La mayoría de los sistemas ópticos hechos por el hombre tienen simetría de rotación alrededor de una línea, el eje óptico. Si las superficies refractoras son esféricas, ésta es la línea que une los centros de curvatura de estas superficies. Algunos sistemas tienen componentes astigmáticos o tóricos y tienen dos planos de simetría; la línea de intersección de estos dos planos es el eje óptico.
Por el contrario, para describir plenamente las propiedades ópticas del ojo, es necesario introducir un número de ejes. Esto es debido a la carencia de simetría del ojo y debido a que el punto de fijación y la fóvea no se sitúan a lo largo del eje de simetría más adecuado.
En la fóvea es donde se forma la imagen del punto de fijación, alrededor del cual se ordenan todos los objetos del campo visual. Sin embargo, la fóvea no suele estar situada en la intersección de la retina con el eje óptico, sino desplazada hacia abajo aproximadamente 1,25 mm por el lado temporal. Por lo tanto, cuando miramos un objeto no lo hacemos directamente a lo largo del eje óptico sino a lo largo de una línea que une el objeto o punto de fijación con la fóvea y que se llama eje visual.
Según algunos autores se considera que el eje visual pasa por los puntos nodales N y N’ antes de intersectar en la fóvea e incluso, sin introducir errores
importantes, por la posición media entre los dos puntos nodales y la fóvea. Sin embargo, siguiendo a Bennett y Rabbets, el término eje visual debe referirse al eje o rayo principal del pincel de rayos real que atraviesa la pupila y converge en la fóvea. Es decir, el camino del rayo que se dirige hacia el centro (E) de la pupila de entrada y cuyo rayo refractado conjugado alcanza la fóvea, M’ (Figura 1.10).
En el plano vertical, el eje visual en el espacio objeto está ligeramente por encima del eje óptico. De modo que cuando el ojo mira directamente hacia un objeto, el eje óptico se dirige ligeramente hacia abajo y hacia el lado temporal.
Eje óptico Eje visual Eje nodal Lado nasal E E N N' M' F' ' o
Figura 1.10. Ejes visual y nodal del ojo.
El ángulo formado entre el eje visual y el eje óptico se llama ángulo alfa. Cuando el eje visual en el espacio objeto se sitúa en el lado nasal respecto del eje óptico el ángulo alfa es positivo y mide alrededor de 5º. Cuando los dos ejes coinciden, el eje óptico pasa por la fóvea y el ángulo es cero. A veces el eje visual está en el lado temporal con relación al eje óptico, en este caso el ángulo alfa es negativo. En el ojo hipermétrope el ángulo alfa es mucho mayor que en ojo normal llegando a medir 10º, mientras que en el ojo miope es menor de 2º incluso negativo.
El eje nodal se refiere al rayo que pasa a través de los puntos nodales. En este caso, a una extensión lineal de retina que subtienda un ángulo conocido en el punto nodal imagen le corresponderá una extensión angular igual en el espacio objeto (Figura 1.11). Así, conociendo el tamaño angular de la imagen en
la retina, se puede calcular el tamaño angular percibido en el espacio objeto a una determinada distancia.
A
B
B' A'
u N N' u'
Figura 1.11. Proyección visual a través de los puntos nodales.
Por ejemplo; para un diámetro de la fóvea de 1,5 mm, su tamaño angular en N’ es el ángulo subtendido por la fóvea en el punto nodal imagen y que se obtiene de la relación
u = diámetro de la fóvea / N’F’ = 1,5 / 16,67 = 0,09 radianes la distancia del punto nodal imagen al centro de la mácula (M’) en el modelo de ojo esquemático es aproximadamente de 16,67 mm. A una distancia de lectura de 350 mm, este ángulo cubrirá un área de 31,5 mm de diámetro, anchura suficiente para la lectura.
Otros ejes a tener en cuenta son el eje pupilar y el eje de fijación. El eje pupilar es la línea que pasa a través del centro de la pupila de entrada, y que es normal a la córnea (Figura 1.12). Este eje se usa como una medida objetiva para juzgar la cantidad de fijación excéntrica, la condición en que la fijación se realiza a través de un punto retiniano diferente del centro de la fóvea. La fijación excéntrica es una adaptación a la heterotropía (estrabismo).
Eje pupilar Eje óptico O B Eje visual Eje nodal Superficie corneal anterior Plano tangente E E' N Punto de fijación
Figura 1.12. El eje pupilar y el eje visual.
Si el ojo fuera un sistema centrado y la pupila estuviese también centrada, el eje pupilar se encontraría a lo largo del eje óptico. Sin embargo, con frecuencia la pupila no está centrada con relación a la córnea y, además, la forma de la córnea podría no ser regular. Ambos factores originan que el eje pupilar esté en cualquier otra dirección, y en general no pasa por el punto de fijación como se muestra en la Figura 1.12. El ángulo formado entre el eje pupilar y el eje visual se llama ángulo lambda (λ) y es importante para el diagnóstico de la fijación excéntrica y heterotropía. El ángulo formado entre el eje pupilar y el eje nodal se conoce como ángulo kappa (κ) y en términos prácticos, es el mimo que el ángulo λ.
El eje de fijación es la línea que pasa a través del punto de fijación y del centro de rotación del ojo. Este eje es la referencia para la medida de los movimientos del ojo. El ángulo que se forma entre el eje de fijación y el eje óptico se llama ángulo gamma (γ).