球面レンズと非球面レンズの違いは何ですか?


回答:


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表面が平面の一部または球の一部であるレンズを作るのは簡単で比較的安価です。このようなレンズは、光を完全に集束しません。この焦点の欠如は球面収差です。Wikipediaの記事の この図は、完全な仮想レンズ(上半分)と比較して光線が収束しない(下半分)方法を概略的に示しています。

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球面収差は、大型の高速(明るい)レンズで特に顕著です。この焦点の欠如は、さまざまな形のあいまいさとして現れます。この問題は、レンズの前後に他のレンズを配置することで修正できます。レンズ表面の形状を変更することで修正することもできますが(非球面にする)、それは実行がより困難で高価になる傾向があります。非球面のものはそうではありません。

追加のレンズ要素が補正として追加されると、フレアの量が増加し、写真のコントラストが低下し、レンズのサイズと重量が増加します。彼らはまた、色を少し変えるかもしれません。したがって、非球面要素は通常、コントラストのあるカラフルな画像を生成し、より軽くて使いやすいように作られたレンズに信号を送ります。レンズは球面収差以外の問題を示す可能性があるため、それら自体は高品質を保証しません。たとえば、小さな非球面レンズはプラスチックで成形され、安価な写真機器に日常的に表示されます。ただし、大きなガラス製非球面レンズは製造コストがはるかに高く、通常はより良いレンズ用に予約されています。


ほとんどの収差は非球面で補正できますが、球面収差に限定されません。
ブランドンデューブ

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「非球面」として販売されているレンズは、通常、1つの表面(ガラス片の片側)のみが非球面であり、他のすべての表面は球面(または平坦)です。

したがって、レンズのガラスの大部分は、非球面として販売されているレンズでさえ、とにかく球面です。

非球面は球面収差の補正に役立ちます。これにより、開口部が大きく開いているときに画像が柔らかく見える場合があります。しかし、妥協が必要であるため、それは正確な科学ではありません。たとえば、球面収差補正は背景のボケをより粗くすることがありますが、これはポートレートには適していません。

非球面レンズの表面は、自然な回転運動では研磨できないため、製造コストがはるかに高くなります。

楽しい事実:高品質の非球面レンズの表面は、少なくとも1667年以来、望遠鏡、老眼鏡、メガネの燃焼に使用されています(!)。


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10世紀後半以降、イブンサールは、同じウィキペディアの記事で、「幾何学的な収差のない光を集束するアナクラスティックレンズの形状を計算する」と評価されています。言い換えれば、非球面レンズを設計します。では1990イシスの記事、ロッシュディ・ラシェッド文書完璧で、そのような双曲線などの円錐曲線に基づいて、光学機器を、屈折のイブン・サルの幾何学的な建設を-非球面-集束特性。彼は、11世紀の後継者であるIbn al-Haythamが乱視と異常にさらに対処したことを指摘しています。
-whuber

えーっと、なぜ彼らは自然な回転運動によってそれらを粉砕できないのですか?非球面レンズ要素は、依然として中心軸に対して対称です。そのため、球体で機能する手法は放物面でも機能するはずです。
ビリーONeal

レンズをその中心軸上で回転させることができるとしても、球体よりも放物線形状のものを研磨することはさらに複雑です。
-thomasrutter

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しかし、それは正確な科学ではないことがあり、正確な、光学系の科学しかし、各メーカーはFナンバー、コントラスト、重量のための彼自身の選択になりなど
AAAAAはモニカ回復言う

私が思い出すように、望遠鏡のミラーを研磨すると、2つのブランクの位置を逆にすることで初期球面形状がパラバロイドに修正されるため、最初の研磨から同時に製造された固定ピッチコーティング凸ガラス上でミラーを操作し、ピッチの弾性と圧力技術により、放物線形状が球面ツールで優先的に研磨されます。ロボットは同じことをもっとうまくできるでしょう?圧力が適用されるベクトルが重要であるため、機械のようにツールを回転させても動作します。
JDługosz

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写真家の答えは、それは問題ではないということです。私たちは、光学技術者にレンズを構築し、それを私たちの工芸に使用するための最良の方法を見つけさせました。

技術的な答えはイエスです。非球面レンズは球面であり、その面の1つはある半径の球の外面に対応しています。

非球面レンズはより複雑で、球体の曲線に従うように制約されていません。それはまた、非球面レンズ間でより多くの変動があることを意味します。これにより、光学エンジニアはそのようなレンズを設計する際により多くの自由度を得ることができるため、光学的な問題を修正する機会が増えます。


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私が非球面レンズについて読んだり見たりしたことから、それらはレンズの表面に当たる光の収差を防ぐように設計されています。つまり、レンズを着用している人の画像の歪みを防ぎます。これは、レンズの球面をレンズの球面設計の曲線から遠ざけ、真ん中を球面にし、端で先細りにすることで実現します。

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