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Los defectos de las lentes en las miras telescópicas

Analizamos los posibles defectos que podrían observarse en las lentes de nuestros equipos

Autor: Salvador Daniel Patti Fecha de publicación: 18/12/2018
Auspicia: LaserHawk

Cuando entraba en los foros siempre existía la discusión de porque utilizar miras caras si con las baratas se cazaba o tiraba igual. Hoy en algunos sitios de Facebook se plantea el mismo dilema. Es como decir: para que una Ferrari si un Fiat 600 me lleva igual, todo depende adonde uno quiera llegar y como quieras realizar el viaje. Existen muchas cosas técnicas que el público consumidor no tiene la obligación de conocer, pero si hay una cuestión de lógica, los que usamos miras caras no somos masoquistas que nos sobra el dinero, por algo esas miras unas valen 10 veces más que las otras, no es solo marketing. Por eso hoy nos vamos a ocupar de los defectos de las lentes que componen nuestra mira, nuestro binocular o nuestro telescopio, mucha parte del precio que pagamos por nuestro aparato depende de que las fabricas invierten mucho pero mucho dinero en el material a utilizar, calculo, diseño, tallado y fabricación para que las lentes no tengan estos defectos, lo que redunda obviamente en la calidad de imagen observada y en la fiabilidad del aparato.

Hay gente que dice que observa con una mira china y con una alemana y no encuentra diferencia. Como siempre digo ver bien no es ver más grande, y para saber si estoy viendo bien hay que saber mirar. Sucede que a pesar de los defectos de las lentes, las imágenes producidas en la retina de nuestro ojo son prácticamente nítidas debido a que el ojo, por la constitución de la retina, no es capaz de percibir separados dos puntos cuando los rayos de luz que de ellos llegan al ojo forman un ángulo menor de un minuto de ángulo (1 MOA). En consecuencia pareciera que no hay necesidad de que los instrumentos que utilizamos para cazar o tirar formen de los puntos observados (puntos objetos) exactamente puntos imagen, siendo suficiente que los círculos de dispersión producidos sean tan pequeños que el ojo los vea como puntos. Y digo parecería porque en realidad esto no es tan así por varias razones. Una de ellas es que nosotros no utilizamos en todas las situaciones nuestros aparatos en las mejores condiciones de luz, diría que todo lo contrario y es allí donde más se nota la diferencia. Y estoy solo hablando de la parte óptica, no toco tema materiales y mecánica, la cual es solidaria con la parte de cristales: quien fabrica una lente de mala calidad no puede (y pienso que no quiere) colocar buenos materiales ni una mecánica buena.

A estos defectos de las lentes en óptica le llamamos aberraciones. Y es el tema que hoy les traigo para considerar y comprender. Luego de analizarlas, cada uno se va a dar cuenta si su mira telescopio o binocular sufre alguna de estas "enfermedades".

Las aberraciones las podemos clasificar en dos grupos, Aberraciones geométricas dentro de las que se su vez se dividen en 2 grupos: las aberraciones de forma y las de punto. Se las denomina de punto porque en lugar de dar una imagen de un punto cuando el objeto es un punto, da como imagen una "mancha" y se las llama de forma porque la imagen de un punto objeto observado es un punto pero su posición, es decir el lugar donde se forma dentro del sistema óptico, no es el que debería.

Aberraciones geométricas

De forma:
- Distorsión
- Curvatura de campo

De punto:
- Esférica - Coma - Astigmatismo

Luego tenemos las aberraciones cromáticas, que a su vez pueden ser de dos tipos:

Aberraciones Cromáticas:

- Axial
- Lateral

Vayamos analizando cada una. No voy a graficar como se forma la imagen o que es lo que pasa con los rayos de luz cuando pasan por las lentes. Sino que voy a exponer fotografías de como se vería la imagen (de manera exagerada) con cada aberración y explicar porque se produce y como se corrige. De esta manera le será más fácil al lector identificar si su aparato de observación sea mira, telescopio o binocular posee alguno de estos defectos. La primera de las aberraciones geométricas es la de forma, y dentro de estas, la primera que nombramos es la distorsión.

Distorsión: es una aberración que provoca que la imagen aparezca deformada a causa de un incremento o descenso gradual del aumento desde el centro hasta el contorno de una imagen, en consecuencia, las imágenes de líneas rectas aparecen curvadas. A su vez se puede dar en forma de barril o barrilete (negativa) y de corset o cojín (positiva).

Curvatura de campo: esto se genera porque cuando un objeto plano se proyecta por una superficie esférica (curva) como la de las lentes, entonces se proyecta una imagen curva en el plano focal que es plano.

Pasemos ahora a las aberraciones de punto, la primera que nombramos es la aberración Esférica.

Esférica: En las lentes que se fabrican a partir de casquetes de esferas, y a las cuales le llamamos esféricas por este motivo, los rayos de luz que llegan del objeto son paralelos al eje principal o eje óptico, pero a diferente distancia del mismo no convergen exactamente en el mismo punto. En el caso de la mira telescópica que tiene múltiples lentes puede ser anulada con algunos elementos correctores como son los dobletes de lentes simétricos que reducen la aberración esférica de forma considerable. Todos los objetivos de las miras telescópicas aun de las más baratas son dobletes simétricos y acromáticos (esto último ya vamos a explicar de qué se trata) de otra forma la imagen que producirían sería tan mala que sería imposible mirar por ellas.

La que le sigue es la aberración en coma. Esta es muy parecida a la aberración esférica. se diferencia en que la imagen dada por un punto en vez de ser un punto en el mejor de los casos o que el ojo lo vea como un disco circular de dispersión como nombráramos al principio de la nota, es alargada en forma de cometa (de allí proviene su nombre) para solucionarlo, en miras baratas se utiliza dentro de la mira un diafragma (una arandela de ala ancha) que no permite el paso de los rayos que pasan alejados del eje óptico, es decir del centro de la lente. Por eso hay miras asiáticas x56 mm de objetivo que se ve menos que una mira buena de 36 o 42 mm de objetivo. En miras buenas se tallan y utilizan lentes objetivos denominados aplanéticos sin ellos la degradación de la imagen es muy grande.

La aberración que sigue y con la que terminamos las geométricas de punto, es el astigmatismo. En el astigmatismo la imagen de un punto no es otro punto, sino dos rectas perpendiculares entre sí. El motivo es que las lentes no poseen la misma curvatura en todos los planos. Esta aberración es la incapacidad de la lente de enfocar los planos horizontales o los verticales al mismo tiempo, Su consecuencia no es que veamos las imágenes alargadas, ensanchadas o deformadas sino que no podemos enfocar simultáneamente líneas verticales y horizontales. Se nota mucho en los retículos en segundo plano. Es un defecto muy común en el ojo y que se corrige con lentes cilíndricas o tóricas. Se diagnostica con un test similar a la "rueda" para determinar el ángulo de asimetría.

Pasamos finalmente a las aberraciones cromáticas y aquí se podrían escribir varios libros, pero tenemos que ser cortos y concisos.

Sabemos que la luz solar es una luz compuesta, la que al pasar por un prisma o lente se descompone en colores primarios de los cuales podemos distinguir siete principales, es el fenómeno de dispersión cromática. El conjunto de tales colores se llama espectro solar, y si se reúnen otra vez todos esos colores volvemos a obtener luz blanca.

A cada uno de esos colores le corresponde una longitud de onda y por lo tanto la distancia focal es diferente para cada color, la imagen de un punto es un punto para cada color. Dijimos que se clasifican en dos tipos de aberración cromática:

? Axial: Diferencia de foco para dos longitudes de onda
? Lateral:Diferentes aumentos para distintas longitudes de onda

Entonces la aberración cromática es un defecto óptico de una lente que provoca que los distintos colores o longitudes de onda de luz se enfoquen a diferentes distancias de la lente en vez de hacerlo todos en un solo foco. Se presenta como franjas cromáticas o halos de colores en los extremos, con la consecuente degradación de la calidad de la imagen.

Se detecta en un sistema de lentes cuando los rayos de los colores que componen la luz blanca no son llevados a un foco simultáneamente, produciendo así franjas de color no deseadas en la imagen.

Las imágenes de arriba muestra uno de los test que se realizan en fabrica, el de la izquierda es con aberración cromática "parcialmente" corregida.

La soluciones a esta aberración son varias, aunque la mas importante fue introducida por el físico alemán Ernst Abbe (socio de Carl Zeiss y de Otto Schott) y es justamente la combinación de lentes de diferentes indice de refracción (densidad del vidrio, no es exactamente el concepto pero lo doy como para que se entienda mejor) logrando de esta manera los denominados dobletes acromáticos que nombramos mas arriba. Ninguna fabrica de cristales en el mundo trabaja sin tener en cuenta el indice de dispersión cromática o llamado numero de Abbe, que básicamente marca que tipos de cristales deben combinarse en una lente para realizar un doblete (o triplete) acromático para reducir esta aberración.

Entonces volviendo a los párrafos con que inicié esta nota, y teniendo en cuenta que solo hablamos de los cristales, (imaginen si agregamos todo lo demás) es imposible que una mira de las denominadas baratas, pueda utilizar buen cristal, buen calculo, buen diseño, buen tallado y buena corrección y poder tener los precios que se tienen, es imposible. Por lo tanto es completamente falaz que se vea, se pueda cazar y se pueda tirar de la misma manera con una mira de las baratas que con una mira de calidad, decirlo o aceptarlo es solo un consuelo y un auto convencimiento. Lo que es cierto es que hay una realidad muy grande: el bolsillo es el que manda.

Bien, sin pretender que salgan expertos en ópticas, tiene el lector muchas herramientas mas a la hora de elegir su aparato de puntería o de observación, pudiéndolo evaluar mas allá del precio o de la marca. Espero que les sea de utilidad. Buenas observaciones y buenos tiros.

Salvador Daniel Patti Licenciado en Optica Oftálmica
Titular del Laboratorio Óptico LaserHawk

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