Линзний элементүүдийн тоо нь оптик системийн дүрслэлийн гүйцэтгэлийг тодорхойлох чухал хүчин зүйл бөгөөд ерөнхий дизайны хүрээнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Орчин үеийн дүрслэлийн технологи хөгжихийн хэрээр хэрэглэгчдийн зургийн тод байдал, өнгөний нарийвчлал, нарийн нарийвчлалын хуулбарлалтын шаардлага улам бүр нэмэгдэж, улам нягтаршсан физик бүрхүүл доторх гэрлийн тархалтыг илүү их хянах шаардлагатай болсон. Энэ нөхцөлд линзний элементүүдийн тоо нь оптик системийн чадавхийг тодорхойлдог хамгийн нөлөө бүхий параметрүүдийн нэг болж гарч ирж байна.
Нэмэлт линзний элемент бүр нь нэмэлт эрх чөлөөний түвшинг нэвтрүүлж, гэрлийн траектор болон оптик замын туршид фокуслах зан төлөвийг нарийн зохицуулах боломжийг олгодог. Энэхүү сайжруулсан дизайны уян хатан байдал нь зөвхөн анхдагч дүрслэх замыг оновчтой болгоход туслахаас гадна олон тооны оптик гажуудлыг чиглэсэн залруулга хийх боломжийг олгодог. Гол гажуудалд захын болон параксиаль туяа нийтлэг фокусын цэг дээр нэгдэж чадаагүй үед үүсдэг бөмбөрцөг гажуудал; цэгийн эх үүсвэрийн тэгш бус толбо, ялангуяа зургийн захын хэсэгт илэрдэг кома гажуудал; чиглэлээс хамааралтай фокусын зөрүү үүсгэдэг астигматизм; зургийн хавтгай муруйж, ирмэгийн фокус муудсан хурц төвийн бүсэд хүргэдэг талбайн муруйлт; мөн торх эсвэл дэр хэлбэртэй дүрсний деформаци хэлбэрээр илэрдэг геометрийн гажуудал орно.
Цаашилбал, материалын тархалтаас үүдэлтэй тэнхлэгийн болон хажуугийн хроматик гажуудал нь өнгөний нарийвчлал болон тодосголтыг бууруулдаг. Нэмэлт линзний элементүүдийг, ялангуяа эерэг ба сөрөг линзний стратегийн хослолоор оруулснаар эдгээр гажуудлыг системтэйгээр бууруулж, улмаар харах талбарт дүрслэлийн жигд байдлыг сайжруулж болно.
Өндөр нягтралтай дүрслэлийн хурдацтай хөгжил нь линзний нарийн төвөгтэй байдлын ач холбогдлыг улам бүр нэмэгдүүлсэн. Жишээлбэл, ухаалаг гар утасны гэрэл зургийн салбарт тэргүүлэх загварууд нь пикселийн тоо 50 саяас давсан, зарим нь 200 саяд хүрсэн CMOS мэдрэгчийг нэгтгэж, пикселийн хэмжээ тасралтгүй буурч байна. Эдгээр дэвшил нь тусах гэрлийн өнцөг болон орон зайн тогтвортой байдалд хатуу шаардлага тавьдаг. Ийм өндөр нягтралтай мэдрэгчийн массивын шийдвэрлэх чадварыг бүрэн ашиглахын тулд линз нь өргөн орон зайн давтамжийн хүрээнд Модуляцийн дамжуулалтын функц (MTF)-ийн өндөр утгыг олж авах ёстой бөгөөд энэ нь нарийн бүтэцтэй байдлыг нарийвчлалтай харуулдаг. Үүний үр дүнд уламжлалт гурван эсвэл таван элементийн загварууд хангалтгүй болсон тул 7P, 8P, 9P архитектур зэрэг дэвшилтэт олон элементийн тохиргоог нэвтрүүлэхэд хүргэдэг. Эдгээр загварууд нь ташуу цацрагийн өнцгийг дээд зэргээр хянах боломжийг олгодог бөгөөд мэдрэгчийн гадаргуу дээр хэвийн хэмжээнд ойртохыг дэмжиж, микро линзний хөндлөн яриаг багасгадаг. Түүнээс гадна, асферик гадаргууг нэгтгэх нь бөмбөрцөг хэлбэрийн гажуудал ба гажуудлын залруулгын нарийвчлалыг нэмэгдүүлж, ирмэгээс ирмэг хүртэлх хурц байдал болон зургийн ерөнхий чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.
Мэргэжлийн дүрслэлийн системд оптикийн төгс байдлын эрэлт хэрэгцээ нь бүр ч илүү нарийн төвөгтэй шийдлүүдийг бий болгодог. Өндөр зэрэглэлийн DSLR болон толин тусгалгүй камерт ашигладаг том диафрагмын линз (жишээ нь, f/1.2 эсвэл f/0.95) нь гүехэн талбайн гүн, өндөр гэрлийн нэвтрүүлэх чадвараас шалтгаалан бөмбөрцөг хэлбэрийн гажиг болон комд өртөмтгий байдаг. Эдгээр нөлөөллийг арилгахын тулд үйлдвэрлэгчид дэвшилтэт материал, нарийвчлалтай инженерчлэлийг ашиглан 10-14 элементээс бүрдсэн линзний стекийг тогтмол ашигладаг. Бага тархалттай шил (жишээ нь, ED, SD) нь хроматик тархалтыг дарах, өнгөний хүрээг арилгахын тулд стратегийн хувьд байрлуулсан байдаг. Асферик элементүүд нь олон бөмбөрцөг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сольж, жин болон элементийн тоог бууруулж, аберрацийн дээд зэргийн залруулгыг бий болгодог. Зарим өндөр гүйцэтгэлтэй загварууд нь их хэмжээний масс нэмэхгүйгээр хроматик аберрацийг цаашид дарахын тулд дифракцийн оптик элементүүд (DOEs) эсвэл флюорит линзийг агуулдаг. 400 мм f/4 эсвэл 600 мм f/4 гэх мэт хэт телефото томруулалтын линзүүдэд оптик угсралт нь 20 бие даасан элементээс хэтэрч, ойрын фокусаас хязгааргүй хүртэл дүрсний чанарыг тогтвортой байлгахын тулд хөвөгч фокусын механизмтай хослуулан хэрэглэж болно.
Эдгээр давуу талуудаас үл хамааран линзний элементүүдийн тоог нэмэгдүүлэх нь инженерийн хувьд мэдэгдэхүйц тэнцвэрийг бий болгодог. Нэгдүгээрт, агаарын шилэн интерфейс бүр ойролцоогоор 4% ойлтын алдагдалд хүргэдэг. Нано бүтэцтэй бүрхүүл (ASC), долгионы уртаас доогуур бүтэц (SWC), олон давхаргат өргөн зурвасын бүрхүүл зэрэг хамгийн сүүлийн үеийн ойлтын эсрэг бүрхүүлтэй байсан ч хуримтлагдсан дамжуулалтын алдагдал зайлшгүй хэвээр байна. Хэт их элементийн тоо нь нийт гэрлийн дамжуулалтыг бууруулж, дохио-шуугианы харьцааг бууруулж, ялангуяа гэрэл багатай орчинд гэрэлтэх, манан, тодосголт буурах мэдрэмжийг нэмэгдүүлдэг. Хоёрдугаарт, үйлдвэрлэлийн хүлцэл улам бүр өндөр шаардлага тавьж байна: линз бүрийн тэнхлэгийн байрлал, хазайлт, зайг микрометрийн түвшний нарийвчлалтай байлгах ёстой. Хазайлт нь тэнхлэгээс гадуурх хазайлт эсвэл орон нутгийн бүдгэрэлтийг үүсгэж, үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй байдлыг нэмэгдүүлж, ургацын түвшинг бууруулдаг.
Түүнчлэн, линзний тоо их байх нь ерөнхийдөө системийн эзэлхүүн болон массыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь хэрэглээний электроникийн миниатюрчлалын зайлшгүй шаардлагатай зөрчилддөг. Ухаалаг утас, экшн камер, дрон суурилуулсан дүрслэлийн систем зэрэг орон зай багатай хэрэглээнд өндөр хүчин чадалтай оптикийг авсаархан хэлбэр хүчин зүйлд нэгтгэх нь дизайны томоохон бэрхшээлийг үүсгэдэг. Цаашилбал, автофокусын идэвхжүүлэгч болон оптик дүрс тогтворжуулагч (OIS) модуль зэрэг механик бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь линзний бүлгийн хөдөлгөөнд хангалттай зай шаарддаг. Хэт нарийн төвөгтэй эсвэл муу зохион байгуулалттай оптик стекүүд нь идэвхжүүлэгчийн ажиллагаа болон хариу үйлдлийг хязгаарлаж, фокусын хурд болон тогтворжуулалтын үр нөлөөг бууруулдаг.
Тиймээс практик оптик дизайны хувьд линзний элементүүдийн оновчтой тоог сонгоход инженерийн цогц буулт хийх шинжилгээ шаардлагатай. Дизайнерууд онолын гүйцэтгэлийн хязгаарыг зорилтот хэрэглээ, хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдал, үйлдвэрлэлийн өртөг, зах зээлийн ялгаа зэрэг бодит ертөнцийн хязгаарлалтуудтай уялдуулах ёстой. Жишээлбэл, олон нийтийн зах зээлийн төхөөрөмжүүдийн хөдөлгөөнт камерын линз нь гүйцэтгэл болон өртгийн үр ашгийг тэнцвэржүүлэхийн тулд ихэвчлэн 6P эсвэл 7P тохиргоог ашигладаг бол мэргэжлийн кино театрын линз нь хэмжээ, жингийн зардлаар зургийн дээд чанарыг нэн тэргүүнд тавьж болно. Үүний зэрэгцээ, Zemax, Code V зэрэг оптик дизайны програм хангамжийн дэвшил нь нарийн төвөгтэй олон хувьсагчтай оновчлолыг бий болгож, инженерүүдэд сайжруулсан муруйлтын профайл, хугарлын индексийн сонголт, асферик коэффициентийн оновчлолоор дамжуулан цөөн элемент ашиглан том системүүдтэй харьцуулах боломжтой гүйцэтгэлийн түвшинд хүрэх боломжийг олгодог.
Дүгнэж хэлэхэд, линзний элементүүдийн тоо нь зөвхөн оптик нарийн төвөгтэй байдлын хэмжүүр биш, харин дүрслэлийн гүйцэтгэлийн дээд хязгаарыг тодорхойлдог үндсэн хувьсагч юм. Гэсэн хэдий ч дээд зэргийн оптик дизайныг зөвхөн тоон өсөлтөөр бус, харин гажуудлын залруулга, дамжуулалтын үр ашиг, бүтцийн нягтрал, үйлдвэрлэлийн чадварыг уялдуулсан тэнцвэртэй, физикт суурилсан архитектурыг зориудаар бүтээснээр бий болгодог. Ирээдүйд шинэ материалын шинэчлэлүүд - тухайлбал өндөр хугарлын индекстэй, бага тархалттай полимер ба метаматериалууд - дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн техникүүд - үүнд вафли түвшний хэв, чөлөөт хэлбэрийн гадаргуугийн боловсруулалт - мөн оптик болон алгоритмын хамтын дизайнаар дамжуулан тооцооллын дүрслэл - нь "оновчтой" линзний тооллын парадигмыг дахин тодорхойлж, өндөр гүйцэтгэл, илүү их оюун ухаан, сайжруулсан өргөтгөх чадвараар тодорхойлогддог дараагийн үеийн дүрслэлийн системийг бий болгоно гэж найдаж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 16