Линза элементлары саны оптик системаларда сурәтләү нәтиҗәлелегенең мөһим билгеләүчесе булып тора һәм гомуми дизайн системасында үзәк роль уйный. Заманча сурәтләү технологияләре алга киткән саен, кулланучыларның сурәтнең ачыклыгына, төсләрнең төгәллегенә һәм вак детальләрнең кабатлануына карата таләпләре көчәйде, бу исә яктылыкның тыгызлаша барган физик тышлыклар эчендә таралуын контрольдә тотуны көчәйтергә кирәк итте. Бу контекстта линза элементлары саны оптик система мөмкинлекләрен көйләүче иң йогынтылы параметрларның берсе булып чыга.
Һәр өстәмә линза элементы иреклелекнең өстәмә дәрәҗәсен кертә, бу яктылык траекторияләрен төгәл манипуляцияләү һәм оптик юл буенча фокуслау тәртибен тәэмин итә. Бу яхшыртылган дизайн сыгылмалылыгы төп сурәтләү юлын оптимальләштерүне генә түгел, ә күп оптик аберрацияләрне максатчан төзәтү мөмкинлеген дә бирә. Төп аберрацияләргә сферик аберрация керә - маргинал һәм параксиаль нурлар уртак фокус ноктасында җыелмаганда барлыкка килә; кома аберрациясе - нокта чыганакларының, бигрәк тә сурәт перифериясенә таба асимметрик таплануы буларак күренә; астигматизм - юнәлешкә бәйле фокус аермаларына китерә; кыр кәкрелеге - сурәт яссылыгы кәкреләнә, бу кыр фокусы начарланган кискен үзәк өлкәләргә китерә; һәм геометрик бозылу - баррель яки мендәр формасындагы сурәт деформациясе буларак күренә.
Моннан тыш, материал дисперсиясе аркасында барлыкка килгән аксиаль һәм ян-як хроматик аберрацияләр төс төгәллеген һәм контрастны боза. Өстәмә линза элементларын куллану, бигрәк тә уңай һәм тискәре линзаларның стратегик комбинацияләре аша, бу аберрацияләрне системалы рәвештә киметергә мөмкин, шуның белән күрү кырында сурәтләүнең бердәмлеген яхшыртырга мөмкин.
Югары ачыклыклы сурәтләүнең тиз үсеше линзаның катлаулылыгының әһәмиятен тагын да арттырды. Мәсәлән, смартфон фотографиясендә флагман модельләре хәзер пиксель саны 50 миллионнан артып киткән, кайберләре 200 миллионга җиткән CMOS сенсорларын берләштерә, пиксель зурлыгы даими рәвештә кими бара. Бу алгарышлар төшкән яктылыкның почмак һәм киңлек консистенциясенә катгый таләпләр куя. Мондый югары тыгызлыклы сенсор массивларының чишелеш көчен тулысынча файдалану өчен, линзалар киң киңлек ешлык диапазонында югарырак Модуляция Күчерү Функциясе (MTF) кыйммәтләренә ирешергә тиеш, бу нечкә текстураларны төгәл күрсәтүне тәэмин итә. Нәтиҗәдә, гадәти өч яки биш элементлы дизайннар инде җитәрлек түгел, бу 7P, 8P һәм 9P архитектуралары кебек алдынгы күп элементлы конфигурацияләрне куллануга китерә. Бу дизайннар кыйшайган нур почмаклары өстеннән югарырак контроль ясарга мөмкинлек бирә, сенсор өслегенә нормальгә якын төшүне стимуллаштыра һәм микролинзаларның үзара бәйләнешен минимальләштерә. Моннан тыш, асферик өслекләрне интеграцияләү сферик аберрация һәм бозылу өчен төзәтү төгәллеген арттыра, кырыйдан кырыйга үткенлекне һәм гомуми сурәт сыйфатын сизелерлек яхшырта.
Профессиональ сурәтләү системаларында оптик камиллеккә ихтыяҗ тагын да катлаулырак чишелешләргә этәргеч бирә. Югары класслы DSLR һәм көзгесез камераларда кулланыла торган зур диафрагмалы төп линзалар (мәсәлән, f/1.2 яки f/0.95), кырның сай тирәнлеге һәм югары яктылык үткәрүчәнлеге аркасында, җитди сферик аберрациягә һәм комага бирешүчән. Бу эффектларга каршы тору өчен, җитештерүчеләр алдынгы материалларны һәм төгәл инженерияне кулланып, 10-14 элементтан торган линзалар җыелмаларын даими кулланалар. Түбән дисперсияле пыяла (мәсәлән, ED, SD) хроматик дисперсияне бастыру һәм төс чикләрен бетерү өчен стратегик яктан кулланыла. Асферик элементлар берничә сферик компонентны алыштыра, авырлыкны һәм элементлар санын киметкәндә, югары аберрация төзәтүенә ирешә. Кайбер югары җитештерүчән конструкцияләргә зур масса өстәмичә, хроматик аберрацияне тагын да бастыру өчен дифракцияле оптик элементлар (DOE) яки флюорит линзалар керә. Ультра-телефото зум линзаларында - мәсәлән, 400 мм f/4 яки 600 мм f/4 - оптик җыелма 20 аерым элементтан артып китәргә мөмкин, якын фокустан чиксезлеккә кадәр даими сурәт сыйфатын саклап калу өчен йөзүче фокус механизмнары белән берләштерелгән.
Бу өстенлекләргә карамастан, линза элементлары санын арттыру инженерлык өлкәсендә зур компромисслар кертә. Беренчедән, һәр һава-пыяла интерфейсы якынча 4% чагылдыру югалтуына китерә. Хәтта заманча чагылдыруга каршы капламалар белән дә, шул исәптән наноструктуралы капламалар (ASC), субдулкын озынлыгындагы структуралар (SWC) һәм күп катламлы киң полосалы капламалар белән дә, тупланма үткәрүчәнлек югалтулары котылгысыз булып кала. Артык элементлар саны яктылыкның гомуми үткәрүчәнлеген начарайта, сигнал-шау нисбәтен киметә һәм яктырту, томан һәм контраст кимүенә бирешүчәнлекне арттыра, бигрәк тә яктылык аз булган мохиттә. Икенчедән, җитештерү түземлелеге барган саен таләпчәнрәк була бара: һәр линзаның күчәр позициясе, авышлыгы һәм аралыгы микрометр дәрәҗәсендәге төгәллектә сакланырга тиеш. Читкә китүләр күчәрдән читтә аберрациянең начарлануына яки локальләштерелгән томанлануга китерергә мөмкин, җитештерү катлаулылыгын арттыра һәм уңыш дәрәҗәсен киметә.
Моннан тыш, линзалар санының артуы, гадәттә, системаның күләмен һәм массасын арттыра, бу кулланучы электроникасындагы миниатюризация императивына каршы килә. Смартфоннар, экшн-камералар һәм дроннарга урнаштырылган сурәтләү системалары кебек киңлек чикләнгән кушымталарда югары җитештерүчән оптиканы компакт форма факторларына интеграцияләү зур проектлау кыенлыгы тудыра. Моннан тыш, автофокус актуаторлары һәм оптик сурәт тотрыклыландыру (OIS) модульләре кебек механик компонентлар линзалар төркеме хәрәкәте өчен җитәрлек ара таләп итә. Артык катлаулы яки начар урнаштырылган оптик стеклар актуаторның хәрәкәтен һәм җавап бирүчәнлеген чикли ала, фокуслау тизлеген һәм тотрыклыландыру нәтиҗәлелеген киметә ала.
Шуңа күрә, гамәли оптик дизайнда, линза элементларының оптималь санын сайлау өчен комплекслы инженерлык компромисс анализы кирәк. Дизайнерлар теоретик эшчәнлек чикләрен максатчан куллану, әйләнә-тирә мохит шартлары, җитештерү бәясе һәм базар дифференциациясе кебек реаль дөнья чикләүләре белән туры китерергә тиеш. Мәсәлән, массакүләм базар җайланмаларындагы мобиль камера линзалары, гадәттә, эшчәнлек һәм чыгым-эффективлыкны тигезләү өчен 6P яки 7P конфигурацияләрен кулланалар, ә профессиональ кино линзалары зурлык һәм авырлык хисабына югары сыйфатлы сурәтләргә өстенлек бирә ала. Шул ук вакытта, оптик дизайн программа тәэминатындагы алгарыш - мәсәлән, Zemax һәм Code V - катлаулы күп үзгәрүчәнле оптимизацияләү мөмкинлеген бирә, бу инженерларга камилләштерелгән кәкрелек профильләре, сыну күрсәткечен сайлау һәм асферик коэффициентны оптимизацияләү аша азрак элементлар кулланып, зуррак системалар белән чагыштырырлык эшчәнлек дәрәҗәләренә ирешергә мөмкинлек бирә.
Нәтиҗә ясап шуны әйтергә кирәк, линза элементлары саны оптик катлаулылыкның үлчәме генә түгел, ә сурәтләү нәтиҗәлелегенең югары чиген билгеләүче төп үзгәрүчән. Ләкин, югары оптик дизайнга санлы эскалация аша гына түгел, ә аберрацияне төзәтүне, тапшыру нәтиҗәлелеген, структураль компактлыкны һәм җитештерүчәнлекне гармонияләштерә торган баланслы, физикага нигезләнгән архитектураны махсус төзү аша ирешелә. Киләчәккә карап, яңа материаллардагы инновацияләр - мәсәлән, югары сыну индексы, түбән дисперсияле полимерлар һәм метаматериаллар - алдынгы җитештерү техникалары - шул исәптән пластина дәрәҗәсендә формалаштыру һәм ирекле форма өслеген эшкәртү - һәм оптика һәм алгоритмнарны бергәләп эшләү аша исәпләү сурәтләү - "оптималь" линзалар саны парадигмасын яңадан билгеләр, югарырак җитештерүчәнлек, зуррак интеллект һәм яхшыртылган масштаблану белән характерланган киләсе буын сурәтләү системаларын булдырырга мөмкинлек бирер дип көтелә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 16 декабре