Con el estudio de la óptica geométrica es posible entender y construir diferentes instrumentos ópticos. Hay muchos instrumentos ópticos en la naturaleza, pero el más importante para el hombre es probablemente el ojo.

Asociación de sistemas ópticos

Aunque la mayoría de los instrumentos ópticos son bastante complejos, analizaremos sólo los principios de funcionamiento, donde ellos son considerados como simples asociaciones de lentes, espejos, prismas, etc. Cuando decimos que un determinado instrumento real tiene una lente \(L\), el instrumento real tendrá probablemente una combinación de varias lentes, que en conjunto presentan el mismo comportamiento de este "lente resultante" llamada \(L\). El propósito de utilizar un conjunto de lentes es la adaptación de los resultados que se presentan a través de la lente. En la asociación de sistemas ópticos debería recordarse que:

1: Objeto e imagen son conceptos relativos y dependen del sistema óptico analizado.
2: La imagen conjugada por el primer sistema funciona como un objeto para el segundo sistema.

Instrumentos de proyección

Los instrumentos de proyección deben producir una imagen final real, ya que el objetivo es proyectar imágenes en una pantalla.
Instrumento Lente Imagen
Máquina fotográfica Convergente Real
Proyector de diapositivas Convergente Real
Proyector de películas Convergente Real

Instrumentos de observación

Los instrumentos de observación generalmente producen una imagen final virtual, ya que estas imágenes serán observadas directamente por el operador no tienen necesidad de proyectarlas en una pantalla.
Instrumento Lente Imagen
Lupa Convergente Virtual
Microscopio simple Convergente Virtual
Microscopio compuesto Convergente Virtual
Telescopio astronómico Convergente Virtual

Óptica de la visión

Para que pueda ser estudiado sólo desde el punto de vista de la óptica geométrica tenemos el "ojo reducido", que es un modelo simplificado del ojo humano.
Elementos de los ojos reducidos:
1: Diafragma, que desempeña el papel de la pupila, limitando la anchura y la inclinación del haz incidente en el ojo.
2: Una lente delgada convergente que desempeña el papel del cristalino y cuyo eje coincide con el eje óptico del globo ocular.
3: Un mamparo situado a una distancia fija de 15 mm de la lente delgada convergente, que hace la función de retina en cuya zona util se formarán las imágenes de los objetos que se muestran.
Punto remoto \(P_{R}\)
Es la posición donde debe ser colocado un objeto para que el ojo conjugue su imagen en la retina y sin esfuerzo.
Punto próximo \(P_{P}\)
El punto próximo es la posición donde un objeto colocado en el tiene una imagen conjugada sobre la retina con un máximo esfuerzo de acomodación.

Miopía

Causas
Alargamiento del globo ocular o convergencia excesiva del cristalino.
Consecuencias
El punto próximo esta más cerca de lo normal (25 cm), el punto remoto está a una distancia finita del ojo, la imagen se forma antes de la retina.
Corrección
Lente divergentes, cuyo foco de la lente correctora esta dada por la fórmula
\(\frac{1}{P_{R}}=\frac{1}{f}\)
Defecto Corrección
Miopía Lentes divergentes
Hipermetropía Lentes convergentes
Presbiopia Lentes convergentes
Astigmatismo Lentes cilíndricas
Estrabismo Lentes prismáticas