تجزیه و تحلیل اصول لنز غیر کروی برای دوربين کروی

لنزهای دوربین معمولی که معمولاً استفاده می‌شوند، لنزهای کروی هستند که از لنزهای کروی به جای لنزهای تخت استفاده می‌کنند. به طور کلی، لنزهای کروی ممکن است انحرافاتی مانند انحراف کروی، انحراف رنگی، کما و غیره را نشان دهند. بنابراین، لنزهای دوربین واقعی معمولاً نیاز به چندین لنز با درجات مختلف مقعر و محدب دارند که برای اصلاح گروه‌بندی و ترکیب شوند. لنزهای فوکوس ثابت ساده معمولاً به 4 لنز در 3 گروه، 6 لنز در 4 گروه یا 7 لنز در 4 گروه نیاز دارند، در حالی که لنزهای زوم پیشرفته به ترکیبی از بیش از 10 لنز در 10 گروه نیاز دارند. بدیهی است که این نه تنها حجم و وزن لنز را افزایش می‌دهد، بلکه میزان نور منتقل شده را نیز کاهش می‌دهد. برای لنزهای با حساسیت بالا با مقادیر F کم، هرچه دیافراگم موثر بزرگتر باشد، انحراف کروی بیشتر است و البته اصلاح آن دشوارتر است. دقیقاً به دلیل کاستی‌های لنزهای کروی، لنزهای غیر کروی توسعه یافته‌اند.

لنزهای مورد استفاده در لنزهای غیرکروی لنزهای غیر کروی هستند و شکل سطح آنها نیز بر اساس شکل سطح کروی به دقت تنظیم شده است. از دیدگاه ریاضی، شکل سطح یک کره یک تابع درجه دوم است، در حالی که تابع شکل سطح یک غیر کره یک تابع درجه چهارم یا حتی بالاتر است که شکل سطح یک غیر کره را پیچیده‌تر می‌کند. در واقع، این یک سطح غیر کروی پیچیده است که با کنترل مصنوعی نوسانات ظریف سطح از پیش طراحی شده بر اساس یک سطح کروی به دست می‌آید.

به دلیل شکل لنز لنز غیر کروی، دقیقاً توسط سنگ‌زنی نوری ابزار دقیق طراحی و محاسبه می‌شود و عوامل اصلاحی مختلف ذکر شده در بالا را در نظر می‌گیرد. بنابراین، یک لنز غیر کروی می‌تواند اثر اصلاح انحرافات را برای چندین لنز کروی به دست آورد. به این ترتیب، لنزهای غیر کروی می‌توانند به طور موثر تعداد لنزها را کاهش دهند، در نتیجه حجم و وزن لنز را کاهش داده، شفافیت را بهبود بخشیده، اختلاف رنگ را با دقت بازیابی کرده و کیفیت تصویربرداری را بهبود بخشند.