La centratura delle lenti: principi ottici, decentramento ed effetto prismatico

La centratura delle lenti oftalmiche è uno degli aspetti tecnici fondamentali nella realizzazione di un occhiale da vista.

Una lente non viene semplicemente inserita all'interno della montatura: deve essere posizionata in relazione all'occhio e alla prescrizione, in modo che il sistema ottico formato da occhio e lente lavori nelle condizioni previste dal progetto.

Il principio di base è semplice: quando l'asse visivo attraversa il centro ottico della lente, in quel punto la lente non introduce, per effetto del decentramento, un'azione prismatica indesiderata.

Quando invece il punto di attraversamento della lente si allontana dal centro ottico, compare un effetto prismatico che aumenta in funzione della distanza dal centro e del potere della lente.

È proprio questo il motivo per cui la centratura assume particolare importanza soprattutto quando si utilizzano lenti con poteri elevati o geometrie più complesse.

Che cos'è il centro ottico di una lente

Il centro ottico è il punto della lente attraverso il quale un raggio luminoso può attraversare la lente senza subire la deviazione prismatica associata al decentramento.

Nella pratica ottica, il centro ottico deve essere posizionato in relazione alla posizione dell'occhio all'interno della montatura.

Non significa però che l'occhio debba necessariamente guardare sempre attraverso lo stesso punto della lente.

Durante la visione naturale gli occhi compiono continuamente movimenti verso destra, sinistra, alto e basso. Di conseguenza, lo sguardo attraversa frequentemente zone della lente differenti dal centro ottico.

Il problema tecnico non è quindi eliminare qualsiasi effetto prismatico in ogni posizione di sguardo, cosa fisicamente impossibile, ma progettare e centrare la lente affinché le condizioni di utilizzo principali siano correttamente compensate.

Che cosa succede quando una lente viene decentrata

Quando il punto attraverso il quale passa l'asse visivo non coincide con il centro ottico, la lente produce un effetto prismatico.

Questo fenomeno è particolarmente importante nelle lenti oftalmiche perché il prisma modifica la direzione apparente dei raggi luminosi.

L'entità dell'effetto dipende principalmente da due fattori:

• potere della lente;
• entità del decentramento.

La relazione viene descritta dalla legge di Prentice:

P = F × c

dove:

• P è il potere prismatico espresso in diottrie prismatiche;
• F è il potere della lente espresso in diottrie;
• c è il decentramento espresso in centimetri.

Questo principio permette di comprendere perché lo stesso decentramento può produrre effetti molto differenti su lenti con poteri diversi.

Ad esempio, un decentramento di 5 mm, cioè 0,5 cm, applicato a una lente da +2,00 D produce:

P = 2,00 × 0,5 = 1,00 Δ

Lo stesso decentramento applicato a una lente da +6,00 D produrrebbe invece:

P = 6,00 × 0,5 = 3,00 Δ

Il controllo della centratura diventa quindi particolarmente importante all'aumentare del potere della lente.

Lenti positive e negative: il comportamento del prisma

Il comportamento dell'effetto prismatico cambia in funzione del tipo di lente.

Nelle lenti positive, il prisma è orientato con la base verso la zona periferica della lente considerata rispetto al centro ottico.

Nelle lenti negative, il comportamento è opposto.

Questo principio è alla base di numerosi fenomeni ottici legati al decentramento e permette all'ottico di valutare la quantità e la direzione dell'effetto prismatico prodotto da una determinata configurazione.

Non si tratta quindi semplicemente di una questione estetica relativa alla posizione della lente nella montatura: il decentramento modifica effettivamente il comportamento ottico del sistema.

Perché la centratura non può essere perfetta in ogni posizione di sguardo

Un occhio non rimane fermo davanti al centro della lente.

Quando guardiamo lateralmente, verso l'alto o verso il basso, l'asse visivo attraversa necessariamente una zona periferica della lente.

Per questo motivo non è possibile realizzare una centratura che annulli completamente l'effetto prismatico in ogni posizione dello sguardo.

Nella progettazione dell'occhiale si individuano quindi le condizioni di visione più importanti e si cerca di garantire una corretta relazione ottica tra occhio e lente nelle posizioni maggiormente rilevanti.

Questo aspetto diventa ancora più importante nelle lenti progressive, nelle quali il portatore utilizza zone differenti della superficie ottica per la visione a distanza, intermedia e prossima.

Per comprendere meglio la tecnologia delle progressive è utile anche approfondire le lenti progressive Free-Form e i loro vantaggi.

Centratura monoculare e distanza interpupillare

Uno dei parametri fondamentali per la centratura è la distanza interpupillare, generalmente indicata con la sigla PD.

Quando viene utilizzato un unico valore, si considera la distanza tra i centri delle due pupille.

Dal punto di vista tecnico, però, può essere utile conoscere anche le distanze interpupillari monoculari, cioè la distanza tra il riferimento nasale e il centro di ciascuna pupilla.

Questo dato permette di tenere conto di eventuali asimmetrie del viso e di realizzare una centratura più precisa.

La News 640 di Glance24 è già dedicata alla distanza interpupillare e alla sua misurazione: nella presente News, invece, la PD viene considerata esclusivamente come parametro ottico necessario alla centratura.

La centratura delle lenti progressive

Nelle lenti progressive la centratura assume un'importanza ancora maggiore.

Queste lenti non possiedono infatti un unico punto di utilizzo: la superficie è progettata per offrire differenti zone di visione e una progressione del potere da lontano verso il vicino.

La posizione della lente davanti all'occhio deve quindi essere coerente con i parametri utilizzati per la progettazione.

Tra i dati che possono essere rilevanti rientrano:

• distanza interpupillare monoculare;
• altezza di montaggio;
• distanza apice-corneale;
• inclinazione pantoscopica;
• angolo di avvolgimento della montatura;
• caratteristiche geometriche della montatura;
• prescrizione;
• addizione nelle lenti progressive.

Per questo motivo la centratura delle lenti progressive non può essere ridotta alla sola misurazione della distanza tra le pupille.

Glance24 dedica una pagina specifica alla centratura degli occhiali progressivi, dove vengono approfonditi i parametri necessari alla realizzazione dell'occhiale progressivo.

L'altezza di centratura

Oltre alla posizione orizzontale del centro ottico, è necessario considerare anche la posizione verticale della lente.

L'altezza di centratura indica la relazione tra il centro della pupilla e il riferimento utilizzato sulla lente o sulla montatura.

Questo parametro assume particolare importanza nelle lenti progressive, dove l'altezza determina la posizione delle diverse zone funzionali della lente davanti all'occhio.

Una variazione dell'altezza può quindi modificare la posizione delle aree destinate alla visione da lontano, intermedia e prossima.

Distanza apice-corneale, inclinazione e avvolgimento

La lente non si trova semplicemente davanti all'occhio in posizione perfettamente verticale.

La montatura può presentare una determinata inclinazione e una certa curvatura. Inoltre, esiste una distanza tra la superficie posteriore della lente e la superficie anteriore della cornea.

Questi parametri possono influenzare il comportamento effettivo della lente davanti all'occhio.

Nelle moderne lenti personalizzate e nelle progettazioni Free-Form, tali informazioni possono essere utilizzate per ottenere una progettazione più precisa.

La tecnologia Free-Form permette infatti di calcolare la superficie della lente tenendo conto, a seconda del prodotto, di numerosi parametri individuali e di montaggio.

La centratura nelle lenti ad alto potere

Il controllo della centratura diventa particolarmente importante quando aumenta il potere della lente.

Come dimostra la legge di Prentice, a parità di decentramento l'effetto prismatico aumenta proporzionalmente al potere della lente.

Questo significa che un errore di pochi millimetri può avere conseguenze ottiche molto diverse su una lente da +1,00 D rispetto a una lente da +8,00 D.

Lo stesso principio vale per le lenti negative di potere elevato.

Per questo motivo, nelle prescrizioni importanti, la precisione della centratura diventa un elemento tecnico da considerare attentamente insieme alla scelta del materiale e dell'indice di rifrazione.

È possibile approfondire quest'ultimo argomento nell'articolo dedicato a lenti da vista e indice di rifrazione.

Centratura e montatura

La centratura non dipende soltanto dalla lente.

Anche la scelta della montatura influisce sul risultato finale perché dimensioni, forma e posizione del frontale determinano il modo in cui le lenti vengono collocate davanti agli occhi.

Una montatura troppo grande rispetto al viso può richiedere un decentramento maggiore delle lenti rispetto a una montatura più vicina alle dimensioni del volto.

Per questo la scelta della misura non dovrebbe essere effettuata soltanto in base all'estetica.

La montatura degli occhiali e i suoi principali componenti è infatti strettamente collegata anche agli aspetti tecnici della realizzazione dell'occhiale.

Centratura computerizzata delle lenti

Le moderne tecnologie di centratura permettono di rilevare parametri che un tempo venivano misurati prevalentemente con strumenti manuali.

I sistemi digitali possono acquisire informazioni relative alla posizione degli occhi e alla montatura e utilizzarle per ottenere dati di centratura più personalizzati.

Glance24 utilizza un sistema di centratura lenti computerizzata che consente di rilevare anche la distanza interpupillare monoculare. Il procedimento prevede una prima acquisizione delle immagini e una successiva verifica da parte dell'ottico.

La tecnologia digitale non elimina il ruolo dell'ottico: al contrario, permette di fornire al professionista un insieme di dati più completo da utilizzare nella realizzazione dell'occhiale.

Perché la centratura è importante

La centratura rappresenta quindi un passaggio fondamentale nella costruzione di un occhiale perché mette in relazione prescrizione, lente, montatura e posizione dell'occhio.

Un occhiale tecnicamente corretto non dipende soltanto dalla scelta di una lente di buona qualità o da una prescrizione corretta.

È necessario che la lente venga montata nella posizione prevista e che i parametri di centratura siano coerenti con la geometria della montatura e con le caratteristiche del portatore.

Questo è particolarmente importante per:

• lenti di potere elevato;
• lenti progressive;
• lenti personalizzate;
• progettazioni Free-Form;
• montature con geometrie particolari.

La centratura come parte della progettazione ottica

La centratura non deve quindi essere considerata una semplice operazione meccanica eseguita alla fine della lavorazione.

È parte integrante della progettazione dell'occhiale.

Il centro ottico, il decentramento, l'altezza, la distanza interpupillare e gli altri parametri di montaggio contribuiscono a determinare il modo in cui la lente si comporterà davanti all'occhio.

Nelle moderne lenti personalizzate, la quantità di informazioni utilizzabili per la progettazione è diventata sempre maggiore.

L'obiettivo non è soltanto ottenere una lente con il corretto potere diottrico, ma realizzare un sistema ottico nel quale lente, montatura e occhio lavorino nel modo più coerente possibile.

È questa la vera funzione della centratura: trasformare una lente correttamente progettata in una lente correttamente posizionata davanti all'occhio.