Bildfel

De påverkar optiken och ger en sämre avbildning. Då är det bra att veta vad man ska vara uppmärksam på...

Bildfel förekommer i alla optiska system. Varken våra ögon eller konstgjord optik, som kikare eller teleskop, går fria från bildfel. Dessa fel omfattar framför allt färgavvikelser, förvrängning, bildfältskrökning på grund av sfärisk aberration och astigmatism. Ju längre bort en ljusstråle befinner sig från den optiska axeln, desto större kan bildfelen vara. I kikare är det dock främst färgfel och kantoskärpa som spelar roll.

I många kikare, särskilt i lågprissegmentet, kan man se färgkanter. De märks särskilt när man tittar på solbelysta objekt eller till exempel en lysande gatlykta. Ofta syns då blåaktiga kanter runt objektet. Kromatisk aberration är ett bildfel som uppstår i optik som innehåller en eller flera komponenter där refraktion, eller ljusbrytning, äger rum. Det innebär att blått ljus bryts starkare än till exempel rött ljus. Det betyder att de olika våglängderna har olika brännvidder. Brytningsindexet för blått ljus är högre än för rött ljus.

Skillnaden mellan rött och blått

När ljus passerar genom en konvex lins bryts det mot den optiska axeln. På grund av de skilda våglängderna bryts blått ljus starkare än rött ljus. Detta resulterar i ett längdfärgfel, eller longitudinell kromatisk aberration, och färgkanter i bilden. I moderna kikare används två-linssystem. Blått och rött ljus korrigeras genom brytningsindex och linstyp och sammanfaller.

De mest framträdande färgkanterna försvinner och endast ett mindre färgfel kvarstår, vilket även kallas för sekundärt spektrum.

Om man praktiskt föreställer sig bilden av ett objekt, kan man säga att det blåa ljuset finns på en annan plats än det röda ljuset. På grund av detta uppstår oskärpa i bilden. Men inte bara det, för det uppstår också en färgrelaterad förstoringsdifferens. I klartext betyder det att på grund av de olika bildavstånden skapas också olika stora bilder för de respektive färgerna. Det är genom detta som färgkanterna uppstår.

Kikare med reducerat färgfel

För att minska färgfelet använder man vanligtvis ett tvålinsigt objektiv i kikare. Den andra linsen har en annan funktion än den första. Frontlinselementet består vanligtvis av en samlingslins med låg dispersion och en spridningslins med högre dispersion, som är fast förbundna med varandra genom cementering. På så sätt läggs färgerna blått och rött samman på ett och samma skärpedjup, vilket innebär att kikaren är korrekt justerad för dessa färger.

Denna typ av optik kallas också för akromat. Praktiskt tips: En optiks färgfel yttrar sig vid observation som en färgkant som blir synlig vid objektets yttre rand.

Alltför ofta kan man i kikare märka en avtagande skärpa mot kanten. Beroende på kikare kan denna oskärpa variera från mycket stark till knappt märkbar. Orsaken till detta fenomen är ljusstrålarnas varierande infallsvinkel i förhållande till den optiska axeln. Brännpunktens position varierar på grund av den högre infallsvinkeln och den relaterade ytkrökningen.

I den verkliga bilden kommer kantoskärpan inte att vara lika extrem som i den här bilden. Effekten är dock densamma.

I ett optiskt experiment skulle man observera att ljusstrålarna möts vid olika brännpunkter. Detta fel, även kallat sfärisk aberration, kan framför allt minskas genom att använda asfäriska linser. Men det finns också kombinationer av linser som korrigerar den sfäriska aberrationen.

På en sfäriskt krökt linsyta bryts en ljusstråle som är längre från axeln starkare än en som är närmare axeln. Beroende på infallsvinkel uppstår olika brännpunkter. I linskombinationer av konvexa och konkava linser kan man oftast korrigera felet väl. På grund av den sfäriska aberrationen kan oskärpa uppstå i bilden.