Linza elementlərinin sayı optik sistemlərdə görüntüləmə performansının vacib bir müəyyənedicisidir və ümumi dizayn çərçivəsində mərkəzi rol oynayır. Müasir görüntüləmə texnologiyaları inkişaf etdikcə, istifadəçinin görüntü aydınlığına, rəng dəqiqliyinə və incə detalların bərpasına olan tələbləri artmış və bu da getdikcə daha sıx fiziki zərflər daxilində işığın yayılmasına daha çox nəzarət tələb etmişdir. Bu kontekstdə linza elementlərinin sayı optik sistemin imkanlarını tənzimləyən ən təsirli parametrlərdən biri kimi ortaya çıxır.
Hər bir əlavə linza elementi, optik yol boyunca işıq trayektoriyalarının dəqiq manipulyasiyasına və fokuslanma davranışına imkan verən artan sərbəstlik dərəcəsi təqdim edir. Bu inkişaf etmiş dizayn elastikliyi yalnız əsas görüntüləmə yolunun optimallaşdırılmasını asanlaşdırmır, həm də çoxsaylı optik aberrasiyaların hədəflənmiş korreksiyasına imkan verir. Əsas aberrasiyalara sferik aberrasiya - marjinal və paraksial şüaların ortaq bir fokus nöqtəsində birləşə bilmədikdə yaranan aberrasiya; nöqtə mənbələrinin, xüsusən də görüntü periferiyasına doğru asimmetrik ləkələnməsi kimi özünü göstərən koma aberrasiya; oriyentasiyadan asılı fokus uyğunsuzluqlarına səbəb olan astiqmatizm; sahə əyriliyi - görüntü müstəvisinin əyri olduğu və kənar fokusunun pozulması ilə kəskin mərkəz bölgələrinə səbəb olduğu yer; və həndəsi təhrif - barel və ya yastıq formalı görüntü deformasiyası kimi görünür.
Bundan əlavə, material dispersiyası nəticəsində yaranan həm ox, həm də yan xromatik aberrasiyalar rəng dəqiqliyini və kontrastını pozur. Xüsusilə müsbət və mənfi linzaların strateji kombinasiyaları vasitəsilə əlavə linza elementləri daxil etməklə bu aberrasiyalar sistematik şəkildə azaldıla bilər və bununla da görünüş sahəsində görüntü vahidliyini yaxşılaşdıra bilər.
Yüksək qətnaməli görüntüləmənin sürətli inkişafı linza mürəkkəbliyinin əhəmiyyətini daha da artırmışdır. Məsələn, smartfon fotoqrafiyasında flaqman modelləri indi piksel sayı 50 milyonu, bəziləri isə 200 milyona çatan CMOS sensorlarını davamlı olaraq azalan piksel ölçüləri ilə birləşdirir. Bu irəliləyişlər düşən işığın bucaq və məkan tutarlılığına ciddi tələblər qoyur. Belə yüksək sıxlıqlı sensor massivlərinin həlletmə gücündən tam istifadə etmək üçün linzalar geniş məkan tezlik diapazonunda daha yüksək Modulyasiya Transfer Funksiyası (MTF) dəyərlərinə nail olmalı və incə teksturaların dəqiq göstərilməsini təmin etməlidir. Nəticə etibarilə, ənənəvi üç və ya beş elementli dizaynlar artıq kifayət deyil və bu da 7P, 8P və 9P arxitekturaları kimi qabaqcıl çoxelementli konfiqurasiyaların qəbul edilməsinə səbəb olur. Bu dizaynlar əyri şüa bucaqları üzərində üstün nəzarəti təmin edir, sensor səthində normala yaxın düşməni təşviq edir və mikrolinzaların çarpaz danışığını minimuma endirir. Bundan əlavə, asferik səthlərin inteqrasiyası sferik aberrasiya və təhrif üçün düzəliş dəqiqliyini artırır, kənardan kənara kəskinliyi və ümumi görüntü keyfiyyətini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.
Peşəkar görüntüləmə sistemlərində optik mükəmməlliyə tələbat daha mürəkkəb həlləri irəli sürür. Yüksək səviyyəli DSLR və güzgüsüz kameralarda istifadə edilən böyük diafraqmalı əsas linzalar (məsələn, f/1.2 və ya f/0.95), dayaz sahə dərinliyi və yüksək işıq ötürmə qabiliyyəti səbəbindən ciddi sferik aberrasiya və komaya meyllidirlər. Bu təsirləri aradan qaldırmaq üçün istehsalçılar mütəmadi olaraq qabaqcıl materiallardan və dəqiq mühəndislikdən istifadə edərək 10-14 elementdən ibarət linza yığınlarından istifadə edirlər. Aşağı dispersiyalı şüşə (məsələn, ED, SD) xromatik dispersiyanı yatırmaq və rəng kənarlarını aradan qaldırmaq üçün strateji olaraq yerləşdirilir. Asferik elementlər birdən çox sferik komponenti əvəz edir, çəki və element sayını azaltmaqla yanaşı üstün aberrasiya korreksiyasına nail olur. Bəzi yüksək performanslı dizaynlar, əhəmiyyətli kütlə əlavə etmədən xromatik aberrasiyanı daha da yatırmaq üçün difraksiya optik elementləri (DOE) və ya flüorit linzaları daxil edir. 400 mm f/4 və ya 600 mm f/4 kimi ultra-telefoto zum linzalarında optik qurğu, yaxın fokusdan sonsuzluğa qədər ardıcıl görüntü keyfiyyətini qorumaq üçün üzən fokus mexanizmləri ilə birləşdirilərək 20 fərdi elementdən çox ola bilər.
Bu üstünlüklərə baxmayaraq, linza elementlərinin sayının artırılması əhəmiyyətli mühəndislik güzəştləri yaradır. Birincisi, hər bir hava-şüşə interfeysi təxminən 4% əks etdirmə itkisinə səbəb olur. Ən müasir əks etdirmə əleyhinə örtüklər - nanostrukturlu örtüklər (ASC), alt dalğa uzunluğu strukturları (SWC) və çoxqatlı genişzolaqlı örtüklər də daxil olmaqla - kümülatif ötürmə itkiləri qaçılmaz olaraq qalır. Həddindən artıq element sayı ümumi işığın ötürülməsini pisləşdirə, siqnal-səs-küy nisbətini aşağı sala və xüsusilə az işıqlı mühitlərdə parıltı, duman və kontrast azalmasına qarşı həssaslığı artıra bilər. İkincisi, istehsal tolerantlıqları getdikcə daha çox tələbkar olur: hər bir linzanın ox mövqeyi, əyilməsi və məsafəsi mikrometr səviyyəsində dəqiqlik daxilində saxlanılmalıdır. Sapmalar oxdan kənar aberrasiya pozğunluğuna və ya lokal bulanıqlığa səbəb ola bilər, istehsalın mürəkkəbliyini artırır və məhsuldarlıq nisbətlərini azaldır.
Bundan əlavə, daha yüksək linza sayı ümumiyyətlə sistemin həcmini və kütləsini artırır ki, bu da istehlakçı elektronikasında miniatürləşdirmə zərurəti ilə ziddiyyət təşkil edir. Smartfonlar, hərəkət kameraları və dronlara quraşdırılmış görüntüləmə sistemləri kimi məkan məhdud tətbiqlərdə yüksək performanslı optiklərin kompakt forma faktorlarına inteqrasiyası əsas dizayn çətinliyi yaradır. Bundan əlavə, avtofokus aktuatorları və optik görüntü sabitləşdirmə (OIS) modulları kimi mexaniki komponentlər linza qrupu hərəkəti üçün kifayət qədər boşluq tələb edir. Həddindən artıq mürəkkəb və ya zəif düzülmüş optik yığınlar aktuatorun hərəkətini və cavabdehliyini məhdudlaşdıra bilər, fokuslama sürətini və sabitləşdirmə effektivliyini poza bilər.
Buna görə də, praktik optik dizaynda optimal sayda linza elementlərinin seçilməsi hərtərəfli mühəndislik kompromis təhlili tələb edir. Dizaynerlər nəzəri performans məhdudiyyətlərini hədəf tətbiqi, ətraf mühit şəraiti, istehsal dəyəri və bazar fərqləndirməsi daxil olmaqla real dünya məhdudiyyətləri ilə uzlaşdırmalıdırlar. Məsələn, kütləvi bazar cihazlarında mobil kamera linzaları adətən performans və xərc-səmərəliliyi balanslaşdırmaq üçün 6P və ya 7P konfiqurasiyalarından istifadə edir, peşəkar kino linzaları isə ölçü və çəki hesabına son görüntü keyfiyyətinə üstünlük verə bilər. Eyni zamanda, Zemax və Code V kimi optik dizayn proqram təminatındakı irəliləyişlər mürəkkəb çoxdəyişkənli optimallaşdırmaya imkan verir və mühəndislərə təkmilləşdirilmiş əyrilik profilləri, refraktiv indeks seçimi və asferik əmsal optimallaşdırması vasitəsilə daha az element istifadə edərək daha böyük sistemlərlə müqayisə edilə bilən performans səviyyələrinə nail olmağa imkan verir.
Nəticə olaraq, linza elementlərinin sayı sadəcə optik mürəkkəbliyin ölçüsü deyil, həm də görüntüləmə performansının yuxarı həddini müəyyən edən fundamental dəyişəndir. Lakin, üstün optik dizayn yalnız ədədi eskalasiya yolu ilə deyil, aberrasiya korreksiyasını, ötürmə səmərəliliyini, struktur kompaktlığını və istehsal qabiliyyətini uyğunlaşdıran balanslaşdırılmış, fizikaya əsaslanan bir arxitekturanın qəsdən qurulması yolu ilə əldə edilir. Gələcəkdə, yüksək refraktiv indeksli, aşağı dispersiyalı polimerlər və metamateriallar kimi yeni materiallarda, lövhə səviyyəli qəlibləmə və sərbəst formalı səth emalı da daxil olmaqla qabaqcıl istehsal texnikalarında və optika və alqoritmlərin birgə dizaynı vasitəsilə hesablama görüntüləməsindəki yeniliklərin "optimal" linza sayı paradiqmasını yenidən müəyyənləşdirəcəyi və daha yüksək performans, daha yüksək zəka və təkmilləşdirilmiş miqyaslanma ilə xarakterizə olunan yeni nəsil görüntüləmə sistemlərinə imkan verəcəyi gözlənilir.
Yayımlanma vaxtı: 16 Dekabr 2025