Czym różni się soczewka sferyczna od soczewki asferycznej?
16
Wiele obiektywów (takich jak Pentax DA 15 mm f / 4 Limited lub Nikon AF-S 35 mm f / 1.4G ) jest opisanych jako „mających elementy asferyczne”. Czy to oznacza, że zwykłe soczewki są soczewkami sferycznymi? Jaka jest różnica i jakie są zalety jednego nad drugim?
Wytwarzanie soczewek, których powierzchniami są części płaszczyzny lub części kuli, jest proste i stosunkowo tanie. Takie soczewki nie skupiają światła idealnie; ten brak skupienia jest aberracją sferyczną. Ta grafika z artykułu z Wikipedii schematycznie ilustruje, w jaki sposób promienie światła nie zbiegają się (dolna połowa) w porównaniu z hipotetyczną idealną soczewką (górna połowa).
Aberracja sferyczna jest szczególnie widoczna w dużych, szybkich (jasnych) obiektywach. Ten brak koncentracji pojawia się jako różne formy rozmycia. Problem można rozwiązać, umieszczając inne soczewki przed i za obiektywem. Można to również skorygować, zmieniając kształt powierzchni soczewek (czyniąc je asferycznymi ), ale jest to zwykle trudniejsze i droższe w realizacji: szklane kuliste kształty są łatwe do wykonania i zmierzenia; te asferyczne nie są.
Gdy dodatkowe elementy obiektywu zostaną dodane jako korekty, zwiększają one rozjaśnienie i zmniejszają kontrast zdjęcia, a także zwiększają rozmiar i wagę obiektywu. Mogą również nieco zmienić kolory. Dlatego elementy asferyczne zwykle sygnalizują soczewkę wykonaną w celu uzyskania kontrastowych, kolorowych obrazów oraz aby była lżejsza i łatwiejsza w użyciu. Same w sobie nie zapewniają wysokiej jakości, ponieważ soczewki mogą wykazywać inne problemy oprócz aberracji sferycznej. Na przykład małe soczewki asferyczne mogą być formowane z tworzywa sztucznego i rutynowo pojawiają się w tanim sprzęcie fotograficznym. Jednak duża szklana soczewka asferyczna jest znacznie droższa w produkcji i zwykle zarezerwowana dla lepszych soczewek.
Możesz skorygować większość aberracji za pomocą sfery, nie ogranicza się to do aberracji sferycznej.
Brandon Dube,
7
Soczewka sprzedawana jako „asferyczna” zwykle ma tylko jedną powierzchnię (jedną stronę jednego kawałka szkła) asferyczną, a wszystkie pozostałe powierzchnie będą sferyczne (lub płaskie).
Tak więc ogromna większość szkła w dowolnej soczewce, nawet w przypadku soczewek sprzedawanych jako asferyczne, i tak jest kulista.
Asferyczna powierzchnia może pomóc w skorygowaniu aberracji sferycznej, co może sprawić, że obraz będzie wyglądał miękko, gdy apertura jest szeroko otwarta. Ale to nie jest ścisła nauka, ponieważ trzeba pójść na kompromis. Na przykład korekcja aberracji sferycznej może czasami powodować, że bokeh w tle jest bardziej ostry, co nie jest idealne do portretów.
Powierzchnie soczewek asferycznych są znacznie droższe w produkcji, ponieważ nie można ich szlifować naturalnym ruchem obrotowym.
Ciekawostka: wysokiej jakości powierzchnie soczewek asferycznych istnieją od co najmniej 1667 r. , Stosowane w teleskopach, okularach do czytania i płonących okularach (!).
Masz na myśli od końca X wieku: Ibn Sahl przypisuje się w tym samym artykule w Wikipedii „opracowywanie kształtów soczewek anaklastycznych, które skupiają światło bez aberracji geometrycznych”; innymi słowy, przy projektowaniu soczewek asferycznych. W artykule Isis z 1990 roku Roshdi Rashed dokumentuje geometryczną konstrukcję załamujących się instrumentów optycznych Ibn Sahl opartych na stożkowych odcinkach, takich jak hiperbola, o doskonałych właściwościach asferycznych. Wskazuje, że następca XI wieku, Ibn al-Haytham, zajął się dalej astygmatyzmem i aberracją.
whuber
Eee, dlaczego nie można ich zmielić przez naturalny ruch obrotowy? Soczewki asferyczne są nadal symetryczne w poprzek osi środkowej; więc każda technika, która działa na kule, powinna również działać na paraboloidy.
Billy ONeal
Jeszcze bardziej skomplikowane jest zmielenie czegoś o kształcie parabolicznym niż sferycznym - mimo że soczewkę można obracać wokół jej osi środkowej.
thomasrutter
2
Ale to nie jest dokładna nauka To jest dokładna nauka o optyce, jednak każdy producent dokonuje własnego wyboru liczby f, kontrastu, masy itp.
aaaaa mówi, że przywrócenie Moniki
O ile pamiętam, szlifowanie lustra teleskopowego koryguje początkowy kulisty kształt do parabaloidu poprzez odwrócenie położenia dwóch półfabrykatów, abyś pracował nad lustrem nad stacjonarnym, wypukłym, wypukłym szkłem, które zostało wyprodukowane w tym samym czasie od pierwszego szlifowania, a elastyczność podziałki i technika nacisku preferencyjnie szlifują kształt paraboliczny za pomocą sferycznego narzędzia. Robot mógłby zrobić to samo jeszcze lepiej, prawda? Nawet obracanie narzędzia, tak jak widzą to maszyny, będzie nadal działać, ponieważ kluczem jest wektor, przy którym przykładany jest nacisk.
JDługosz
3
Odpowiedź fotografa jest taka, że to nie ma znaczenia. Pozwalamy inżynierom optycznym znaleźć najlepszy sposób na zbudowanie soczewek, a następnie wykorzystanie ich w naszym statku.
Techniczna odpowiedź brzmi: tak, soczewki niesferyczne są kuliste w tym sensie, że jedna z ich powierzchni odpowiada zewnętrznej powierzchni kuli o pewnym promieniu.
Soczewki asferyczne są bardziej złożone i nie są ograniczone do podążania za krzywą kuli. Oznacza to również, że istnieje znacznie większa wariancja między soczewkami asferycznymi. Daje to inżynierom optycznym więcej swobody przy projektowaniu takich obiektywów, a tym samym większe szanse na poprawienie problemów optycznych.
Z tego, co przeczytałem i widziałem o soczewkach asferycznych, są one zaprojektowane tak, aby zapobiegać aberracji światła padającego na powierzchnię soczewki. Oznacza to, że zapobiega zniekształceniu obrazu przez osobę noszącą soczewki. Uzyskuje się to poprzez wykrzywienie krawędzi soczewki z dala od krzywej sferycznego kształtu soczewki, dzięki czemu jest ona kulą pośrodku i zwęża się na krawędziach.
Soczewka sprzedawana jako „asferyczna” zwykle ma tylko jedną powierzchnię (jedną stronę jednego kawałka szkła) asferyczną, a wszystkie pozostałe powierzchnie będą sferyczne (lub płaskie).
Tak więc ogromna większość szkła w dowolnej soczewce, nawet w przypadku soczewek sprzedawanych jako asferyczne, i tak jest kulista.
Asferyczna powierzchnia może pomóc w skorygowaniu aberracji sferycznej, co może sprawić, że obraz będzie wyglądał miękko, gdy apertura jest szeroko otwarta. Ale to nie jest ścisła nauka, ponieważ trzeba pójść na kompromis. Na przykład korekcja aberracji sferycznej może czasami powodować, że bokeh w tle jest bardziej ostry, co nie jest idealne do portretów.
Powierzchnie soczewek asferycznych są znacznie droższe w produkcji, ponieważ nie można ich szlifować naturalnym ruchem obrotowym.
Ciekawostka: wysokiej jakości powierzchnie soczewek asferycznych istnieją od co najmniej 1667 r. , Stosowane w teleskopach, okularach do czytania i płonących okularach (!).
źródło
Odpowiedź fotografa jest taka, że to nie ma znaczenia. Pozwalamy inżynierom optycznym znaleźć najlepszy sposób na zbudowanie soczewek, a następnie wykorzystanie ich w naszym statku.
Techniczna odpowiedź brzmi: tak, soczewki niesferyczne są kuliste w tym sensie, że jedna z ich powierzchni odpowiada zewnętrznej powierzchni kuli o pewnym promieniu.
Soczewki asferyczne są bardziej złożone i nie są ograniczone do podążania za krzywą kuli. Oznacza to również, że istnieje znacznie większa wariancja między soczewkami asferycznymi. Daje to inżynierom optycznym więcej swobody przy projektowaniu takich obiektywów, a tym samym większe szanse na poprawienie problemów optycznych.
źródło
Z tego, co przeczytałem i widziałem o soczewkach asferycznych, są one zaprojektowane tak, aby zapobiegać aberracji światła padającego na powierzchnię soczewki. Oznacza to, że zapobiega zniekształceniu obrazu przez osobę noszącą soczewki. Uzyskuje się to poprzez wykrzywienie krawędzi soczewki z dala od krzywej sferycznego kształtu soczewki, dzięki czemu jest ona kulą pośrodku i zwęża się na krawędziach.
źródło