เลนส์ทรงกลมและเลนส์แอสเฟอริกแตกต่างกันอย่างไร

พื้นผิวทรงกลมและพื้นผิวแอสเฟอริคัลที่เรียกว่าส่วนใหญ่หมายถึงรูปทรงของเลนส์ (กล้องต่างๆ กล้องจุลทรรศน์ ฯลฯ) แว่นตา (รวมถึงคอนแทคเลนส์) กล่าวคือเลนส์ทรงกลมและเลนส์แก้ความคลาดทรงกลม- ความแตกต่างในรูปทรงเรขาคณิตของทั้งสองจะกำหนดความแตกต่างในทิศทางการหักเหของแสงตกกระทบที่ขนานกัน ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของเอฟเฟ็กต์การถ่ายภาพ

เลนส์ทรงกลม เลนส์ของมันคือเรเดียนทรงกลม และหน้าตัดของมันก็มีส่วนโค้งเช่นกัน เมื่อรังสีแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกันตกกระทบในตำแหน่งที่แตกต่างกันบนเลนส์ด้านหลังด้วยแกนแสงที่ขนานกัน รังสีเหล่านั้นจะไม่สามารถโฟกัสไปที่จุดเดียวบนระนาบฟิล์มได้ (ระนาบตั้งฉากกับศูนย์กลางเลนส์และเส้นโฟกัสของเลนส์แล้วผ่านโฟกัส) ส่งผลให้เกิดความคลาดเคลื่อน ปัญหาที่ส่งผลต่อคุณภาพของภาพ เช่น การสูญเสียความชัดเจนและความบิดเบี้ยว โดยทั่วไป เลนส์ธรรมดาจะประกอบด้วยเลนส์ทรงกลม

เพื่อแก้ไขปัญหาการถ่ายภาพนี้ สามารถแก้ไขความคลาดเคลื่อนได้โดยการเพิ่มเลนส์เข้าไปในตัวเลนส์ แต่อาจทำให้เกิดผลเสียและทำให้คุณภาพของภาพแย่ลงไปอีก เนื่องจากการเพิ่มเลนส์เพิ่มเติม นอกเหนือจากการเพิ่มการสะท้อนแสงใน ตัวเลนส์ นอกจากจะทำให้เกิดปรากฏการณ์แสงแฟลร์แล้วยังจะทำให้ขนาดและน้ำหนักของเลนส์เพิ่มขึ้นอีกด้วย

เลนส์ Aspheric เลนส์ไม่มีส่วนโค้งทรงกลม แต่ขอบของเลนส์ "โกน" เล็กน้อย และหน้าตัดจะแบน เมื่อแสงตกกระทบบนพื้นผิวกระจกแอสเฟอริก แสงจะถูกโฟกัสไปที่จุดเดียว ซึ่งก็คือระนาบฟิล์ม เพื่อขจัดความคลาดเคลื่อนต่างๆ ตัวอย่างเช่น ปรากฏการณ์แสงแฟลร์จะรุนแรงมากขึ้นเมื่อใช้เลนส์ทรงกลมที่มีรูรับแสงกว้างกว่ารูรับแสงแคบ แต่หากเพิ่มเลนส์แอสเฟอริก สถานการณ์แสงแฟลร์จะลดลงอย่างมาก อีกตัวอย่างหนึ่งคือภาพดูบิดเบี้ยว (รูปหมอนหรือรูปทรงกระบอก) เนื่องจากเลนส์ภายใน รังสีแสงไม่หักเหอย่างเหมาะสม ยกตัวอย่างเลนส์ซูม โดยทั่วไปแล้วจะมีรูปร่างผิดปกติเมื่อซูมไปที่ทางยาวโฟกัสยาว และเกิดการบิดเบี้ยวเมื่อซูมไปที่ทางยาวโฟกัสยาว หากใช้เลนส์แก้ความคลาดทรงกลม ความคลาดเคลื่อนนี้สามารถปรับปรุงได้

การใช้เทคโนโลยีเลนส์แก้ความคลาดทรงกลมมีประโยชน์สูงสุดต่อการผลิตเลนส์ที่มีรูรับแสงกว้าง การซูมกำลังขยายสูง และเลนส์มุมกว้างและเลนส์เทเลโฟโต้ขั้นสุดขีด คุณภาพของภาพได้รับการปรับปรุงเนื่องจากความคลาดเคลื่อนลดลง และขนาดของตัวเลนส์ก็ลดลงด้วย ในปัจจุบัน ผู้ผลิตเลนส์หลายรายในตลาดระบุว่าเลนส์ทางยาวโฟกัสบางส่วนใช้เลนส์แอสเฟอริก และแม้แต่กล้องซูมแบบพกพา (เช่น 28 ถึง 90 มม., 38 ถึง 105 มม. เป็นต้น) ต่างก็ใช้เลนส์แอสเฟอริกเพื่อปรับปรุงคุณภาพของภาพ

ความยากในการสร้างกระจกแอสเฟอริกอยู่ที่การออกแบบมิติทางเรขาคณิตและการควบคุมมิติทางเรขาคณิตที่แม่นยำ ญี่ปุ่นเป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่สุดในสาขานี้ ในปัจจุบัน มีสองวิธีหลักในการประมวลผลเลนส์แก้ความคลาดทรงกลม วิธีแรกคือการใช้เทคโนโลยีการเจียรที่มีความแม่นยำสูง (ด้วยตนเองหรือเชิงกล) เพื่อประมวลผลเลนส์แก้ความคลาดทรงกลมใหม่; อีกประการหนึ่งคือการใช้แม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการอัดขึ้นรูปหรือการฉีดขึ้นรูปเพื่อผลิตเลนส์แอสเฟอริกโดยตรง