Cosa sono le lenti asferiche?

Introdotte per diminuire le aberrazioni ottiche, le lenti asferiche sono delimitate da superfici non sferiche ma paraboliche. Sono lenti spesso utilizzate nei telescopi, nelle macchine fotografiche e, in modo particolare, come lenti per gli occhiali.

Il termine asferico, letteralmente, significa non sferico. Una lente asferica è, inoltre, più sottile di una lente normale. 

La combinazione di più lenti asferiche in un obiettivo riduce in maniera sostanziale gli effetti di determinate aberrazioni ottiche (o distorsioni), che si traduce quindi nella possibilità di usare meno lenti sferiche ottenendo così obiettivi più piccoli e leggeri.

Le prime lenti asferiche nella produzione di massa risalgono al 1971 ed è stato Canon ad utilizzarle con un 55mm FD. Successivamente c'è stato un buon utilizzo di lenti asferiche nel campo cinematografico, ricordiamo l Canon K35, premiati nel 1977 con un Oscar. Tuttavia in questo settore non hanno avuto molto seguito, mentre oggi sono le ottiche fotografiche a fare molto uso di lenti asferiche.

Come abbiamo detto, l’utilizzo di lenti asferiche anche se non annulla completamente l’aberrazione, tende a ridurla notevolmente. La forma delle lenti influisce in modo specifico su due diversi tipi di aberrazioni, quella sferica e quella cromatica.

Aberrazione sferica

Trattasi di una deviazione dei raggi che vanno ad attraversare una lente curva: in considerazione della posizione di ingresso i raggi che passano per i margini convergono vicino, quelli invece che penetrano centralmente convergono più lontano. Non vi è quindi convergenza in un solo punto, ma in diversi punti ravvicinati, con conseguente perdita di nitidezza.

In questo caso, l’utilizzo di lenti asferiche, con curvatura graduale verso i bordi, potrà permetterne la correzione. Inoltre l'effetto sarà parzialmente compensato con una maggiore chiusura del diaframma: escludendo la corona esterna delle lenti ed utilizzando quindi la parte più centrale.

Questo problema non esiste nell’occhio umano in quanto ogni punto del nostro piano focale (la retina) si presenta sempre alla medesima distanza dalla pupilla. In ogni caso nelle lenti asferiche la lunghezza focale al centro è differente da quella ai bordi e questo consente di compensare la differenza di messa a fuoco riducendo, fino quasi ad annullare completamente l'aberrazione.

Aberrazione cromatica

E’ un difetto particolarmente fastidioso che va a colpire tutti i sistemi ottici e che probabilmente avremo notato anche noi in qualche nostra foto. L’aberrazione cromatica è causata per il fatto che la luce che catturiamo con una lente altro non è che una radiazione luminosa, composta quindi da fotoni che viaggiano con lunghezze d’onda differenti tra loro; questo manifesta in maniera visibile con un prisma che scompone la luce in arcobaleno.

La lente infatti non potrà mai far convergere i raggi luminosi di tutte le frequenze (colori) nel medesimo punto, dando origine all’aberrazione. Dovremo distinguere inoltre l’aberrazione cromatica assiale, cioè l’incapacità della lente di mettere a fuoco le varie lunghezze d’onda nella stessa lunghezza focale, da quella trasversale, correlata questa con il concetto di zoom.

Le lenti asferiche consento di ottenere che le lunghezze d’onda vadano a convergere tutte sullo stesso punto di fuoco.