Сферические аберрации

Сферические аберрации возникают из-за того, что линза сферической формы преломляет свет, падающий на нее около края сильнее, чем свет, который попадает по центру или недалеко от него. В результате изображение перестает быть сфокусированным в одной точке. Если смотреть на точку сквозь объектив со сферическими аберрациями, она будет иметь достаточно однородный ореол. Эффект проявляется и в центре, и по краям изображения.

Отличительной особенностью сферических аберраций является то, что их количество снижается на закрытых диафрагмах, когда края линзы заблокированы (прикрывая диафрагму, вы исключаете края объектива из формирования изображения на матрице фотоаппарата).

Преломление одинаково, но правая линза "изогнута"

Сферические аберрации являются одной из причин так называемого "Focus Shift" (смещения точки фокуса). Для наглядности упростим: представим, что на рисунке «Сферические аберрации» мы закрыли диафрагму, исключив самые боковые лучи света - область наилучшего фокуса сместится от объектива.

«Изогнутые» линзы меньше подвержены сферическим аберрациям. Использование в конструкции объектива комбинаций выпуклых и вогнутых линз и/или менисков (выпукло-вогнутых линз) позволяет держать сферические аберрации под контролем. Так же помогает использование нескольких элементов с пониженным коэффициентом преломления вместо одного с сильным.

Позитивный (собирающий) мениск

Существует еще одна форма сферической аберрации, присущая светосильным объективам: сферохроматизм (spherochromatism). Объективы зачастую исправляют сферические аберрации для некоторых длин волн лучше, чем для других. В результате в областях вне фокуса на переднем плане появляется пурпурный оттенок, а на заднем - зеленый (или наоборот); такие «ореолы в боке» видны на открытых диафрагмах и исчезают на прикрытых значениях.

Кома (Wikipedia Commons)

Кома

Кома это сложная аберрация, которая влияет только на лучи света, которые проходят сквозь объектив под углом. При коме, лучи не сходятся в четкую точку, у них появляется «хвост» (рис. 9); там, где должна быть четкая точка, появляется комета с размытым хвостом - отсюда и название. Обычно размытость направлена от центра изображения (положительная/позитивная кома), но в некоторых случаях она может быть направлена и к центру (отрицательная/негативная кома). Кома асимметрична: чем дальше от центра изображения, тем заметнее эффект. Лучи, проходящие прямо через центр объектива, коме не подвержены.

Пример комы

С комой сражаются, прикрывая диафрагму – исключая лучи, проходящие через края объектива. Конструкции, применяемые для снижения уровня сферических аберраций, снижают и кому, в частности, симметричные по отношению к центру объективы. Объектив, с исправленными комой и сферическими аберрациями, называется «апланат».

Кривизна поля (Wikipedia Commons)