Punto cardinal (óptica)
En la óptica gaussiana , los puntos cardinales consisten en tres pares de puntos ubicados en el eje óptico de un sistema óptico focal y rotacionalmente simétrico . Estos son los puntos focales , los puntos principales y los puntos nodales . [1] Para los sistemas ideales , las propiedades básicas de la imagen, como el tamaño, la ubicación y la orientación de la imagen, están completamente determinadas por las ubicaciones de los puntos cardinales; de hecho, sólo son necesarios cuatro puntos: los puntos focales y los puntos principales o nodales. El único sistema ideal que se ha logrado en la práctica es el espejo plano., [2] sin embargo, los puntos cardinales se utilizan ampliamente para aproximar el comportamiento de los sistemas ópticos reales. Los puntos cardinales proporcionan una forma de simplificar analíticamente un sistema con muchos componentes, lo que permite que las características de imagen del sistema se determinen aproximadamente con cálculos simples.
Los puntos cardinales se encuentran en el eje óptico del sistema óptico. Cada punto se define por el efecto que tiene el sistema óptico sobre los rayos que pasan por ese punto, en la aproximación paraxial . La aproximación paraxial supone que los rayos viajan en ángulos poco profundos con respecto al eje óptico, de modo que y . [3] Se ignoran los efectos de apertura: los rayos que no pasan a través del tope de apertura del sistema no se consideran en la discusión a continuación.
El punto focal frontal de un sistema óptico, por definición, tiene la propiedad de que cualquier rayo que lo atraviese emergerá del sistema paralelo al eje óptico. El punto focal trasero (o trasero) del sistema tiene la propiedad inversa: los rayos que ingresan al sistema paralelos al eje óptico se enfocan de tal manera que pasan a través del punto focal trasero.
Los planos focales delantero y trasero (o trasero) se definen como los planos, perpendiculares al eje óptico, que pasan por los puntos focales delantero y trasero. Un objeto infinitamente lejos del sistema óptico forma una imagen en el plano focal posterior. Para los objetos a una distancia finita, la imagen se forma en una ubicación diferente, pero los rayos que dejan el objeto paralelo entre sí se cruzan en el plano focal posterior.
Tenga en cuenta que la apertura debe estar centrada en el eje óptico para que esto funcione como se indica. El uso de una apertura suficientemente pequeña en el plano focal hará que el objetivo sea telecéntrico .
De manera similar, el rango permitido de ángulos en el lado de salida de la lente se puede filtrar colocando una apertura en el plano focal frontal de la lente (o un grupo de lentes dentro de la lente general). Esto es importante para las cámaras DSLR que tienen sensores CCD . Los píxeles de estos sensores son más sensibles a los rayos que los golpean directamente que a los que golpean en ángulo. Una lente que no controla el ángulo de incidencia en el detector producirá viñetas de píxeles en las imágenes.
