Чем сферическая линза отличается от асферической?

Question

Многие объективы (например, Pentax DA 15mm f / 4 Limited или Nikon AF-S 35mm f / 1.4G ) описаны как имеющие "асферические линзовые элементы". Значит ли это, что обычные линзы являются сферическими? В чем разница, и в чем преимущества одного над другим?

Answer 1

Просто и относительно дешево изготовить линзы, поверхности которых являются частями плоскости или частями сферы. Такие линзы не фокусируют свет идеально; это отсутствие фокуса представляет собой сферическую аберрацию. Этот рисунок из статьи Википедии схематически иллюстрирует, как лучи света не сходятся (нижняя половина) по сравнению с гипотетической идеальной линзой (верхняя половина).

Сферическая аберрация особенно заметна в больших, быстрых (ярких) линзах. Это отсутствие фокуса проявляется как различные формы нечеткости. Проблема может быть исправлена ​​путем размещения других линз спереди и сзади линзы. Это также можно исправить, изменив форму поверхностей линз (сделав их асферическими ), но это имеет тенденцию быть более трудным и дорогим для выполнения: стеклянные сферические формы просты в изготовлении и измерении; асферические нет.

Когда дополнительные элементы объектива добавляются в качестве коррекции, они увеличивают количество бликов и уменьшают контрастность фотографии, а также увеличивают размер и вес объектива. Они также могут немного изменить цвета. Поэтому асферические элементы обычно обозначают линзу, созданную для создания контрастных, красочных изображений, а также для того, чтобы она была легче и проще в использовании. Сами по себе они не гарантируют высокое качество, поскольку линзы могут иметь другие проблемы, помимо сферической аберрации. Например, маленькие асферические линзы могут быть отлиты из пластика и обычно появляются в дешевой фототехнике. Тем не менее, большая стеклянная асферическая линза намного дороже в производстве и обычно предназначена для более качественных линз.

Answer 2

Объектив, продаваемый как «асферический», обычно будет иметь только одну поверхность (одну сторону одного куска стекла) асферической, а все остальные поверхности будут сферическими (или плоскими). ​​

Таким образом, подавляющее большинство стекла в любой линзе, даже те, которые продаются как асферические, в любом случае сферические.

Асферическая поверхность может помочь исправить сферическую аберрацию, которая может сделать изображение мягким, когда диафрагма широко открыта. Но это не точная наука, потому что нужно идти на компромиссы. Например, коррекция сферических аберраций иногда может сделать фон боке более резким, что не очень хорошо для портретов.

Поверхности асферических линз гораздо дороже в изготовлении, потому что они не могут быть отшлифованы естественным вращательным движением.

Интересный факт: высококачественные поверхности асферических линз, по крайней мере, с 1667 года , используются в телескопах, очках для чтения и горящих очках (!).

Answer 3

Ответ фотографа таков, что это не имеет значения. Мы позволяем оптическим инженерам найти лучший способ создания линз, а затем использовать их для нашего дела.

Технический ответ - да, неасферические линзы являются сферическими в том смысле, что одна из их поверхностей соответствует внешней поверхности сферы некоторого радиуса.

Асферические линзы являются более сложными и не обязательно следуют за кривой сферы. Это также означает, что между асферическими линзами намного больше различий. Это дает оптическим инженерам больше свободы при проектировании таких линз и, следовательно, больше шансов исправить неполадки оптических элементов.

Answer 4

Из того, что я прочитал и увидел об асферических линзах, они предназначены для предотвращения аберрации света, попадающего на поверхность линзы. Это означает, что он предотвращает искажение изображения для человека, носящего линзы. Это достигается тем, что края линзы изгибаются за пределы кривой сферической конструкции линзы, делая ее сферой посередине и сужающейся по краям.