Aberrations

Les aberrations influencent l’optique et produisent des images dégradées. Il est bon de savoir ce à quoi il convient de faire attention ...

Dans les systèmes optiques, il y a des aberrations. Ni notre œil, ni des optiques fabriquées artificiellement ne sont exempts d’aberrations. Font partie de ces défauts, entre autres, les aberrations chromatiques, la distorsion, les courbures du champ de vision par écart sphérique et astigmatisme. Plus un faisceau lumineux se trouve éloigné de l’axe optique, plus les aberrations peuvent devenir importantes. Dans les jumelles, cependant, ce sont surtout les aberrations chromatiques et les manques de netteté dans les bords qui jouent un rôle.

Dans beaucoup de jumelles, en particulier les jumelles bon marché, des franges colorées sont visibles. On les distingue surtout lorsque l’on observe des objets ensoleillés ou, par exemple, des réverbères éclairés. La plupart du temps, l’observateur remarque alors des franges bleuâtres entourant l’objet. L’aberration chromatique est une aberration qui apparaît sur les optiques comportant un ou plusieurs composants sur lesquels se produit une réfraction, c’est-à-dire une déviation de la lumière. La lumière bleue est alors plus fortement déviée que la lumière rouge, par exemple. Cela signifie que les différentes longueurs d’onde présentent différentes distances focales. L’indice de réfraction de la lumière bleue est plus grand que celui de la lumière rouge.

Différence entre le rouge et le bleu

Lorsque la lumière traverse une lentille collectrice, elle est réfractée vers l’axe optique. En raison des longueurs d’onde qui diffèrent, la lumière bleue est plus fortement déviée que la rouge. Il en résulte une aberration chromatique longitudinale et des franges colorées dans l’image. Les jumelles modernes utilisent des systèmes à deux lentilles. La lumière bleue et la lumière rouge sont corrigées par l’indice de réfraction et le type de lentilles, et elles coïncident.

Les plus grandes franges colorées disparaissent et il ne se forme plus qu’une aberration chromatique résiduelle également appelée spectre secondaire.

Si l’on se représente ceci en pratique, sur une image d’un objet, on peut alors dire que la lumière bleue se trouve en un endroit autre que la lumière rouge. Ce fait génère des manques de netteté de l’image, mais pas seulement. Il se produit également une différence de grossissement en fonction de la couleur. En clair, cela signifie que les différentes distances d’images donnent également des images de tailles différentes pour les couleurs concernées. C’est ce qui est à l’origine des franges colorées.

Jumelles avec erreurs chromatiques réduites

Pour réduire les erreurs chromatiques, on monte le plus souvent dans les jumelles un objectif à deux lentilles. La deuxième lentille a alors un effet différent de celui de la première. L’élément de lentille frontale est généralement composé d’une lentille collectrice de faible dispersion et d’une lentille de diffusion de plus grande dispersion, qui sont fermement reliées entre elles par collage. Les couleurs bleue et rouge sont ainsi regroupées sur un tirage optique, c’est-à-dire que les jumelles sont corrigées pour ces couleurs.

Ce type d’optique est également appelé achromat. Conseil pratique : lors de l’observation, l’erreur chromatique d’une optique s’exprime par une frange colorée qui est visible sur le bord extérieur de l’objet.

Par trop souvent, on constate dans les jumelles une diminution de la netteté de l’image vers le bord. En fonction des jumelles, ce flou est très important, jusqu’à être à peine perceptible. Ce phénomène s’explique par la hauteur d’incidence différente des faisceaux lumineux par rapport à l’axe optique. La position des points focaux diffère en raison de l’angle d’incidence plus grand et de la courbure de surface qui s’y rattache.

Dans l’image réelle, les manques de netteté dans les bords n’apparaissent pas tout à fait d’une façon aussi extrême que dans cette image. Cependant, l’effet est le même.

Dans une expérience optique, on observerait que les faisceaux lumineux arrivent dans différentes focales. Ce défaut, également appelé aberration sphérique, peut être réduit en particulier par l’utilisation de lentilles asphériques. Mais des combinaisons de lentilles corrigeant l’aberration sphérique sont également possibles.

Avec une surface de lentilles à courbure sphérique, un faisceau lumineux éloigné de l’axe est dévié plus fortement qu’un faisceau lumineux proche de l’axe. En fonction de la hauteur d’incidence, différents points focaux apparaissent. Dans les combinaisons de lentilles convexes et de lentilles concaves, le défaut peut le plus souvent être correctement corrigé. L’aberration sphérique peut donner lieu à des flous dans l’image.