Lęšiai būna įvairių formų ir formų; Suprasdami šiuos skirtumus, galėsite pasirinkti idealų objektyvą savo vaizdo gavimo programai.
Sferiniai lęšiai
Rutulio formos lęšiai turi tolygų kreivumą visame paviršiuje ir yra santykinai nebrangūs ir lengvai pagaminami, o asferiniai lęšiai yra labiau tokie. Tačiau sferiniai lęšiai gali nukentėti nuo efekto, vadinamo sferine aberacija, dėl kurio šviesos spinduliai, einantys pro jų kraštus, nesufokusuoja tinkamai, lyginant su tais, kurie praeina per jo centrą; naudojant didesnes diafragmas arba didelius padidinimo lygius, sukurti vaizdai gali atrodyti neryškūs dėl šio reiškinio.
Asferiniai lęšiai
Asferiniai lęšiai pasižymi sudėtingesniais profiliais su besikeičiančiais išlinkimais nuo centro iki krašto, todėl galima tiksliau sufokusuoti ir mažiau iškraipyti dėl sferinio iškraipymo, todėl gaunami aiškesni ir ryškesnio kontrasto vaizdai. Nors asferiniai lęšiai gali kainuoti daugiau ir juos pagaminti sunkiau nei įprastų lęšių dizaino lęšiai, dėl puikių optinių savybių jie yra naudingi didelio tikslumo taikymams.
Vaizdo gavimo programos
Asferinių ir sferinių lęšių pasirinkimas vaizduojant priklauso nuo jų paskirties; čia yra keletas svarstymų:
Rinkdamiesi objektyvus atsižvelkite į visus savo taikymo reikalavimus, įskaitant vaizdo kokybę, matymo lauko reikalavimus, objektyvo dizaino kompaktiškumą ir kainą. Asferiniai lęšiai geriau veikia naudojant aberacijas; sferinių gali pakakti, jei yra mažiau reikalaujančių ar ekonomiškų programų.
Kaip veikia sferiniai lęšiai?
Refrakcija įvyksta, kai šviesos spinduliai praeina pro sferinius lęšius, kurie juos sulenkia. Pagrindinis jų principas slypi apvaliame konstrukcijoje: į tokius lęšius patenkanti šviesa sąveikauja su kreiviniu paviršiumi, veda juos link konvergencijos (išgaubti lęšiai) arba divergencijos (įgaubti lęšiai).
Čia išsamiau apžvelgiama, kaip veikia sferiniai lęšiai, atsižvelgiant į jų tipą:
1. Išgaubti sferiniai lęšiai (konverguojantys lęšiai)
- Išgaubti lęšiai turi storesnius centrus nei jų kraštai.
- Jų židinio taškas yra susikirtimo taškas, kuriame šviesos spinduliai patenka į išgaubtą stiklo lęšį, o jų keliai galiausiai susitinka židinio plokštumoje ir sukuria vaizdus.
- Išgaubti lęšiai sukurs apverstą vaizdą, jei jie yra už židinio nuotolio; kitu atveju jie sukurs virtualią inversiją.
2. Įgaubti sferiniai lęšiai (skirtingi lęšiai)
- Įgaubtų lęšių centras yra dar plonesnis nei jų kraštai. Po lūžio lygiagretūs šviesos spinduliai patenka į įgaubtą prizmę ir pasklinda (diverga).
- Atrodo, kad šviesos spinduliai nesusilieja į įspūdį, o sklinda iš to paties objektyvo taško, kuriame yra jų šaltinis – šis taškas vadinamas virtualiu židiniu.
- Kad ir kaip arti objektas būtų prie įgaubto lęšio, įgaubti lęšiai visada sukurs virtualius vaizdus, kurie yra sumažinti ir vertikaliai.
Šviesos fokusavimas per sferinį lęšį priklauso nuo jo kreivumo, jo konstrukcijoje naudojamų medžiagų lūžio rodiklių ir pro jį praeinančios šviesos bangos ilgių. Sferiniai lęšiai iškraipomi dėl vienodos kreivės; šviesa, patenkanti į jų kraštus, lūžta labiau nei ta, kuri patenka į jos centrą, todėl optinėje ašyje susidaro skirtingos fokusavimo vietos.
Kaip veikia asferiniai lęšiai?
Asferiniai lęšiai valdo kryptį, kuria šviesos spinduliai praeina per procesą, vadinamą refrakcija, panašiai kaip ir sferiniai, tačiau pasižymi dideliu paviršiaus kreivumo skirtumu; jų profiliai paprastai būna sudėtingesni nei sferiniai, kurių išlinkimai paprastai būna vienodi; todėl jie geriau ištaiso aberacijas (ypač sferines) dėl nevienodų paviršiaus kreivių; kaip tokie jie tiksliau fokusuoja šviesą į vieną židinio tašką; ištaisyti aberacijas, o ištaisyti aberacijas veiksmingiau dėl nevienodų paviršiaus išlinkimų, o ne vienodus išlinkimus, būdingus jų atitikmenų sferiniams atitikmenims, turintiems vienodus išlinkimus; Jie taip pat efektyviau fokusuoja šviesą į vieną tašką, kai sufokusuoja vieną tašką, nei leistų tradiciniai analogai.
Atidžiai pažiūrėkite į asferinį objektyvą, kad pamatytumėte jo funkcionalumą:
Asferinių lęšių dizainas turi keletą privalumų, kurie nusveria jų iššūkius, įskaitant patobulintą optinį našumą arba kompaktiškesnes objektyvų konfigūracijas.
Kuo skiriasi asferiniai ir sferiniai lęšiai?
Asferiniai ir sferiniai optiniai lęšiai skiriasi tiek forma, tiek šviesos valdymo galimybėmis, sukurdami skirtingus privalumus ir trūkumus, priklausomai nuo to, kokiai paskirčiai lęšis bus naudojamas. Pateikiame išsamų palyginimą.
1. Forma ir paviršiaus kreivumas
- Sferiniai lęšiai: Sferiniai lęšiai turi paviršius, panašius į tuos, kurie yra ant kamuoliukų. Jų kreivumas yra vienodas visame paviršiuje; palengvina sferinio lęšio gamybą, tačiau sukuria galimų optinio iškraipymo problemų, susijusių su formos iškraipymu ir kitais iškraipymo mechanizmais.
- Asferiniai lęšiai: Asferinis lęšis, priešingai nei jo sferinis pusbrolis, turi paviršiaus profilį, kuris yra ne toks tolygiai išlenktas. Kreivumas keičiasi, kai šviesa juda iš centro į išorę link jos kraštų, kad būtų galima geriau kontroliuoti, kaip spinduliai bus lūžę; taip sumažinant arba net visiškai pašalinant iškraipymus ir optinius trūkumus.
2. Optinis našumas
- Sferinė aberacija: kaip optinio veikimo dalis, sferinė aberacija atsiranda, kai šviesos spinduliai prasiskverbia pro objektyvo kraštą ir sufokusuoja kitose vietose nei šviesa, einanti per jo centrą, todėl naudojant plačias diafragmas ir didesnį padidinimą susidaro neryškūs vaizdai arba iškraipymai. Šis reiškinys dažnai sukelia neryškius efektus.
- Aberacijos korekcija ir asferiniai akiniai: asferiniai lęšiai yra specialiai pagaminti lęšiai, skirti ištaisyti aberacijas, kurias sukelia sferinė aberacija arba kiti šviesos spindulių nelygumai, tiksliau fokusuojant į vieną tašką; taip gaunami aiškesni ir ryškesni vaizdai.
3. Gamybos kaina ir sudėtingumas
- Sferinių lęšių gamyba: kadangi sferinius lęšius gaminti gana paprasta, jų gamybos sąnaudos paprastai yra pigesnės ir plačiai naudojamos įvairioms reikmėms dėl patogumo ir prieinamumo.
- Asferinis objektyvas: Asferinių lęšių dizainas reikalauja didesnių techninių įgūdžių. Norint sukurti nevienodus asferinių lęšių išlinkimus, reikia naudoti pažangias technologijas, įskaitant formavimą, šlifavimą ir poliravimą – tai taip pat padidina išlaidas, tačiau dėl puikios optinės charakteristikos dažnai pateisinamos visos papildomos išlaidos, susijusios su šių lęšių įsigijimu.
4. Paraiškos
- Sferiniai lęšiai: dėl savo lengvumo ir mažų sąnaudų sferiniai lęšiai yra puikus sprendimas, kai optimalus optinis našumas nėra būtinas, įskaitant akinius ir pagrindinius fotoaparato lęšius, be daugelio kitų optinių įrenginių. Jie netgi gali padėti sumažinti išlaidas.
- Asferiniai lęšiai: dėl savo išskirtinių optinių savybių asferiniai lęšiai yra idealus sprendimas taikymui, kuriam reikalingas tikslumas ir vaizdo kokybė. Įprastas asferinių objektyvų pritaikymas apima fotografijos įrangą, pvz., aukščiausios klasės DSLR fotoaparatus arba profesionalių objektyvų sistemas, skirtas moksliniams eksperimentams, kuriems reikalingas didesnis tikslumas, nei galima gauti naudojant įprastus sferinius objektyvus; Arba jie gali leisti sukurti kompaktiškesnius optinius dizainus, visiškai pakeičiant kelias sferinių lęšių sistemas.
Sferiniai ir asferiniai lęšiai turėtų būti parinkti atsižvelgiant į jūsų taikymo reikalavimus, įskaitant optines charakteristikas, dizaino sudėtingumą ir sąnaudas. Asferiniai lęšiai pasižymi didesniu tikslumu ir tuo pat metu yra prieinamas sprendimas daugeliui bendrosios paskirties. priešingai, asferiniai lęšiai paprastai siūlo geresnę vaizdo kokybę nei jų sferiniai lęšiai.
Kaip rasti tinkamus asferinius ir sferinius lęšius?
Norint rasti asferinį arba sferinį lęšį, atitinkantį jūsų poreikius, reikia atsižvelgti į keletą pagrindinių aspektų, ypač fotonikos srityje. Fotonika yra plati sritis, apimanti viską, pradedant telekomunikacijų sistemomis ir lazerio spindulių sistemomis, baigiant medicinine fotonika, taip pat jutikliais, kuriems reikalingi lęšiai – šis išsamus vadovas gali padėti pasirinkti tinkamo tipo lęšius fotonikos programoms.
1. Programos reikalavimų supratimas
- Aiškumas ir skiriamoji geba yra labai svarbūs tokiose programose kaip šviesolaidinės ryšio sistemos, didelio tikslumo lazerinės sistemos ir panašios sistemos; tokiose programose dažnai pirmenybė teikiama asferiniams lęšiams, nes jie sumažina sferinius iškraipymus.
- Spindulio fokusavimas ir formavimas: Fokusavimas ir formavimas yra neatskiriama lazerinių sistemų, naudojamų medicininėms procedūroms, taip pat pjovimui, graviravimui ir kitiems medicinos tikslams, dalis. Asferiniai lęšiai gali pagerinti spindulio fokusavimą, kad sumažintų iškraipymus ir padidintų sistemos efektyvumą.
- Platus matymo laukas: fotonikos programos dažnai reikalauja plataus matymo laukų, kurie neiškraipo, pavyzdžiui, vaizdo gavimo sistemos ir jutikliai. Asferinis objektyvas suteikia plokštesnį lauką ir vienodesnį vaizdą visose scenose.
2. Dizainas ir kompaktiškumas
- Optinės sistemos dydis: erdvės apribojimai gali kelti problemų dėl miniatiūrinių ir nešiojamų fotoninių įrenginių, ypač asferinių lęšių dizainas gali tapti mažesnis ir lengvesnis, kai optinėje sistemoje yra mažiau lęšių. Dėl šio požiūrio asferiniai dizainai dar labiau taupo erdvę.
- Integravimas su kitomis optinėmis dalimis: atidžiai apsvarstykite, kaip jūsų objektyvas bus integruotas su kitomis optinėmis jūsų sistemos dalimis. Ašiniai lęšiai yra labiau pritaikomi ir leidžia lengviau integruoti.
3. Įvertinkite sąnaudas ir našumą
- Biudžeto apribojimai: nors asferiniai lęšiai paprastai kainuoja brangiau, jų našumas kompensuoja visas papildomas išlaidas. Priimdami asferinių lęšių pirkimo sprendimus, skirkite laiko pasverti naudą ir sąnaudas / našumą; Arba sferiniai lęšiai gali padėti sutaupyti tais atvejais, kai tikslaus tikslumo reikia mažiau.
- Mastelio keitimas ir apimtis: didelio masto gaminiams ar pritaikymams asferinių lęšių ir jų analogų sferinių lęšių kainų skirtumai gali būti dideli; protinga įvertinti, ar asferinių lęšių pranašumai pateisina jų didesnes išlaidas. Jei tai tinka jums, atidžiai atkreipkite dėmesį, ar perjungti verta, kai pasirenkate asferinį ir sferinį objektyvą.
4. Aptarkite tiekėjo galimybes
- Tiekėjo galimybės: ne kiekvienas objektyvų gamintojas specializuojasi aukštos kokybės asferinėje optikoje; todėl protinga pasikonsultuoti su keliais lęšių tiekėjais dėl jų gamybos galimybių, kokybės kontrolės procesų ir gebėjimo atitikti specifinius reikalavimus. Prieš pasirinkdami objektyvo pardavėją, pasikalbėkite su keliais objektyvų gamintojais apie gamybos galimybes.
- Individualūs sprendimai: Parduoti lęšiai gali neatitikti visų fotonikos taikymo poreikių; Norėdami rasti individualius objektyvus, pritaikytus konkrečiai jūsų taikymo specifikacijoms, dirbkite su tiekėjais, kurie siūlo pasirinktinio objektyvo projektavimo ir gamybos paslaugas. Asferiniai pasirinktiniai lęšiai netgi gali būti pagaminti pagal jūsų tikslias taikymo specifikacijas!
5. Testavimas ir prototipų kūrimas
- Prototipo testavimas: prieš pasirinkdami objektyvą, sukurkite optinės sistemos prototipą naudodami asferinius ir sferinius lęšius, kad palygintumėte jų našumą jūsų pritaikymui ir rastumėte, kuris objektyvas geriausiai atitinka jūsų reikalavimus. Atliekant tokius bandymus, šis bandymas padeda žymiai susiaurinti jūsų pasirinkimo galimybes ir padėti nustatyti jums ir jūsų poreikiams tinkamiausią.
- Atsiliepimai ir kartojimas: peržiūrėkite duomenis, gautus kuriant prototipus, kad patobulintumėte savo optinį dizainą ir objektyvo pasirinkimo procesą, glaudžiai bendradarbiaudami su tiekėjais, kad pasiektumėte idealų rezultatą. Bendradarbiavimas taip pat gali būti labai svarbus ieškant optimalaus dizaino.
Renkantis asferinį arba sferinį lęšį fotonikos reikmėms, reikia atidžiai apsvarstyti taikymo reikalavimus, projektavimo veiksnius, sąnaudų ir našumo aspektus bei bendradarbiavimą su tiekėjais – kad būtų pasiektas norimas fotonikos sistemos našumas organizuojant objektyvų pasirinkimą.
