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Academic Year/course: 2023/24

297 - Degree in Optics and Optometry

26807 - Optical and Optometric Instruments


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
26807 - Optical and Optometric Instruments
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
297 - Degree in Optics and Optometry
ECTS:
12.0
Year:
2
Semester:
Annual
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

 

The aim of this subject is to apply the knowledge of Geometric Optics acquired during the first year subject "Optics Visual I", for the description and analysis of different optical and optometric instruments. Other contents, such as photometry or the study of aberrations and tools, such as real ray tracing programs, which will allow the analysis of the image quality given by these instruments, will also be studied 

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030 ( https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement:

Goal 3: Health and wellness

Goal 4: Quality Education.

Goal 5: Gender Equality.

Goal 9: Industry, Innovation and Infrastructure

 

2. Learning results

 

  • Know the concept, practical manifestation and most important consequences of optical aberrations in instruments and vision.

  • Determine the causes of the optical limitations of the most significant optical instruments and of the human eye.

  • Calculate the paraxial constants of any type of optical system (including the eye) according to material characteristics and geometrical arrangement by means of matrix formulation and ray tracing programs.

  • Know the existing optometric instruments on the market for a given task as well as the most relevant differences between them.

  • Evaluate the accuracy, precision and measuring range of different optometric instruments.

  • Interpret the technical characteristics of the different optical and optometric instruments on the market.

  • Photometric characterization of optical and optometric instruments.



3. Syllabus

 

THEORY

TOPIC 1. PERFECT OPTICAL SYSTEMS

TOPIC 2. PHOTOMETRY

TOPIC 3. FUNDAMENTAL CHARACTERISTICS OF OPTICAL INSTRUMENTS

TOPIC 4. THE CAMERA

TOPIC 5. PROJECTION SYSTEMS

TOPIC 6. MAGNIFIERS AND EYEPIECES

TOPIC 7. TELESCOPES

TOPIC 8. MICROSCOPES

TOPIC 9. MATRIX OPTICS

TOPIC 10. ACTUAL RAY TRACING

TOPIC 11. WAVE ABERRATION AND BEAM ABERRATION

TOPIC 12. AUXILIARY LABORATORY INSTRUMENTS

TOPIC 13. INSTRUMENTS FOR THE DETERMINATION OF THE REFRACTIVE STATE OF THE EYE

TOPIC 14. INSTRUMENTS FOR CORNEAL STUDY

TOPIC 15. INSTRUMENTS FOR THE INTERNAL STUDY OF THE EYE

 

LABORATORY PRACTICES

Practice 1: Chromatic aberration in ophthalmic lenses

Practice 2: Projection systems

Practice 3: Magnifiers and microscopes

Practice 4: Telescopes

Practice 5: Frontophocometer

Practice 6: Optometers

Practice 7: Keratometers

Practice 8: Composition of Jackson cylindrical lenses and cross cylinders

Practice 9: Calibration of optometric instruments

 

PRACTICES WITH RAY TRACING PROGRAMS

Practice 1: Introduction to Oslo management

Practice 2: Paraxial approximation and real ray tracing in an optical system

Practice 3: Shaft impact diagram

Practice 4: Impact diagram and off-axis behaviour

Practice 5: Seidel coefficients and chromatic aberration

Practice 6: Design of optical systems

 

4. Academic activities

 

Master classes: 69 hours

Theoretical sessions in which the contents of the subject are explained.

 

Problems and cases: 10 hours

Problem solving and case studies of each topic.

 

Laboratory Practices: 27 hours

Acquisition of practical knowledge, skills and abilities in the conceptual design, use and analysis of instruments.

 

Computerized practices: 14 hours

Design, development and analysis of instruments by actual ray tracing

 

Teaching assignments: 48 hours

Both the evaluable teaching assignments and the preparation of laboratory practice reports are included.

 

Personal study. 120 hours

 

Assessment tests. 12 hours

 

5. Assessment system

 

Continuous evaluation. For the student who regularly attends the practical laboratory and simulation sessions of real ray tracing (the student must attend 8 out of 9 laboratory practices and 5 out of 6 simulation sessions of real ray tracing).

  • Evaluation of theoretical contents and problems through two exams (65%).

 

First midterm exam: 50%

Second midterm exam: 50%

In order to average both exams, a grade of at least 4 points must be obtained in each of them.

  • The Oslo practices will be evaluated by means of an objective computer test at the end of the practices (15%). Evaluation of laboratory practices by means of a theoretical and/or practical exam (20%).

 

Final exam. For students who do not regularly attend the learning activities planned by the teacher ( master classes, practical sessions and proposed assignments).

  • Evaluation of theoretical contents and problems by means of one or more exams (65%).

  • Evaluation by means of theoretical-practical exam of the contents of design and analysis of optical and optometric instruments by means of simulation programs (15%) 

  • Evaluation of laboratory practices through a practice exam (20%).

 

In both cases it is necessary to have at least a 5 in the theory part and a minimum grade of 4 points in each of the two remaining parts to average the different parts. If this does not happen, and the average grade is a “pass”, the grade that will be recorded in the minutes will be that of the failed part.




Curso Académico: 2023/24

297 - Graduado en Óptica y Optometría

26807 - Instrumentos ópticos y optométricos


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
26807 - Instrumentos ópticos y optométricos
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
297 - Graduado en Óptica y Optometría
Créditos:
12.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Anual
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Se pretende en esta asignatura aplicar los conocimientos de Óptica Geométrica adquiridos durante la asignatura de "Óptica Visual I" de primer curso, para la descripción y análisis de diferentes instrumentos ópticos y optométricos. Asimismo se
estudiarán otros contenidos, como la fotometría o el estudio de aberraciones y herramientas, como los programas de
trazado real de rayos, que permitirán el análisis de la calidad de imagen dada por estos instrumentos.
Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda
2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/),  de tal manera que la adquisición de los
resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su
logro:
Objetivo 3: Salud y bienestar
Objetivo 4: Educación de calidad
Objetivo 5: Igualdad de género
Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras

2. Resultados de aprendizaje

  • Conocer el concepto, manifestación práctica y consecuencias más importantes de las aberraciones ópticas en los instrumentos y en la visión.
  • Determinar las causas de las limitaciones ópticas de los instrumentos ópticos más significativos y del ojo humano.
  • Calcular las constantes paraxiales de cualquier tipo de sistema óptico (incluido el ojo) según características materiales y disposición geométrica mediante formulación matricial y programas de trazado de rayos.
  • Conocer los instrumentos optométricos existentes en el mercado para una tarea determinada así como las diferencias más relevantes entre los mismos.
  • Evaluar la exactitud, precisión y rango de medida de diferentes instrumentos optométricos.
  • Interpretar las características técnicas de los diferentes instrumentos ópticos y optométricos del mercado.
  • Caracterizar fotométricamente instrumentos ópticos y optométricos.

3. Programa de la asignatura

TEORÍA
TEMA 1. SISTEMAS ÓPTICOS PERFECTOS
TEMA 2. FOTOMETRÍA
TEMA 3. CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTALES DE LOS INSTRUMENTOS ÓPTICOS
TEMA 4. LA CÁMARA FOTOGRÁFICA
TEMA 5. SISTEMAS DE PROYECCIÓN
TEMA 6. LUPAS Y OCULARES
TEMA 7. TELESCOPIOS
TEMA 8. MICROSCOPIOS
TEMA 9. ÓPTICA MATRICIAL
TEMA 10. TRAZADO REAL DE RAYOS
TEMA 11. ABERRACION DE ONDA Y ABERRACIÓN DE RAYO
TEMA 12. INSTRUMENTOS AUXILIARES DE LABORATORIO
TEMA 13. INSTRUMENTOS PARA LA DETERMINACIÓN DEL ESTADO REFRACTIVO DEL OJO
TEMA 14. INSTRUMENTOS PARA EL ESTUDIO CORNEAL
TEMA 15. INSTRUMENTOS PARA EL ESTUDIO INTERNO DEL OJO
 
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Práctica 1: Aberración cromática en lentes oftálmicas
Práctica 2: Sistemas de proyección
Práctica 3: Lupas y microscopios
Práctica 4: Telescopios
Práctica 5: Frontofocómetro
Práctica 6: Optómetros
Práctica 7: Queratómetros
Práctica 8: Composición de lentes cilíndricas y cilindros cruzados de Jackson
Práctica 9: Calibración de instrumentos óptométricos
 
PRÁCTICAS CON PROGRAMAS DE TRAZADO DE RAYOS
Práctica 1: Introducción al manejo de Oslo
Práctica 2: Aproximación paraxial y trazado real de rayos en un sistema óptico
Práctica 3: Diagrama de impactos en eje
Práctica 4: Diagrama de impactos y comportamiento fuera de eje
Práctica 5: Coeficientes de Seidel y aberración cromática
Práctica 6: Diseño de sistemas ópticos

4. Actividades académicas

Clases magistrales: 69 horas
Sesiones teóricas en las que se explicarán los contenidos de la asignatura.
 
Problemas y casos: 10 horas
Resolución de problemas y casos prácticos de cada tema.
 
Prácticas de Laboratorio: 27 horas
Adquisición de conocimientos prácticos, destrezas y habilidades en el diseño conceptual, uso y análisis de instrumentos.
 
Prácticas informatizadas: 14 horas
Diseño, desarrollo y análisis de instrumentos mediante trazado real de rayos
 
Trabajos docentes: 48 horas
Se incluyen tanto los trabajos docentes evaluables como la elaboración de los informes de prácticas de laboratorio.
 
Estudio personal: 120 horas
 
Pruebas de evaluación: 12 horas

5. Sistema de evaluación

Evaluación continua. Para el alumno que asista regularmente a las sesiones prácticas de laboratorio y de simulación de trazado real de rayos (para ello el alumno ha de asistir a 8 de las 9 prácticas de laboratorio y a 5 de las 6 sesiones de simulación de trazado real de rayos).
  • Evaluación de contenidos teóricos y problemas mediante dos exámenes (65%).
Examen primer parcial: 50%
Examen segundo parcial: 50%
Para promediar ambos exámenes se ha de obtener una nota de al menos 4 puntos en cada uno de ellos.
  • Las prácticas de Oslo se evaluarán mediante una prueba objetiva de ordenador al finalizar las practicas (15%). 
  • Evaluación de las prácticas de laboratorio mediante un examen teórico y/o práctico (20%).

Examen final. Para el alumno que no asista regularmente a las actividades de aprendizaje previstas por el profesor (clases magistrales, sesiones prácticas y trabajos propuestos).

  • Evaluación de contenidos teóricos y problemas mediante uno o más exámenes (65%).
  • Evaluación mediante examen teórico-práctico de los contenidos de diseño y análisis de instrumentos ópticos y optométricos mediante programas de simulación (15%).
  • Evaluación de prácticas de laboratorio mediante un examen de prácticas (20%).

En ambos casos es necesario tener al menos un 5 en la parte de teoría y una nota mínima de 4 puntos en cada una de las dos partes restantes para promediar las distintas partes. En caso de que esto no suceda, y la calificación media resulte aprobado, la nota que constará en acta será la de la parte suspendida.