Coma

El coma es una aberración de las lentes, que provoca que los puntos de luz en el plano del objeto fuera del eje, aparezcan como puntos desenfocados o "cometa" o "coma ortográfica", dirigidos hacia fuera del eje óptico. Una lente con un coma considerable, puede producir una imagen nítida en el centro del campo, pero desenfocada incrementalmente hacia los bordes. En una lente simple, el coma se puede corregir parcialmente flexionando la lente. Las correcciones mas completas, se consiguen usando una combinación de lentes simétricas sobre una abertura de diafragma central.

En la sección 6.3, 2nd ed. de Hecht sobre las aberraciones, se da un cuidadoso estudio del coma. Para coma positivo, los rayos fuera del eje de un objeto, a través de los radios más grandes de la lente, contribuyen a crear un óvalo más grande de luz más allá del foco principal.

Hecht señala que un poco más de la mitad de la luz en la imagen se encuentra en la región más o menos triangular en el interior del óvalo grande de arriba, por lo que la imagen se desvanece a medida que se expande lejos del foco central. Esto anima a describir la imagen como similar a un cometa.

El coma es dependiente de la forma, por lo que se puede encontrar una forma de lente con un coma cero para una determinada distancia objeto. Esa lente podría no ser óptima para otras distancias del objeto.

Para la corrección más versátil del coma, se puede utilizar una combinación de dos lentes, las cuales son corregidas para coma cero a una distancia infinita del objeto. La separación adecuada de estas dos lentes puede corregir el coma a diferentes distancias del objeto. El coma también puede ser corregido por un tope colocado apropiadamente, pero la colocación y el tamaño de un tope óptimo también depende de otras aberraciones.

Astigmatismo

La clase de astigmatismo que normalmente se encuentra como un defecto de visión es el resultado de diferentes curvaturas de lentes para planos diferentes de la misma. Por ejemplo diferentes curvaturas para los planos horizontal y vertical.

Astigmatismo Oblicuo

El tipo de astigmatismo comúnmente encontrado como defecto de visión es el resultado de diferentes curvaturas de lentes en planos diferentes. Pero incluso las lentes esféricas que son perfectamente simétricas, exhiben un tipo de astigmatismo para la luz que se acerca a la lente desde un punto fuera del eje óptico. El astigmatismo oblicuo es una aberración de los rayos fuera del eje que producen líneas radiales y tangenciales en el plano del objeto para enfocar nítidamente a diferentes distancias de espaciamiento de la imagen.

Esta visualización del astigmatismo oblicuo sigue el tratamiento de Jenkins y White en su texto "Fundamentals of Optics", 4th. Ed., Sec. 9.9. Tratamientos similares se pueden encontrar en Pedrotti & Pedrotti, Sec 5-5 y en Hecht, 2nd Ed Sec 6.3 . El astigmatismo oblicuo no surge de cualquier asimetría de la lente, sino de una asimetría en la naturaleza de los trayectos ópticos seguidos por los rayos en los planos tangencial y sagital. En el plano sagital, los rayos extremos son simétricos con respecto al rayo central. Sin embargo, en el plano tangencial, las longitudes de las trayectorias y los ángulos de incidencia sobre la superficie de la lente, son diferentes para los rayos superior e inferior. (Algunos textos utilizan el término "plano meridional" en lugar de plano tangencial y "plano radial" en lugar de plano sagital).

La distancia focal se acorta en relación a la de los rayos a lo largo del eje en una cantidad aproximadamente proporcional al cuadrado del desplazamiento desde el eje, formando un paraboloide de revolución del objeto girando alrededor del eje.

Ejemplos de Astigmatismo Oblicuo

El texto de Meyer-Arendt en el capítulo 1.6, hace un trabajo cuidadoso en el tratamiento de visualizar los efectos del astigmatismo oblicuo. Si un objeto se compone de un corto segmento de línea perpendicular a la línea radial desde el eje óptico (como un segmento tangente a un círculo centrado en el eje óptico en el plano objeto), entonces ese segmento de línea se dibujará nítidamente en el plano imagen tangencial. Si un objeto se compone de un corto segmento en el plano sagital, como un corto segmento radial en el plano objeto, se creará una imagen nítida en plano imagen sagital.

Esta ilustración pretende demostrar que los segmentos lineales radiales se enfocarán de forma nítida en el plano imagen sagital, mientras que los segmentos de líneas tangenciales se enfocarán de forma nítida en el plano imagen tangencial. El resultado es que aparecerán diferentes patrones de distorsión de astigmatismo oblicuo, dependiendo de donde esté más cerca el plano de proyección de la imagen, si del plano imagen tangencial o sagital.

Esta ilustración sigue el enfoque de Meyer-Arendt para mostrar los diferentes tipos de distorsión de la imagen por el astigmatismo oblicuo cuando se ve en los planos de enfoque tangencial y sagital.

Otro enfoque para visualizar los efectos de astigmatismo oblicuo sobre la imagen es empleado por Moller, Capítulo 13. Para un objeto como la rueda de radios mostrada, la circunferencia aparece nítidamente en el plano de enfoque tangencial y las características radiales aparecen nítidamente en el pano de enfoque sagital. En algun punto intermedio, cada punto de la imagen se puede representar por un "círculo de menor confusión" y en ese punto se obtiene el mejor enfoque general para del objeto.