bisphérique

Une surface bisphérique présente deux rayons de courbure distincts : un pour la zone centrale et un autre pour la zone périphérique. Cela crée une transition entre les régions plutôt que la courbe lisse et uniforme d'une lentille sphérique standard. La limite entre les zones est généralement nette, se produisant à un diamètre défini sur la surface optique.

Les lentilles bisphériques résolvent un problème spécifique en imagerie : l'aberration sphérique. Une seule surface sphérique focalise la lumière du centre et des bords en différents points le long de l'axe optique, dégradant la netteté de l'image sur tout le champ. En aplatissant la périphérie par rapport au centre, ou en la rendant plus abrupte, un concepteur de lentilles peut améliorer la focalisation des rayons marginaux sans sacrifier les performances centrales. Cette technique est particulièrement précieuse dans les systèmes à focale fixe où l'ajustement de la lentille n'est pas une option.

Fabrication et variantes

Les surfaces bisphériques sont fabriquées par meulage et polissage, ou par moulage par injection dans les optiques en plastique. La création précise de la zone de transition est essentielle : un bord mal défini provoque un anneau ou un halo visible dans l'image. Certaines conceptions utilisent une transition asphérique progressive plutôt qu'un pas net, mélangeant les deux rayons sur une petite bande. Le rayon central varie généralement de 10 à 100 mm selon la longueur focale de la lentille et l'application.

La conception bisphérique apparaît fréquemment dans les objectifs d'appareils photo, en particulier dans les conceptions téléobjectifs compacts et grand-angle où les contraintes d'espace excluent plusieurs éléments. Elle est également courante dans les verres de lunettes pour la correction des aberrations périphériques, et dans les collimateurs LED et laser où la lumière hors axe doit être contrôlée de manière stricte. Le terme lui-même reflète la description de deux surfaces sphériques travaillant ensemble, bien qu'une seule surface physique soit impliquée.

Parce que les surfaces bisphériques s'écartent de la forme sphérique idéale, le contrôle qualité pendant la fabrication est exigeant. Un écart de plus de quelques micromètres par rapport à la conception peut dégrader les performances de manière notable. Le coût est supérieur à celui d'une lentille sphérique simple, mais reste bien inférieur au coût d'une surface entièrement asphérique ou diffractive, faisant de la conception bisphérique un compromis pratique dans les applications sensibles aux coûts où une correction de l'aberration sphérique est requise.