لابؤرية

اللابؤرية (استجماتيزم) هو نظام بصري يجعل الأشعة الضوئية الساقطة عليه تتقابل في بؤرتين : الأشعة الساقطة الرأسية تتجمع في بؤرة ، وتتجمع الأشعة الساقطة الأفقية في بؤرة أخرى . وللتوضيح: إذا أستخدم النظام البصري اللابؤري في تكوين صورة للحرف T, فإن الخط الأفقي يكون حادا في بؤرة ، والخط الرأسي تكون صورته حادة في بؤرة أخرى على محور العدسة (أو نظام عدسات).
يأتي مصطلح اللانقطية "الاستجماتيزم" من الكلمة اليونانية astigma والتي تعني "بلا علامة" أو "بلا مركز" .
يوصف عيب بصري معين بأنه "استجماتيزم" حيث تكوّن العين صورة ممتدة في أتجاه وضيقة في الاتجاه العمودي . هذا العيب يمكن للطبيب معالجته عن طريق وصف نظارة لمن يعاني من ذلك ، بواسطة عدسة ذات عدسة أسطوانية تقوم بتعديل الصورة .

أشكال الاستجماتيزم

هناك نوعان مختلفان من الاستجماتيزم: النوع الأول هو انحراف من الترتيب الثالث، يحدث للأجسام (أو أجزاء من الأجسام) التي تبعد عن المحور البصري.
يحدث هذا الشكل من أشكال الانحراف حتى عندما يكون النظام البصري متناظر تماما، ويشار لذلك غالبا باعتباره "انحرافا أحاديا"، لأنه يحدث حتى بالنسبة للضوء ذو الطول الموجي الواحد.
هذا الاصطلاح قد يكون مضللا بعض الشئ، إذ أن مقدار الانحراف يمكن أن يختلف بشدة مع الطول الموجي في المنظومة الضوئية.
النموذج الثاني من الاستجماتيزم يحدث عندما لا يكون النظام البصري متماثلا حول المحور البصري.
قد يكون ذلك بسبب التصميم (كما في حالة وجود عدسات اسطوانية)، أو بسبب خطأ في تصنيع سطوح المكونات، أو اختلال مكوناتها.
قد يكون هذا التصميم من قبل (كما في حالة وجود عدسة الاسطوانية)، أو بسبب خطأ في التصنيع السطوح المكونات أو اختلال اصطفافها؛ في هذه الحالة، يلاحظ الاستجماتيزم حتى من أشعة قادمة من ناحية أجسام تقع على المحور البصري.
هذا النوع من الاستجماتيزم يشكل أمرا في غاية الأهمية لطب العيون، حيث أن العين البشرية غالبا ما يصيبها هذا الانحراف نتيجة عيوب في شكل القرنية أو العدسة.

الاستجماتيزم من الدرجة الثالثة

في تحليل هذا الشكل من أشكال الاستجماتيزم، فإنه من الشائع النظر للأشعة الصادرة من نقطة معينة من الجسم، حيث تنتشر في مستويين خاصين بعينهما.
المستوى الأول هو المستوى العرضي؛ هذا المستوى يحتوي النقطة المذكورة في الفقرة السابقة ويحتوي محور التناظر. الأشعة التي تنتشر في هذا المستوي تسمى الأشعة العرضية. والمستويات التي تحتوي المحور البصري تسمى المستويات الزوالية، ولتبسيط المشاكل في النظم البصرية متناظرة الأشعة، فإنه من الشائع اختيار نقاط من الجسم بحيث تقع على المحور (ص) فقط (المحور الرأسي)-هذا المستوى يشار إليه أحيانا بالمتسوى الزوالي-.
المستوى الخاص الثاني هو المستوى السهمي.
هذا يعرف بالمستوى، المتعامد على المستوى العرضي، والذي يحتوي نقطة الجسم المأخوذة في الاعتبار ويتقاطع مع المحور البصري في مدخل بؤبؤ النظام البصري (العين مثلا). إن هذا المستوى يحتوي على الشعاع الرئيسي (الشعاع القائد)، لكنه لا يحتوي المحور البصري؛ لذلك فهو مستوى انحراف-وبعبارة أخرى فهو ليس مستوى زواليا-.وتدعى الأشعة التي تنتشر في هذا المستوى بالأشعة السهمية.
في الاستجماتيزم ذو الدرجة الثالثة، تشكل الأشعة السهمية والعرضية بؤر على مسافات مختلفة على طول المحور البصري.وتسمى هاتان البؤرتان بالبؤرة السهمية والبؤرة العرضية، على الترتيب.
في وجود الاستجماتيزم، لا يتم تكوين صورة حادة للنقطة التي لا تقع على المحور البصري. بدلا من ذلك، يتم تشكيل خطوط حادة على البؤرتان السهمية والعرضية. الصورة الموجودة عند البؤرة العرضية تكون عبارة عن خط قصير، موجه ناحية المستوى السهمي؛ صور الدوائر المتركزة على المحور البصري، أو الخطوط التي تلامس هذه الدوائر، ستكون حادة في هذا المستوى. الصورة عند البؤرة السهمية عبارة عن خط قصير، موجه ناحية اتجاه التماس؛ وتكون صور الدرجات المنبعثة من المركز حادة عند البؤرة. وبين هاتين البؤرتين، تتكون صورة قريبة ولكن ضابية. وهذا ما يسمى البؤرة الوسطى أو دائرة التشوش الأدنى. إن هذا المستوى غالبا ما يمثل أفضل موقع لأفضل صورة ممكنة داخل نظام بصري يصاحبه الاستجماتيزم.
ويتناسب مقدار الانحراف الناتج عن الاستجماتيزم طرديا مع مربع الزاوية بين الأشعة القادم من الجسم والمحور البصري للنظام. يمكن مع أخذ الحذر, تصميم نظام بصري بدون استجماتيزم أو على الأقل بالحد الأدنى من تأثيرها. هذه الأنظمة يطلق عليها "آناستيجمات" Anastimgats.

الاستجماتيزم في النظم غير المتماثلة دورانيا

إذا لم يكن النظام البصري متماثل حول محوره, بسبب خطأ في شكل الأسطح البصرية أو بسبب خطأ في صف مكونات النظام, يمكن أن يحدث الاستجماتيزم, حتى بالنسبة لنقاط الأجسام التي تقع على المحور البصري.هذا التأثيرا كثيرا ما يستخدم بشكل مقصود في تصميم النظم البصرية المعقدة, وخاصة أنواع معينة من أجهزة التلسكوب.
في تحليل هذه النظم, من الشائع أن ننظر إلى الأشعة العرضية (على النحو المحدد أعلاه), وأن ننظر للاشعة داخل المستوى الزوالي (مستوى يحتوي المحور البصري) العمودي على المستوى المماسي.هذا المستوى يسمى إما المستوى السهمي الزوالي, ولأنه مسمى مربك, فإنه غالبا ما يدعى بالمستوى السهمي فقط.

الاستجماتيزم بسبب العدسات والمرايات المنحرفة أو التالفة

يؤدي طحن وتلميع الأجزاء البصرية الدقيقة سواء عبر اليد أو بالميكنة إلى توليد ضغط كبير, يخلق ضغوطا احتكاكية جانبية أثناء حركات التلميع مما يؤدي إلى ثني وتشوه الأجزاء.وغالبا لا تكون هذه التشوهات متماثلة حول اتجاه الدوران, ولذلك فهي "لا نقطية" وتسبب الاستجماتيزم, وشيئا فشسيئا تظهر على السطح بشكل مصقول دائما, إذا لم يتم تصحيح المشكلات المسببة للتشوهات.تشكل الأسطح المشوهة المصابة بالاستجماتيزم مشكلات خطيرة تؤدي لتدهور أداء النظام البصري.
يتزايد تشوه السطح الناتج عن الطحن أو التلميع مع نسبة معينة خاصة بالجزء المشوه (نسبة القطر إلى السمك).بالنسبة للدرجة الأولى, تزداد قوة الزجاج باطراد مع مكعب السماكة.عدسات سميكة في 4:1 إلى 6:1 الجانب نسب سوف المرن أقل بكثير من أجزاء ارتفاع نسبة الارتفاع، مثل النوافذ البصرية، والتي يمكن أن يكون الجانب نسب من 15:1 أو أعلى. المزيج المحتوي على متطلبات دقة خطأ السطح أو واجهة الموجة, والنسبة Aspect Ratio, تدفع درجة الدعم المتسق المطلوب, خصوصا أثناء الضغوط العالية الموجهة لأسفل, والقوى الجانبية أثناء عملية التلميع.الأعمال البصرية غالبا ما تنطوي على درجة من العشوائية التي تساعد كثيرا في الحفاظ على درجة دوران الأسطح, التي تمكن الجزء من عدم الانثناء أثناء عمليات الطحن/ التلميع.

تعمد استخدام الاستجماتيزم في الأنظمة البصرية

تستخدم مشغلات الأقراص المضغوطة عدسات ذات استجماتيزم من أجل تحديد البؤرة.عندما يكون أحد المحاور أقرب للبؤرة من الآخر, تبعث نقاطا مكونة على القرص المضغوط أشكالا بيضاوية.يشير اتجاه الشكل البيضاوي إلى المحور الأكثر قربا من البؤرة، وبالتالي إلى الإتجاه الصحيح الذي يجب أن تتحرك العدسة تجاهه.ويمكن فقط لتجهيز مربع مكون من أربع أجهزة استشعار ملاحظة الانحياز, واستخدامه لجلب عدسات القراءة نحو أفضل بؤرة, من دون أن تنخدع بالحفر المستطيلة أو الأشكال الأخرى التي قد تظهر على سطح القرص المدمج.
بعض التلسكوبات تستخدم بشكل عامد أجهزة بصرية ذات استجماتيزم.