Αρχική ανάλυση μη σφαιρικού φακού για σφαιρικό πικάπ

Ο συνήθως χρησιμοποιούμενος φακός μιας κοινής φωτογραφικής μηχανής είναι ένας σφαιρικός φακός, ο οποίος χρησιμοποιεί σφαιρικούς φακούς αντί για επίπεδους. Γενικά, οι σφαιρικοί φακοί μπορεί να παρουσιάσουν εκτροπές όπως σφαιρική εκτροπή, χρωματική εκτροπή, κόμα κ.λπ. Επομένως, οι πραγματικοί φακοί φωτογραφικών μηχανών συνήθως απαιτούν πολλαπλούς φακούς με διαφορετικούς βαθμούς κοιλότητας και κυρτότητας για να ομαδοποιηθούν και να συνδυαστούν για διόρθωση. Οι απλοί φακοί σταθερής εστίασης γενικά απαιτούν 4 φακούς σε 3 ομάδες, 6 φακούς σε 4 ομάδες ή 7 φακούς σε 4 ομάδες, ενώ οι φακοί ζουμ υψηλής ποιότητας απαιτούν συνδυασμό περισσότερων από 10 φακών σε 10 ομάδες. Προφανώς, αυτό όχι μόνο αυξάνει τον όγκο και το βάρος του φακού, αλλά και μειώνει την ποσότητα του μεταδιδόμενου φωτός. Για φακούς υψηλής ευαισθησίας με χαμηλές τιμές F, όσο μεγαλύτερο είναι το αποτελεσματικό διάφραγμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η σφαιρική εκτροπή και, φυσικά, τόσο πιο δύσκολο είναι να διορθωθεί. Ακριβώς λόγω των μειονεκτημάτων των σφαιρικών φακών, μη σφαιρικοί φακοί έχουν αναπτυχθεί.

Οι φακοί που χρησιμοποιούνται σε ασφαιρικούς φακούς είναι μη σφαιρικοί φακοί και το σχήμα της επιφάνειάς τους ρυθμίζεται επίσης λεπτομερώς με βάση το σχήμα της σφαιρικής επιφάνειας. Από μαθηματική άποψη, το σχήμα της επιφάνειας μιας σφαίρας είναι μια τετραγωνική συνάρτηση, ενώ η συνάρτηση σχήματος επιφάνειας ενός μη σφαιρικού είναι μια συνάρτηση τέταρτης τάξης ή και υψηλότερης τάξης, καθιστώντας το σχήμα της επιφάνειας ενός μη σφαιρικού πιο περίπλοκο. Στην πραγματικότητα, είναι μια πολύπλοκη μη σφαιρική επιφάνεια που λαμβάνεται με τεχνητό έλεγχο των προκαθορισμένων λεπτών κυματισμών της επιφάνειας με βάση μια σφαιρική επιφάνεια.

Λόγω του σχήματος του φακού του μη σφαιρικού φακού, έχει σχεδιαστεί και υπολογιστεί με ακρίβεια από οπτική λείανση οργάνων ακριβείας, λαμβάνοντας υπόψη τους διάφορους παράγοντες διόρθωσης που αναφέρθηκαν παραπάνω. Επομένως, ένας μόνο μη σφαιρικός φακός μπορεί να επιτύχει το αποτέλεσμα της διόρθωσης εκτροπών για πολλαπλούς σφαιρικούς φακούς. Με αυτόν τον τρόπο, μη σφαιρικοί φακοί μπορούν να μειώσουν αποτελεσματικά τον αριθμό των φακών, μειώνοντας έτσι τον όγκο και το βάρος του φακού, βελτιώνοντας τη διαφάνεια, αποκαθιστώντας με ακρίβεια τη διαφορά χρώματος και βελτιώνοντας την ποιότητα της απεικόνισης.