O uso de filtros polarizadores em óculos de sol está se tornando muito comum em todo o mundo. No Brasil, apesar da norma ABNT NBR15111:2004 ter considerações específicas para seu uso (posição e eficiência), não existe equipamento nacional específico para executar as medidas necessárias para avaliação. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo capaz de executar medidas em óculos de sol para verificar sua adequação à referida norma, que estabelece os seguintes requisitos para os filtros polarizadores: o limite para o desvio entre o eixo de transmissão do filtro polarizador e a vertical é de ±5º e o limite máximo para o desvio mútuo entre os eixos de polarização dos filtros polarizadores das duas lentes é de 6º. Ainda, a eficiência mínima de polarização é de 4:1 para filtros da categoria 1 e de 8:1 para as demais categorias, exceto a categoria 0. O desenvolvimento do protótipo foi dividido em duas etapas: 1. desenvolvimento e avaliação do método de medição, por simulações no software Malab® e testes em bancada; 2. construção do protótipo baseado no projeto, melhorias em bancada e testes preliminares em óculos. O sistema ótico consistiu de: uma fonte de luz (composta por um LED, uma lente biconvexa e um filtro difusor), pelos óculos em teste, pelo filtro analisador (formado por duas metades de filtros polarizadores dispostos com alinhamento perpendicular entre seus eixos de polarização), dois orifícios para passagem de luz designados por pinhole e dois sensores de luz. O sistema eletrônico é composto por seis placas de circuito impresso, a saber: a placa principal onde estão os microcontroladores que executam o software programado; duas placas para controle de motor de passo (filtro analisador e movimento horizontal dos óculos em teste); placa para controle de motor DC (movimento vertical para prender os óculos em teste), placa de alimentação e placa dos sensores. Como resultado, verificou-se a capacidade de posicionamento do filtro analisador com a resolução de 0,08°, a redução do coeficiente de variação de 0,89% para 0,31% pelo uso do filtro difusor, a resolução ótica para medição de um dos óculos de 0,023°, além de um possível problema de alinhamento entre as duas metades que compõe o filtro analisador, o que contribuiu para a desenvolvimento de uma análise mais detalhada das equações de comportamento do protótipo. O protótipo recebeu melhorias nos sistema ótico e eletrônico, além de testes nos óculos de sol disponíveis. No sistema ótico, os sensores foram substituídos por um de maior correlação com a função de sensibilidade para visão diurna V(&#955) e que possui resposta logarítmica, em função disso, o LED do conjunto ótico foi substituído por um de maior potência; também, em função da nova configuração mecânica, a lente da fonte de luz foi substituída por uma biconvexa de diferente distância focal. Assim, a iluminação tornou-se mais homogênea e mais intensa. No sistema eletrônico, utilizou-se um microcontrolador com maior capacidade de processamento, maior memória e conexão USB estável. A interface homem-máquina foi feita por uma tela de cristal líquido sensível ao toque. Os testes com o protótipo foram feitos em quatro óculos de sol polarizados, sendo que, como filtro polarizador de referência para calibração foi utilizada uma das lentes destes óculos. Os resultados preliminares indicaram a viabilidade de se finalizar este sistema como protótipo pronto para uso e calibrá-lo para se obter medidas que proporcionem análises das conformidades da norma brasileira. Contudo, por não ter disponível um filtro calibrador com características apropriadas, os resultados obtidos ainda não podem ser conclusivos. O protótipo construído foi capaz de aplicar o método de medição desenvolvido para caracterizar os óculos de sol, de acordo com as recomendações da norma. Sua estrutura mecânica é robusta e flexível, permitindo o estudo e desenvolvimento de outros métodos de medição e a inserção de outras funções. A contribuição científica e acadêmica deste trabalho reside nos projetos óticos e mecânicos, para se atender a necessidade de construção de um sistema que possa num futuro próximo estar analisando óculos de sol, com as características de um equipamento requerido pela norma brasileira e que não existe no mercado nacional. / The use of polarizing filters in sunglasses is becoming very common worldwide. In Brazil, despite the NBR15111:2004 has specific requirements for its use (position and efficiency), there is no proper national equipment to perform the measurements needed for evaluation. This paper describes the development of a prototype capable to perform measurements on sunglasses in order to verify their suitability for this standard, which establishes the following requirements for polarizing filters: the threshold for the deviation between the transmission axis and the polarizing filter vertical axis is ±5º and the upper limit for the mutual distance between the polarization axis of the two lenses is 6º. The lower efficiency of the polarizing filter is 4:1 for category 1 and 8:1 for all other categories except category 0. The development of the prototype was divided into two stages: 1. Development and evaluation of the measurement method, by software simulations in Malab® and test bench; 2. Prototype construction based on the project, improvements obtained in test bench and preliminary test results with sunglasses. The optical system includes: a light source ( composed by a LED, a biconvex lens and a diffuser filter ), the sunglasses in test, a analyzer filter ( formed by two polarizing filters halves, disposed with their polarization axes perpendicular to each other ), two holes for light transmission (called pinhole) and two light sensors . The electronic system consists of six printed circuit boards , the main board where the microcontroller running software are programmed ; two boards for control of stepper motors (analyzer filter and horizontal movement of the sunglasses in test ); a board to control a DC motor ( vertical motion to hold the sunglasses in test), a power board and a sensor board. As a result of the first step, it was determined the positioning capability of the analyzer filter with a resolution of 0.08°, a reduction of the coefficient of variation from 0.89% to 0.31% by the use of the diffuser, the optical resolution for measuring one of the lenses was 0.023°, also a possible alignment problem between the two analyzer halves, which contributed to the development of a detailed analysis of the behavioral equations of the prototype. The prototype received improvements in optical and electronic systems, and tests with the available sunglasses. In the optical system, the sensors were replaced by a others with higher correlation with the sensitivity function for daytime vision V(&#955) and logarithmic response. As a result, the LED of the light source was replaced by a more powerful one, due to the new mechanical configuration, the lens of the light source was replaced by a biconvex with different focal length, which made the light more homogeneous and intense. The electronic system used a new microcontroller with higher processing power and memory, as well as a more stable USB connection. A man-machine interface was made by including a liquid crystal display, seven-inch touchscreen. Tests with the prototype were made in four polarized sunglasses, the calibration was made using one sunglass lens. Preliminary results indicate the feasibility of this system as complete prototype, ready for use, to obtain measures that provide analyzes in accordance with Brazilian standard. However, by not having available a reference filter with suitable characteristics to serve as a calibrator, the results cannot be conclusive yet. The prototype built was able to apply the measurement method developed for characterizing sunglasses, according to the recommendations of the standard. Its mechanical structure is robust and flexible, allowing the study and development of other methods of measurement and inclusion of other functions. The scientific and academic contribution of this work lies in the optical and mechanical design, to meet the need of building a system that can analyze sunglasses in the near future, with the characteristics required by the Brazilian standard and this equipment does not exist in national market.

O uso de filtros polarizadores em óculos de sol está se tornando muito comum em todo o mundo. No Brasil, apesar da norma ABNT NBR15111:2004 ter considerações específicas para seu uso (posição e eficiência), não existe equipamento nacional específico para executar as medidas necessárias para avaliação. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um protótipo capaz de executar medidas em óculos de sol para verificar sua adequação à referida norma, que estabelece os seguintes requisitos para os filtros polarizadores: o limite para o desvio entre o eixo de transmissão do filtro polarizador e a vertical é de ±5º e o limite máximo para o desvio mútuo entre os eixos de polarização dos filtros polarizadores das duas lentes é de 6º. Ainda, a eficiência mínima de polarização é de 4:1 para filtros da categoria 1 e de 8:1 para as demais categorias, exceto a categoria 0. O desenvolvimento do protótipo foi dividido em duas etapas: 1. desenvolvimento e avaliação do método de medição, por simulações no software Malab® e testes em bancada; 2. construção do protótipo baseado no projeto, melhorias em bancada e testes preliminares em óculos. O sistema ótico consistiu de: uma fonte de luz (composta por um LED, uma lente biconvexa e um filtro difusor), pelos óculos em teste, pelo filtro analisador (formado por duas metades de filtros polarizadores dispostos com alinhamento perpendicular entre seus eixos de polarização), dois orifícios para passagem de luz designados por pinhole e dois sensores de luz. O sistema eletrônico é composto por seis placas de circuito impresso, a saber: a placa principal onde estão os microcontroladores que executam o software programado; duas placas para controle de motor de passo (filtro analisador e movimento horizontal dos óculos em teste); placa para controle de motor DC (movimento vertical para prender os óculos em teste), placa de alimentação e placa dos sensores. Como resultado, verificou-se a capacidade de posicionamento do filtro analisador com a resolução de 0,08°, a redução do coeficiente de variação de 0,89% para 0,31% pelo uso do filtro difusor, a resolução ótica para medição de um dos óculos de 0,023°, além de um possível problema de alinhamento entre as duas metades que compõe o filtro analisador, o que contribuiu para a desenvolvimento de uma análise mais detalhada das equações de comportamento do protótipo. O protótipo recebeu melhorias nos sistema ótico e eletrônico, além de testes nos óculos de sol disponíveis. No sistema ótico, os sensores foram substituídos por um de maior correlação com a função de sensibilidade para visão diurna V(&#955) e que possui resposta logarítmica, em função disso, o LED do conjunto ótico foi substituído por um de maior potência; também, em função da nova configuração mecânica, a lente da fonte de luz foi substituída por uma biconvexa de diferente distância focal. Assim, a iluminação tornou-se mais homogênea e mais intensa. No sistema eletrônico, utilizou-se um microcontrolador com maior capacidade de processamento, maior memória e conexão USB estável. A interface homem-máquina foi feita por uma tela de cristal líquido sensível ao toque. Os testes com o protótipo foram feitos em quatro óculos de sol polarizados, sendo que, como filtro polarizador de referência para calibração foi utilizada uma das lentes destes óculos. Os resultados preliminares indicaram a viabilidade de se finalizar este sistema como protótipo pronto para uso e calibrá-lo para se obter medidas que proporcionem análises das conformidades da norma brasileira. Contudo, por não ter disponível um filtro calibrador com características apropriadas, os resultados obtidos ainda não podem ser conclusivos. O protótipo construído foi capaz de aplicar o método de medição desenvolvido para caracterizar os óculos de sol, de acordo com as recomendações da norma. Sua estrutura mecânica é robusta e flexível, permitindo o estudo e desenvolvimento de outros métodos de medição e a inserção de outras funções. A contribuição científica e acadêmica deste trabalho reside nos projetos óticos e mecânicos, para se atender a necessidade de construção de um sistema que possa num futuro próximo estar analisando óculos de sol, com as características de um equipamento requerido pela norma brasileira e que não existe no mercado nacional. / The use of polarizing filters in sunglasses is becoming very common worldwide. In Brazil, despite the NBR15111:2004 has specific requirements for its use (position and efficiency), there is no proper national equipment to perform the measurements needed for evaluation. This paper describes the development of a prototype capable to perform measurements on sunglasses in order to verify their suitability for this standard, which establishes the following requirements for polarizing filters: the threshold for the deviation between the transmission axis and the polarizing filter vertical axis is ±5º and the upper limit for the mutual distance between the polarization axis of the two lenses is 6º. The lower efficiency of the polarizing filter is 4:1 for category 1 and 8:1 for all other categories except category 0. The development of the prototype was divided into two stages: 1. Development and evaluation of the measurement method, by software simulations in Malab® and test bench; 2. Prototype construction based on the project, improvements obtained in test bench and preliminary test results with sunglasses. The optical system includes: a light source ( composed by a LED, a biconvex lens and a diffuser filter ), the sunglasses in test, a analyzer filter ( formed by two polarizing filters halves, disposed with their polarization axes perpendicular to each other ), two holes for light transmission (called pinhole) and two light sensors . The electronic system consists of six printed circuit boards , the main board where the microcontroller running software are programmed ; two boards for control of stepper motors (analyzer filter and horizontal movement of the sunglasses in test ); a board to control a DC motor ( vertical motion to hold the sunglasses in test), a power board and a sensor board. As a result of the first step, it was determined the positioning capability of the analyzer filter with a resolution of 0.08°, a reduction of the coefficient of variation from 0.89% to 0.31% by the use of the diffuser, the optical resolution for measuring one of the lenses was 0.023°, also a possible alignment problem between the two analyzer halves, which contributed to the development of a detailed analysis of the behavioral equations of the prototype. The prototype received improvements in optical and electronic systems, and tests with the available sunglasses. In the optical system, the sensors were replaced by a others with higher correlation with the sensitivity function for daytime vision V(&#955) and logarithmic response. As a result, the LED of the light source was replaced by a more powerful one, due to the new mechanical configuration, the lens of the light source was replaced by a biconvex with different focal length, which made the light more homogeneous and intense. The electronic system used a new microcontroller with higher processing power and memory, as well as a more stable USB connection. A man-machine interface was made by including a liquid crystal display, seven-inch touchscreen. Tests with the prototype were made in four polarized sunglasses, the calibration was made using one sunglass lens. Preliminary results indicate the feasibility of this system as complete prototype, ready for use, to obtain measures that provide analyzes in accordance with Brazilian standard. However, by not having available a reference filter with suitable characteristics to serve as a calibrator, the results cannot be conclusive yet. The prototype built was able to apply the measurement method developed for characterizing sunglasses, according to the recommendations of the standard. Its mechanical structure is robust and flexible, allowing the study and development of other methods of measurement and inclusion of other functions. The scientific and academic contribution of this work lies in the optical and mechanical design, to meet the need of building a system that can analyze sunglasses in the near future, with the characteristics required by the Brazilian standard and this equipment does not exist in national market.

O propósito deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema para medir a transmissão das radiações no intervalo 290nm - 380nm, em lentes oftálmicas. O protótipo é um dispositivo opto-eletrônico, composto por uma fonte de ultravioleta; dois sensores de radiação - UVA e UVB (fotodiodos); um circuito eletrônico para a realização das medidas e um mostrador para fornecer o resultado. Quando o sistema é ligado, a fonte emite a radiação ultravioleta, e os dois sensores captam os respectivos sinais, no intervalo de UVA e UVB e armazenam estes dados. Ao se colocar uma lente para ser testada, os sensores recebem novamente o sinal e dividem pelo sinal armazenado, fornecendo assim, a porcentagem de luz ultravioleta transmitida pela lente. Os sinais provenientes dos fotodiodos são amplificados de modo que transformam uma baixa corrente em tensão (na faixa de milivolts), que por sua vez é amplificada para um fundo de escala com tensão máxima igual a 5VCC. O sinal obtido na saída dos amplificadores é enviado para um conversor analógico digital (A/D); o sinal digital é enviado para um microcontrolador AT89S52, que foi programado para ler dados do conversor A/D, ler teclas e proporcionar o laudo escrito em um display. Polarizadores calibradores e lentes de óculos foram testados no sistema desenvolvido e as medidas comparadas com o espectro de transmissão em um espectrofotômetro Cary 17 - VARIAN. O fator de correlação entre os dois sistemas foi de 0,82. O circuito digital apresenta uma imprecisão menor do 1% nas medidas. Isto tem a implicação direta no fator de correlação entre este protótipo e o espectrofotômetro. As flutuações da lâmpada também contribuem para a imprecisão, uma vez que a repetibilidade do sistema é de 90%, em 20 medidas de uma mesma lente. Sendo assim, este protótipo é capaz de medir a proteção ultravioleta em lentes de óculos, com uma precisão de 2%. Modificações do sistema serão implementadas no futuro, para que medidas com precisão de 0,5% sejam atendidas, em protótipo para uso clínico. / The purpose of this work is the development of a system for measuring the transmission of radiation at 290nm - 380nm range of ophthalmic spectacles. The prototype is an optoelectronic device, assembled by ultraviolet radiation source; two ultraviolet sensors UVA and UVB (photodiodes); an electronic circuit and a display, as a user interface, for providing the reports. As the illumination system is turned on, the sensors receive their respective voltage signals, at the UVA and UVB range, and store the data. As a spectacle is placed for testing, the sensors collect the data from the signal and divide them by the previous data stored, providing the percentage of ultraviolet radiation transmitted by the spectacles. The electronic signals delivered by the photodiodes are amplified in order to convert a low intensity current into voltage (order of milivolts), which is then amplified into a 5Vcc scale. The output voltage of the amplifiers is sent to na A/D converter; the digital signal is sent to a microcontroller AT89S52, which is then programmed for reading the data of the converter; reading the keyboard and providing the report on a display. Calibrating polarizers and spectacles have been tested in the developed system and the data have been compared to the transmission spectrum of a spectrophotometer Cary 17 - VARIAN. The correlation factor was 0.82. The electronic digital circuit presents an error lesser than 1%. This has a straight relation on the correlation factor between the prototype and the spectrophotometer. Output fluctuations of the light source add extra inaccuracy on the system, since the repetitivity of the measurements is 90%, for 20 measurements of the same spectacle. Hence, the prototype is capable of measuring the ultraviolet protection of spectacles, with a 2% precision. Modifications on the system should be implemented in a near future, in order to provide 0.5% accuracy, and then be released for clinical use.

O propósito deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema para medir a transmissão das radiações no intervalo 290nm - 380nm, em lentes oftálmicas. O protótipo é um dispositivo opto-eletrônico, composto por uma fonte de ultravioleta; dois sensores de radiação - UVA e UVB (fotodiodos); um circuito eletrônico para a realização das medidas e um mostrador para fornecer o resultado. Quando o sistema é ligado, a fonte emite a radiação ultravioleta, e os dois sensores captam os respectivos sinais, no intervalo de UVA e UVB e armazenam estes dados. Ao se colocar uma lente para ser testada, os sensores recebem novamente o sinal e dividem pelo sinal armazenado, fornecendo assim, a porcentagem de luz ultravioleta transmitida pela lente. Os sinais provenientes dos fotodiodos são amplificados de modo que transformam uma baixa corrente em tensão (na faixa de milivolts), que por sua vez é amplificada para um fundo de escala com tensão máxima igual a 5VCC. O sinal obtido na saída dos amplificadores é enviado para um conversor analógico digital (A/D); o sinal digital é enviado para um microcontrolador AT89S52, que foi programado para ler dados do conversor A/D, ler teclas e proporcionar o laudo escrito em um display. Polarizadores calibradores e lentes de óculos foram testados no sistema desenvolvido e as medidas comparadas com o espectro de transmissão em um espectrofotômetro Cary 17 - VARIAN. O fator de correlação entre os dois sistemas foi de 0,82. O circuito digital apresenta uma imprecisão menor do 1% nas medidas. Isto tem a implicação direta no fator de correlação entre este protótipo e o espectrofotômetro. As flutuações da lâmpada também contribuem para a imprecisão, uma vez que a repetibilidade do sistema é de 90%, em 20 medidas de uma mesma lente. Sendo assim, este protótipo é capaz de medir a proteção ultravioleta em lentes de óculos, com uma precisão de 2%. Modificações do sistema serão implementadas no futuro, para que medidas com precisão de 0,5% sejam atendidas, em protótipo para uso clínico. / The purpose of this work is the development of a system for measuring the transmission of radiation at 290nm - 380nm range of ophthalmic spectacles. The prototype is an optoelectronic device, assembled by ultraviolet radiation source; two ultraviolet sensors UVA and UVB (photodiodes); an electronic circuit and a display, as a user interface, for providing the reports. As the illumination system is turned on, the sensors receive their respective voltage signals, at the UVA and UVB range, and store the data. As a spectacle is placed for testing, the sensors collect the data from the signal and divide them by the previous data stored, providing the percentage of ultraviolet radiation transmitted by the spectacles. The electronic signals delivered by the photodiodes are amplified in order to convert a low intensity current into voltage (order of milivolts), which is then amplified into a 5Vcc scale. The output voltage of the amplifiers is sent to na A/D converter; the digital signal is sent to a microcontroller AT89S52, which is then programmed for reading the data of the converter; reading the keyboard and providing the report on a display. Calibrating polarizers and spectacles have been tested in the developed system and the data have been compared to the transmission spectrum of a spectrophotometer Cary 17 - VARIAN. The correlation factor was 0.82. The electronic digital circuit presents an error lesser than 1%. This has a straight relation on the correlation factor between the prototype and the spectrophotometer. Output fluctuations of the light source add extra inaccuracy on the system, since the repetitivity of the measurements is 90%, for 20 measurements of the same spectacle. Hence, the prototype is capable of measuring the ultraviolet protection of spectacles, with a 2% precision. Modifications on the system should be implemented in a near future, in order to provide 0.5% accuracy, and then be released for clinical use.

Medidas de transmitância em óculos de sol fazem parte de alguns dos testes propostos pela norma NBR15111, porém, observou-se que não há no país um sistema preciso para medidas de transmitância que não seja com o uso de espectrofotômetros e pessoas qualificadas para utilizar o equipamento, aplicar as funções de ponderação e fornecer laudos técnicos sobre a lente testada. Assim, o trabalho propõe métodos que utilize componentes simples e resulte na construção de um equipamento que possa fornecer a informação sobre as transmitâncias dos filtros de óculos de sol de forma automática, de acordo com a NBR15111. Foi feita a espectrofotometria de 45 lentes de óculos de uso geral, e calculadas suas respectivas transmitâncias (luminosa, ultravioleta, semafórica), como amostras de comparação com as metodologias testadas. Os testes incluíram lâmpadas e LEDs como fontes de emissão para a região do espectro visível e lâmpadas fluorescentes para a região ultravioleta, além de sensores específicos para cada região espectral, e eletrônica de controle e aquisição dos sinais. Foram usadas ferramentas de análise estatística, como erro RMS, coeficiente de aderência (GFC) e análise de Bland-Altman. Aproximadamente 62% dos óculos testados foram reprovados para a direção no trânsito e nenhum foi reprovado para a proteção UV. Os métodos RMS e GFC apontaram combinações entre fonte e sensor que conseguem fazer a ponderação com os menores desvios-padrão das medidas espectrométricas. O sistema para teste UV mostrou melhoria significativa em relação aos desenvolvidos anteriormente, com um desvio padrão de 4,45 pontos percentuais e o sistema para testes na região visível utilizou o sensor TCS, no qual a regressão polinomial mostrou melhores resultados que as redes neurais artificiais, com os menores limites de concordância para as transmitâncias. Um número maior de amostras pode melhorar os métodos para que se obtenha uma aproximação ideal para todos os óculos de sol. Uma montagem com LEDs se apresenta como uma alternativa interessante quanto ao custo, tamanho e baixo consumo para medidores de transmitância portáteis. Desenvolveu-se um sistema com módulos para teste UV, Visível e Semafórico, para uso público no campus da USP de São Carlos, proporcionando conscientização e extensão dos estudos em relação aos óculos solares, contribuindo efetivamente com a população brasileira. / Transmittance measurements in sunglasses are a part of the standard tests proposed by NBR15111, however, it was observed that there is no accurate system for measuring transmittance different than using spectrophotometers and skilled practitioner to manage the equipment, apply the weighting functions and provide technical reports on the lens tested. Therefore, this study proposes methodologies using simple components and that can result a device that can provide information about sunglass filters automatically, according to NBR15111. Spectrophotometry was calculated in 45 lenses of sunglasses for general use, and their respective transmittance (visible, ultraviolet, traffic light), used as samples for testing the methodologies. The tests included lamps and LEDs as light sources for the visible region spectrum and fluorescent lamps for ultraviolet region, specific sensors for each spectral region, and electronic for control and signal acquisition. Statistical analysis tools were used, such as RMS error, goodness-of-fit coefficient (GFC) and the Bland - Altman analysis. Approximately 62% of the tested lenses failed in the test for signal light recognition and none has failed for UV protection. The RMS and GFC methods indicated combinations between source and sensor that calculated transmittance with the lowest standard deviations of the spectrometric measurements. The system for testing UV showed improvement compared to other previously equipment, with a standard deviation of 4.45 and the system for testing the visible region used the TCS sensor, in which the polynomial regression showed better results than artificial neural networks. A larger number of samples can improve the methods in order to obtain an optimal calibration that includes all sunglasses. LEDs seem to be a good alternative in terms of cost, size and low power consumption for portable transmittance meters. We developed a system with modules for testing UV, Visible and Traffic Light transmittance for public use on the USP São Carlos campus, providing awareness and extent of studies about the sunglasses, in order to contribute more effectively to the Brazilian population.

Desde a invenção dos óculos de sol sua popularidade cresceu enormemente. Esse fato ocasionou a necessidade de criar normas para certificação de óculos de sol, cujo principal objetivo é manter os consumidores protegidos contra danos e perigos secundários decorrentes do uso de óculos. No Brasil a NBR 15111 faz recomendações para o desempenho dos óculos de sol, entretanto, nenhuma instituição de certificação efetua todos os procedimentos requeridos pela norma no país. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema para testes de inflamabilidade e os resultados obtidos em óculos de sol de acordo com o procedimento descrito na NBR 15111. O ensaio de inflamabilidade consiste em pressionar uma haste metálica aquecida a 650 ºC ± 20 ºC contra as superfícies da amostra lentes e armações dos óculos de sol com uma força equivalente ao peso da haste aquecida por um período de 5 segundos. Após este período, cessa-se o contato da haste aquecida com a superfície testada. Para que a amostra seja aprovada, esta não deve se inflamar e nem continuar a derreter após o término do procedimento. Para realizar essa verificação, deve-se fazer inspeção visual durante todo ensaio. O equipamento aqui desenvolvido está em conformidade com as recomendações feitas pela NBR 15111 para o teste de inflamabilidade e consiste das seguintes partes: um termopar afere a temperatura da haste metálica aquecida no interior do forno, que envia a informação a um controlador PID para estabilizar a temperatura em 650 ºC. Então, um circuito de potência desenvolvido controla a potência elétrica aplicada na resistência elétrica do forno utilizando o sinal de PWM gerado pelo PID. Há um atuador linear conectado à haste aquecida por meio de um cabo de aço que controla a movimentação vertical desta. O protótipo construído também apresenta um painel de controle, indicador de temperatura e um suporte de fixação para a amostra de óculos na parte inferior. Foi criada uma interface com o computador em LabView para fazer aquisição de dados e armazená-los automaticamente no disco rígido. O equipamento construído estabiliza na temperatura de trabalho em 22 minutos, tem a capacidade de efetuar ensaios de inflamabilidade consecutivos e está em conformidade com todas as recomendações da NBR 15111. Foram testados 48 pares de óculos utilizando o protótipo desenvolvido e todos os procedimentos foram executados de acordo com o descrito na norma. Das amostras, 47 apresentavam lentes de policarbonato e apenas uma apresentava lentes de vidro, enquanto que todas tinham armações feitas de policarbonato. Nenhuma amostra se inflamou ou continuou a derreter após o término do teste, entretanto, todas as superfícies de policarbonato em contato com a haste metálica aquecida sofreram derretimento. Dos resultados apresentados, conclui-se que óculos de sol feitos de policarbonato são extremamente resistentes à ignição. / Sunglasses popularity has skyrocketed since its invention. This fact has further led to the need for creating sunglasses standards. The main purpose of a sunglass standard is to keep consumers safe from damages and secondary hazards due to sunglass use. In Brazil, the NBR 15111 made recommendations for desired sunglasses features, unfortunately, none certification institution addresses all test procedures required by the standard. This work presents the development of a flammability test system and results for sunglasses tests based on the NBR 15111 requirements. The flammability test procedure consists in a hot steel rod at 650 ºC ± 20 ºC pressed against the sunglasses surfaces with a force equals to the weight of the steel rod for a period of 5 seconds and then remove it. The sample should not ignite or continue to glow after the end of the test. During the procedure, we carry out visual inspection. The equipment developed comply with all NBR 15111 recommendations for the flammability test. First, the thermocouple measures the hot steel rod temperature inside the furnace and send it to the PID controller to set the temperature to 650 ºC. Then the power circuit drives power to the furnace electrical resistance using the PID PWM output. There is a linear actuator controlling the vertical movement of the hot steel rod, connected by a steel cable. The prototype built also has a control panel, temperature indicator and a fastening support at the bottom for placing the sunglass sample. We created a PC interface with LabView to collect data and store it automatically to the hard drive. The built equipment reaches the working temperature in 22 minutes; it can perform consecutive flammability tests and comply with all NBR 15111 recommendations. We assessed 48 pairs of sunglasses using the prototype developed and all procedures were carried out as required by the NBR 15111. From the samples, 47 had polycarbonate lenses and one had glass lenses, while all frames were made of polycarbonate. None sample ignited or continued to glow after the hot steel rod removal, however, all polycarbonate surfaces in contact with the hot steel rod has melted. Results were been presented and the proof argues that sunglasses made of polycarbonate are extremely resistant to ignition.

Desde a invenção dos óculos de sol sua popularidade cresceu enormemente. Esse fato ocasionou a necessidade de criar normas para certificação de óculos de sol, cujo principal objetivo é manter os consumidores protegidos contra danos e perigos secundários decorrentes do uso de óculos. No Brasil a NBR 15111 faz recomendações para o desempenho dos óculos de sol, entretanto, nenhuma instituição de certificação efetua todos os procedimentos requeridos pela norma no país. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema para testes de inflamabilidade e os resultados obtidos em óculos de sol de acordo com o procedimento descrito na NBR 15111. O ensaio de inflamabilidade consiste em pressionar uma haste metálica aquecida a 650 ºC ± 20 ºC contra as superfícies da amostra lentes e armações dos óculos de sol com uma força equivalente ao peso da haste aquecida por um período de 5 segundos. Após este período, cessa-se o contato da haste aquecida com a superfície testada. Para que a amostra seja aprovada, esta não deve se inflamar e nem continuar a derreter após o término do procedimento. Para realizar essa verificação, deve-se fazer inspeção visual durante todo ensaio. O equipamento aqui desenvolvido está em conformidade com as recomendações feitas pela NBR 15111 para o teste de inflamabilidade e consiste das seguintes partes: um termopar afere a temperatura da haste metálica aquecida no interior do forno, que envia a informação a um controlador PID para estabilizar a temperatura em 650 ºC. Então, um circuito de potência desenvolvido controla a potência elétrica aplicada na resistência elétrica do forno utilizando o sinal de PWM gerado pelo PID. Há um atuador linear conectado à haste aquecida por meio de um cabo de aço que controla a movimentação vertical desta. O protótipo construído também apresenta um painel de controle, indicador de temperatura e um suporte de fixação para a amostra de óculos na parte inferior. Foi criada uma interface com o computador em LabView para fazer aquisição de dados e armazená-los automaticamente no disco rígido. O equipamento construído estabiliza na temperatura de trabalho em 22 minutos, tem a capacidade de efetuar ensaios de inflamabilidade consecutivos e está em conformidade com todas as recomendações da NBR 15111. Foram testados 48 pares de óculos utilizando o protótipo desenvolvido e todos os procedimentos foram executados de acordo com o descrito na norma. Das amostras, 47 apresentavam lentes de policarbonato e apenas uma apresentava lentes de vidro, enquanto que todas tinham armações feitas de policarbonato. Nenhuma amostra se inflamou ou continuou a derreter após o término do teste, entretanto, todas as superfícies de policarbonato em contato com a haste metálica aquecida sofreram derretimento. Dos resultados apresentados, conclui-se que óculos de sol feitos de policarbonato são extremamente resistentes à ignição. / Sunglasses popularity has skyrocketed since its invention. This fact has further led to the need for creating sunglasses standards. The main purpose of a sunglass standard is to keep consumers safe from damages and secondary hazards due to sunglass use. In Brazil, the NBR 15111 made recommendations for desired sunglasses features, unfortunately, none certification institution addresses all test procedures required by the standard. This work presents the development of a flammability test system and results for sunglasses tests based on the NBR 15111 requirements. The flammability test procedure consists in a hot steel rod at 650 ºC ± 20 ºC pressed against the sunglasses surfaces with a force equals to the weight of the steel rod for a period of 5 seconds and then remove it. The sample should not ignite or continue to glow after the end of the test. During the procedure, we carry out visual inspection. The equipment developed comply with all NBR 15111 recommendations for the flammability test. First, the thermocouple measures the hot steel rod temperature inside the furnace and send it to the PID controller to set the temperature to 650 ºC. Then the power circuit drives power to the furnace electrical resistance using the PID PWM output. There is a linear actuator controlling the vertical movement of the hot steel rod, connected by a steel cable. The prototype built also has a control panel, temperature indicator and a fastening support at the bottom for placing the sunglass sample. We created a PC interface with LabView to collect data and store it automatically to the hard drive. The built equipment reaches the working temperature in 22 minutes; it can perform consecutive flammability tests and comply with all NBR 15111 recommendations. We assessed 48 pairs of sunglasses using the prototype developed and all procedures were carried out as required by the NBR 15111. From the samples, 47 had polycarbonate lenses and one had glass lenses, while all frames were made of polycarbonate. None sample ignited or continued to glow after the hot steel rod removal, however, all polycarbonate surfaces in contact with the hot steel rod has melted. Results were been presented and the proof argues that sunglasses made of polycarbonate are extremely resistant to ignition.

Orientador: Silvana Artioli Schellini / Banca: Milton Ruiz Alves / Banca: Carlos Eduardo Leite Arieta / Banca: Maria Rosa Bet de Moraes Silva / Banca: Flávio Eduardo Hirai / Resumo: Determinar o perfil de distribuição dos erros refracionais em uma amostra populacional do centro-oeste do Estado de São Paulo, suas possíveis associações com características individuais e a influência sobre a acuidade visual. foi desenvolvido estudo de secção transversal com amostragem residencial probabilística e sistemática em nove municípios no sul do centro-oeste paulista, como parte do Projeto de Prevenção à Cegueira na Comunidade. Os indivíduos acima de um ano de idade foram submetidos a entrevista e exame oftalmológico completo. A acuidade visual em sistema Snellen e posterior conversão para logMAR foi obtida antes e após exame de refração e categorizada em quatro segmentos. Os erros refracionais foram classificados em miopia (EE ≤ - 0,50D), hipermetropia (EE ≥ 0,50D), astigmatismo (DC ≤ -0,50D) e anisometropia (diferença de EE ≥ 1,00D entre os olhos). Foi realizada a análise descritiva dos dados de prevalência na amostra, análise univariada e multivariada com modelos de regressão logística múltipla para determinar possíveis associações de prevalências. 3012 residências foram entrevistadas e 7654 indivíduos foram incluídos no estudo, sendo 62,7% mulheres, 92,1% considerados com pele branca e média para a idade de 36,89 anos (extremos de 1 a 96 anos). A miopia foi mais prevalente na terceira e quarta décadas de vida, atingindo 43,31% sem diferenças significativas entre sexos, enquanto a hipermetropia foi mais prevalente entre mulheres acima de 60 anos de idade, com uma frequência de 65,6% nesta faixa etária. O astigmatismo apresentou uma frequência progressivamente maior com a idade e semelhante entre os sexos. O eixo do astigmatismo também apresentou variação conforme a idade, com o eixo horizontal mais frequente em jovens e o vertical nos idosos. A prevalência da anisometropia apresentou variação com a idade sendo mais frequente nos extremos de idade, ... / Abstract: Establish the refractive errors distribution in a population sample of the Central São Paulo State, correlations with personal features and its influence in visual acuity. A cross sectional survey was developed with randomized and systematic residential sampling in nine cities of middle region of São Paulo St/Brazil as part of Blindness Prevention Project at Community. Inhabitants above one year old were submitted to an interview and full ophthalmic exam. Visual acuity in logMAR system was determined before and after refraction exam and classified in four categories. Refractive errors were classified in myopia (SE ≤ -0,50D), hyperopia (SE ≥ 0,50D), astigmatism (CD ≤ -0,50D) and anisometrophy (SE difference between eyes ≥ 1,00D). Prevalence data sample were submitted to descriptive analysis, univariate and multivariate logistic regression models to find eventual prevalence associations. 7654 participants were included in this survey, in which 62,7% were women, 92,1% with white skin and middle age of 36,89 years old (1 to 96 years). Myopia was more prevalent at 3rd and 4th decades, achieving 43,31% without significant differences between genders, while hyperopia was more prevalent in women above 60 years old, with 65,5%. Astigmatism prevalence increased by age with no differences between genders. Astigmatism axis changed by age too, when horizontal axis were more frequently observed in youngers and vertical in olders. Anisometrophy prevalence changed by age, more frequent at extremes, achieving 32,66% after 70 years old. No significant differences were found in ethnic categories. Visual acuity increasing prevalence by visual impairment corrected with spectacles (UREN) was 6,53% in the total sample, mainly after 60 years old and high refrective errors. Prevalence associations were found between age and all ametrophic categories, sex and hyperopia and between UREN with myopia, hyperopia and ... / Doutor

Medidas de transmitância em óculos de sol fazem parte de alguns dos testes propostos pela norma NBR15111, porém, observou-se que não há no país um sistema preciso para medidas de transmitância que não seja com o uso de espectrofotômetros e pessoas qualificadas para utilizar o equipamento, aplicar as funções de ponderação e fornecer laudos técnicos sobre a lente testada. Assim, o trabalho propõe métodos que utilize componentes simples e resulte na construção de um equipamento que possa fornecer a informação sobre as transmitâncias dos filtros de óculos de sol de forma automática, de acordo com a NBR15111. Foi feita a espectrofotometria de 45 lentes de óculos de uso geral, e calculadas suas respectivas transmitâncias (luminosa, ultravioleta, semafórica), como amostras de comparação com as metodologias testadas. Os testes incluíram lâmpadas e LEDs como fontes de emissão para a região do espectro visível e lâmpadas fluorescentes para a região ultravioleta, além de sensores específicos para cada região espectral, e eletrônica de controle e aquisição dos sinais. Foram usadas ferramentas de análise estatística, como erro RMS, coeficiente de aderência (GFC) e análise de Bland-Altman. Aproximadamente 62% dos óculos testados foram reprovados para a direção no trânsito e nenhum foi reprovado para a proteção UV. Os métodos RMS e GFC apontaram combinações entre fonte e sensor que conseguem fazer a ponderação com os menores desvios-padrão das medidas espectrométricas. O sistema para teste UV mostrou melhoria significativa em relação aos desenvolvidos anteriormente, com um desvio padrão de 4,45 pontos percentuais e o sistema para testes na região visível utilizou o sensor TCS, no qual a regressão polinomial mostrou melhores resultados que as redes neurais artificiais, com os menores limites de concordância para as transmitâncias. Um número maior de amostras pode melhorar os métodos para que se obtenha uma aproximação ideal para todos os óculos de sol. Uma montagem com LEDs se apresenta como uma alternativa interessante quanto ao custo, tamanho e baixo consumo para medidores de transmitância portáteis. Desenvolveu-se um sistema com módulos para teste UV, Visível e Semafórico, para uso público no campus da USP de São Carlos, proporcionando conscientização e extensão dos estudos em relação aos óculos solares, contribuindo efetivamente com a população brasileira. / Transmittance measurements in sunglasses are a part of the standard tests proposed by NBR15111, however, it was observed that there is no accurate system for measuring transmittance different than using spectrophotometers and skilled practitioner to manage the equipment, apply the weighting functions and provide technical reports on the lens tested. Therefore, this study proposes methodologies using simple components and that can result a device that can provide information about sunglass filters automatically, according to NBR15111. Spectrophotometry was calculated in 45 lenses of sunglasses for general use, and their respective transmittance (visible, ultraviolet, traffic light), used as samples for testing the methodologies. The tests included lamps and LEDs as light sources for the visible region spectrum and fluorescent lamps for ultraviolet region, specific sensors for each spectral region, and electronic for control and signal acquisition. Statistical analysis tools were used, such as RMS error, goodness-of-fit coefficient (GFC) and the Bland - Altman analysis. Approximately 62% of the tested lenses failed in the test for signal light recognition and none has failed for UV protection. The RMS and GFC methods indicated combinations between source and sensor that calculated transmittance with the lowest standard deviations of the spectrometric measurements. The system for testing UV showed improvement compared to other previously equipment, with a standard deviation of 4.45 and the system for testing the visible region used the TCS sensor, in which the polynomial regression showed better results than artificial neural networks. A larger number of samples can improve the methods in order to obtain an optimal calibration that includes all sunglasses. LEDs seem to be a good alternative in terms of cost, size and low power consumption for portable transmittance meters. We developed a system with modules for testing UV, Visible and Traffic Light transmittance for public use on the USP São Carlos campus, providing awareness and extent of studies about the sunglasses, in order to contribute more effectively to the Brazilian population.

Os óculos se destacam por sua função social no atendimento das necessidades humanas, se considerados os indivíduos que dependem deste produto em sua condição de órtese. Este trabalho considera que para o público infantil, o projeto do produto de armações, demanda estudos e pesquisas, para propor resoluções técnicas, formais e estéticas adequadas, mas, sobretudo para captar os aspectos perceptivos, subjetivos e emocionais, que despertem a afeição desse segmento social com este objeto. A pesquisa teve como principal objetivo a definição e proposta de diretrizes para auxiliar no projeto do produto óculos para o público infantil. Para isto, foram utilizadas abordagens metodológicas do design, que consideram os indivíduos envolvidos como elementos centrais no processo do projeto, a exemplo do Design Centrado no Humano (DCH), adotado como estratégia fundamental no enfoque desta dissertação.A pesquisa presenta um levantamento histórico sobre o produto óculos e sobre as normas já existentes para o seu projeto; além de uma revisão sobre as abordagens metodológicas de design centradas nos indivíduos; e as coletas de dados considerando as crianças usuárias de óculos de 6 a 11 anos e as seguintes partes envolvidas, ou seja, os stakeholders - os responsáveis ou cuidadores; os oftalmopediatras e os atendentes das óticas. Para cada grupo foi definido um método a ser aplicado, com intuito de coletar informações sobre as diferentes visões do produto, considerando principalmente os aspectos emocionais e comportamentais envolvidos nas relações das crianças com as armações. Foram utilizados os procedimentos de storytelling e \'prototipar para empatia\', aplicados com as crianças; entrevistas individuais realizadas com oftalmopediatras e atendentes de óticas; e questionários com os cuidadores. A análise e a discussão dos resultados obtidos em cada um dos métodos foram confrontadas através de relações de triangulação, contribuindo para elencar as diretrizes para o projeto das armações, com conteúdose aspectos objetivos e subjetivos, referendando o uso das metodologias adotadas, e desta perspectiva de aproximação com as emoções de desejos das crianças em relação aos seus óculos, como fundamentais para a atuação em design de produto. / The glasses stands out for their social function in the attendance of human needs, if we consider whom depends on this product in orthoses condition. This research considered for the children audience, the demand for glasses design studies and research to propose technical, formal and appropriate aesthetic resolutions, but, especially to capture the perceptual, subjective and emotional aspects that arouse affection of this social segment with this object. The research aimed to define and propose guidelines to design glasses for children. The methodological approaches adopted considered the user and the individuals involved in the process as central elements in the design process, such as the study of Human Centered Design (HCD). The research presents historical study on the glasses and the existing standards for its project; the design methodologies geared to individuals, and the data collection considering children whom wear glasses of 6 to 11 years and the following third parties involved called stakeholders - the adults caregivers; the pediatric ophthalmology and the optical attendants. For each stakeholder was defined a method to be applied, aiming to collect information about the different views of the product, especially considering the emotional and behavioral relationships involved in children\'s issues with the frames. For the children were applied two methods, the storytelling and prototype for empathy; the individual interviews method was applied with pediatric ophthalmology and optical attendants and questionnaire method was applied with caregivers. The analysis and discussion of the results obtained in each method was compared using triangulation relationship, contributing to define the guidelines for design children glasses, based on the adopted methodology the guidelines has objective and subjective aspects in its contents, approaching of the children\'s emotions and wishes regarding their glasses, a very important issue for design this product.