Hvordan adskiller en sfærisk linse sig fra en asfærisk linse?

Det er enkelt og relativt billigt at fremstille linser, hvis overflader er dele af et plan eller dele af en kugle. Sådanne linser fokuserer ikke lys perfekt; denne mangel på fokus er sfærisk aberration. Denne grafik fra en Wikipedia-artikel illustrerer skematisk, hvordan lysstrålerne ikke konvergerer (nederste halvdel) sammenlignet med en hypotetisk perfekt linse (øvre halvdel).

Sfærisk aberration er især fremtrædende i store, hurtige (lyse) linser. Denne manglende fokus viser sig som forskellige former for uklarhed. Problemet kan løses ved at placere andre linser foran og bag linsen. Det kan også rettes ved at ændre formen på linsefladerne (hvilket gør dem asfæriske ), men det har tendens til at være sværere og dyre at bære ud: sfæriske glasformer er enkle at lave og måle; asfæriske er ikke.

Når yderligere linseelementer tilføjes som korrektion, øger de mængden af flare og reducerer fotografiets kontrast samt tilføje til objektivets størrelse og vægt. De kan også ændre farverne lidt. Derfor signalerer asfæriske elementer typisk en linse, der er designet til at producere kontrasterende, farverige billeder og for at være lettere og lettere at bruge. De garanterer ikke i sig selv høj kvalitet, fordi linser kan udvise andre problemer udover sfærisk aberration. For eksempel kan små asfæriske linser støbes af plast og vises rutinemæssigt i billigt fotoudstyr. En stor asfærisk glaslinse er imidlertid meget dyrere at producere og normalt forbeholdt bedre linser.

Kommentarer

• Du kan rette de fleste afvigelser med en asfære er det ikke begrænset til sfærisk aberration.

En linse, der markedsføres som “asfærisk”, vil normalt har kun en overflade (den ene side af et stykke glas) asfærisk, og alle de andre overflader vil være sfæriske (eller flade).

Så langt størstedelen af glas i enhver linse, selv de linser, der markedsføres som asfærisk, er alligevel sfærisk.

En asfærisk overflade kan hjælpe med at korrigere for sfærisk aberration, hvilket kan få billedet til at se blødt ud, når blændeåbningen er vidåben. Men det er ikke en nøjagtig videnskab, fordi kompromiser skal indgås. For eksempel kan den sfæriske aberrationskorrektion undertiden gøre baggrundsbokeh mere hård, hvilket ikke er fantastisk til portrætter.

Asfæriske linseoverflader er meget dyrere at producere, fordi de ikke kan males ved en naturlig roterende bevægelse.

Sjov kendsgerning: højkvalitets asfæriske linseoverflader har eksisteret i det mindste siden 1667 , brugt i teleskoper, læsebriller og brændende briller (!).

Kommentarer

• Du mener siden slutningen af det tiende århundrede: Ibn Sahl krediteres i den samme Wikipedia-artikel med ", der arbejder [ud] formerne på anaklastiske linser, der fokuserer lys uden geometriske afvigelser "; med andre ord med design af asfæriske linser. I en 1990-isis-artikel dokumenterer Roshdi Rashed Ibn Sahl ' s geometriske konstruktion af ref raktende optiske instrumenter baseret på koniske sektioner, såsom hyperbolen, med perfekte – asfæriske – fokuseringsegenskaber. Han påpeger, at en efterfølger fra det 11. århundrede, Ibn al-Haytham, yderligere adresserede astigmatisme og aberration.
• Erm, hvorfor kan de ' t være malet af en naturlig roterende bevægelse? Asfæriske linseelementer er stadig symmetriske over midteraksen; så enhver teknik, der fungerer for kugler, skal også fungere for paraboloider.
• Det ' er stadig mere kompliceret at male noget en parabolsk form end sfærisk – selvom linsen kan drejes rundt på dens midterakse.
• Men det ' er ikke en nøjagtig videnskab Det er nøjagtig videnskab om optik, dog hver producent træffer sit eget valg for f-nummer, kontrast, vægt etc
• Som jeg husker korrigerer slibning af et teleskopspejl den oprindelige sfæriske form til en parabaloid ved at vende positionen for de to blanke, så du ' arbejder spejlet over det stationære tonehøjde-belagte konvekse glas, der blev produceret på samme tid fra den første slibning, og stigningens elasticitet og trykteknikken slibes fortrinsvis den parabolske form med et sfærisk værktøj. En robot kunne gøre det samme endnu bedre, ikke? Selv at dreje værktøjet, som jeg ser maskiner gør, fungerer stadig, fordi vektoren, hvormed der påføres tryk, er nøglen.

Fotografens svar er, at det ikke betyder noget. Vi lader optiske ingeniører finde den bedste måde at bygge linser på og derefter bruge dem til vores håndværk.

Det tekniske svar er ja, ikke- asfæriske linser er sfæriske i den forstand, at en af deres overflader svarer til den ydre overflade af en sfære med en eller anden radius.

Asfæriske linser er mere komplekse og er ikke begrænset til at følge kurvens kurver. betyder, at der er meget mere forskel blandt asfæriske linser. Dette giver optiske ingeniører mere frihed, når de designer sådanne linser, og derfor flere chancer for at korrigere for optiske problemer.