Аберрации

Простая линза, на примере которой мы начали описание характеристик оптических систем, тоже может применяться в качестве объектива. Однако изображение, которое она создает на пленке, имеет целый ряд недостатков – резкость падает к краям кадра, да и в центре она не будет хорошей; легко заметны нарушения геометрического подобия изображения оригиналу и цветные окантовки объектов. Эти недостатки оптических систем, носящие общее название "аберраций", присущи не только простой линзе. Даже в самых современных и сложных по конструкции объективах часть аберраций не исправлены полностью, что приводит к ухудшению качества изображения.

Всего известно семь видов аберраций – сферическая аберрация, кома, астигматизм, кривизна поля, дисторсия, хроматическая аберрация и хроматическая разность изображений. Перечисленные аберрации по-разному влияют на изображение. К примеру, хроматическая аберрация и хроматическая разность изображений отвечают за появление у мелких деталей и контуров изображения цветных окантовок и ореолов. Сферическая аберрация приводит к ухудшению резкости по всему полю изображения, а кома – к дополнительному падению резкости к краям кадра. Фотографии также теряют четкость и становятся размытыми из-за влияния астигматизма и кривизны поля (вследствие того, что изображение строится не в плоскости пленки, а в некотором объеме). Из-за дисторсии прямые линии объекта съемки изображаются на снимке изогнутыми. Анализ и коррекция аберраций в многолинзовых объективах – сложная и нетривиальная задача, которая не решена полностью даже сейчас, когда у оптиков появились возможности компьютерного рассчета объективов, создания марок стекла с заданными характеристиками и линз с асферическими поверхностями. Ни один из реальных объективов не свободен от аберраций в полной мере. Поэтому создание объектива с высокими характеристиками – это не столько удача инженеров-оптиков, сколько венец целой серии рассчетов, экспериментов и испытаний. Объективы же с неважными характеристиками – чаще всего следствие минимума затрат на исследования и испытания, а иногда – и банальное невезение. Впрочем, нередко объективы с качеством изображения "ниже среднего" часто появляются и вследствие компромисса при выборе между оптическим качеством объектива и остальными его характеристиками – ценой, размерами, светосилой...