Hur skiljer sig en sfärisk lins från en asfärisk lins?

Det är enkelt och relativt billigt att göra linser vars ytor är delar av ett plan eller delar av en sfär. Sådana linser fokuserar inte ljuset perfekt, denna brist på fokus är sfärisk aberration. Denna grafik från en Wikipedia-artikel illustrerar schematiskt hur ljusstrålarna inte konvergerar (nedre halvan) jämfört med en hypotetisk perfekt lins (övre halvan).

Sfärisk aberration är särskilt framträdande i stora, snabba (ljusa) linser. Denna brist på fokus visar sig som olika former av oklarhet. framför och bakom linsen. Det kan också korrigeras genom att ändra formen på linsytorna (vilket gör dem asfäriska ), men det tenderar att bli svårare och dyrt att bära ut: sfäriska glasformer är enkla att göra och mäta; asfäriska är inte.

När ytterligare linselement läggs till som korrigering ökar de mängden flare och minskar kontrasten på fotografiet , samt att öka linsens storlek och vikt. De kan också ändra färgerna lite. Därför signalerar asfäriska element vanligtvis en lins som är utformad för att producera kontrasterande, färgglada bilder och för att vara lättare och lättare att använda. De garanterar inte i sig hög kvalitet, eftersom linser kan uppvisa andra problem förutom sfärisk aberration. Till exempel kan små asfäriska linser formas av plast och visas rutinmässigt i billig fotoutrustning. En stor asfärisk glaslins är dock mycket dyrare att producera och vanligtvis reserverad för bättre linser.

Kommentarer

• Du kan korrigera de flesta avvikelser med en asfär är det inte begränsat till sfärisk avvikelse.

En lins som marknadsförs som ”asfärisk” kommer vanligtvis har bara en yta (en sida av en bit glas) asfärisk, och alla andra ytor kommer att vara sfäriska (eller plana).

Så de allra flesta glas i alla linser, även de linser som marknadsförs som asfärisk, är ändå sfärisk.

En asfärisk yta kan hjälpa till att korrigera för sfärisk aberration, vilket kan göra att bilden ser mjuk ut när bländaren är vidöppen. Men det är inte en exakt vetenskap, eftersom kompromisser måste göras. Till exempel kan den sfäriska aberrationskorrigeringen ibland göra bakgrundsbokeh hårdare, vilket inte är bra för porträtt.

Asfäriska linsytor är mycket dyrare att producera, eftersom de inte kan slipas av en naturlig roterande rörelse.

Roligt faktum: högkvalitativa asfäriska linsytor har funnits minst sedan 1667 , används i teleskop, läsglasögon och brinnande glasögon (!).

Kommentarer

• Du menar sedan slutet av 900-talet: Ibn Sahl krediteras i samma Wikipedia-artikel med " som arbetar [ut] formerna av anaklastiska linser som fokuserar ljus utan geometriska avvikelser "; med andra ord, med utformning av asfäriska linser. I en 1990-artikel från Isis dokumenterar Roshdi Rashed Ibn Sahl ' s geometriska konstruktion av ref raktande optiska instrument baserat på koniska sektioner, såsom hyperbolen, med perfekta – asfäriska – fokuseringsegenskaper. Han påpekar att en efterföljare från 1100-talet, Ibn al-Haytham, vidare tog upp astigmatism och avvikelse.
• Erm, varför kan ' t de malas av en naturlig roterande rörelse? Asfäriska linselement är fortfarande symmetriska över mittaxeln; så alla tekniker som fungerar för sfärer bör också fungera för paraboloider.
• Det ' är fortfarande mer komplicerat att slipa något paraboliskt än sfäriskt – även om linsen kan snurras runt på centrumaxeln.
• Men det ' är inte en exakt vetenskap Det är exakt vetenskap om optik, dock varje tillverkare gör sitt eget val för f-nummer, kontrast, vikt etc
• Som jag minns korrigerar slipning av en teleskopspegel den ursprungliga sfäriska formen till en parabaloid genom att vända positionen för de två tomrum så att du ' speglar över det stationära tonhöjdbelagda konvexa glaset som producerades samtidigt från första slipningen, och stigningens elasticitet och trycktekniken slipar företrädesvis den paraboliska formen med ett sfäriskt verktyg. En robot kan göra samma sak ännu bättre, eller hur? Även att snurra verktyget som jag ser att maskiner gör kommer fortfarande att fungera eftersom vektorn på vilket tryck appliceras är nyckeln.

Fotografens svar är att det inte spelar någon roll. Vi låter optiska ingenjörer hitta det bästa sättet att bygga linser och sedan använda dem för vårt hantverk.

Det tekniska svaret är ja, inte asfäriska linser är sfäriska i den meningen att en av deras ytor motsvarar den yttre ytan av en sfär med någon radie.

Asfäriska linser är mer komplexa och är inte begränsade till att följa kurvan för en sfär. betyder att det finns mycket större variation mellan asfäriska linser. Detta ger optiska ingenjörer mer frihet när de utformar sådana linser och därför fler chanser att korrigera för optiska problem.