WO2009125034A1

WO2009125034A1 - Dispositivo optico y procedimiento para la reconstruccion y la compensacion del frente de ondas proveniente de un elemento optico complejo

Info

Publication number: WO2009125034A1
Application number: PCT/ES2009/000185
Authority: WO
Inventors: Santiago Royo Royo; Miguel Ares Rodriguez
Original assignee: Universidad Politecnica De Catalunya
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2009-10-15
Also published as: ES2335637B1; ES2335637A1

Abstract

El dispositivo óptico de compensación comprende esencialmente una fuente de luz puntual, un colimador óptico, un polarizador lineal, un elemento όptico complejo tal como una lente oftálmica progresiva, opcionalmente un prisma compensador, un divisor de haz de película delgada, un elemento óptico activo que permite modificar la fase del frente de ondas, un sistema όptico afocal reductor, un filtro όptico antidifracciόn de densidad neutra, un segundo divisor de haz de película delgada, un sensor de frente de ondas de muy elevado rango dinámico de medida, un sistema de inversión conectado al sensor, y un sistema de control. La invención proporciona un dispositivo de tecnología óptica que permite caracterizar de manera rápida y precisa elementos όpticos complejos de relativamente gran tamaño, mediante la medida de los frentes de ondas que transmiten o reflejan, y permite, modificar la forma del frente de ondas a un coste muy reducido.

Description

"DISPOSITIVO ÓPTICO Y PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO"

La presente solicitud de Patente de Invención consiste, conforme indica su enunciado, en un dispositivo óptico y el procedimiento asociado para la reconstrucción y la compensación del frente de ondas transmitido o reflejado por un elemento óptico complejo, en particular una lente oftálmica compleja.

Ámbito de la invención:

La presente invención proporciona un método de análisis de elementos ópticos de formas complejas sin contacto que, por lo tanto, no altera, modifica ni destruye el elemento a medir. Asimismo, se caracteriza por ser relativamente insensible a vibración y además poder trabajar en condiciones de luz ambiente; por lo tanto, es compatible con un ambiente industrial de producción. La presente invención proporciona también un método preciso de compensación activa de frentes de ondas de relativamente gran tamaño y complejidad.

Nos referimos al término "frente de ondas" como el lugar geométrico de los puntos del medio que en el mismo instante son alcanzados por una onda; de tal modo que representa una forma espacial determinada.

Entendemos por el término "elementos ópticos complejos" a aquellos elementos fabricados por la industria óptica tales como espejos, prismas, lentes y moldes de lentes, cuyas superficies tienen formas complejas y/o arbitrarias (free-form) ; por tanto, alejadas de las simples formas planas y esféricas convencionales. Ejemplos de elementos ópticos complejos son las lentes de formas arbitrarias, las lentes oftálmicas multifocales y progresivas, las lentes de contacto multifocales y progresivas, asi como también los moldes para producir algunas de estas lentes. Estado de la Técnica: Los elementos ópticos complejos, tales como las lentes oftálmicas progresivas, presentan importantes cambios espaciales en la forma de sus superficies dadas por las distintas curvaturas locales de sus superficies. Hoy en día, las lentes progresivas se diseñan de manera cada vez más personalizada para cada usuario con el fin de mejorar sus prestaciones y confortabilidad, de tal modo que las lentes progresivas actuales tienen formas más complejas.

Dicha mayor complejidad de las lentes hace también necesarios, por lo tanto, instrumentos que sean capaces de medirlas apropiadamente para el proceso de control de calidad del producto.

Muchos de los instrumentos actualmente en uso son sistemas de medida mecánicos, cuya principal ventaja es su alto rango dinámico de medida, pero presentan importantes inconvenientes como la lentitud de medición y el riesgo de dañado de las superficies extremadamente pulidas de las lentes al tratarse de una técnica de contacto. Más recientemente, han ido apareciendo otros instrumentos de tecnología óptica basados en al análisis del frente de ondas luminoso que se hace interaccionar con la lente para la medida de sus características. Estos instrumentos tienen la ventaja de no dañar la lente, pero generalmente suelen ser también lentos para analizar áreas relativamente grandes, dado que su rango dinámico de medida es más limitado.

La presente invención, por tanto, tiene como uno de sus objetivos principales el proporcionar un dispositivo de tecnología óptica que permita caracterizar de manera rápida ^' y precisa elementos ópticos complejos de relativamente gran tamaño, mediante la medida de los frentes de ondas que transmiten o reflejan.

En ese sentido, la solicitud de patente española n° 100,501,865 del mismo solicitante describe y reivindica un sensor de microlentes cilindricas, especialmente adaptado para la medida de frentes de ondas complejos, y que es un elemento integrante del dispositivo de la presente solicitud. Objeto de la invención:

Además de servir para el proceso de control de calidad del elemento óptico final fabricado, en particular una lente progre iva, por medio de la medida del frente de ondas asociado -tal y como ya ha sido comentado-, el dispositivo de la presente solicitud tiene como otro de sus objetivos el proporcionar una compensación activa del frente de ondas con un aparato dinámico que permita modificar la forma del frente de ondas. Preferentemente, este aparato será un modulador espacial de fase de cristal liquido, o un espejo deformable micromecanizado .

La funcionalidad del citado aparato en el dispositivo de invención radica en que, al ser un elemento dinámico, permite realizar una compensación del frente de ondas complejo de interés, a un coste muchisimo más reducido, tanto a nivel de tiempo como a nivel económico, que el asociado con un elemento estático compensador convencional

(por ejemplo, una lente nuil-test o una placa de fase) . „ Las distintas aplicaciones que podría tener esta invención se citan a continuación: i) Nuil-test dinámico para control de calidad de elementos ópticos . El proceso de control de calidad de un elemento óptico fabricado, y en particular una lente progresiva, se realiza midiendo diferentes parámetros de la lente. Por ejemplo, a partir de la medida del frente de ondas transmitido por la lente, se puede obtener su mapa de potencia esférica, su mapa de astigmatismo (isocilindro) , o la magnitud de sus diferentes aberraciones (coeficientes de Zernike) . Si en vez de por transmisión, se mide la superficie de interés de la lente por reflexión, se puede obtener, por ejemplo, la topografía superficial, su mapa de potencia esférica superficial (isopotencia) , o su mapa de astigmatismo superficial (isoastigmatismo) . Todo lo citado puede ser obtenido con el presente dispositivo de invención. Pero, alternativamente, y con el objetivo de ganar en sencillez y rapidez, podría hacerse un proceso de control de calidad de las lentes fabricadas por medio de un nuil-test. El principio del nuil-test consiste en compensar de forma conocida la lente, de manera que el resultado de la compensación sea sencillo de interpretar mediante una simple y rápida inspección visual. Para analizar, por ejemplo, una partida de un centenar de lentes progresivas iguales fabricadas en serie, habria que fabricar también la lente inversa teórica (nuil-test) con gran precisión de modo que las compense, permitiendo asi obtener un frente de ondas resultante simple (por ejemplo, un frente de ondas plano) . Las diferencias, respecto al frente plano, resultantes de la compensación de cada lente analizada, permitirla determinar a simple vista errores de fabricación. En particular, la presente invención permitirla simular en el modulador de fase el frente de ondas teórico inverso al de interés -de modo rápido y económico al ser un proceso reversible, en contraposición con la ^' fabricación física del elemento compensador-, y posteriormente detectar el frente resultante con un sensor de frente de ondas, por ejemplo el que se describe y reivindica en la patente española n° 100501865 anteriormente citada. La simple visualización de posibles zonas de no rectitud de las lineas focales horizontales y verticales detectadas, permitirla conocer zonas erróneas de las lentes que han sido fabricadas. ii) Compensación de aquellas aberraciones que sean indeseadas del frente de ondas transmitido o reflejado por un elemento óptico. Si bien en el apartado i) se describía la aplicabilidad de la invención en el control de calidad de elementos ópticos ya fabricados, en este apartado se' describe ^' su aplicabilidad como dispositivo para la mejora del proceso mismo de fabricación de dichos elementos, y en particular de lentes progresivas. Convencionalmente, el proceso de fabricación comienza con el diseño por software de la lente. A partir de él se fabrica el primer prototipo, se realizan estudios clínicos para evaluar sus prestaciones y, en caso de ser favorables, se termina fabricando la lente a gran escala. En caso de que .dichos estudios clínicos sean desfavorables, se repite el proceso con el diseño modificado. El primer paso del proceso parte, pues, de un diseño teórico que queda plasmado en la lente prototipo real. Al tratarse de un salto de lo teórico a lo real, es posible encontrar diferencias; es decir, que la lente fabricada no sea totalmente fiel al diseño teórico, especialmente para los diseños más complejos. Dicho error sería arrastrado al posterior estudio clínico. La utilización de la presente invención en el análisis y eventual compensación del frente de ondas asociado a la lente prototipo, ayudaría a eliminar los mencionados errores de fabricación. Los errores detectados al medir el frente (aberraciones indeseadas) serían, a continuación, compensados por medio del modulador de fase. El resultado sería nuevamente medido por el sensor de microlentes cilindricas, con el fin de poder verificar las implicaciones reales de la corrección. Finalmente, esta corrección real sería introducida como entrada a una máquina repulidora -externa a la presente invención- que actuaría mecánicamente sobre la lente prototipo, dándole la forma requerida.

El dispositivo óptico de medida, reconstrucción y compensación objeto de la presente invención comprende principalmente los siguientes componentes:

- una fuente de luz puntual; - un colimador óptico, adaptado para homogeneizar las trayectorias o rayos que emitidos por la fuente luminosa salen en todas direcciones, de modo que se obtenga un conjunto de rayos paralelos;

- un polarizador lineal; - un elemento óptico complejo, preferentemente colocado en posición frontal respecto a la dirección del frente de ondas entrante, y en el caso particular de ser una lente . oftálmica progresiva además ligeramente inclinada (unos 12°) para reproducir el ángulo pantoscópico natural de posicionamiento de la lente para el usuario, estando ubicado el elemento óptico complejo en un soporte mecánico que estará dotado de unos medios de posicionamiento adaptados para permitir por un lado un movimiento lineal micrométrico transversal (plano XY) y longitudinal

(Z) , y por el otro lado un movimiento rotacional micrométrico en torno a los 3 ejes coordenados espaciales. (X, Y, Z);

- opcionalmente, un prisma compensador dispuesto entre el elemento óptico complejo y un divisor de haz de película delgada, estando el prisma compensador adaptado para compensar . los efectos prismáticos - • elevados en aquellos elementos ópticos complejos que los tuvieran; un divisor de haz (beam-splitter) de película delgada dispuesto entre el elemento óptico complejo y un modulador de fase activo, estando situado inclinado , , en un ángulo de 45° respecto a la dirección del frente de ondas . entrante de modo que lo direccione hacia el modulador de fase activo;

- un elemento óptico aptivo que permita modificar la fase del frente de ondas, preferentemente un modulador de fase activo de cristal liquido actuando por, reflexión, que está adaptado para compensar total ó parcialmente el frente de ondas proveniente del elemento óptico complejo, y sé dispone preferentemente en dirección perpendicular al frente de ondas inicial o ligeramente inclinado en anchura (con un ángulo comprendido entre 0° y 2° respecto a la perpendicularidad) para facilitar el filtrado de luz parásita de orden 0 de difracción, si bien -en este último caso- se ha de compensar esta inclinación introduciendo en el modulador la opuesta;

- un sistema óptico afocal reductor, que está adaptado para conjugar ópticamente el modulador de fase activo con un sensor de frentes de ondas, de modo que

• traslada y reduce en tamaño el frente de ondas resultado de la compensación, para ser medido por el sensor;

- un filtro óptico antidifracción de densidad neutra {bullseye apod±zing fílter) con el centro transparente y haciéndose gradualmente oscuro hacia el borde, posicionado dentro del sistema óptico afocal reductor cuando la modulación de fase sea de gran magnitud, que está adaptado para filtrar la luz no modulada en fase correspondiente al orden 0 de difracción que sale del modulador de fase activo de cristal liquido;

- un segundo divisor de haz (beam-splitter) 50/50 de película delgada, que está adaptado para dividir el frente de ondas proveniente del modulador de fase activo en dos réplicas iguales antes de entrar en el sensor;

- un sensor de frente de ondas de muy elevado rango dinámico de medida, preferentemente del tipo Shack- Hartmann basado en 2 matrices de microlentes cilindricas, que está adaptado junto con un software de reconstrucción asociado para reconstruir en 3- dimensiones el frente de ondas entrante y obtener otras representaciones y parámetros característicos

(por ejemplo, mapas de potencia esférica, astigmatismo y eje) ; el sensor incluye un software de reconstrucción que mediante un algoritmo propio procesa las imágenes captadas por el bloque captador del sensor (en particular 2 fotodetectores tipo CCD o CMOS) hasta lograr la reconstrucción del frente aberrado, preferentemente mediante el ajuste a la base circular de polinomios de Zernike, o alternativamente a la base de polinomios de B-splines;

~ un sistema de inversión conectado al sensor, que comprende un software de inversión, que está adaptado para invertir el frente de ondas de interés, y está conectado al modulador de fase activo para enviarle el frente invertido y hacer 'asi que el modulador lo genere; y

- un sistema de control, que controla los parámetros de inversión del frente de ondas captado por el sensor o diseñado teóricamente, que son los coeficientes de Zernike a invertir y el dominio del frente en el que realizar la inversión. Los parámetros de inversión se pueden elegir por parte del usuario.

La fuente de luz puntual, obtenida preferentemente a partir de un diodo láser unido a una fibra óptica mono-modo

5 o alternativamente a partir de una fuente luminosa extensa y un filtro espacial consistente en un objetivo de. microscopio y un pinhole, es colimada utilizando un colimador óptico de tipo, genérico. El frente de ondas plano resultante pasa primero a través de un polarizador lineal

10 y, seguidamente -si el dispositivo de invención está en

. configuración transmisiva- atraviesa el elemento óptico complejo y se dirige hacia el aparato modulador de fase mediante un primer¹ divisor de haz {beam-splitter) de pelicula 'delgada. Si la configuración de trabajo es

^' 15 reflexiva, el frente de ondas plano linealmente polarizado pasa inicialmente sin desviarse por el primer divisor de haz hasta reflejarse en el elemento óptico complejo é incide de vuelta nuevamente en el divisor de haz que lo • dirige hacia el modulador de fase. Debe hacerse notar que

20 la disposición preferente de la invención es con el divisor de haz orientado en anchura a 45° respecto al elemento complejo y al modulador de fase, que estarán, por tanto, orientados en direcciones perpendiculares entre si. Sin embargo^', también es una^' disposición apropiada situar el

25 elemento complejo en ángulo (hasta 30°) respecto al modulador de fase, sin la necesidad, por tanto, de emplear un divisor- de haz. El modulador de fase de cristal liquido compensa y refleja el frente de ondas hacia un sensor, que se dispone en la misma dirección y en posición enfrentada

30 respecto al_, citado modulador de fase.

Con el fin de trasladar el frente hacia el sensor, se coloca entre el modulador y el sensor un sistema óptico

^• genérico afocal (con un filtro antidifracción opcional) , el cual se diseñará para que además adecué el tamaño del

35 frente al tamaño del sensor para hacer posible la medida.

El sensor realiza, por tanto, la medición reconstruyendo en 3-dimensiones el frente de ondas entrante, y además, en ^'el caso particular de una lente progresiva, obteniendo otros resultados de salida como mapas espaciales de potencia, astigmatismo, eje y coeficientes de Zernike en todo el dominio o en sus diferentes subzonas, por medio de un software propio. Asimismo, diferentes rutinas de control por software permiten al usuario invertir parcial o totalmente el frente de ondas asociado al elemento complejo o a sus subzonas particulares de interés, o bien .constru Iir un frente de ondas teórico invertido, para posteriormente enviarlo y poder ser generado en el modulador de fase de cristal liquido. Consecuentemente, se produciría el proceso de compensación requerido en aplicaciones como, por ejemplo, las descritas en los apartados i) y ii) anteriormente citados . Un colimador óptico genérico es un sistema que a partir de un haz de luz divergente obtiene un haz de luz paralelo. Tiene la función de homogeneizar las trayectorias o rayos que emitidos por un fuente luminosa salen en todas direcciones, de modo que se obtenga un conjunto de rayos paralelos (o también llamado frente de ondas plano) .

Esencialmente está formado por una serie de lentes

(solamente una en el diseño más sencillo) y algunos diafragmas. Según es una realización preferida del objeto de la presente invención, el colimador óptico utilizado estará formado por una serie de diafragmas de diferentes diámetros, y una lente acromática de gran diámetro (mayor de 60mm. ) , en cuyo foco objeto irá posicionada la fuente de luz puntual, obtenida preferentemente a partir de un diodo láser unido a una fibra óptica mono-modo. Un divisor de haz {beam-splitter) de película delgada genérico es un elemento óptico de grosor de unidades de miera que divide un haz de luz en dos: uno transmitido y otro reflejado, sin modificar sus características (en particular la fase), a excepción de sus energías. Un polarizador lineal genérico es un elemento óptico que actúa linealizando el estado de polarización de un frente luminoso, sin modificar substancialmente sus demás propiedades (en particular la fase) . El elemento óptico complejo utilizado podrá ser, por ejemplo, una lente de forma arbitraria, una lente multifocal y progresiva, una lente de contacto multifocal y progresiva, o bien un molde para producir alguna de las anteriores lentes.

El elemento óptico activo será preferentemente un modulador de fase activo de cristal líquido actuando por reflexión, aunque también podrá ser un espejo deformable micromecanizado . Un modulador de fase activo de cristal líquido es un dispositivo óptico dinámico capaz de modificar exclusivamente la fase del frente de ondas luminoso; es decir, hacer una modificación de fase no estática y, por lo tanto, diferente según cada caso particular de interés. Trabajando en reflexión, el modulador realiza la modificación de la fase del frente que le incide por medio de un cristal líquido de moléculas paralelas, que son controladas por _¡ un LCD de alta resolución espacial en el que se entra la fase modificadora requerida en representación de mapa plegado de niveles de gris.

Un sistema óptico reductor genérico es aquel 'que sirve para trasladar un objeto a su plano imagen, reescalándolo además un factor reductor determinado. Según es una realización preferida del objeto de la presente invención, el sistema reductor utilizado comprende dos dobletes acromáticos en una disposición 4f, de manera que traslade el frente de ondas que sale del modulador hacia el sensor, al que además llegará reescalado según la relación dada por las focales de los dobletes seleccionados f2/fl. Un filtro óptico antidifracción de densidad neutra con el centro transparente y haciéndose gradualmente oscuro hacia el borde, es un elemento óptico en el que la densidad óptica crece desde el centro hasta el borde, de modo que actúa transmitiendo la luz en eje. Se colocará en la posición 2f del sistema reductor 4f, en aquellos casos en ' qué la compensación de fase que realiza el modulador de cristal líquido sea de gran magnitud, con el fin de filtrar la luz parásita, correspondiente al orden 0 de difracción, que sale del modulador.

Según es una realización preferida del objeto de la presente invención, el sensor de frente de ondas utilizado será del tipo Shack-Hartmann, basado en matrices , de microlentes cilindricas. Concretamente, el sensor estará formado por dos matrices idénticas de • microcilindros orientadas a lo largo de las direcciones vertical y horizontal, que focalizan el frente de ondas .entrante (que previamente era dividido en dos réplicas por medio del segundo beam-splitter 50/50) . en la forma de un patrón de lineas verticales y horizontales, respectivamente, y que son simultáneamente registrados por dos fotodetectores idénticos (CCD¹ s o CMOS) . Estas imágenes de los patrones serán procesadas mediante un algoritmo propio de localización de lineas que permite extraer las pendientes longitudinales y transversales, al medir su desviación respecto a las lineas correspondientes a un frente de referencia, preferentemente plano. 'Asimismo, a partir de ^• dichas pendientes, se puede reconstruir el frente tridimensional mediante ajuste a la base ^• circular de polinomios de ^' Zernike, o alternativamente a ' la base de polinomios de B-splines . De este resultado, diversas rutinas de control tanto de inversión parcial o total de las aberraciones, como de inversión en todo o parte del dominio, permitirán entrar en el modulador de fase la compensación requerida, en una configuración de óptica activa (también denominada óptica adaptativa en bucle abierto) . El procedimiento de medida y compensación activa de frentes de ondas complejos objeto de la invención comprende principalmente las siguientes etapas: a) etapa de medida y reconstrucción del frente de ondas ' aθ) Inicialmente, tras haberse realizado el montaje del sistema (y en una única vez), se lleva a cabo un proceso de calibración del sistema anteriormente descrito para conocer el ratio real entre la focal de las microlentes y del tamaño de pixel de las CCD' s del sensor, con el fin de asegurar una óptima exactitud de medición. Para ello se retira la lente colimadora y sin colocar el elemento óptico complejo y teniendo el modulador de fase' en modo apagado (o en^' modo encendido creando un frente plano) _r se mide el frente esférico "perfecto" creado por la fuente puntual según el mismo proceso que se detalla en los siguientes pasos "al", "a2" y "a3" (como referencia se toma el frente plano con la lente colimadora insertada) . Comparando -en el paso "a3.5"- Ia curvatura medida' con la teórica conocida, se consigue inferir el ratio real entre el tamaño de pixel de las CCD' s y la focal de las microlentes. al) Sin colocar el elemento óptico complejo y con el modulador de fase de cristal liquido en modo apagado (o encendido creando un frente plano) , se capta con el sensor un frente de referencia, preferentemente plano: una imagen de lineas rectas , , horizontales y otra imagen de lineas rectas verticales.

Alternativamente, y en especial cuando el elemento a medir es una lente altamente convergente, el frente de referencia más apropiado será esférico divergente (ppr ejemplo, el creado por la fuente ' puntual cuando se quita la lente colimadora) .

'. a2) Seguidamente, se coloca el elemento óptico^' ^' complejo en su posición (etapa "a2.1") y teniendo el modulador de fase de cristal liquido en modo apagado ^• (o encendido creando un frente plano) , se capta el frente de ondas aberrado (etapa "a2.2") que transmite

, -en el . caso^' de que el sistema esté en configuración transmisiva- o refleja - en el caso de que el sistema esté en configuración reflexiva-: dos imágenes de lineas horizontales y verticales distorsionadas. a3) Mediante un algoritmo propio se procesan las imágenes captadas por el sensor en las anteriores etapas "al" y "a2", de manera que se reconstruye el frente de ondas aberrado según los siguientes pasos: a3.1) segmentación de las lineas, basada preferentemente en la aplicación del operador de detección de bordes de Canny y, posteriormente, operadores morfológicos de cierre; a3.2) etiquetado de las lineas, que estarán formadas por pixeles 8-conectados con intensidad (también llamado nivel de gris) no nula; a3.3) intersección de lineas horizontales y verticales; a3.4) cálculo de los centroides en direcciones ortogonales X e Y en las zonas de intersección; a3.5) cálculo de las pendientes locales del frente aberrado en direcciones ortogonales; a3.6) reconstrucción del frente aberrado mediante el ajuste de las pendientes preferentemente a la base circular de polinomios de Zernike o, alternativamente, a la base de polinomios de B-splínes_r'_¡ y a3.7) en el caso particular de lentes oftálmicas progresivas, extracción de parámetros característicos , de las mismas como, por ejemplo, los mapas espaciales de potencia esférica, astigmatismo y eje, y la magnitud de las aberraciones es sus diferentes zonas de interés (zonas del corredor, zonas nasales y zonas temporales) , b) etapa de compensación del frente de ondas bl) El software de control lee los parámetros de control seleccionados por el usuario (X₁, X₂, ...X_n) y gestiona la inversión.

Los parámetros de control a elegir por el usuario (Xif X_2Λ • • -^χn) son, por un lado, las aberraciones particulares que se desean compensar (compensación total o parcial según se inviertan todos o solo • algunos coeficientes de Zernike, respectivamente) , y, por otro lado, la posición y tamaño del dominio completo del frente o de las subzonas del dominio que se quieren compensar (compensación espacial: en todo el dominio, o solo en determinadas subzonas) . b2) Según la selección efectuada en la etapa

"bl", el software de inversión realiza la inversión total o parcial' y en todo el dominio o solo en determinadas subzonas, del frente de ondas medido o teórico de interés. b3) El frente invertido por parte del software de inversión (o eventualmente el valor de los parámetros ' que lo conforman) será la entrada introducida en el modulador de fase activo que generará, por consiguiente, esa compensación.

Debido a que el dispositivo está concebido para trabajar con elementos ópticos complejos estáticos y que la respuesta del modulador de fase de cristal líquido es muy lineal, la configuración del procedimiento de medida (etapa "a") y compensación adaptativa (etapa "b") es en, bucle abierto, es decir que se efectúa en una sola iteración.

Se han realizado numerosos ensayos que verifican la capacidad de medida y compensación del frente de ondas transmitido o reflejado por elementos ópticos complejos mediante el dispositivo y el procedimiento descritos.

Las características y las ventajas del dispositivo y procedimiento de medida, reconstrucción y compensación activa del frente de ondas asociado a elementos ópticos complejos, objeto de la presente invención, resultarán más claras a partir de la descripción detallada de una .. realización preferida del mismo que se dará, de aquí en adelante, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La' figura n° 1 muestra una vista esquemática del dispositivo objeto de la invención en configuración transmisiva.

'La figura n° 2 muestra el diagrama de flujo del procedimiento de medida y compensación activa del dispositivo objeto de la invención. ,

La figura n° 3 muestra los resultados experimentales de medida y compensación del frente dé ondas transmitido por una lente comercial de adición progresiva con potencia nula de lejos y 2 D de cerca.

La figura n° 4 muestra los resultados de un experimento realizado para caracterizar la respuesta del modulador de fase de cristal liquido en el dispositivo preconizado. En concreto, se escriben en el modulador -en representación de mapa de fase plegado sobre una área activa de cristal liquido de 20 itim. x 20 imiti.- los frentes de ondas correspondientes a lentes esféricas de diferentes curvaturas (0.25 D, 0.5 D, 1 D y 1.5 D), y se miden con el sensor para evaluar la calidad de la respuesta del modulador.

Sigue a continuación una relación detallada de los principales elementos que configuran el dispositivo objeto de la invención y que se encuentran en los dibujos: (10) dispositivo de compensación, (11) fuente de luz puntual,

(12) colimador óptico, (13) polarizador lineal, (14) lente compleja montada sobre un soporte (15), (15) soporte mecánico con posibilidad de movimiento lineal y rotacional micrométrico entorno a los tres ejes cartesianos del espacio, (16) prisma compensador, (17) primer divisor de • haz, (18) modulador de fase activo de cristal liquido, (19) sistema óptico reductor formado por dos dobletes acromáticos, (20) filtro antidifracción, (21) sensor de frente de ondas, (22) segundo divisor de haz, (23a-23b) matrices idénticas de microcilindros, (24a-24b) CCD¹ s idénticos, (25) bloque captador del sensor (21) , (26) bloque de reconstrucción del sensor (21), (27) bloque de inversión, y (28) bloque de control de la compensación. En particular referencia a la figura n° 1, en la misma se pueden apreciar los distintos elementos que integran el dispositivo óptico de medida, reconstrucción y compensación objeto de la presente invención (10) . La fuente de luz puntual (11), obtenida en este caso a partir de un diodo láser unido a una fibra óptica mono-modo, es colimada utilizando un colimador óptico (12) . El frente de ondas plano resultante pasa primero a través de un polarizador lineal (13) y seguidamente atraviesa la lente compleja (14), ₍ que está colocada en un soporte mecánico con capacidad de posicionamiento micrométrico (15) . Cuando fuese necesario, se puede posicionar un prisma (16) a continuación de la lente compleja (14), el cual compensa el efecto prismático. A continuación el frente de ondas se dirige hacia el modulador de fase de cristal liquido (18) mediante un primer divisor de haz (17) de película delgada, dispuesto en una inclinación de 45°. El modulador ' de fase de cristal liquido (18), dispuesto en dirección perpendicular a la dirección del frente de ondas transmitido por la lente compleja (14)', actúa compensándolo y, , posteriormente, reflejándolo hacia un sensor (21), que se dispone en la misma dirección y en posición enfrentada y ópticamente conjugada respecto al citado modulador de fase. (18) . Entre el modulador de fase (18) y el sensor, (21) se dispone un sistema ^' óptico reductor (19) con un filtro antidifracción removible (20), y un segundo divisor de haz (22) que duplica el frente de ondas.

En particular referencia al sensor (21) , el mismo comprende dos partes diferenciadas: el bloque captador (25) y el bloque de reconstrucción (26) . El bloque captador (25) está formado por dos matrices idénticas de microcilindros (23a-23b) orientadas a lo largo de las direcciones vertical y horizontal, junto con dos CCD' s (24a-2^'4b) idénticos. -El bloque de reconstrucción (26) está formado por '^'un software de reconstrucción que, a partir de las imágenes de los patrones de lineas de referencia y aberrados detectados por el citado bloque captador (25), - se encarga de reconstruir itridimensionalmente el frente de ondas aberrado. El sensor (21) está, asimismo, conectado a un bloque de inversión (27) que ^' está formado, por un software de inversión que puede: a.) invertir parcial o totalmente el frente de ondas, b.) realizar dicha inversión en todo el dominio o solamente en determinadas subzonas del frente de ondas, y c.) realizar la citada inversión en el frente de ondas medido de la lente compleja o en base a un frente de ondas teórico de interés. Dicho software tendrá unas entradas (Zi, Z_∑, ...Z_n) provinentes del sensor (21), y unas entradas de control (Yi, Y₂, ...Y_n) gestionadas por el bloque de control de la compensación (28) . Dichas entradas de control (Yi, Y₂,...Y_n) representan las selecciones realizadas por el usuario (X₁, X2, . • .X_n) r siendo dichas entradas (Xi, X2, ...X_n) en el caso (a.) los coeficientes de

Zernike, en el caso (b.) la posición y tamaño de la/s - zona/s de interés, y en el caso (c.) la opción experimental o teórica. El citado bloque de control de la compensación

(28), que está constituido por un software que controla el dispositivo, será el encargado de introducir en el modulador de fase de cristal liquido (18) la señal (Ui, U₂, .. -U_n) que representa al frente de ondas invertido, para que el citado modulador de fase (18) realice la correspondiente compensación. En particular referencia a la ^'figura n° 2, en la misma se muestra mediante un diagrama de flujo el proceso de medida y compensación de un frente de ondas complejo de acuerdo con la invención. En primer lugar, el usuario selecciona (etapa "c") si se realiza la compensación con un frente teórico (etapa "d") o en base al medido experimentalmente (etapa "a") .

En el caso de escoger la etapa "a", el bloque captador

(25) del dispositivo (10) detectará las imágenes de lineas horizontales y verticales de referencia (etapa "al"), y, posteriormente, al posicionar la lente compleja (14) (etapa "a2..1"), detectará las imágenes de lineas horizontales y verticales aberradas (etapa "a2.2") . Seguidamente, el bloque de reconstrucción • (26) es _t el encargado de reconstruir tridimensionalm^'ente el frente de ondas detectado y extraer algunos parámetros de relevancia asociados, como, por ejemplo, los coeficientes de Zernike (o eventualmente los puntos de control del B-spline) , -y el tamaño del dominio escaneado (etapa "a3") . A partir de este resultado ó de los valores conocidos de un frente teórico, el usuario seleccionará los coeficientes y la posición y tamaño de las subáreas a usar (etapa "bl") para la inversión del frente, que realiza el bloque de inversión (27) (etapa "b2") . Finalmente, el frente invertido en representación de mapa de fase plegado se introduce en el modulador de fase de cristal liquido (18) para que el mismo lo genere y compense, por tanto, el frente de ondas complejo inicial (etapa "b3") . En particular referencia al ensayo realizado con una lente comercial de adición progresiva (LAP) con longitud del corredor de 16 mm. , potencia nula de lejos y 2 D de cerca, se muestran las imágenes de la intersección de lineas captadas por el sensor cilindrico y la reconstrucción del frente transmitido, en las figuras n° 3a y 3b, respectivamente. La área escaneada de golpe es una área circular central de 20 mm. de diámetro, que, por tanto, contiene al corredor y parte de las zonas nasal y temporal de la lente.^' Las figuras n° '3c, 3d y 3e muestran los resultados de los mapas espaciales de potencia, isocilindro y eje medidos. Una vez se mide la lente por ^' transmisión, a modo de ejemplo particular, se seleccionan todos los ^' coeficientes de Zernike hallados -con excepción de los referentes a inclinaciones- para calcular el frente inverso ,en representación de mapa de fase plegado, tal y como muestra la figura n° 3f. Dicha señal - se introduce en el modulador de fase activo (18), de tal modo que se compensa totalmente el frente de ondas 'inicialmente transmitido por la lente (14) . La figura n°^' 3g muestra el patrón de lineas del frente de ondas resultante medido, por el sensor (21) . En dicha imagen, se' observa luz de varios órdenes de difracción superpuestos, principalmente el orden 0 y el orden 1. Debido a la naturaleza difractiva del modulador de fase (18), al estar generando un frente de ondas compensador tan aberrado, la eficiencia de difracción se reduce mucho; es decir, el orden 0 (que es la 'luz a la que no le afecta la modulación de fase (18)) es mucho más intenso que el orden 1 (que es el la luz modulada en fase 'o también llamado frente de ondas compensado) . Una imagen de estas características es muy difícil de> procesar automáticamente, por lo que un filtrado del indeseado orden 0 es necesario. Posicionando un filtro transmisor de la luz solo en eje (filtro antidifracción (20)), en la focal del primer doblete del sistema óptico reductor del dispositivo de compensación (10) , se obtiene el patrón de líneas mostrado en el figura n° 3h, cuya reconstrucción tridimensional se muestra en la figura n° 3i. En particular referencia a la figura n° 4, los ensayos llevados a cabo con el dispositivo de compensación (10) de la invención demuestran la buena calidad de la respuesta del modulador de fase programable de cristal liquido para el ámbito de las lentes oftálmicas. El experimento consiste en escribir en el modulador de fase (18) -en representación de mapa de fase plegado sobre una área activa de cristal líquido de 20 rain, x 20 mm.- frentes de ondas esféricos de un amplio rango de curvaturas (0.25 D, 0.5 D, 1 D y 1.5 D), y medir con el sensor (21) los respectivos frentes de ondas salientes al incidirle un frente de ondas plano. Las diferencias entre los frentes reales creados por > el modulador de fase (18) y los ideales escritos, cuantifican la calidad de lá respuesta del modulador de fase (18), y, por tanto, permiten valorar su adecuación a la compensación en bucle abierto. En todos los casos, se han- observado muy buenas correlaciones entre los frentes de ondas deseados y los reales (con un error máximo de 0.01$ D, y errores relativos rms por debajo del 0.15%), véase tabla n° 1, quedando demostrada la bondad del modulador de fase programable para la compensación activa en bucle abierto en el ámbito de las lentes ^• oftálmicas .

Tabla n° 1 Descrita suficientemente la presente invención en combinación con las figuras anexas, fácil es comprender que podrá introducirse en la misma cualesquiera modificaciones de detalle que se estimen convenientes, siempre y cuando no se altere la esencia de la misma que queda constreñida en las siguientes reivindicaciones.

Claims

Reivindicaciones :

I^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO", caracterizado en que comprende:

- una fuente de luz puntual (11) ;

- un colimador óptico (12) , adaptado para homogeneizar las trayectorias o rayos que emitidos por la fuente luminosa (11) salen en todas direcciones, de modo que se obtenga un conjunto de rayos paralelos;

- un polarizador lineal (13) ; un elemento óptico complejo (14) colocado en posición frontal respecto a la dirección del frente de ondas entrante y, en el caso particular de ser una lente oftálmica progresiva además, ligeramente inclinada para reproducir el ángulo pantoscópico natural de posicionamiento de la lente (14) para el usuario, estando ubicado dicho elemento óptico complejo (14) en un soporte mecánico (15) que está dotado de unos medios de posicionamiento adaptados para permitir el movimiento lineal y rotacional micrométrico en los tres ejes del coordenados del espacio;

- un primer divisor de haz de película delgada (17) dispuesto entre el elemento óptico complejo (14) y un modulador de fase activo (18), estando situado inclinado en un ángulo de 45° respecto a la dirección del frente de ondas entrante de modo que lo direccione hacia el modulador de fase activo (18) ; - un modulador de fase activo (18) dispuesto en dirección perpendicular al frente de ondas inicial o ligeramente inclinado con un ángulo comprendido entre 0° y 2° en anchura respecto a la perpendicularidad, y que está adaptado para compensar total , ó parcialmente el frente de ondas que le incide;

- un sistema óptico afocal reductor (19), que está adaptado para conjugar ópticamente el modulador de fase activo (18) con un sen'sor de frentes de ondas (21) , de modo que traslada y reduce en tamaño el frente de ondas resultado de la compensación, para ser medido por el sensor (21) ;

- un filtro óptico antidifracción (20) de densidad t neutra con el centro transparente y haciéndose gradualmente oscuro hacia el borde, posicionado dentro del sistema óptico afocal reductor (19) cuando la modulación de fase sea de gran magnitud, que está adaptado para filtrar la luz no modulada en fase correspondiente al orden 0 de difracción que sale del modulador de fase activo de cristal liquido (18);

- un segundo divisor de haz 50/50 de película delgada (22), que está adaptado para dividir el frente de ondas proveniente del modulador de fase activo (18) en dos réplicas iguales antes de entrar en el sensor (21);

- un sensor de frente de ondas (21) de muy elevado rango dinámico de medida, que está adaptado, junto con un sistema de reconstrucción asociado (26) , para reconstruir en 3-dimensiones el frente de ondas entrante y obtener otras representaciones y parámetros característicos, tales como mapas de potencia esférica, astigmatismo y eje;

- un sistema de invesión (27) conectado al¹ sensor (21) , que comprende un software de inversión, que está adaptado para invertir parcial o totalmente el frente de ondas que ha sido medido por el sensor (21) , y está conectado al modulador de fase activo (18) para enviarle el frente invertido y hacer asi que el modulador (18) lo genere; un sistema de control (28) , que controla los , parámetros de inversión del frente de ondas captado por el sensor o diseñado teóricamente, que son los coeficientes de Zernike a invertir y el dominio del frente en el que realizar la inversión.

2^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que opcionalmente se dispone un prisma compensador (16) dispuesto entre el elemento óptico complejo (14) y el primer divisor de haz de película delgada (17), estando el prisma compensador (16) adaptado para compensar los efectos prismáticos elevados existentes en el elemento óptico complejo (14) .

3^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que la fuente de luz puntual (11) se obtiene a partir de un diodo láser unido a una fibra óptica mono-modo.

4^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que la fuente de luz puntual (11) se obtiene a partir de una fuente luminosa extensa y un filtro espacial consistente en un objetivo de microscopio y un pinhole.

5^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO¹ PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que el colimador óptico (12) está formado por una serie de diafragmas de diferentes diámetros, y una' lente acromática de gran diámetro, en cuyo foco objeto irá posicionada la fuente de luz puntual (11) . ' 6^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la_, I^a reivindicación, caracterizado en que el elemento óptico complejo es una lente de forma arbitraria, una lente multifocal y progresiva, una lente de contacto multifocal y progresiva, o un molde para producir alguna de esas lentes.

7^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según ia I^a reivindicación, caracterizado en que el modulador de fase activo (18) es un modulador de fase de cristal liquido actuando por reflexión.

8^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que el modulador de fase activo (18) es un espejo deformable micromecanizado.

9^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que el sistema óptico afocal reductor (19) comprende dos ^• dobletes acromáticos en una disposición 4f, cuyo factor de reescalado está dado por el ratio de las focales de los dobletes seleccionados f2/fl.

10^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación, caracterizado en que el sensor (21) es de tipo Shack-Hartmann basado en matrices de microlentes cilindricas.

11^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 10^a reivindicación, caracterizado en que el sensor (21) está formado por dos matrices idénticas de microcilindros (23a-23b) orientadas a lo largo de las direcciones vertical y horizontal, que focalizan el frente de ondas entrante en la forma de un patrón de lineas verticales y horizontales, respectivamente, y que son simultáneamente registrados por dos fotodetectores idénticos (24a-24b) .

12^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la_. 11^a reivindicación, caracterizado en que los fotodetectores idénticos (24a-24b) son CCD' s. ' ^" 13^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 11^a reivindicación, caracterizado en que los fotodetectores idénticos (24a-24b) son CMOS.

14^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 10^a reivindicación, caracterizado en que el sensor (21) tiene asociado un software de reconstrucción que está adaptado para procesar las imágenes de lineas para calcular las pendientes del frente en direcciones ortogonales X e Y, a partir • de las cuales se reconstruye tridimensionalmente el frente mediante ajuste.

15^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN OEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO

ÓPTICO COMPLEJO" según la 14^a reivindicación, caracterizado en que el ajuste de las pendientes se realiza a la base de polinomios circulares de Zern±ke, obteniéndose además información del valor de las diferentes .aberraciones (coeficientes de Zernike) .

16^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 14^a reivindicación, caracterizado en que el ajuste de las pendientes se realiza a la base de polinomios de B-splines , obteniéndose además información de los puntos de control .

17^a - "DISPOSITIVO ÓPTICO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA

• COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO

ÓPTICO COMPLEJO" según la I^a reivindicación_/ caracterizado en que tanto los parámetros de inversión como los parámetros asociados al dominio de interés son variables a elegir por parte del usuario, y que son gestionados por el sistema de control (28) .

18^a - "PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO", caracterizado , en que comprende las siguientes fases: a) Etapa de medida y reconstrucción del frente de ondas : aO) Inicialmente (y en una única vez) se realiza un proceso de calibración del dispositivo óptico de compensación (10) de la I^a reivindicación para conocer el ratio real entre la focal de las microlentes y el tamaño de pixel de las CCD's del sensor (21) . Retirándose la lente colimadora (12) y sin colocar el

. elemento óptico complejo (14) y teniendo el modulador de fase activo (18) en modo apagado (o en modo encendido creando un frente plano) , se mide el frente esférico "perfecto" creado por la fuente de luz puntual (11) , según el mismo proceso descrito en los siguientes pasos "al", "a2" y "a3" (como referencia se toma el frente plano con la lente colimadora insertada) , y finalmente comparando la curvatura medida con la curvatura teórica conocida, se infiere el ratio real entre el tamaño de pixel de las CCD 's y la focal de las microlentes. al) Sin colocar el elemento óptico complejo (14) y con el modulador de fase activo (18) en modo apagado (o encendido creando un frente plano) , se capta con el sensor (21) un frente de referencia plano: una imagen de lineas rectas horizontales y otra imagen de lineas rectas verticales. a2) Seguidamente, se coloca el elemento óptico complejo (14) en su posición y teniendo el modulador de fase activo (18) en modo apagado (o encendido creando un frente plano) , se capta el frente de ondas aberrado que transmite: dos imágenes de lineas horizontales y verticales distorsionadas. a3) Mediante un algoritmo propio se procesan las imágenes captadas por el sensor (21) en las anteriores etapas "al" y "a2", para reconstruir el frente de ondas aberrado. b) Etapa de compensación del frente de ondas:

Según los parámetros de control seleccionados por el usuario (Xi, X₂, ...X_n) , el software de control gestiona que la inversión del frente de ondas medido sea parcial o total, que la inversión se realice en todo el dominio del frente o solamente en determinadas subzonas de interés, o que se cree un frente de ondas teórico invertido conforme a los parámetros ideales de diseño. El frente invertido por parte de un software de inversión (o eventualmente el valor de los parámetros que lo conforman) , será la entrada 'introducida en el modulador de fase activo (18) que generará, por consiguiente, esa compensación. 19 ^a - "PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA

COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO

ÓPTICO COMPLEJO" según la 18^a reivindicación, caracterizado en que como configuración complementaria a la transmisiva

5 citada en el apartado "a2", se puede medir el elemento óptico complejo (14) en reflexión, sin más que posicionar el subsistema formado por el colimador óptico (12) y el polarizador lineal (13) en posición enfrentada respecto a - la de la configuración transmisiva mostrada en la figura n°

10. 1.

20^a - "PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA ' COMPENSACIÓN DEL . FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 18^a reivindicación, caracterizado en que la etapa "a3" comprende las siguientes sub-etapas , 15 consecutivas: a3.1) segmentación¹ de las lineas, basada preferentemente en la aplicación del operador de detección de bordes de Canny y, posteriormente, operadores morfológicos de cierre;

20 a3.2) etiquetado de las lineas, que estarán formadas por pixeles 8-conectados con intensidad no nula," a3.3) intersección de lineas horizontales y verticales;

25 a3.4) cálculo de los centroides en direcciones ortogonales X e Y en las zonas de intersección; a3.5) cálculo de las pendientes locales del frente aberrado en direcciones ortogonales; a3.6) reconstrucción del frente aberrado mediante 30 el ajuste de las pendientes a la base circular de polinomios, de Zernike, o a la base de polinomios de B- splines; y a3.7) en el caso particular de lentes oftálmicas progresivas (14), extracción de parámetros característicos 35 de las mismas.

21^a - "PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la anterior reivindicación, caracterizado en que parámetros característicos de las lentes oftálmicas progresivas (14) son los mapas espaciales de potencia esférica, astigmatismo y eje, y la magnitud de las aberraciones es sus diferentes zonas de interés (zonas del corredor, zonas nasales y zonas temporales) .

22 ^a - "PROCEDIMIENTO PARA LA RECONSTRUCCIÓN Y LA COMPENSACIÓN DEL FRENTE DE ONDAS PROVENIENTE DE UN ELEMENTO ÓPTICO COMPLEJO" según la 18^a reivindicación, caracterizado en que la configuración del procedimiento de medida (etapa "a") y compensación adaptativa (etapa "b") es en bucle abierto, es decir que se efectúa en una sola iteración.