¿Por qué las personas miopes ven mejor con sus anteojos *girados*?

Si es miope (como yo), es posible que haya notado que si inclina los anteojos, puede ver los objetos distantes más claramente que con los anteojos colocados normalmente. Si ya ves completamente claro, puedes distanciar un poco más tus lentes de tus ojos y luego hazlo. Para ello, gire las patillas manteniendo las plaquetas fijas en la nariz, como se muestra en las figuras.

Como dije, comenzando con sus anteojos más lejos de lo normal de sus ojos, también puede observar el efecto para objetos cercanos. (Por lejano , me refiero a más de 10 metros y por cerca me refiero a donde no se puede ver claro sin gafas )

Tenga en cuenta que si gira más de lo suficiente, distorsionará la luz por completo. Empezar desde pequeño θ y auméntelo hasta que vea los objetos distantes borrosos más claros. (Usted debería ser capaz de observar esto en θ ≈ 20 ∘ o tal vez un poco más)

Al mirar objetos distantes, los rayos de luz que encuentran las lentes son paralelos y parece que el efecto ocurre debido a la incidencia oblicua de la luz con las lentes:

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El efecto óptico de incidencia oblicua para lentes convexas se llama coma y se muestra aquí (de Wikipedia):

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Estoy buscando una explicación de cómo este efecto de las lentes cóncavas (que se usan para la miopía) hace que se vea mejor.

Un último punto: parece que usan lentes plano-cóncavas o convexo-cóncavas (lentes amarillentas abajo) para gafas en lugar de bicóncavas.

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Le sugiero que actualice su pregunta para indicar que puede ser específica para ojos particulares y que algunas personas (¡por ejemplo, yo!) se benefician al rotar sobre un eje diferente (por ejemplo, el eje vertical). Además, solo funciona en una dirección. Además, tenga en cuenta que aumentar la distancia entre la lente y el ojo (según su primer párrafo) cambia la distancia focal del sistema lente-ojo, lo que puede causar un efecto completamente diferente.
Parte del rompecabezas que falta es que el modelo real es una lente cóncava (anteojos) que se inclinan en una lente biconvexa (ojo). Creo que también encontrará que la distancia focal cambia ligeramente en este caso. Además, puede haber un astigmatismo (regular o irregular) en su ojo que podría mejorar usando esta distorsión inclinada.
@ChrisMueller Soy yo quien debería agradecerte la respuesta. Han pasado casi 5 años desde la primera vez que quise calcular la distancia focal efectiva de una lente inclinada, pero nunca lo hice, ¡hasta que vi tu respuesta!
Como la pregunta está protegida, no puedo responder, pero descubrí que mi problema con esto se debió a una inclinación pantoscópica incorrecta. Consulte Los detalles reales de Vertex, Tilt and Wrap para obtener consejos para los ópticos y Aberraciones de orden superior inducidas por la inclinación pantoscópica... para obtener un artículo sobre el tema.

Respuestas (5)

Este es un efecto real, pero no tiene nada que ver con el coma ni con ninguna de las aberraciones ópticas. Es causado por el hecho de que la distancia focal efectiva se acorta a medida que inclina una lente. Cuando su vista empeora, necesita una lente de distancia focal más fuerte en sus anteojos, y la inclinación de las lentes tiene este efecto. El problema de hacer esto todo el tiempo es que introduce distorsiones como el coma que ha señalado en su pregunta.

Esta presentación y este artículo de revista muestran la distancia focal efectiva de una lente inclinada a partir de simulaciones de trazado de rayos y de la teoría, respectivamente. Del papel, la distancia focal para el punto focal tangencial (arriba y abajo mientras mira a través de sus lentes) y el punto focal sagital (izquierda y derecha mientras mira hacia adelante) están dadas por el papel por

F t a norte = F 0 norte − 1 norte porque ⁡ θ norte 2 − pecado 2 ⁡ θ norte 2 − pecado 2 ⁡ θ − porque ⁡ θ F s a gramo = F 0 ( norte − 1 ) 1 norte 2 − pecado 2 ⁡ θ − porque ⁡ θ
dónde norte es el índice de refracción del material y F 0 es la distancia focal original. he tramado F / F 0 para ambos en la figura a continuación para un índice de refracción de 1.5. Creo que esto es especial para una lente que tiene radios de curvatura iguales en ambos lados (biconvexa o bicóncava), pero los resultados para otros tipos de lentes serán similares.
Gráfico de las ecuaciones anteriores

Como mencioné en los comentarios anteriores... La agudeza visual (AV) se puede mejorar en algunos casos en los que se agrega coma a un astigmatismo. "Agregar coma (0,23 μm para una pupila de 6 mm) al astigmatismo resultó en un claro aumento de AV en 6 sujetos, de acuerdo con las predicciones ópticas teóricas, mientras que AV disminuyó cuando se agregó coma al astigmatismo en 7 sujetos". Entonces, en el caso de Mostafa, su vaso titulado podría ser más claro debido al coma introducido. journalofvision.org/content/11/2/5.full
@ user6972 No estoy en desacuerdo contigo en que es posible compensar las aberraciones en el ojo con las aberraciones correctas en la lente de las gafas. Esto se hace todo el tiempo con astigmatismo. No creo que este sea un efecto dominante en comparación con el acortamiento de la distancia focal. Concretamente en el caso mencionado por Mostafa de empezar por poner las gafas más lejos de los ojos de lo normal y luego inclinarlas para corregir la distancia extra.
Leí "Si ya ves completamente claro, puedes distanciar un poco más tus lentes de tus ojos y luego hacerlo". Como el coma corrigió su débil astigmatismo.

Su premisa básica de que uno puede ver mejor con las gafas inclinadas es falsa. Si los lentes tienen la corrección adecuada para sus ojos, inclinarlos empeorará las cosas.

La razón por la que esto funciona a menudo es que las lentes no tienen la corrección correcta. En las personas jóvenes miopes (miopes), la miopía suele empeorar con la edad. Los anteojos pueden haber tenido la corrección correcta hace 2 años, pero mientras tanto los ojos se han vuelto un poco más miopes y se requiere una corrección más fuerte.

Inclinar las lentes hace que la luz pase a través de ellas de una manera que efectivamente hace que la lente parezca más fuerte en ese ángulo. Si los objetos distantes están un poco borrosos debido a una mayor miopía de la que corrigen las lentes, inclinar las lentes hará que los bordes horizontales sean más nítidos. No hace nada para los bordes verticales. Pero, en general, la imagen aparecerá más nítida.

Esto es exactamente lo que estoy preguntando: ¿cómo "la luz pasa a través de ellos de una manera que efectivamente hace que la lente parezca más fuerte en ese ángulo"?
@Mostafa Esta respuesta no es del todo correcta. Es posible que tengas un astigmatismo que no está bien corregido porque requiere inducir algo de coma. Es posible que vea mejor en la distancia con su lente inclinado, pero la mayoría de las veces la distorsión de coma adicional sería peor que su astigmatismo. Por lo tanto, es posible que sus lentes recetados no estén optimizados para usted a largas distancias, sino para la mayoría de las condiciones ópticas.
Soy miope, y he comprobado por mí mismo que inclinando las gafas se agudiza la imagen. Así que esto no puede estar bien...
@Quant: Las personas miopes optarían por la solución inmediata de inclinar las gafas en lugar de actualizar la prescripción. Aquellas personas miopes que tienen una vista más larga obtendrían anteojos actualizados, después de lo cual inclinarlos empeoraría las cosas. Si su prescripción es correcta, entonces cualquier modificación a la corrección, como cambiar la potencia efectiva de la lente al inclinarla, obviamente empeoraría las cosas.
Acabo de recibir lentes que están un poco borrosos por alguna razón que el óptico no puede determinar. Así que fui a mi oftalmólogo y determinó que mis ojos no han cambiado, todavía tienen la misma graduación que antes, y revisó los anteojos, tienen la graduación correcta. Pero cuando inclino las gafas, mi visión parece más nítida.
Una inclinación pantoscópica incorrecta podría explicar el problema de los OP, pero normalmente no se corrige ni se incluye como parte de su prescripción, por lo que incluso con anteojos que tienen la prescripción correcta, la visión de algunas personas podría mejorar al inclinar los anteojos (aumentando la inclinación pantoscópica). Como tal, no creo que esta respuesta (esencialmente 'arreglar su receta, tacaño' * 8') no sea correcta.

Cuando coloca dos lentes uno detrás del otro, la distancia focal efectiva es una función de su distancia. Este es el principio detrás de una lente de zoom: con las mismas piezas de vidrio, una lente de zoom logra un rango de distancias.

Lo que está describiendo es el caso más simple de una lente de zoom: solo dos elementos. El primer elemento es la córnea + lente en el ojo: para una persona miope, tiene una distancia focal que es ligeramente demasiado corta para la distancia a la retina, por lo que las cosas cercanas están enfocadas pero los objetos distantes están borrosos. Para corregir esto, agrega una segunda lente con una distancia focal negativa: una lente divergente.

La tarea entonces es calcular la distancia focal aparente de la combinación y mostrar que depende de la distancia entre las lentes.

Desde http://en.wikipedia.org/wiki/Lens_(optics)#Compound_lenses puedes ver

1) cuando dos lentes se tocan, su distancia focal compuesta se encuentra por

1 F = 1 F 1 + 1 F 2

2) cuando hay una distancia d entre las lentes, esto complica

1 F = 1 F 1 + 1 F 2 − d F 1 F 2

Al reorganizar las cosas y tomar la distancia focal del segundo elemento (el ojo, esta es la distancia focal de interés), obtienes la "Distancia focal posterior" o BFL:

BFL = F 2 ( d − F 1 ) d − ( F 1 + F 2 )

Para un ojo típico, F 2 mide aproximadamente 1,7 cm. Si tiene miopía leve, su prescripción podría ser -2 dioptrías, o F 2 = − 0.5 metro ya que d i o pags t mi r = 1 / F . Cuando aleja los anteojos de su ojo, la distancia focal del sistema de compuestos en realidad se acorta; esto significa que para una persona miope funcionarán "menos bien":

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Ahora, cuando inclina las gafas, "comprime" un poco la dimensión vertical; de hecho, aumenta el radio de curvatura en la dirección vertical (aunque no en la horizontal). El resultado neto es que fortalece la lente en una dirección: se convierte en una lente ligeramente astigmática (cilíndrica), con mayor fuerza verticalmente.

Entonces, en promedio, esto hace una lente más fuerte. Y si sus ojos tienen un ligero componente cilíndrico de aberración que sus anteojos no corrigen completamente, esto realmente ayudará.

En mi caso, tengo un fuerte astigmatismo (aunque no miopía). Encuentro que girar ligeramente mis anteojos (lo que cambia la dirección del eje cilíndrico) puede ayudar con el enfoque, al igual que presionar contra el costado de mi ojo (lo que distorsiona el globo ocular y tiene el mismo efecto).

En resumen, lo que está haciendo cuando mueve una lente en relación con la otra es cambiar las propiedades ópticas. La inclinación agrega un componente cilíndrico, mientras que al separarlos cambia la distancia focal compuesta.

Si esto te ayuda depende de la brecha entre tu prescripción y tu aberración.

Lectura interesante: http://www.oculist.net/downaton502/prof/ebook/duanes/pages/v1/v1c033.html

Mi teoría es que la mayoría de los miopes no ven este efecto. Más bien, indica que usted y yo tenemos una aberración de orden superior no corregida en el ojo, es decir, coma, que se corrige induciendo la cantidad opuesta de coma en la lente de las gafas por rotación.

Me he dado cuenta de que al girar el cristal izquierdo de mis gafas sobre el eje vertical (no horizontal) 10 ∘ en una dirección particular me da una visión mucho más nítida. También noté que cuando miro una fuente de luz circular distante (como un semáforo) con la lente sin girar, se parece un poco a esta imagen de coma sin corregir . La imagen es mucho mejor con el objetivo girado.

Tenga en cuenta que las prescripciones de esfera y cilindro en la lente (sin girar) fueron confirmadas ayer por un optometrista como las mejores que pude obtener, pero simplemente girando la lente puedo ver mucho mejor.

Agradecería que alguien familiarizado con la óptica pudiera confirmar si el coma se puede corregir o no de esta manera. Todo lo que puedo encontrar en línea sobre aberraciones de orden superior en el ojo sugiere que solo pueden corregirse mediante cirugía refractiva o lentes de contacto. Además, ¿podría construirse una lente para realizar la misma corrección sin rotación?

Sí puede. Muchas prescripciones son un acto de equilibrio de acciones correctivas. Es raro poder compensar todas las condiciones ópticas, especialmente con astigmatismo.

En la imagen que ha publicado, la "lente girada" resulta ser una "peor lente" (concentración de rayos convergentes muy pobre) pero más fuerte , con un plano focal más cercano (si solo considera el 1/3 superior de los rayos, usted puede tratar de ver un punto de convergencia borroso un 30% más cerca), lo que puede parecer más adecuado si su graduación ha empeorado.

¿Por qué las personas miopes ven mejor con sus anteojos *girados*?
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