Desarrollo de un sistema óptico- electrónico para el control de los movimientos de zoom y enfoque de lentes fotográficos en pacientes con baja visión

Los tratamientos convencionales refractivos no son suficientes para tratar las diferentes patologías que producen discapacidad visual tipo baja visión, para ello se requiere el uso de herramientas especializadas que mejoren la percepción de esta población. En este proyecto se desarrolla un sistema ó...

Full description

Autores:: Manrique López, Daniela Alejandra

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2025

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	Los tratamientos convencionales refractivos no son suficientes para tratar las diferentes patologías que producen discapacidad visual tipo baja visión, para ello se requiere el uso de herramientas especializadas que mejoren la percepción de esta población. En este proyecto se desarrolla un sistema óptico-electrónico que permita el control de funciones ópticas que ayuden a personas con deficiencias visuales a mejorar la visión lejana. Su diseño está definido por el uso de objetivos fotográficos tipo zoom con un enfoque con apertura automática, el cual necesita de un sistema ocular para la visualización de la imagen. Por esta razón, se aplica el fundamento reflectivo empleado por el visor óptico de una cámara SLR (Single Lens Reflex) para el diseño propuesto. El usuario puede controlar las funciones de zoom y enfoque de forma automática por medio de botones. Esto se logra a través del diseño de un sistema de engranajes controlado por motorreductores acoplados al objetivo dominante que permita el giro de las perillas de ambos objetivos simultáneamente.
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En este proyecto se desarrolla un sistema óptico-electrónico que permita el control de funciones ópticas que ayuden a personas con deficiencias visuales a mejorar la visión lejana. Su diseño está definido por el uso de objetivos fotográficos tipo zoom con un enfoque con apertura automática, el cual necesita de un sistema ocular para la visualización de la imagen. Por esta razón, se aplica el fundamento reflectivo empleado por el visor óptico de una cámara SLR (Single Lens Reflex) para el diseño propuesto. El usuario puede controlar las funciones de zoom y enfoque de forma automática por medio de botones. Esto se logra a través del diseño de un sistema de engranajes controlado por motorreductores acoplados al objetivo dominante que permita el giro de las perillas de ambos objetivos simultáneamente.CAPÍTULO 1...............................................................................................................................................................................10 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN........................................................................................................................................10 1.1 DESCRIPCIÓN................................................................................................................................................................................................10 1.2 JUSTIFICACIÓN..............................................................................................................................................................................................11 1.3 PREGUNTA PROBLEMA................................................................................................................................................................................12 1.4 OBJETIVOS ....................................................................................................................................................................................................12 1.4.1 Objetivo general .................................................................................................................................................................12 1.4.2 Objetivos específicos.........................................................................................................................................................12 1.5 LIMITACIONES Y DELIMITACIONES............................................................................................................................................................12 MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE ..........................................................................................................................14 2.1 MARCO TEÓRICO..........................................................................................................................................................................................14 2.1.1 Marco conceptual ..............................................................................................................................................................14 2.1.1.1 Sistemas ópticos...........................................................................................................................................................................................................1 2.1.1.2 Objetivo ............................................................................................................................................................................................................................15 2.1.1.3 Enfoque.............................................................................................................................................................................................................................16 2.1.1.4 Zoom..................................................................................................................................................................................................................................17 2.1.1.5 Sistema Objetivo - Ocular ........................................................................................................................................................................................17 2.1.2 Marco legal...........................................................................................................................................................................18 2.2 ESTADO DEL ARTE .......................................................................................................................................................................................19 CAPITULO 3...............................................................................................................................................................................21 3.1 ETAPA 1: DEFINICIÓN DE REQUERIMIENTOS..........................................................................................................................................22 3.1.1 Definir los requerimientos del sistema......................................................................................................................22 3.1.2 Criterios de los componentes del sistema.................................................................................................................22 3.2 ETAPA 2: DISEÑO FUNCIONAL/TÉCNICO.................................................................................................................................................23 3.2.1 Diseño y selección del boceto de la estructura mecánica ..................................................................................23 3.2.2 Simulación modelo 3D de estructura mecánica ....................................................................................................24 3.2.3 Simulación componente electrónico del sistema...................................................................................................24 3.2.4 Planteamiento de código de control del sistema...................................................................................................25 3.3 ETAPA 3: IMPLEMENTACIÓN.....................................................................................................................................................................25 3.3.1 Caracterización de los materiales/componentes..................................................................................................25 3.3.2 Selección de componentes/materiales......................................................................................................................26 3.4 ETAPA 4: PRUEBAS DE SISTEMA ...............................................................................................................................................................27 3.4.1 Pruebas unitarias ..............................................................................................................................................................27 3.4.2 Prueba subsistemas...........................................................................................................................................................28 3.4.3 Prueba al sistema de control.........................................................................................................................................28 CAPITULO 4...............................................................................................................................................................................30 RESULTADO Y ANÁLISIS.......................................................................................................................................................30 4.1 RESULTADOS ................................................................................................................................................................................................30 4.1.1 Etapa 1: Definición de requerimientos......................................................................................................................30 4.1.1.1 Definir los requerimientos del sistema.............................................................................................................................................................30 4.1.1.2 Criterios de los componentes del sistema.......................................................................................................................................................31 4.1.2 Etapa 2: Diseño Funcional/Técnico ...........................................................................................................................32 4.1.2.1 Diseño y selección del boceto de la estructura mecánica ........................................................................................................................32 4.1.2.2 Simulación modelo 3D de estructura mecánica ...........................................................................................................................................34 4.1.2.3 Simulación componente electrónico del sistema.........................................................................................................................................42 4.1.2.4 Planteamiento de código de control del sistema..........................................................................................................................................44 4.1.3 Etapa 3: Implementación ...............................................................................................................................................45 4.1.3.1 Caracterización de los componentes/materiales.........................................................................................................................................45 4.1.3.2 Selección de componentes/materiales .............................................................................................................................................................47 4.1.4 Etapa 4: Pruebas de sistema..........................................................................................................................................48 4.1.4.1 Pruebas unitarias.........................................................................................................................................................................................................44.1.4.2 Pruebas subsistemas..................................................................................................................................................................................................44.1.4.3 Prueba al sistema de control..................................................................................................................................................................................50 4.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS .........................................................................................................................................................................52 4.2.1 Etapa 1: Definición de requerimientos......................................................................................................................52 4.2.1.1 Definir los requerimientos del sistema.............................................................................................................................................................52 4.2.1.2 Criterios de los componentes del sistema.......................................................................................................................................................53 4.2.2 Etapa 2: Diseño Funcional/Técnico ...........................................................................................................................54 4.2.2.1 Diseño y selección del boceto de la estructura mecánica ........................................................................................................................54 4.2.2.2 Simulación modelo 3D de estructura mecánica ...........................................................................................................................................54 4.2.2.3 Simulación componente electrónico del sistema.........................................................................................................................................55 4.2.2.4 Planteamiento de código de control del sistema..........................................................................................................................................55 4.2.3 Etapa 3: Implementación ...............................................................................................................................................56 4.2.3.1 Caracterización de los componentes/materiales.........................................................................................................................................56 4.2.3.2 Selección de componentes/materiales .............................................................................................................................................................56 4.2.4 Etapa 4: Pruebas de sistema..........................................................................................................................................57 4.2.4.1 Pruebas unitarias.........................................................................................................................................................................................................54.2.4.2 Pruebas subsistemas..................................................................................................................................................................................................54.2.4.3 Prueba al sistema de control..................................................................................................................................................................................57 CAPITULO 5...............................................................................................................................................................................59 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..........................................................................................................................59 5.1 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................................................................59 5.1 RECOMENDACIONES....................................................................................................................................................................................5PregradoConventional refractive treatments are insufficient to treat the various pathologies that cause low vision impairments. This requires the use of specialized tools to improve the perception of this population. This project develops an optical-electronic system that allows the control of optical functions and helps people with visual impairments improve distance vision. Its design is defined by the use of zoom-type photographic lenses with automatic aperture focusing, which requires an ocular system to display the image. For this reason, the reflective principle used by the optical viewfinder of an SLR (Single Lens Reflex) camera is applied to the proposed design. The user can control the zoom and focus functions automatically using buttons. This is achieved through the design of a gear system controlled by gearmotors coupled to the dominant lens, allowing the knobs of both lenses to be turned simultaneously.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Desarrollo de un sistema óptico- electrónico para el control de los movimientos de zoom y enfoque de lentes fotográficos en pacientes con baja visiónDevelopment of an optical-electronic system for controlling the zoom and focus movements of photographic lenses in patients with low visionIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería BiomédicaIBM-1788info:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalClinical engineeringBiophysicsBioengineeringMedicineBiomedicalPhotographic camerasOptical instrumentsOptical data processingIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaCámaras fotográficasInstrumentos ópticosProcesamiento óptico de datosIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosHerramienta ópticaLentes fotográficosBaja visiónG. 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Desarrollo de un sistema óptico- electrónico para el control de los movimientos de zoom y enfoque de lentes fotográficos en pacientes con baja visión

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