Curvature Analysis in Design and Verification of Opthalmic Lenses

Nell’ambito dell’ottica oftalmica i principali strumenti utilizzabili per la valutazione delle proprieta ottiche dei modelli geometrici in fase di progettazione sono basati sullo studio della curvatura delle superfici, sul ray tracing o sulla valutazione dell’aberrazione del fronte d’onda. Inoltre per quel che riguarda gli stampi e le lenti semifinite, la normativa prevede che le caratteristiche ottiche debbano essere definite per la singola superficie. Il metodo proposto nella normativa per la misura della superficie e basato sull’impiego del focometro, strumento che presenta l’inconveniente di fornire misure dipendenti dallo spessore della lente e dalla finitura della superficie non finita. In questo lavoro si propone un metodo per la misura delle proprieta ottiche, basato sull’analisi di curvatura di modelli geometrici discreti di superfici di lenti. Tali modelli possono derivare da attivita di progettazione in ambiente virtuale o da misure di lenti reali eseguite con CMM, sempre piu impiegate nel settore. Il metodo scelto per il calcolo della curvatura e basato sul fitting quadratico calcolato su tutti i punti appartenenti ad un intorno sferico del punto analizzato. In questo modo la zona indagata e simile all’area impiegata dalla pupilla dell’occhio, nonche a quella utilizzata dagli strumenti ottici, garantendo il rispetto della funzionalita della lente stessa. Inoltre, applicando il metodo proposto risulta possibile superare i citati problemi legati all’uso del focometro. Attraverso l’analisi di una serie di modelli geometrici dalle proprieta intrinseche note si e ricavata una legge di variazione dell’errore della curvatura calcolata rispetto a quella nominale e successivamente, ricorrendo alla teoria di propagazione dell’errore, si e determinata una funzione per il calcolo dell’errore commesso nella valutazione delle proprieta ottiche. I risultati dimostrano che, nel range tipico delle lenti oftalmiche, gli errori indotti dall’applicazione del metodo risultano inferiori almeno di un ordine di grandezza rispetto alle tolleranze ammesse in normativa per l’accettazione della lente semifinita e risultano principalmente legati all’incertezza sulla stima dell’indice di rifrazione. Il metodo proposto puo quindi essere adottato come soluzione alternativa a quanto indicato in normativa per la misura delle proprieta ottiche di lenti semifinite e inoltre puo essere utilizzato come valido supporto per l’analisi dei modelli virtuali in fase di progettazione delle superfici di lenti oftalmiche.