Линза элементтеринин саны оптикалык системалардагы сүрөт тартуу натыйжалуулугун аныктоочу маанилүү фактор болуп саналат жана жалпы дизайн алкагында борбордук ролду ойнойт. Заманбап сүрөт тартуу технологиялары өнүккөн сайын, колдонуучулардын сүрөттүн тунуктугуна, түстүн тактыгына жана майда-чүйдөсүнө чейин кайра чыгарууга болгон талаптары күчөп, барган сайын тыгыздашкан физикалык конверттердин ичинде жарыктын таралышын көзөмөлдөөнү күчөтүүнү талап кылды. Бул контекстте линза элементтеринин саны оптикалык системанын мүмкүнчүлүктөрүн жөнгө салуучу эң таасирдүү параметрлердин бири катары чыгат.
Ар бир кошумча линза элементи кошумча эркиндик даражасын киргизет, бул жарык траекторияларын жана оптикалык жол боюнча фокустоо жүрүм-турумун так башкарууга мүмкүндүк берет. Бул жакшыртылган дизайн ийкемдүүлүгү баштапкы сүрөткө тартуу жолун оптималдаштырууга гана эмес, ошондой эле бир нече оптикалык аберрацияларды максаттуу оңдоого мүмкүндүк берет. Негизги аберрацияларга сфералык аберрация кирет - четки жана параксиалдык нурлар жалпы фокустук чекитте бириге албаганда пайда болот; кома аберрациясы - чекиттик булактардын, айрыкча сүрөттүн перифериясына карай асимметриялык тактары катары көрүнөт; астигматизм - багытка көз каранды фокустук айырмачылыктарга алып келет; талаанын ийрилиги - сүрөттүн тегиздиги ийри болуп, четки фокусу начарлаган курч борбордук аймактарга алып келет; жана геометриялык бурмалоо - челек же жаздык формасындагы сүрөттүн деформациясы катары көрүнөт.
Мындан тышкары, материалдык дисперсиядан улам пайда болгон октук жана капталдык хроматикалык аберрациялар түстүн тактыгын жана контрастын начарлатат. Кошумча линза элементтерин, айрыкча оң жана терс линзалардын стратегиялык айкалыштары аркылуу киргизүү менен, бул аберрацияларды системалуу түрдө азайтып, ошону менен көрүү талаасында сүрөттүн бирдейлигин жакшыртса болот.
Жогорку чечилиштеги сүрөткө тартуунун тездик менен өнүгүшү линзанын татаалдыгынын маанисин ого бетер күчөттү. Мисалы, смартфон фотографиясында флагмандык моделдер азыр пикселдердин саны 50 миллиондон ашкан, кээ бирлери 200 миллионго жеткен CMOS сенсорлорун интеграциялайт, ал эми пикселдердин өлчөмдөрү тынымсыз азайып баратат. Бул жетишкендиктер түшкөн жарыктын бурчтук жана мейкиндик ырааттуулугуна катуу талаптарды коёт. Мындай жогорку тыгыздыктагы сенсор массивдеринин чечүү күчүн толук пайдалануу үчүн линзалар кеңири мейкиндик жыштык диапазонунда Модуляцияны өткөрүү функциясынын (MTF) жогорку маанилерине жетиши керек, бул майда текстуралардын так көрсөтүлүшүн камсыз кылат. Натыйжада, кадимки үч же беш элементтен турган дизайндар мындан ары жетишсиз болуп, 7P, 8P жана 9P архитектуралары сыяктуу өнүккөн көп элементтүү конфигурацияларды кабыл алууга түрткү берет. Бул дизайндар кыйгач нурлардын бурчтарын жогорку деңгээлде башкарууга мүмкүндүк берет, сенсордун бетине дээрлик нормалдуу түшүүнү күчөтөт жана микролинзанын кесилишин минималдаштырат. Андан тышкары, асфералык беттерди интеграциялоо сфералык аберрацияны жана бурмалоону оңдоонун тактыгын жогорулатат, четинен четине чейинки курчтукту жана жалпы сүрөттүн сапатын бир топ жакшыртат.
Кесипкөй сүрөт тартуу системаларында оптикалык мыктылыкка болгон суроо-талап андан да татаал чечимдерди жаратат. Жогорку класстагы DSLR жана күзгүсүз камераларда колдонулган чоң диафрагмалуу негизги линзалар (мисалы, f/1.2 же f/0.95) талаанын тереңдигинин тайыздыгынан жана жарыктын жогорку өткөрүмдүүлүгүнөн улам катуу сфералык аберрацияга жана комага дуушар болушат. Бул таасирлерге каршы туруу үчүн өндүрүүчүлөр үзгүлтүксүз түрдө 10дон 14кө чейинки элементтерден турган линза топтомдорун колдонушат, алар алдыңкы материалдарды жана так инженерияны колдонушат. Төмөн дисперсиялык айнек (мисалы, ED, SD) хроматикалык дисперсияны басуу жана түстөрдүн четин жок кылуу үчүн стратегиялык жактан жайгаштырылат. Асфералык элементтер бир нече сфералык компоненттерди алмаштырат, салмакты жана элементтердин санын азайтып, аберрацияны оңдоонун жогорку деңгээлине жетишет. Айрым жогорку өндүрүмдүү конструкциялар олуттуу масса кошпостон хроматикалык аберрацияны андан ары басуу үчүн дифракциялык оптикалык элементтерди (DOE) же флюорит линзаларын камтыйт. Ультра-телефото зум линзаларында, мисалы, 400 мм f/4 же 600 мм f/4, оптикалык жыйынды 20дан ашык жеке элементтен ашып кетиши мүмкүн, бул жакын фокустан чексиздикке чейин сүрөттүн сапатын туруктуу сактоо үчүн калкып жүрүүчү фокус механизмдери менен айкалышат.
Бул артыкчылыктарга карабастан, линза элементтеринин санын көбөйтүү инженердик жактан олуттуу компромисстерди алып келет. Биринчиден, ар бир аба-айнек интерфейси болжол менен 4% чагылдыруу жоготуусуна алып келет. Наноструктуралуу каптамаларды (ASC), толкун узундугунан кичине структураларды (SWC) жана көп катмарлуу кең тилкелүү каптамаларды камтыган заманбап чагылдырууга каршы каптамалар менен да, өткөрүмдүүлүктүн кумулятивдик жоготуулары сөзсүз бойдон калууда. Ашыкча элементтер саны жалпы жарык өткөрүүнү начарлатып, сигналдын ызы-чууга катышын төмөндөтүп, жаркыроого, туманга жана контрасттын төмөндөшүнө сезгичтикти жогорулатат, айрыкча жарык аз болгон чөйрөдө. Экинчиден, өндүрүштүк толеранттуулук барган сайын талаптуу болуп баратат: ар бир линзанын октук абалы, эңкейиши жана аралыгы микрометр деңгээлиндеги тактыкта сакталышы керек. Четке кагуулар огунан тышкары аберрациянын начарлашына же локалдашкан бүдөмүктөөгө алып келиши мүмкүн, бул өндүрүштүн татаалдыгын жогорулатат жана түшүмдүүлүк көрсөткүчтөрүн төмөндөтөт.
Мындан тышкары, линзалардын санынын көп болушу системанын көлөмүн жана массасын көбөйтөт, бул керектөөчү электроникадагы миниатюризациялоо талабына карама-каршы келет. Смартфондор, экшн-камералар жана дрондорго орнотулган сүрөткө тартуу системалары сыяктуу мейкиндик чектелүү колдонмолордо жогорку өндүрүмдүү оптиканы компакттуу форма факторлоруна интеграциялоо чоң долбоорлоо кыйынчылыгын жаратат. Андан тышкары, автофокустук аткаруучулар жана оптикалык сүрөттү турукташтыруу (OIS) модулдары сыяктуу механикалык компоненттер линзалардын тобунун кыймылы үчүн жетиштүү боштукту талап кылат. Өтө татаал же начар жайгаштырылган оптикалык стектери аткаруучунун жүрүшүн жана жооп кайтаруусун чектеп, фокустоо ылдамдыгын жана турукташтыруу натыйжалуулугун төмөндөтүшү мүмкүн.
Ошондуктан, практикалык оптикалык дизайнда линза элементтеринин оптималдуу санын тандоо үчүн комплекстүү инженердик компромисстик талдоо талап кылынат. Дизайнерлер теориялык иштөө чектөөлөрүн максаттуу колдонуу, айлана-чөйрөнүн шарттары, өндүрүш наркы жана рыноктун дифференциациясы сыяктуу реалдуу дүйнөдөгү чектөөлөр менен шайкеш келтириши керек. Мисалы, массалык рыноктогу түзмөктөрдөгү мобилдик камера линзалары, адатта, иштөөнү жана чыгымдардын натыйжалуулугун тең салмактоо үчүн 6P же 7P конфигурацияларын колдонушат, ал эми кесипкөй кино линзалары өлчөмү жана салмагынын эсебинен сүрөттүн жогорку сапатына артыкчылык бериши мүмкүн. Ошол эле учурда, Zemax жана Code V сыяктуу оптикалык дизайн программалык камсыздоосундагы жетишкендиктер татаал көп өзгөрмөлүү оптималдаштырууга мүмкүндүк берет, бул инженерлерге такталган ийрилик профилдери, сынуу көрсөткүчүн тандоо жана асфералык коэффициентти оптималдаштыруу аркылуу азыраак элементтерди колдонуп, чоңураак системаларга салыштырмалуу иштөө деңгээлине жетүүгө мүмкүндүк берет.
Жыйынтыктап айтканда, линза элементтеринин саны жөн гана оптикалык татаалдыктын өлчөмү эмес, сүрөт тартуу көрсөткүчүнүн жогорку чегин аныктоочу фундаменталдык өзгөрмө болуп саналат. Бирок, жогорку оптикалык дизайнга сандык эскалация аркылуу гана эмес, аберрацияны оңдоону, өткөрүү натыйжалуулугун, структуралык компакттуулукту жана өндүрүштүк жарамдуулукту шайкеш келтирген тең салмактуу, физикага негизделген архитектураны атайылап куруу аркылуу жетишилет. Келечекте жаңы материалдардагы инновациялар - мисалы, жогорку сынуу индекси, төмөнкү дисперсиялык полимерлер жана метаматериалдар - пластина деңгээлиндеги калыптоону жана эркин формадагы бетти иштетүүнү кошо алганда, өнүккөн өндүрүш ыкмалары - жана оптика менен алгоритмдерди биргелешип долбоорлоо аркылуу эсептөөчү сүрөт тартуу - "оптималдуу" линзалардын саны парадигмасын кайрадан аныктап, жогорку өндүрүмдүүлүк, жогорку интеллект жана жакшыртылган масштабдуулук менен мүнөздөлгөн кийинки муундагы сүрөт тартуу системаларын иштетүүгө мүмкүндүк берет деп күтүлүүдө.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 16-декабры