Ob'ektiv elementlari soni optik tizimlarda tasvirlash samaradorligining muhim omili bo'lib, umumiy dizayn tizimida markaziy rol o'ynaydi. Zamonaviy tasvirlash texnologiyalari rivojlanib borgan sari, foydalanuvchilarning tasvir ravshanligi, ranglarning aniqligi va nozik detallarni qayta tiklashga bo'lgan talablari kuchayib bormoqda, bu esa tobora ixchamlashib borayotgan jismoniy qobiqlar ichida yorug'lik tarqalishini ko'proq nazorat qilishni talab qiladi. Shu nuqtai nazardan, linza elementlari soni optik tizim imkoniyatlarini boshqaruvchi eng ta'sirli parametrlardan biri sifatida paydo bo'ladi.
Har bir qo'shimcha linza elementi yorug'lik traektoriyalarini aniq boshqarish va optik yo'l bo'ylab fokuslash xatti-harakatlarini ta'minlash uchun qo'shimcha erkinlik darajasini taqdim etadi. Ushbu yaxshilangan dizayn moslashuvchanligi nafaqat asosiy tasvir yo'lini optimallashtirishga yordam beradi, balki bir nechta optik aberratsiyalarni maqsadli tuzatishga ham imkon beradi. Asosiy aberratsiyalarga quyidagilar kiradi: sferik aberratsiya - chekka va paraksial nurlar umumiy fokus nuqtasida birlashmaganda paydo bo'ladigan aberratsiya; koma aberratsiyasi - nuqta manbalarining, ayniqsa tasvir periferiyasiga nisbatan assimetrik dog'lanishi sifatida namoyon bo'ladigan; astigmatizm - yo'nalishga bog'liq fokus nomuvofiqliklariga olib keladigan; maydon egriligi - tasvir tekisligi egri bo'lib, chekka fokusning pasayishi bilan o'tkir markaziy mintaqalarga olib keladi; va geometrik buzilish - barrel yoki yostiqsimon tasvir deformatsiyasi sifatida ko'rinadi.
Bundan tashqari, material dispersiyasi natijasida yuzaga keladigan xromatik aberratsiyalar - ham eksenel, ham lateral - ranglarning aniqligi va kontrastini buzadi. Qo'shimcha linza elementlarini, ayniqsa musbat va manfiy linzalarning strategik kombinatsiyalari orqali qo'shish orqali bu aberratsiyalarni tizimli ravishda kamaytirish mumkin, shu bilan ko'rish maydoni bo'ylab tasvirning bir xilligini yaxshilaydi.
Yuqori aniqlikdagi tasvirlarning tez rivojlanishi linzalarning murakkabligining ahamiyatini yanada oshirdi. Masalan, smartfon fotografiyasida flagman modellar endi piksellar soni 50 milliondan oshadigan, ba'zilari 200 millionga yetadigan CMOS sensorlarini birlashtiradi, piksel o'lchamlari doimiy ravishda kamayib bormoqda. Ushbu yutuqlar tushayotgan yorug'likning burchak va fazoviy izchilligiga qat'iy talablar qo'yadi. Bunday yuqori zichlikdagi sensorlar massivlarining aniqlik kuchidan to'liq foydalanish uchun linzalar keng fazoviy chastota diapazonida yuqori Modulyatsiya uzatish funktsiyasi (MTF) qiymatlariga erishishi kerak, bu esa nozik teksturalarning aniq ko'rsatilishini ta'minlaydi. Natijada, an'anaviy uch yoki besh elementli dizaynlar endi yetarli emas, bu esa 7P, 8P va 9P arxitekturalari kabi ilg'or ko'p elementli konfiguratsiyalarni qabul qilishga olib keladi. Ushbu dizaynlar qiyshiq nurlar burchaklari ustidan ustun boshqaruvni ta'minlaydi, sensor yuzasida deyarli normal tushishni ta'minlaydi va mikrolinzalarning o'zaro ta'sirini minimallashtiradi. Bundan tashqari, asferik sirtlarning integratsiyasi sharsimon aberratsiya va buzilishlarni tuzatish aniqligini oshiradi, chekkadan chekkaga aniqlik va umumiy tasvir sifatini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Professional tasvirlash tizimlarida optik mukammallikka bo'lgan talab yanada murakkab yechimlarni keltirib chiqaradi. Yuqori darajadagi DSLR va oynasiz kameralarda ishlatiladigan katta diafragmali asosiy linzalar (masalan, f/1.2 yoki f/0.95) sayoz maydon chuqurligi va yuqori yorug'lik o'tkazuvchanligi tufayli jiddiy sferik aberratsiya va komaga moyil. Ushbu ta'sirlarga qarshi turish uchun ishlab chiqaruvchilar muntazam ravishda ilg'or materiallar va aniq muhandislikdan foydalangan holda 10 dan 14 gacha elementdan iborat linzalar to'plamlaridan foydalanadilar. Past dispersiyali shisha (masalan, ED, SD) xromatik dispersiyani bostirish va rang chegaralarini yo'q qilish uchun strategik ravishda joylashtirilgan. Asferik elementlar bir nechta sferik komponentlarni almashtiradi, og'irlik va elementlar sonini kamaytirgan holda aberratsiyani yuqori darajada tuzatishga erishadi. Ba'zi yuqori samarali dizaynlar sezilarli massa qo'shmasdan xromatik aberratsiyani yanada bostirish uchun diffraktiv optik elementlarni (DOE) yoki florit linzalarini o'z ichiga oladi. Ultra telefoto zum linzalarida - masalan, 400 mm f/4 yoki 600 mm f/4 - optik yig'ish 20 ta alohida elementdan oshishi mumkin, bu esa yaqin fokusdan cheksizlikka qadar izchil tasvir sifatini saqlab qolish uchun suzuvchi fokus mexanizmlari bilan birlashtirilgan.
Ushbu afzalliklarga qaramay, linza elementlari sonining ko'payishi muhandislik sohasida sezilarli murosaga kelishga olib keladi. Birinchidan, har bir havo-shisha interfeysi taxminan 4% aks ettirish yo'qotilishiga olib keladi. Hatto eng zamonaviy aks ettiruvchi qoplamalar - jumladan, nanostrukturali qoplamalar (ASC), subto'lqin uzunligi tuzilmalari (SWC) va ko'p qatlamli keng polosali qoplamalar bilan ham - kümülatif o'tkazuvchanlik yo'qotishlari muqarrar bo'lib qolmoqda. Elementlarning haddan tashqari ko'pligi umumiy yorug'lik o'tkazuvchanligini pasaytirishi, signal-shovqin nisbatini pasaytirishi va ayniqsa kam yorug'likli muhitda chaqnash, tuman va kontrastning pasayishiga moyillikni oshirishi mumkin. Ikkinchidan, ishlab chiqarish bardoshliligi tobora talabchan bo'lib bormoqda: har bir linzaning eksenel holati, qiyalik va oralig'i mikrometr darajasidagi aniqlikda saqlanishi kerak. Og'ishlar o'qdan tashqari aberratsiyaning buzilishiga yoki mahalliy xiralashishga olib kelishi mumkin, bu esa ishlab chiqarish murakkabligini oshiradi va hosildorlik darajasini pasaytiradi.
Bundan tashqari, linzalar sonining ko'payishi odatda tizim hajmi va massasini oshiradi, bu esa iste'molchi elektronikasidagi miniatyuralashtirish zaruratiga zid keladi. Smartfonlar, harakat kameralari va dronlarga o'rnatilgan tasvirlash tizimlari kabi cheklangan joylarda yuqori samarali optikani ixcham shakl omillariga integratsiya qilish katta dizayn qiyinchiliklarini keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, avtofokus aktuatorlari va optik tasvirni barqarorlashtirish (OIS) modullari kabi mexanik komponentlar linzalar guruhining harakatlanishi uchun etarli bo'shliqni talab qiladi. Haddan tashqari murakkab yoki yomon joylashtirilgan optik steklar aktuatorning harakatlanishi va javob berishini cheklab, fokuslash tezligi va barqarorlashtirish samaradorligini pasaytirishi mumkin.
Shuning uchun, amaliy optik dizaynda linza elementlarining optimal sonini tanlash keng qamrovli muhandislik murosaga kelish tahlilini talab qiladi. Dizaynerlar nazariy ishlash chegaralarini maqsadli qo'llanilishi, atrof-muhit sharoitlari, ishlab chiqarish tannarxi va bozor differentsiatsiyasi kabi real dunyo cheklovlari bilan muvofiqlashtirishlari kerak. Masalan, ommaviy bozor qurilmalaridagi mobil kamera linzalari odatda ishlash va tejamkorlikni muvozanatlash uchun 6P yoki 7P konfiguratsiyalaridan foydalanadi, professional kino linzalari esa o'lcham va vazn hisobiga tasvirning yuqori sifatiga ustuvor ahamiyat berishi mumkin. Shu bilan birga, Zemax va Code V kabi optik dizayn dasturlaridagi yutuqlar murakkab ko'p o'zgaruvchan optimallashtirishni ta'minlaydi, bu esa muhandislarga takomillashtirilgan egrilik profillari, sinish ko'rsatkichini tanlash va asferik koeffitsientni optimallashtirish orqali kamroq elementlardan foydalangan holda katta tizimlar bilan taqqoslanadigan ishlash darajalariga erishish imkonini beradi.
Xulosa qilib aytganda, linza elementlari soni shunchaki optik murakkablikning o'lchovi emas, balki tasvirlash samaradorligining yuqori chegarasini belgilaydigan asosiy o'zgaruvchidir. Biroq, yuqori optik dizaynga faqat sonli eskalatsiya orqali emas, balki aberatsiyani tuzatish, uzatish samaradorligi, strukturaviy ixchamlik va ishlab chiqarishga yaroqlilikni uyg'unlashtirgan muvozanatli, fizikaga asoslangan arxitekturani ataylab qurish orqali erishiladi. Kelajakka nazar tashlasak, yangi materiallardagi innovatsiyalar - masalan, yuqori sinish indeksli, past dispersiyali polimerlar va metamateriallar - ilg'or ishlab chiqarish texnikalari - jumladan, plastinka darajasida qoliplash va erkin shaklli sirtni qayta ishlash - va optika va algoritmlarni birgalikda loyihalash orqali hisoblash tasvirlari - "optimal" linzalar soni paradigmasini qayta belgilashi kutilmoqda, bu esa yuqori ishlash, yuqori intellekt va yaxshilangan masshtablash bilan tavsiflangan keyingi avlod tasvirlash tizimlarini yaratishga imkon beradi.
Nashr vaqti: 2025-yil 16-dekabr