Асферический объектив — объективы, имеющие в оптической схеме выпукло-вогнутые асферические элементы, исправляющие несколько искажений за один раз.

Асферический элемент и асферический объектив

Асферическим элементом называется обычно линза, которая имеет не сферические стороны. Бывают как симметричные, так и несимметричные. В зависимости от формы элемента, свет преломляется и направляется в ту область, которую необходимо. Несимметричные асферические элементы в разных плоскостях имеют разные фокусные расстояния и используются для коррекции сферических и других аберраций (астигматизм, к примеру).

В 1968 году компания Nikon выпустила первый объектив для фотокамеры, в котором использовалась асферическая линза. Эти линзы имеют сложную форму поверхности, при этом изменение радиуса кривизны оптимизирует пропускание света и устраняет искажения, наблюдающиеся в обычных сферических линзах. Они также отличаются превосходным разрешением и позволяют уменьшить размер и вес объектива.

Стремясь постоянно совершенствовать технологии производства объективов, компания Nikon разработала специальный метод формовки, дающий хорошие результаты при изготовлении асферических линз среднего и большого диаметра, которые, как раньше считалось, очень трудно получать формовкой. Высокоточная формовка стекла (Precision Glass Moulding, PGM) представляет собой сложный технологический процесс, в котором оптическое стекло сначала размягчается путем нагрева, а затем формуется в асферических формах, изготовленных из особого жаропрочного материала. Данная технология нашла широкое применение при изготовлении асферических линз для объективов фотокамер.

Асферический элемент и асферический объектив

Изготовление

Изготавливаются элементы несколькими способами:

  • вытачивание в массиве стекла высокоточными станками
  • напайка из оптического пластика (дешевый, но менее надежный способ)

Когда-то все линзы были сферическими. Это самая простая форма линзы с точки зрения изготовления, однако не лучший вариант для создания резкого изображения, поскольку сферические линзы не могут совмещать световые лучи в одной точке. Это является причиной проблемы, называемой сферической аберрацией. Оптические инженеры обнаружили, что асферическая форма линзы поможет устранить аберрацию этого типа, поскольку изгиб линзы может быть использован для совмещения световых лучей в одной точке. Однако знание теории — это одно, а применение ее на практике — совсем другое.

Степень асферичности настолько мала, что для работы с точностью до 0,1 микрона были созданы специальные производственные процессы. В наши дни асферические элементы объектива настолько точно шлифуются и полируются, что даже элементы с отклонением асферичности в 0,02 микрона (1/50 000 часть миллиметра) не допускаются для установки в объективы.

Асферический элемент в асферическом объективе компенсирует искажение и устраняют (или делают менее заметной) сферические аберрации в объективах с высокой светосилой. Они также позволяют производить более компактные объективы, чем это было возможно ранее, когда использовались лишь сферические линзы.

Шлифование и полировка асферической линзы — это длительный и дорогостоящий процесс, однако нынешние производственные технологии позволяют изготавливать их методом формования. Очевидно, что форма асферической линзы должна быть изготовлена с максимальной точностью, чтобы сформованная линза имела необходимую форму. Инженерам также необходимо учитывать, как меняется размер элемента после охлаждения и полировки стекла.

Хотя производство таких линз все еще остается высокоточным процессом, их формование делает процедуру менее дорогостоящей по сравнению со шлифованием, что делает конечную продукцию дешевле.

Применение

Применение асферических элементов в оптической схеме объектива увеличивает качество изображения и уменьшает количество используемых элементов схемы, но повышает конечную стоимость производства, так как эти элементы сложнее в обработке. Компания Canon впервые применила асферический элемент в объективе Canon FD 50mm f1.2 в 1971 году и получила неожиданные результаты. Обычно применяются в оптических схемах для коррекции аберраций, причем зачастую такой элемент может заменить пару сферических.

Вообще, применяются в оптике повсеместно. Эффект применения асферических элементов особенно заметен на широкоугольных объективах.

«Асферический объектив» больше жаргонное название, правильно употреблять — «объектив с использованием асферических элементов в схеме».

Курсы для фотографа:

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.