En óptica geométrica paraxial, es decir en el dominio delimitado por la aproximación gaussiana , los puntos cardinales son un conjunto de puntos cuyo conocimiento permite la determinación completa de las propiedades de un sistema óptico que no es afocal . De manera más general, hablamos de elementos cardinales para el conjunto de puntos, líneas y planos cuyas características permiten determinar la trayectoria de los rayos de luz a través de un sistema óptico, y la conjugación objeto-imagen por este último.
Los puntos cardinales habituales son los siguientes, todos ellos ubicados en el eje óptico:
Los planos cardinales:
En el contexto de la óptica gaussiana, estos tres pares de puntos son suficientes para describir un sistema óptico centrado. Por convención, el diagrama canónico de un sistema centrado se realiza para un sistema convergente e incluye al menos los puntos focales F y F 'y los planos principales con sus respectivos puntos H y H'. Los puntos nodales a menudo se separan o se excluyen porque en el caso en que el índice de refracción del espacio del objeto es el mismo que el del espacio de la imagen, los puntos principales y los puntos nodales se confunden.
Los puntos cardinales también existen en el campo de la óptica electrónica , que gobiernan las lentes electrónicas como las lentes ópticas convencionales cuando se supone que el espacio del objeto y el espacio de la imagen tienen un campo cero y están a una distancia finita del campo refractivo. estas condiciones son en realidad imposibles de cumplir y la existencia de estos puntos solo puede ocurrir cuando el campo refractivo disminuye en intensidad con la suficiente rapidez y cuando se utilizan las asíntotas de los rayos en lugar de los propios rayos. En el caso real donde el objeto y el espacio de la imagen están bañados en un campo refractivo aún intenso y por tanto donde los rayos son curvas, Glaser ha definido los denominados puntos cardinales "osculativos" definidos con respecto a dos superficies de referencia conjugadas y a radios ficticios que representan las tangentes a los radios reales en sus respectivas intersecciones con los planos de referencia; para ciertos tipos y formas de campos, incluido un campo magnético en campana, estos puntos no varían con la posición de los planos de referencia.
Hay otros puntos a veces llamados cardinales o "puntos particulares" de un sistema óptico: