Linza elementleriniň sany optiki ulgamlarda suratlandyryş işiniň möhüm kesgitleýjisidir we umumy dizaýn çarçuwasynda esasy rol oýnaýar. Häzirki zaman suratlandyryş tehnologiýalary ösende, ulanyjylaryň surat aýdyňlygyna, reňkiň dogrulygyna we inçe jikme-jiklikleriň gaýtalanmagyna bolan talaplary güýçlendi, bu bolsa barha kiçi fiziki örtükleriň içinde ýagtylygyň ýaýramagyna has uly gözegçilik etmegi talap etdi. Şu kontekstde, linza elementleriniň sany optiki ulgamyň mümkinçiliklerini düzgünleşdirýän iň täsirli parametrleriň biri hökmünde ýüze çykýar.
Her bir goşmaça linza elementi optiki ýolda ýagtylyk traýektoriýalarynyň we fokuslaýyş hereketiniň takyk manipulýasiýasyny üpjün edýän artýan erkinlik derejesini girizýär. Bu güýçlendirilen dizaýn çeýeligi diňe bir esasy surat ýoluny optimizirlemäge ýardam bermän, eýsem köp sanly optiki aberrasiýalaryň maksada gönükdirilen düzedilmegine hem mümkinçilik berýär. Esasy aberrasiýalara sferiki aberrasiýa - çetki we paraksial şöhleler umumy fokus nokadynda birleşmedik mahaly ýüze çykýan aberrasiýa; nokat çeşmeleriniň, esasanam surat periferiýasyna tarap assimetrik çyzgylanmasy hökmünde ýüze çykýan koma aberrasiýasy; ugurdan bagly fokus tapawutlaryna getirýän astigmatizm; meýdan egriligi - surat tekizliginiň egriligi, gyra fokusynyň peselmegi bilen ýiti merkezi sebitlere getirýän ýeri; we geometrik buzulma - barrel ýa-da çimdik şekilli surat deformasiýalary hökmünde ýüze çykýan ýeri öz içine alýar.
Mundan başga-da, materialyň dispersiýasy sebäpli döreýän ok boýunça we gapdal boýunça hromatik aberrasiýalar reňkiň takyklygyna we kontrastyna täsir edýär. Goşmaça linza elementlerini, esasanam oňyn we negatiw linzalaryň strategik utgaşmalary arkaly goşmak arkaly bu aberrasiýalary ulgamlaýyn azaltmak we şeýdip, görüş meýdanynda suratlaryň birmeňzeşligini ýokarlandyrmak mümkin.
Ýokary çözgütli suratlaryň çalt ösüşi linzalaryň çylşyrymlylygynyň ähmiýetini has-da artdyrdy. Mysal üçin, smartfon suratçylygynda flagman modeller indi piksel sany 50 milliondan geçýän, käbirleri 200 milliona ýetýän CMOS sensorlaryny birleşdirýär, şeýle hem piksel ölçegleri yzygiderli azalýar. Bu ösüşler düşýän ýagtylygyň burç we giňişlik yzygiderliligine berk talaplary goýýar. Şeýle ýokary dykyzlykly sensor massiwleriniň çözüjilik güýjünden doly peýdalanmak üçin linzalar giň giňişlik ýygylyk diapazonynda ýokary Modulýasiýa Geçiriş Funksiýasy (MTF) gymmatlyklaryna ýetmeli, bu bolsa inçe teksturalaryň takyk görkezilmegini üpjün edýär. Netijede, adaty üç ýa-da bäş elementli dizaýnlar indi ýeterlik däl, bu bolsa 7P, 8P we 9P arhitekturalary ýaly ösen köp elementli konfigurasiýalaryň kabul edilmegine sebäp bolýar. Bu dizaýnlar egri şöhle burçlaryna ýokary derejede gözegçilik etmäge mümkinçilik berýär, sensoryň ýüzünde adaty düşüşi ýokarlandyrýar we mikrolinzalaryň özara täsirini azaldýar. Mundan başga-da, asferiki ýüzleriň integrasiýasy sferiki aberrasiýa we bozulma üçin düzediş takyklygyny ýokarlandyrýar, gyradan gyra çenli aýdyňlygy we umumy surat hilini ep-esli gowulandyrýar.
Hünärmen surat ulgamlarynda optiki kämillige bolan isleg has çylşyrymly çözgütleri öňe sürýär. Ýokary derejeli DSLR we aýnasyz kameralarda ulanylýan uly diafragmaly esasy linzalar (meselem, f/1.2 ýa-da f/0.95) meýdanyň ýüzleý çuňlugy we ýokary ýagtylyk geçirijiligi sebäpli güýçli sferiki aberrasiýa we koma sezewar bolýarlar. Bu täsirlere garşy durmak üçin önüm öndürijiler öňdebaryjy materiallary we takyk inženerçiligi ulanyp, 10-14 elementden ybarat linza toplumlaryny yzygiderli ulanýarlar. Pes dispersiýaly aýna (meselem, ED, SD) hromatik dispersiýany basyp ýatyrmak we reňk gyralaryny aýyrmak üçin strategik taýdan ýerleşdirilýär. Asferiki elementler köp sferiki komponentleriň ornuny tutýar, agramy we elementleriň sanyny azaldyp, ýokary aberrasiýa düzedişini gazanýar. Käbir ýokary öndürijilikli dizaýnlar uly massa goşmazdan hromatik aberrasiýany has-da basyp ýatyrmak üçin difraktiw optiki elementleri (DOE) ýa-da fluorit linzalaryny öz içine alýar. Ultra telefoto zum linzalarynda - mysal üçin, 400 mm f/4 ýa-da 600 mm f/4 - optiki toplum 20 aýry elementden geçip biler, ýakyn fokusdan çäksizlige çenli yzygiderli surat hilini saklamak üçin ýüzýän fokus mehanizmleri bilen utgaşdyrylýar.
Bu artykmaçlyklara garamazdan, linza elementleriniň sanynyň köpelmegi inženerçilik babatda uly üstünlikler döredýär. Birinjiden, her bir howa-aýna interfeýsi takmynan 4% şöhlelendirme ýitgisine sebäp bolýar. Hatda iň täze şöhlelendirme garşy örtükler bilen hem - şol sanda nanostrukturaly örtükler (ASC), sub-tolkun uzynlygyndaky gurluşlar (SWC) we köp gatlakly giň zolakly örtükler bilen - toplanan geçirijilik ýitgileri gaça durmaýar. Elementleriň aşa köp bolmagy umumy ýagtylygyň geçirijiligini peseldip, signal-şowhun gatnaşygyny peseldip we, esasanam pes ýagtylykly gurşawlarda, ýalpyldawuklyga, dumanlyga we kontrastyň peselmegine duýgurlygy artdyryp biler. Ikinjiden, önümçilik çydamlylygy barha talap edilýär: her bir linzanyň ok boýunça ýerleşişi, egilişi we aralygy mikrometr derejesindäki takyklykda saklanmalydyr. Çykyşlar okdan daşary aberrasiýanyň peselmegine ýa-da ýerli bulanıklyga sebäp bolup, önümçiligiň çylşyrymlylygyny ýokarlandyryp we hasyl beriş tizligini peseldip biler.
Mundan başga-da, linzalaryň sanynyň köp bolmagy, adatça, ulgamyň göwrümini we massasyny artdyrýar, bu bolsa sarp ediji elektronikasyndaky kiçileşdirme zerurlygyna ters gelýär. Smartfonlar, hereket kameralary we dronlara oturdylan surat ulgamlary ýaly giňişlik çäklendirilen ulanyşlarda ýokary öndürijilikli optikalary ykjam görnüş faktorlaryna birleşdirmek uly dizaýn kynçylygyny döredýär. Mundan başga-da, awtofokus aktuatorlary we optiki surat durnuklaşdyryjy (OIS) modullary ýaly mehaniki komponentler linza toparynyň hereketi üçin ýeterlik boşlugy talap edýär. Aşa çylşyrymly ýa-da ýaramaz ýerleşdirilen optiki steklar aktuatoryň hereketini we jogap bermegini çäklendirip, fokuslama tizligini we durnuklaşdyrmagyň netijeliligini peseldip biler.
Şonuň üçin amaly optik dizaýnda linza elementleriniň iň amatly sanyny saýlamak üçin toplumlaýyn inženerçilik özara gatnaşygynyň seljermesi talap edilýär. Dizaýnerler nazaryýet taýdan iş görkezijileriniň çäklerini maksatly ulanylyş, daşky gurşaw şertleri, önümçilik çykdajylary we bazaryň tapawutlanmagy ýaly hakyky dünýä çäklendirmeleri bilen utgaşdyrmalydyrlar. Mysal üçin, köpçülikleýin bazar enjamlarynda ykjam kamera linzalary iş görkezijisini we çykdajylaryň netijeliligini deňleşdirmek üçin adatça 6P ýa-da 7P konfigurasiýalaryny ulanýarlar, professional kino linzalary bolsa ölçeg we agramyň hasabyna iň ýokary surat hiline ileri tutup bilerler. Şol bir wagtyň özünde, Zemax we Code V ýaly optik dizaýn programma üpjünçiligindäki ösüşler çylşyrymly köpugurly optimizasiýany üpjün edýär, bu bolsa inženerlere kämilleşdirilen egrilik profilleri, döwülme görkezijisini saýlamak we asferiki koeffisiýenti optimizirlemek arkaly az elementleri ulanýan uly ulgamlara deňeşdirip boljak iş görkezijilerine ýetmäge mümkinçilik berýär.
Netijede, linza elementleriniň sany diňe optiki çylşyrymlylygyň ölçegi däl, eýsem suratlandyryş işiniň ýokary çägini kesgitleýän esasy üýtgeýjidir. Şeýle-de bolsa, ýokary optiki dizaýn diňe sanly eskalasiýa arkaly däl, eýsem aberrasiýa düzedişini, geçirijilik netijeliligini, gurluş kompaktlygyny we önümçilik ukybyny sazlaşdyrýan deňagramly, fizika taýdan esaslandyrylan arhitekturany maksatly gurmak arkaly gazanylýar. Geljekde, täze materiallarda - ýokary synma görkezijili, pes dispersiýaly polimerlerde we metamateriallarda - ösen önümçilik tehnikalarynda - şol sanda wafer derejesindäki galyplama we erkin görnüşli ýüz işlemegi - we optika we algoritmleriň bilelikde dizaýny arkaly hasaplama suratlandyryşynda - täze "optimal" linza sanynyň paradigmasyny täzeden kesgitlemäge, ýokary öndürijilik, has uly aň-paýhas we gowulandyrylan ölçeklendirme bilen häsiýetlendirilýän indiki nesil suratlandyryş ulgamlaryna mümkinçilik bermäge garaşylýar.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 16-njy dekabry