Kantite eleman lantiy yo se yon detèminan kritik nan pèfòmans imaj nan sistèm optik epi li jwe yon wòl santral nan kad konsepsyon jeneral la. Ofiramezi teknoloji imaj modèn yo ap avanse, demand itilizatè yo pou klète imaj, fidelite koulè, ak repwodiksyon detay amann yo vin pi fò, sa ki mande plis kontwòl sou pwopagasyon limyè nan anvlòp fizik ki pi konpak. Nan kontèks sa a, kantite eleman lantiy yo parèt kòm youn nan paramèt ki pi enfliyan ki gouvène kapasite sistèm optik la.
Chak eleman lantiy adisyonèl prezante yon degre libète ogmante, sa ki pèmèt manipilasyon presi trajektwa limyè yo ak konpòtman konsantrasyon sou tout chemen optik la. Fleksibilite konsepsyon amelyore sa a pa sèlman fasilite optimize chemen prensipal imaj la, men li pèmèt tou koreksyon siblé plizyè aberasyon optik. Aberasyon kle yo enkli aberasyon esferik—ki rive lè reyon majinal ak paraksial yo pa rive konvèje nan yon pwen fokal komen; aberasyon koma—ki manifeste kòm yon difizyon asimetrik nan sous pwen yo, patikilyèman nan direksyon periferi imaj la; astigmatism—ki lakòz diskrepans konsantrasyon ki depann de oryantasyon; koubi chan—kote plan imaj la koube, sa ki mennen nan rejyon sant byen file ak konsantrasyon kwen degrade; ak distòsyon jeyometrik—ki parèt kòm yon defòmasyon imaj ki gen fòm barik oswa kousen zegwi.
Anplis, aberasyon kromatik—ni aksyal ni lateral—ki pwovoke pa dispèsyon materyèl la konpwomèt presizyon koulè ak kontras. Lè yo enkòpore eleman lantiy adisyonèl, espesyalman atravè konbinezon estratejik lantiy pozitif ak negatif, yo ka diminye aberasyon sa yo sistematikman, kidonk amelyore inifòmite imaj la atravè tout chan vizyon an.
Evolisyon rapid imaj wo rezolisyon an vin pi plis anplifye enpòtans konpleksite lantiy yo. Nan fotografi smartphone, pa egzanp, modèl prensipal yo kounye a entegre detèktè CMOS ak kantite pixel ki depase 50 milyon, kèk rive nan 200 milyon, ansanm ak gwosè pixel ki kontinye ap diminye. Avansman sa yo enpoze egzijans strik sou konsistans angilè ak espasyal limyè ensidan an. Pou eksplwate nèt pouvwa rezolisyon seri detèktè wo dansite sa yo, lantiy yo dwe reyalize valè Fonksyon Transfè Modilasyon (MTF) ki pi wo atravè yon pakèt frekans espasyal, pou asire yon rann egzat nan teksti amann. Kidonk, desen konvansyonèl twa oswa senk eleman yo pa adekwa ankò, sa ki pouse adopsyon konfigirasyon milti-eleman avanse tankou achitekti 7P, 8P, ak 9P. Desen sa yo pèmèt yon kontwòl siperyè sou ang reyon oblik yo, sa ki ankouraje yon ensidans prèske nòmal sou sifas detèktè a epi minimize diafoni mikwolenti yo. Anplis de sa, entegrasyon sifas asferik yo amelyore presizyon koreksyon pou aberasyon ak distòsyon esferik, sa ki amelyore anpil netteté de kwen a kwen ak kalite imaj an jeneral.
Nan sistèm imaj pwofesyonèl yo, demann pou ekselans optik la pouse solisyon ki pi konplèks toujou. Lantiy prensipal ki gen gwo ouvèti (pa egzanp, f/1.2 oswa f/0.95) yo itilize nan kamera DSLR ak kamera san miwa ki wo nivo yo natirèlman gen tandans pou yo gen aberasyon esferik grav ak koma akòz pwofondè chan yo ki pa twò fon ak gwo debi limyè yo. Pou konbat efè sa yo, manifaktirè yo regilyèman itilize pil lantiy ki gen ladan 10 a 14 eleman, sa ki itilize materyèl avanse ak jeni presizyon. Vè ki gen ti dispèsyon (pa egzanp, ED, SD) deplwaye estratejikman pou siprime dispèsyon kromatik epi elimine franj koulè. Eleman asferik yo ranplase plizyè konpozan esferik, sa ki reyalize yon koreksyon aberasyon siperyè pandan y ap diminye pwa ak kantite eleman. Gen kèk konsepsyon pèfòmans segondè ki enkòpore eleman optik difraktif (DOE) oswa lantiy fliyorit pou siprime aberasyon kromatik plis toujou san yo pa ajoute mas enpòtan. Nan lantiy zoom ultra-teleobjektif—tankou 400mm f/4 oswa 600mm f/4—asanblaj optik la ka depase 20 eleman endividyèl, konbine avèk mekanis konsantre k ap flote pou kenbe yon kalite imaj ki konsistan soti nan yon fokus pre rive nan lenfini.
Malgre avantaj sa yo, ogmantasyon kantite eleman lantiy yo prezante konpwomi enjenyè enpòtan. Premyèman, chak koòdone lè-vè kontribye apeprè 4% pèt refleksyon. Menm avèk kouch anti-reflè ki pi modèn yo—tankou kouch nano-estriktire (ASC), estrikti sub-longèdonn (SWC), ak kouch bande laj milti-kouch—pèt transmisyon kimilatif yo rete inevitab. Kantite eleman twòp ka degrade transmisyon total limyè a, diminye rapò siyal-bri epi ogmante sansiblite a flare, bwouya, ak rediksyon kontras, patikilyèman nan anviwònman ki gen ti limyè. Dezyèmman, tolerans fabrikasyon yo vin pi plis difisil: pozisyon aksyal, enklinasyon, ak espasman chak lantiy dwe kenbe nan yon presizyon nivo mikwomèt. Devyasyon yo ka pwovoke degradasyon aberasyon ki pa sou aks oswa flou lokalize, ogmante konpleksite pwodiksyon an epi diminye to sede yo.
Anplis de sa, yon kantite lantiy ki pi wo jeneralman ogmante volim ak mas sistèm nan, sa ki antre an konfli ak enperatif miniaturizasyon nan elektwonik konsomatè yo. Nan aplikasyon ki gen espas limite tankou smartphones, kamera aksyon, ak sistèm imaj ki monte sou dron, entegre optik pèfòmans segondè nan faktè fòm kontra enfòmèl ant prezante yon gwo defi nan konsepsyon. Anplis de sa, konpozan mekanik tankou aktuateur otofokus ak modil estabilizasyon imaj optik (OIS) mande ase espas pou mouvman gwoup lantiy. Pil optik twò konplèks oswa mal ranje ka limite kou ak repons aktuateur yo, sa ki konpwomèt vitès konsantre ak efikasite estabilizasyon an.
Se poutèt sa, nan konsepsyon optik pratik, chwazi kantite optimal eleman lantiy mande yon analiz konpwomi jeni konplè. Konsèpteur yo dwe rekonsilye limit pèfòmans teyorik ak kontrent reyèl yo tankou aplikasyon sib, kondisyon anviwònman, pri pwodiksyon, ak diferansyasyon mache. Pa egzanp, lantiy kamera mobil nan aparèy mache mas yo tipikman adopte konfigirasyon 6P oswa 7P pou balanse pèfòmans ak efikasite pri, tandiske lantiy sinema pwofesyonèl yo ka priyorize bon jan kalite imaj final la nan depans gwosè ak pwa. An menm tan, pwogrè nan lojisyèl konsepsyon optik—tankou Zemax ak Code V—pèmèt optimize sofistike miltivaryab, sa ki pèmèt enjenyè yo reyalize nivo pèfòmans konparab ak sistèm ki pi gwo lè l sèvi avèk mwens eleman atravè pwofil koube rafine, seleksyon endis refraksyon, ak optimize koyefisyan asferik.
An konklizyon, kantite eleman lantiy yo pa sèlman yon mezi konpleksite optik, men yon varyab fondamantal ki defini limit siperyè pèfòmans imaj la. Sepandan, yon konsepsyon optik siperyè pa reyalize sèlman atravè eskalasyon nimerik, men atravè konstriksyon volontè yon achitekti ekilibre, ki baze sou fizik, ki armonize koreksyon aberasyon, efikasite transmisyon, konpakte estriktirèl, ak fabrikasyon. Pou lavni, inovasyon nan nouvo materyèl—tankou polimè ak metamateryèl ki gen gwo endèks refraksyon, ki gen ti dispèsyon—teknik fabrikasyon avanse—ki gen ladan bòdi nivo wafer ak pwosesis sifas lib—ak imaj konpitasyonèl—atravè ko-konsepsyon optik ak algoritm—yo prevwa redefini paradigme kantite lantiy "optimal" la, sa ki pèmèt sistèm imaj pwochen jenerasyon ki karakterize pa pi gwo pèfòmans, pi gwo entèlijans, ak amelyorasyon nan évolutivité.
Dat piblikasyon: 16 Desanm 2025