Variación de las aberraciones introducidas por una lente oftálmica monofocal al modificar la pupila

Abstract

Generalmente, la imagen formada por cualquier sistema óptico no es idéntica al objeto. Para cada posición del punto objeto y cada pupila, las diferencias entre la imagen ideal y real se cuantifican mediante la aberración del frente de ondas. Esta función suele evaluarse expandiéndola en polinomios Zernike y hallando los coeficientes del desarrollo mediante trazado de rayos. La lente oftálmica que corrige miopía, hipermetropía, etc. es un sistema óptico de uso corriente. Para el sistema gafa-ojo, la componente que limita la apertura del haz que llega a la retina (denominada diafragma de apertura) es el iris y su anti-imagen a través del sistema, es la pupila de entrada. Esta pupila no es fija pues sus parámetros varían al cambiar la excentricidad del punto de fijación, la ubicación relativa entre componentes, la iluminación, la acomodación, el estado psicofísico, etc. En artículos previos obtenemos fórmulas para calcular coeficientes Zernike para cierta pupila en función de los computados para una pupila dilatada y descentrada. Estas fórmulas permiten evaluar los correspondientes diagramas de puntos (siendo cada punto la intersección de un rayo con el plano imagen). En el presente artículo, considerando un sistema gafa monofocal estándar-diafragma, un objeto en el eje óptico de la lente y diferentes diafragmas ficticios, validamos los diagramas de puntos que surgen de nuestras fórmulas comparándolos con los obtenidos mediante trazado de rayos.

Usually, the image formed by any optical system is not identical to the object. For each object point position and each pupil, the differences between the ideal and real image are quantified by the wavefront aberration. This function is often evaluated expanding it in Zernike polynomials and finding the expansion coefficients by means of ray tracing. The ophthalmic lens which corrects myopia, hyperopia, etc. is an optical system of current use. For the system ophthalmic lens-eye, the component that limits the aperture of the beam reaching the retina (termed aperture stop) is the iris and its anti-image through the system is the entrance pupil. This pupil is not fixed since its parameters vary when the fixation point eccentricity, the relative location of components, the illumination, the accommodation, the psychophysical state, etc. vary. In previous articles we obtain formulas to calculate Zernike coefficients for a given pupil in terms of those computed for another dilated and decentered pupil. These formulas enable the computation of the corresponding spot diagrams (each point being the intersection of a ray with the image plane). In the present article, considering a system monofocal standard ophthalmic lens-stop, an object lying on the lens optical axis and different fictitious stops, we validate the spot diagrams that result from our formulas comparing them to those obtained via ray tracing.