Afbeeldingsfout

Ze verstoren de optiek en zorgen voor een slechter beeld. Goed om te weten waar u op moet letten...

Optische systemen hebben aberraties. Noch onze ogen, noch kunstmatig vervaardigde verrekijkers of telescopen zijn vrij van aberraties. Onder deze fouten vallen vooral kleurafwijkingen, vervorming, kromming van het beeldveld door sferische aberratie en astigmatisme. Hoe verder een lichtstraal van de optische as verwijderd is, hoe groter de aberraties kunnen zijn. Bij verrekijkers spelen echter vooral kleurafwijkingen en randonscherpte een rol.

Bij veel verrekijkers, vooral in het goedkopere segment, zijn kleurzomen zichtbaar. Ze vallen vooral op bij het kijken naar zonverlichte voorwerpen of bijvoorbeeld een brandende straatlantaarn. Meestal ziet een waarnemer dan blauwachtige randen rond het object. Chromatische aberratie is een beeldfout die optreedt bij optiek die een of meer componenten bevat waarin refractie, d.w.z. lichtbreking, plaatsvindt. Blauw licht wordt bijvoorbeeld sterker gebroken dan rood licht. Dit betekent dat de verschillende golflengten verschillende brandpuntsafstanden hebben. De brekingsindex van blauw licht is groter dan die van rood licht.

Het verschil tussen rood en blauw

Wanneer licht door een convergerende lens gaat, wordt het gebroken in de richting van de optische as. Door de verschillende golflengten wordt blauw licht meer afgebogen dan rood licht. Dit resulteert in een longitudinale chromatische aberratie en kleurzomen in het beeld. In moderne verrekijkers worden systemen met twee lenzen gebruikt. Blauw en rood licht worden gecorrigeerd door de brekingsindex en het type lens en vallen samen.

De grootste kleurranden verdwijnen en er blijft alleen een resterende kleurfout over, die ook aangeduid wordt als secundair spectrum.

Als u zich dit praktisch voorstelt in een afbeelding van een voorwerp, dan kunt u zeggen dat het blauwe licht zich op een andere plaats bevindt dan het rode licht. Dit veroorzaakt beeldonscherpte. Maar dat niet alleen, want er treedt ook een kleurvergrotingsverschil op. In gewone taal betekent dit dat de verschillende beeldbreedten ook beelden van verschillende grootte opleveren wat betreft de respectievelijke kleuren. Dit is wat de kleurzomen veroorzaakt.

Verrekijkers met verminderde kleurfouten

Om kleurfouten te beperken, hebben verrekijkers meestal een ontwerp met dubbele lens. De tweede lens heeft een ander effect dan de eerste. Het voorste lenselement bestaat gewoonlijk uit een convergerende lens met lage dispersie en een diffusielens met hogere dispersie, die stevig aan elkaar gecementeerd zijn. Hierdoor worden de kleuren blauw en rood gecombineerd tot een doorsnede, d.w.z. dat de verrekijker voor deze kleuren wordt gecorrigeerd.

Dit type optiek wordt ook wel achromaat genoemd. Praktische tip: De kleurfout van een optisch systeem manifesteert zich tijdens de waarneming in een kleurrand die zichtbaar wordt aan de buitenrand van het object.

Bij verrekijkers ziet men maar al te vaak een afnemende scherpte naar de rand toe. Afhankelijk van de verrekijker is deze onscherpte zeer sterk tot nauwelijks waarneembaar. De reden voor dit verschijnsel is het verschil in invalshoogte van de lichtstralen ten opzichte van de optische as. De brandpuntpositie verschilt door de grotere invalshoek en de daarmee samenhangende oppervlaktekromming.

In het echte beeld zal de randonscherpte niet zo extreem zijn als in dit beeld. Toch is het effect hetzelfde.

In een optisch experiment zou men waarnemen dat de lichtstralen elkaar bij verschillende brandpuntsafstanden ontmoeten. Deze fout, ook wel sferische aberratie genoemd, kan voornamelijk worden verminderd door asferische lenzen te gebruiken. Er zijn echter ook lenscombinaties mogelijk die sferische aberratie corrigeren.

Bij een kegelvormig lensoppervlak wordt een lichtstraal ver van de as sterker gebroken dan een lichtstraal dichtbij de as. Afhankelijk van de invalshoogte ontstaan verschillende brandpunten. Bij combinaties van convexe en concave lenzen kan de fout meestal goed worden gecorrigeerd. Sferische aberratie kan onscherpte in het beeld veroorzaken.