A fényképező objektívekben alkalmazott lencsék és lencserendszerek még a legjobb esetben sem lehetnek tökéletesen mentesek a lencsehibáktól.
Itt nem a gyártás során fellépő pontatlanságokat és megmunkálási hibákat
értjük, hanem a valós lencsék természetszerű képalkotási hibáit. Első sorban
az egyes lencsék által okozott hibákat vizsgáljuk. A lencsehibák következtében
a tárgypontról kiinduló fénysugarak nem az elméletileg meghatározott pontokban
egyesülnek, hanem a hibák fajtájától és erősségétől függően az elméleti
egyesülési pontok környezetében, tehát egy pont képe nem pontként, hanem
szóródási kör ként jelenik meg a felfogósíkban. Az összetett lencserendszereket
úgy tervezik és építik, hogy a lencsehibák minél kevésbé érvényesüljenek,
ill. az objektív lencsetagjai egymás hibáit kiegyenlítsék. A lencserendszerek
korrigálása csak bizonyos határok közt lehetséges.
szférikus aberráció (nyíláshiba, gömbi eltérés) A szférikus aberráció
oka, hogy a lencse optikai tengelyében és a lencse szélső részein nem azonos
a lencse gyújtótávolsága. Domború lencséknél az optikai tengelytől távolodva
egyre csökken a gyújtótávolság, így az egy pontból kiinduló, és a lencse
közepén és szélein is áthaladó fénysugarak nem egy pontban egyesülnek,
hanem ún. szóródási kört rajzolnak az elméleti egyesülési pont körül. (felső
ábra) Homorú lencséknél ez a hiba ellentétes irányban lép fel, így két
megfelelő üveganyagból készült (domború és homorú) lencse összeillesztésével
a hiba minimálisra csökkenthető. (középső ábra) Ez a módszer egyébként
más lencsehibák hatásait is csökkenti. A szférikus aberráció kiküszöbölése
manapság már lehetséges nem gömbfelületekkel határolt, ún. aszférikus lencsetagokkal
is, ugyanis az előre megtervezett speciális (változó) görböletü lencséknél
elérhető a sugárirányban növekedő gyújtótávolság-változás minimálisra csökkentése.
(alsó ábra) A szférikus aberráció a rekesznyílás szűkitésével csökkenthető,
mivel a lencse szélső részein áthaladó fénysugarak kirekesztésével csökken
a szóródási körök átmérője.
kóma (üstököshiba) A kóma, a lencse optikai tengelyével viszonylag
nagy szöget bezáró, beeső fénysugarak szférikus aberrációjából adódik.
Nagy beesési szög esetén a lencse külső részei által rajzolt szóródási
körök középponjai nem esnek egybe a lencse beljebb lévő részei által rajzolt
szóródási körök középpontjaival, így végeredményként nem szabályos szóródási
kört, hanem az elméleti találkozási pontból kiinduló üstökösszerű csóvát
kapunk. A kóma leginkább a képmező széle felé mutatkozik, és elsősorban
a nagyfényerejű nagylátószögű objektíveknél figyelhető meg. A szférikus
aberrációnál ismertetett megoldásoknak köszönhetően a mai objektíveknél
– kivéve a nagyfényerejű nagylátószögű objektíveket- jelentősége elhanyagolható.
A teljesen szimmetrikus felépítésű objektívek gyakorlatilag kómamentesnek
tekinhetők. A kóma mértéke rekeszeléssel csökkenthető.
(pontnélküliség) Az asztigmatizmus oka, hogy az optikai tengelytől
viszonylag távol eső tárgypontból kinduló fénysugarak közül, a lencsén
való áthaladás után a vízszints síkban haladók nem azonos pontban egyesülnek
mint függőleges síkban haladók. A nem egy pontban egyesülő vízszintes és
függőleges sugarak az elméleti egyesülési pont környezetében, a fénnyaláb
tengelye mentén eltolva pont helyett függőleges ill. vízszintes vonalat
rajzolnak A függőleges és vízszintes sugarak egyesülési pontjai között
a tárgypont képe ellipszis, ill. két keresztezteződő ellipszis formájában
jelenik meg. Az asztigmatizmus az optikai tengelyhez képesti beesési szög
növekedésével növekszik. Az asztigmatizmus kiküszöbölése szintén két különféle
üveganyagból készült lencse egymáshozillesztésével, valamint a rekeszszerkezet
helyzetének helyes megválasztásával lehetséges. Az ilyen technológiával
készült lencséket anasztigmátoknak, a két ilyen anasztigmatikus lencsetagot
(rendszerint elöl és hátul) tartalmazó objektíveket kettős anasztigmátoknak
nevezék. Az asztigmatizmus rekeszeléssel csökkenthető.
(képdomborúság) A képmező-elhajlás oka, hogy a nagy kiterjedésű tárgysík
pontjairól a lencse által alkotott kép nem síkban, hanem a lencse görbületéhez
hasonló gömbfelületen keletkezik, így a képet felfogó síkban nem keletkezhet
a tárgysík minden pontjáról éles kép. A képmező-elhajlás mértéke nagyban
függ a lencse alakjától, kétszer domború lencsénél a legnagyobb és meniszkuszlencsénél
a legkisebb. Mértéke rekeszeléssel kissé csökkenthető, de kiküszöbölése
csak a fent említett összetett lencsetagokkal lehetséges.
(disztorzió) A torzítás a tárgysíkban lévő egyenes vonalaknak a képsíkban
való görbe leképzésében jelentkezik. Ez akkor jön létre, ha az optikai
tengelytől távolodva változik a lencse nagyítása. Ha a lencse külső zónáiban
kisebb a nagyítás akkor hordószerű torzítás, ill. ha nagyobb a nagyítás
akkor párnaszerű torzítás jelentkezik. A torzítás nagyban függ a rekeszszerkezet
elhelyezésétől. Lencse előtt elhelyezkedő rekesz esetében hordó, a lecse
mögött elhelyezkedő rekesz esetében párnatorzítás jelentkezik. A lencsék
szimmetrikus elhelyezésével a torzítás minimálisra csökkenthető, ezért
reprográfiai célokra ilyen felépítésű objektíveket alkalmaznak. A mai objektívek
– a nagylátószögűektől eltekintve- torzításmentesnek tekinhetők.
aberráció (színhiba) A kromatikus aberráció oka, hogy a lencséknek
a különböző hullámhosszúságú (különböző színű) fénysugarakra más és más
a törésmutatója. A legjobban az ibolyaszínű sugarak törnek meg, a legkevésbé
a vörösek, ezért a lencsére érkező fehér fény összetevőire bomlik, így
a különböző színű fénysugarak az optikai tengelyen, az elméleti egyesülési
pont helyett egy szakaszon egyesülnek, ahol az ibolyától a vörösig a fény
színképének minden színe megtalálható. (fölső ábra) A színhiba csökkentése
a már többször említett
küszöbölhető ki. A koronaüvegből készült gyűjtőlencséhez nagyobb törésmutatjú
flintüvegből készült szórólencsét ragasztva elérhető, hogy a két lencse
egymás hibáit -bizonyos határok közt- kiegyenlítse. (alsó ábra) Az ilyen
lencsék (akromátok) azonban csak két meghatározott hullámhosszon egyenlítik
ki a színhibát, (ez általában a kékeszöld és sárga) így a többi hullámhosszon
megmarad a színhiba, és ún. másodlagos színkép keletkezik. A másodlagos
színkép kiküszöbölése ill. csökkentése az ún. három színre javított (apokromát)
lencsetagokkal lehetséges. Ebben az esetben három különféle lencse van
összeragasztva, így a színhiba kiegyenlítés is három hullámhosszon történik.
Ez a megoldás már nagyon jó eredménnel csökkenti a színhibát, ami rekeszeléssel
tovább csökkenthető. Az apokromátokban harmadikként alkalmazott lencsetag
(kalcuim fluorid) azonban számos hátrányos tuajdonsággal rendelkezik, pl.
könnyen reped. Az apokromatikus lencsetagokat tartalmazó objektívek érzékenyek
a hőmérséklet változására is, mivel a kalcium fluoridnak az üvegtől eltérő
hőtágulási együtthatója miatt nagy hőingás hatására a lencsetagok elmozdulhatnak,
így életlenséget és más leképzési hibákat okozhatnak. Ezek a hátrányok
elsősorban a nagy átmérőjü lencsetagoknál jelentkeznének, ezért a professzionális
nagyfényerejű teleobjektíveket speciális üvegkeverékből előállított alacsony
diszperzióju (LD, ED) üvegből készített lencsetagokkal gyártják, amelyek
az apokromátoknál jobb eredménnyel javítják a színhibát. Apokromátokat
csak hőhatásoktól mentes környezetben működő optikai műszerekben (pl. mikroszkópokban)
használnak. A lencsetagoknak a hőtágulás következtében történő elmozdulását,
esetleg repedését megelőzendő, az objektívgyártók néhány teleobjektívet
fehér burkolattal hoznak forgalomba, mivel a fehér felület sokkal kevesebb
hőt nyel el környezetéből mint a hagyományos fekete.
A síma fényes lencsefelületekre érkező fénysugarak egy része a lencsefelületekről
visszaverődik, a lencsén iránytváltoztat és nem a meghatározott pontban
éri el a elméleti egyesülési síkot. Minél több szabad lencsefelület van
egy lencserendszerben, annál több a tükröződés. A soktagú lencserendszerekben
már jelentős az így fellépő fényveszteség is. A tükröződés csökkentésére
a szabad lencsefelületeket tükröződésmentesítő bevonat(ok)-al látják el.
A legegyszerűbb egyrétegű bevonat a máig alkalmazott Zeiss féle T réteg.
Manapság az objektívek többségét öbbrétegű (MC, SMC) bevonatokkal látják
el.
