA 17
III- IMAGE RETINIENNE
DIAMETRE APPARENT

2 objets de tailles différentes vus sous le même
diamètre apparent ont des images rétiniennes de
même taille
IV- ACUITE VISUELLE
•
l ’AV représente :
- le pouvoir séparateur
- la résolution spatiale de l’œil : plus petite distance d
séparant 2 objets ponctuels dont les images sont séparées,
distinctes
 définition :
 AV= inverse du minimum séparable, exprimé en minutes
d’arc
IV- ACUITE VISUELLE

1- Mesure de l’ AV




l’AV s’exprime en dixièmes
pour a = 1 mn ,AV =10/10 ièmes
sujet normal : AV =10/10 ièmes ou plus (jusqu’à 20/10 ièmes
chez l ’enfant)
anomalies dioptriques et pathologies oculaires font
chuter l’AV
2. Facteurs physiologiques de variation de l ’AV :
2.1.Conditions d’éclairement :
Diurnes = photopiques :AV=10/10ièmes (cônes)
Nocturnes = scotopiques :AV=2/10ièmes (bâtonnets)
Acuité visuelle
2.2.Topographie de l’image rétinienne :
rétine centrale : cônes, en particulier au
Côté nasal
Côté temporal
niveau de la fovéa), vision diurne :
1
AV = 10/10ièmes, décroît vers la périphérie
0,8
rétine périphérique : bâtonnets
vision nocturne : AV = 3/10ièmes, décroît vers
la fovéa
0,6
0,4
Tache aveugle
0,2
 tache aveugle=papille (départ du nerf optique
60
40
20
0
20
40
Degrés de déviation par rapport à la fovéa
 théorie de la dualité cônes-bâtonnets :
- cônes: vision fine, précise, chromatique : regarder
- bâtonnets: vision grossière,"passive", achromatique : voir
2.3.Autres facteurs
contraste entre la luminance de l’objet
et celle de l’environnement
 forme de l ’objet,
 Distance de l’œil à l’objet
 Dimensions de l’objet
temps de présentation de l ’objet : "temps utile pour voir«
Dioptrique oculaire,
 altération des milieux transparents de l’œil,
 altération de la rétine,
3. Principes de mesure de l ’AV
M R T V F U E N C X O Z D 10/10
D L V A T B K U E R S N
R C Y H O F M E S PA
9/10
8/10
en vision de loin (5m), de près
(33cm), en vision monoculaire,
puis binoculaire
E XAT Z H DW N
7/10
 AV en vision de loin :
YO E L K S F D I
6/10
- optotypes : lettres
O X PH B Z D
5/10
N LTAV R
4/10
OHSUE
3/10
MCF
2/10
ZU
1/10
majuscules dont le détail
caractéristique correspond
à une valeur donnée de
l ’AV, sur chaque ligne, à
une distance de 5 mètres
- en pratique :
échelle de Monoyer :
1ère ligne : 1/10ièmes
2ième ligne : 2/10ièmes...
 AV en vision de près :
- même principe
- en pratique : échelle de Parinaud :
chaque alinéa correspond à une valeur donnée de l’AV , notée P14
à P1 (valeur normale : P2)
4
14
Mon dessein n ’est
pas d ’enseigner
10
ici la méthode que chacun doit suivre
pour bien conduire sa raison, mais
8
seulement de faire savoir en quelle sorte j ’ai
tâché de conduire la mienne. Ceux qui se
mêlent de donner des préceptes se doivent
on pouvait acquérir une connaissance claire et assurée de tout ce qui est
utile à la vie, j’avais un extrême désir de les apprendre. Mais, sitôt que
j ’eus achevé tout ce cours d ’études autour duquel on a coutume d ’être
reçu au rang des doctes, je changeai entièrement d ’opinion, car je me
trouvais embarrassé de tant de doutes et d’erreurs qu’il me semblait
n’avoir fait aucun profit, en tâchant de m ’instruire, sinon que j ’avais
3
découvert de plus en plus mon ignorance. Et néanmoins j ’étais en l ’une des plus célèbres
écoles de l ’Europe, où je pensais qu’il devait y avoir de savants hommes, s ’il y en avait en
aucun endroit de la terre. J ’y avais appris tout ce que les autres y apprenaient, et même, ne
m ’étant pas contenté des sciences qu’on nous enseignait , j’avais parcouru tous les livres
traitant de celles qu’on estime les plus curieuses et les plus rares qui avaient pu tomber entre
mes mains. Avec cela je savais les jugements que les autres faisaient de moi, et je ne voyais
point qu ’on m’estimât inférieur
2
à mes condisciples, bien qu’il y en eût entre eux déjà quelques-uns qu’on destinait à remplir les places de nos maîtres :
et enfin notre siècle me semblait aussi fleurissant et aussi fertile en bons esprits qu’ait été aucun des précédents. Ce qui
me faisait prendre la liberté de juger par moi de tous les autres, et de penser qu’il n ’y avait aucune doctrine dans le
monde qui fût telle qu’on m ’avait auparavant fait espérer. Je ne laissais pas toutefois d’estimer les exercices auxquels
on s ’occupe dans les école. Je savais que les langues que l ’on y apprend sont nécessaires pour l ’intelligence des livres
anciens ; que la gentillesse des fables réveille l ’esprit ; que les actions mémorables des
6
estimer plus habiles que ceux auxquels ils les donnent, et
s ’ils manquent à la moindre chose, ils en sont blâmables.
Mais ne proposant cet écrit que comme une histoire, ou,
si vous l ’aimez mieux, que comme une
5
fable en laquelle parmi quelques exemples qu ’on peut imiter, on en
trouvera peut-être aussi plusieurs autres qu ’on aura raison de ne
pas suivre, j ’espère qu ’il sera utile à quelques-uns, sans être
nuisible à personne et que tous me sauront gré de ma franchise.
J ’ai été nourri aux lettres dès mon enfance, et, pour ce qu ’on me
persuadait que par par leur moyen
1,5
histoires le révèlent, et qu’étant lues avec discrétion elles aident à former le jugement ; que la lecture de tous les bons livres est comme une convention avec les honnêtes gens des
siècles passés qui en ont été les auteurs, et même une conversation étudiée en laquelle ils ne nous découvrent que les meilleurs de leurs pensées ; que l ’éloquence a des forces et des
beautés incomparables: que la poésie a des délicatesses et des douceurs très ravissantes ; que les mathématiques ont des inventions très subtiles et qui peuvent beaucoup servir
tant à contenter les curieux qu’à faciliter tous les arts et diminuer le travail des hommes: que les écrits qui traitent des mœurs contiennent plusieurs enseignements et plusieurs
exhortations à la vertu qui sont fort utiles ; que la théologie enseigne à gagner le ciel ; que la philosophie donne moyen de parler vraisemblablement de toutes choses et se faire
admirer des moins savants ; que la jurisprudence, la médecine et les autres sciences apportent des honneurs et des richesses à ceux qui les cultivent, et enfin qu’il est bon de les
avoir toutes examinées, même les plus superstitieuses et les plus fausses, afin de connaître leur juste valeur et se
DESCARTES - DISCOURS DE LA METHODE
 Cas particuliers :
- optotypes en fonction de la langue du patient
- optotypes pour analphabètes
 Cas particuliers :
-optotypes pour enfants