Hvordan skiller en sfærisk linse seg fra en asfærisk linse?

Det er enkelt og relativt billig å lage linser hvis overflater er deler av et plan eller deler av en sfære. Slike linser fokuserer ikke lys perfekt, denne mangelen på fokus er sfærisk aberrasjon. Denne grafikken fra en Wikipedia-artikkelen illustrerer skjematisk hvordan lysstrålene ikke konvergerer (nedre halvdel) sammenlignet med en hypotetisk perfekt linse (øvre halvdel).

Sfærisk aberrasjon er spesielt fremtredende i store, raske (lyse) linser. Denne mangelen på fokus viser seg som ulike former for uklarhet. Problemet kan løses ved å plassere andre linser. foran og bak linsen. Det kan også korrigeres ved å endre formen på linseflatene (noe som gjør dem asfæriske ), men det har en tendens til å være vanskeligere og dyrt å bære ut: sfæriske glassformer er enkle å lage og måle; asfæriske er det ikke.

Når ytterligere linseelementer legges til som korreksjon, øker de mengden bluss og reduserer kontrasten på fotografiet , i tillegg til å øke størrelsen og vekten på linsen. De kan også endre fargene litt. Derfor signaliserer asfæriske elementer vanligvis et objektiv som er laget for å produsere kontrasterende, fargerike bilder og for å være lettere og lettere å bruke. De garanterer ikke i seg selv høy kvalitet, fordi linser kan utvise andre problemer i tillegg til sfærisk aberrasjon. For eksempel kan små asfæriske linser støpes av plast og vises rutinemessig i billig fotoutstyr. Imidlertid er en stor asfærisk linse av glass mye dyrere å produsere og vanligvis reservert for bedre linser.

Kommentarer

• Du kan korrigere de fleste avvik med en asfære, er det ikke begrenset til sfærisk aberrasjon.

En linse markedsført som «asfærisk» vil vanligvis har bare en overflate (den ene siden av ett stykke glass) asfærisk, og alle de andre overflatene vil være sfæriske (eller flate).

Så det store flertallet av glass i en hvilken som helst linse, til og med de linsene som markedsføres som asfærisk, er uansett sfærisk.

En asfærisk overflate kan bidra til å korrigere for sfærisk aberrasjon, noe som kan gjøre at bildet ser mykt ut når blenderåpningen er vidåpent. Men det er ikke en eksakt vitenskap, fordi kompromisser må inngås. For eksempel kan den sfæriske aberrasjonskorrigering noen ganger gjøre bakgrunnsbokeh mer tøff, noe som ikke er bra for portretter.

Asfæriske linseflater er mye dyrere å produsere, fordi de ikke kan males av en naturlig rotasjonsbevegelse.

Morsomt faktum: asfæriske linseoverflater av høy kvalitet har eksistert i det minste siden 1667 , brukt i teleskoper, lesebriller og brennende briller (!).

Kommentarer

• Du mener siden slutten av det tiende århundre: Ibn Sahl er kreditert i den samme Wikipedia-artikkelen med " som arbeider ut formene på anaklastiske linser som fokuserer lys uten geometriske avvik "; med andre ord med utforming av asfæriske linser. I en 1990-Isis-artikkel , dokumenterer Roshdi Rashed Ibn Sahl ' s geometriske konstruksjon av ref raktende optiske instrumenter basert på koniske seksjoner, som hyperbola, med perfekte – asfæriske – fokuseringsegenskaper. Han påpeker at en etterfølger fra det 11. århundre, Ibn al-Haytham, videre adresserte astigmatisme og aberrasjon.
• Erm, hvorfor kan ' t de blir malt av en naturlig roterende bevegelse? Asfæriske linseelementer er fremdeles symmetriske over senteraksen; så enhver teknikk som fungerer for kuler, bør også fungere for paraboloider.
• Det ' er fortsatt mer komplisert å male noe parabolsk form enn sfærisk – selv om objektivet kan spinnes rundt på senteraksen.
• Men det ' er ikke en eksakt vitenskap Det er eksakt vitenskap om optikk, men hver produsent tar sitt eget valg for f-nummer, kontrast, vekt etc
• Som jeg husker korrigerer sliping av et teleskopspeil den opprinnelige sfæriske formen til en parabaloid ved å reversere posisjonen til de to blanks slik at du ' arbeider speilet over det stasjonære tonehøyde-belagte konvekse glasset som ble produsert samtidig fra første sliping, og elastisiteten til stigningen og trykkteknikken sliper fortrinnsvis den parabolske formen med et sfærisk verktøy. En robot kunne gjøre det samme enda bedre, ikke sant? Selv å spinne verktøyet som jeg ser maskiner gjør, vil fremdeles fungere fordi vektoren som trykket påføres er nøkkelen.

Fotografens svar er at det ikke betyr noe. Vi lar optiske ingeniører finne den beste måten å bygge linser på, og bruker dem deretter til vårt håndverk.

Det tekniske svaret er ja, ikke- asfæriske linser er sfæriske i den forstand at en av overflatene deres tilsvarer den ytre overflaten av en sfære med en eller annen radius.

Asfæriske linser er mer komplekse og er ikke begrenset til å følge kurven til en sfære. betyr at det er mye mer avvik blant asfæriske linser. Dette gir optiske ingeniører mer frihet når de designer slike linser og derfor flere sjanser til å korrigere for optiske problemer.