Чим сферична лінза відрізняється від асферичної лінзи?


16

Багато лінзи (як, наприклад, Pentax DA 15mm f / 4 Limited або Nikon AF-S 35mm f / 1.4G ) описуються як "асферичні елементи лінз". Чи означає це, що звичайні лінзи - це сферичні лінзи? У чому різниця, і в чому переваги одного перед іншим?

Відповіді:


16

Легко виготовити лінзи, поверхні яких є частинами площини або частинами кулі, просто і порівняно дешево. Такі лінзи не фокусують світло ідеально; ця відсутність уваги - сферична аберація. Ця графіка зі статті Вікіпедії схематично ілюструє, як світлові промені не вдається сходитись (нижня половина) порівняно з гіпотетичною ідеальною лінзою (верхня половина).

введіть тут опис зображення

Сферична аберація особливо помітна у великих, швидких (яскравих) лінзах. Ця відсутність уваги проявляється як різні форми нечіткості. Проблему можна усунути, поставивши інші лінзи перед і за лінзою. Це також можна виправити, змінивши форму поверхонь лінз (роблячи їх асферичними ), але це, як правило, складніше і дорого виконати: скляні сферичні форми легко виготовити та виміряти; асферичних немає.

Коли в якості корекції додаються додаткові елементи об'єктива, вони збільшують кількість спалаху та зменшують контрастність фотографії, а також додають розмір та вагу об’єктива. Вони також можуть трохи змінити кольори. Тому асферичні елементи, як правило, сигналізують про об'єктив, створений для створення контрастних, барвистих зображень та для того, щоб вони були легшими та легшими у використанні. Вони самі по собі не гарантують високу якість, оскільки лінзи можуть виявляти інші проблеми, крім сферичної аберації. Наприклад, невеликі асферичні лінзи можуть ліпитись із пластику та звичайно з’являтися у дешевій фототехніці. Однак велику скляну асферичну лінзу виготовити набагато дорожче, і зазвичай вона зарезервована для кращих лінз.


Ви можете виправити більшість аберацій за допомогою асфери, вона не обмежується сферичною аберацією.
Брендон Дюб

7

Лінза, продана як "асферична", зазвичай матиме лише одну поверхню (одну сторону одного шклянки) асферичну, а всі інші поверхні будуть сферичними (або плоскими).

Тож переважна більшість скла у будь-якій лінзі, навіть у тих, що продаються як асферичні, все одно є сферичною.

Асферична поверхня може допомогти виправити сферичну аберацію, що може зробити зображення виглядати м'яким, коли діафрагма широко відкрита. Але це не точна наука, тому що потрібно робити компроміси. Наприклад, виправлення сферичної аберації іноді може зробити фоновий боке більш суворим, що не підходить для портретів.

Асферичні поверхні лінз набагато дорожче виготовити, оскільки вони не можуть бути заземлені природним обертовим рухом.

Веселий факт: високоякісні поверхні асферичних лінз існують щонайменше з 1667 року , використовуються в телескопах, окулярах для читання та окулярах (!).


2
Ви маєте на увазі з кінця десятого століття: Ібн Сал зараховується до тієї самої статті Вікіпедії, що "опрацьовує форми анакластичних лінз, які фокусують світло без геометричних аберацій"; Іншими словами, з проектуванням асферичних лінз. У статті Isis 1990 року Рошді Рашед задокументовано геометричну побудову Ібн Саля заломлюючих оптичних приладів на основі конічних перерізів, таких як гіпербола, з ідеальними - асферичними - фокус-властивостями. Він вказує, що наступник І ст. Ібн аль-Хайтхем далі звертався до астигматизму та аберації.
1111

Ем, чому вони не можуть бути заземлені природним обертовим рухом? Асферичні елементи лінзи все ще симетричні по центральній осі; тому будь-яка техніка, яка працює для сфер, повинна працювати і для параболоїдів.
Біллі ONeal

Ще важче подрібнити щось параболічну форму, ніж сферичну - хоча об’єктив можна обертати навколо його центральної осі.
thomasrutter

2
Але це не точна наука. Це точна наука про оптику, однак кожен виробник робить свій вибір на f-число, контраст, вагу тощо
aaaaa каже, що відновити Моніку

Як я пам’ятаю, шліфування дзеркала телескопа виправляє початкову сферичну форму до парабалоїда, змінюючи положення двох заготовок, щоб ви працювали дзеркалом над нерухомим опуклим склом, опущеним кроком, яке було виготовлено одночасно з первинного шліфування, а еластичність нахилу та техніка тиску переважно шліфують параболічну форму сферичним інструментом. Робот міг зробити те ж саме ще краще, правда? Навіть обертання інструменту, як я бачу, на машинах все одно працюватиме, тому що вектор, при якому тиск є ключовим.
JDługosz

3

Відповідь фотографа полягає в тому, що це не має значення. Ми дозволяємо оптичним інженерам знайти найкращий спосіб побудувати лінзи, а потім використовувати їх для нашого ремесла.

Технічна відповідь - так, неасферичні лінзи сферичні в тому сенсі, що одна з їх поверхонь відповідає зовнішній поверхні сфери якогось радіуса.

Асферичні лінзи складніші і не обмежуються слідуванням кривої сфери. Це також означає, що серед асферичних лінз є набагато більше варіацій. Це дає інженерам-оптикам більше свободи при проектуванні таких лінз, а отже, більше шансів виправити оптичні проблеми.


0

З того, що я читав і бачив про асферичні лінзи, вони призначені для запобігання аберації світла, що потрапляє на поверхню лінзи. Це означає, що запобігає викривленню зображення для людини, що носить лінзи. Це досягається виведенням країв кривої лінзи, подалі від кривої сферичної конструкції лінзи, роблячи її сферою посередині, а на краях конусною.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.