Les 1 Lensfouten

• OB
• MBO
• Studiejaar 2

Lensfouten – 6 soorten 

1) Sferische aberratie

2) Koma

3) Chromatische aberratie

4) Astigmatisme van scheef invallende bundels

5) Beeldvlakwelving

6) Vertekeningen – sferische glazen 

                                       - torische glazen 

                                       - prisma’s

1) Sferische aberratie ( afwijking door bolvormigheid)

• Door het sferisch slijpen van grensvlakken en ongunstige standen van de prisma’s in de lichtweg treedt er bij een lens sferische aberratie op, vooral in de randgedeelten

Sferische aberratie

 F’1= als een lichtstraal loodrecht door het bisectricevlak van een brillenglas gaat is de afbuiging van het lichtstraal het minst. De geringste afbuiging noemt men minimum deviatie.

F’2 = lichtstralen aan de rand van het glas krijgen te maken met grotere prismatische werking waardoor ze te veel afbuigen.

F’1 en F’2 bij sferische plus glazen.

Hoe kun je sferische aberratie oplossen/verminderen?

a) Een aplanaat (vrij van fouten) zorgt voor een homocentrische convergerende bundel of voor een mooier brandpunt.

In optiek en verhouding tussen F1 en F2 = 6: 1

Voorbeeld S +5,00

F1= +6 dpt

F2= -1 dpt

hierdoor zal er minder sferische aberratie optreden

Hoe kun je sferische aberratie oplossen/verminderen?

b) Asferische glazen

= een lensvlak wordt asferisch gemaakt.

De voorkromming van een plus glas 

wordt naar de rand toe zwakker 

zodat de vervorming van het vlak 

afwijkt van de kegelvorm.

2)coma

= sferische aberratie door scheef invallend licht

Door het scheef invallende licht zullen lichtstralen aan de onderzijde van het glas teveel breken. 

Hierdoor ontstaat een lichtpunt

 met een lichtzwakke pluim.

Coma=  omdat de beeldbundels 

verstrooiingsfiguren geven met

een komeetachtige staart.

• treedt vooral op bij nacht- en astrofotografie.

Coma kan nooit geheel worden voorkomen

Voorzieningen om de koma tot een minimum te beperken:

a) Aplanaat, Het aanpassen van de voor en achtercurve van het glas 6: 1

b) Asferische uitvoeringen

c) Een diafragma plaatsen voor of achter de lens

Sferische aberratie en coma

-omdat de beeldbundels een grote openingshoek hebben worden ze ook openingsfouten genoemd

- gelden alleen bij brede lichtbundels

-treden het sterkst op bij sterke lenzen en grote diameters

- hebben bij brillen geen betekenis omdat de bundels door de begrenzing van het diafragma (pupil) steeds een kleine openingshoek hebben.

3) Chromatische aberratie (kleurschifting)

Wel van toepassing op de brildrager

Wordt veroorzaakt door de verschillen in brekingsindex van de verschillende golflengtes waaruit het witte licht is opgebouwd.

Rood= heeft de minste deviatie  Blauw= breekt meer 

Violet licht breekt meer maar ons oog is minder

gevoelig voor violet.

Hoe hoger de brekingsindex hoe meer

 kleurschifting.

3) Chromatische aberratie (kleurschifting)

Scherm in F’f = je ziet een witte punt met een rode ring.

Scherm in F’c = je ziet een witte punt met een blauwe ring.

Scherm in F’f = je ziet een witte punt met een rode ring. 

Als gevolg van de  chromatische  afbeelding maar een wit 

  gekleurd randje.

Scherm in F’C = je ziet een witte punt met een blauwe ring. 

aberratie is er dus geen puntvormige

verstrooiingscirkeltje met een

Hoe kun je chromatische aberratie oplossen/verminderen?

Achromaat

A= niet

Chromos= kleur

= bestaat uit twee aaneen gekitte lenzen, het sterkste glas wordt uitgevoerd in de laagste brekingsindex.

oefenopgave werkboek

je wilt bij een achromaat een restwaarde van 

Je wilt bij een achromaat een restwaarde van S-3,00. Je hebt een glas van S-5,00 en een S+2,00. Welke glas heeft een brekingsindex van 1,5 en welk van 1,7

Het meest gangbare type achromaat is het achromatische doublet, dat uit twee lenscomponenten bestaat die in verschillende mate dispersie (kleurschifting) vertonen. Gewoonlijk is de ene component hol (concaaf) en vervaardigd uit flintglas, en de andere bol (convex) en gemaakt uit kroonglas. 

Achromaat 

Hoe meer sterkte verschil hoe hoger de 2de brekingsindex.

Bij een lagere brekingsindex liggen de F’C en F’F dichter bij elkaar.

De ene lens zal de kleurschifting van de andere opheffen.

Kroonglas 

alle optische glassoorten met een getal van Abbe groter dan 50 

  

Flintglas

 is een glassoort met een hoog gehalte aan loodoxide.

hoge breekingsindex

lage abbe getaal (<50)

4) Astigmatisme van scheef invallende bundels

Wordt een object dat buiten de optische as ligt door een brillenglas met sferische werking afgebeeld dan treedt een astigmatisme op ten gevolg van de scheef invallende lichtbundel. Een punt wordt niet meer als een punt afgebeeld, maar in de vorm van 2 brandlijnen

Astigmatisme van scheef invallende bundels

Asvlakdoorsnede= in dezelfde vlak als de verticale as. Deze lichtstraal wordt meer afgebogen. Vormt een horizontale beeldlijn.

Randvlakdoorsnede = ligt evenwijdig met de rand van de lens (niet de hoofdas). Vormt een verticale beeldlijn.

Astigmatisme van scheef invallende bundels

Cirkelgewijze brandlijnen (rond) in de brandpunt 

van de asvlakdoorsnede.

Straalgewijze brandlijnen (als de stralen

 van de zon) in de brandpunt van de

 randvlakdoorsnede.

Astigmatisme van scheef invallende bundels

Deze fout ontstaat bij smalle lichtbundels en heeft voor de opticien de meeste betekenis.

Hoe kun je astigmatisme van scheef invallende bundels oplossen/verminderen?

Brillenglazen moeten daarom een doorgebogen vorm hebben, verschillende kromtestralen voor het 1ste en 2de grensvlak. De brillenglazen die hiervoor zijn berekend noemt men punctueel afbeeldende glazen.

5) Beeldvlak welving

welving betekenis= gebogen vorm

• Als de beeldpunten op een gekromde 

beeldschaal liggen noem je dit beeldvlakwelving.

Cirkelgewijze brandlijnen altijd dichterbij.

Beeldscherm geplaatst tussen 2 

brandlijnen geeft de beste afbeelding.

Het beeldscherm moet dus eigenlijk 

net zoals het netvlies gebogen zijn.

Hoe kun je beeldvlakwelving oplossen/verminderen?

Anastigmaat = dit zijn 2 lenzen achter elkaar die elkaars astigmatisme opheffen. 

• Bij de brillenglazen hebben de sferische aberratie, de coma en de beeldvlakwelving praktisch geen betekenis. Soms hindert de vertekening bij multifocale glazen en de chromatische aberratie bij hoge brekingsindices. De belangrijkste fout is het astigmatisme van scheefinvallende bundels.