லென்ஸ் கூறுகளின் எண்ணிக்கை ஒளியியல் அமைப்புகளில் இமேஜிங் செயல்திறனை நிர்ணயிக்கும் ஒரு முக்கியமான காரணியாகும், மேலும் ஒட்டுமொத்த வடிவமைப்பு கட்டமைப்பில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. நவீன இமேஜிங் தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறும்போது, பட தெளிவு, வண்ண நம்பகத்தன்மை மற்றும் நுண்ணிய விவர மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றிற்கான பயனர் கோரிக்கைகள் தீவிரமடைந்துள்ளன, இதனால் பெருகிய முறையில் சிறிய இயற்பியல் உறைகளுக்குள் ஒளி பரவலின் மீது அதிக கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. இந்த சூழலில், ஒளியியல் அமைப்பு திறனை நிர்வகிக்கும் மிகவும் செல்வாக்கு மிக்க அளவுருக்களில் ஒன்றாக லென்ஸ் கூறுகளின் எண்ணிக்கை வெளிப்படுகிறது.
ஒவ்வொரு கூடுதல் லென்ஸ் உறுப்பும், ஒளிப் பாதைகள் முழுவதும் ஒளிப் பாதைகள் மற்றும் கவனம் செலுத்தும் நடத்தையின் துல்லியமான கையாளுதலை செயல்படுத்தும் வகையில், படிப்படியாக அதிகரிக்கும் அளவிலான சுதந்திரத்தை அறிமுகப்படுத்துகிறது. இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட வடிவமைப்பு நெகிழ்வுத்தன்மை முதன்மை இமேஜிங் பாதையை மேம்படுத்துவதை எளிதாக்குவது மட்டுமல்லாமல், பல ஒளியியல் பிறழ்வுகளை இலக்காகக் கொண்டு திருத்தவும் அனுமதிக்கிறது. முக்கிய பிறழ்வுகளில் கோளப் பிறழ்வு அடங்கும் - விளிம்பு மற்றும் பராக்ஸியல் கதிர்கள் ஒரு பொதுவான குவியப் புள்ளியில் ஒன்றிணைக்கத் தவறும் போது ஏற்படும்; கோமா பிறழ்வு - புள்ளி மூலங்களின் சமச்சீரற்ற ஸ்மியர் முறையில் வெளிப்படும், குறிப்பாக பட சுற்றளவை நோக்கி; ஆஸ்டிஜிமாடிசம் - நோக்குநிலை சார்ந்த கவனம் முரண்பாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும்; புல வளைவு - படத் தளம் வளைந்து, சிதைந்த விளிம்பு கவனம் கொண்ட கூர்மையான மையப் பகுதிகளுக்கு வழிவகுக்கிறது; மற்றும் வடிவியல் சிதைவு - பீப்பாய் அல்லது பின்குஷன் வடிவ பட சிதைவாகத் தோன்றும்.
மேலும், பொருள் சிதறலால் தூண்டப்படும் அச்சு மற்றும் பக்கவாட்டு நிறமாற்றங்கள் வண்ண துல்லியம் மற்றும் மாறுபாட்டை சமரசம் செய்கின்றன. கூடுதல் லென்ஸ் கூறுகளை இணைப்பதன் மூலம், குறிப்பாக நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை லென்ஸ்களின் மூலோபாய சேர்க்கைகள் மூலம், இந்த பிறழ்வுகளை முறையாகக் குறைக்க முடியும், இதன் மூலம் பார்வைத் துறையில் இமேஜிங் சீரான தன்மையை மேம்படுத்த முடியும்.
உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட இமேஜிங்கின் விரைவான பரிணாமம் லென்ஸ் சிக்கலான தன்மையின் முக்கியத்துவத்தை மேலும் விரிவுபடுத்தியுள்ளது. உதாரணமாக, ஸ்மார்ட்போன் புகைப்படக் கலையில், முதன்மை மாதிரிகள் இப்போது CMOS சென்சார்களை 50 மில்லியனுக்கும் அதிகமான பிக்சல் எண்ணிக்கையுடன் ஒருங்கிணைக்கின்றன, சில 200 மில்லியனை எட்டுகின்றன, அதே நேரத்தில் தொடர்ந்து குறைந்து வரும் பிக்சல் அளவுகளும் உள்ளன. இந்த முன்னேற்றங்கள் சம்பவ ஒளியின் கோண மற்றும் இடஞ்சார்ந்த நிலைத்தன்மையின் மீது கடுமையான தேவைகளை விதிக்கின்றன. இத்தகைய உயர் அடர்த்தி சென்சார் வரிசைகளின் தீர்க்கும் சக்தியை முழுமையாகப் பயன்படுத்த, லென்ஸ்கள் பரந்த இடஞ்சார்ந்த அதிர்வெண் வரம்பில் அதிக மாடுலேஷன் டிரான்ஸ்ஃபர் செயல்பாடு (MTF) மதிப்புகளை அடைய வேண்டும், இது நுண்ணிய அமைப்புகளின் துல்லியமான ரெண்டரிங்கை உறுதி செய்கிறது. இதன் விளைவாக, வழக்கமான மூன்று அல்லது ஐந்து-உறுப்பு வடிவமைப்புகள் இனி போதுமானதாக இல்லை, இது 7P, 8P மற்றும் 9P கட்டமைப்புகள் போன்ற மேம்பட்ட பல-உறுப்பு உள்ளமைவுகளை ஏற்றுக்கொள்ளத் தூண்டுகிறது. இந்த வடிவமைப்புகள் சாய்ந்த கதிர் கோணங்களில் சிறந்த கட்டுப்பாட்டை செயல்படுத்துகின்றன, சென்சார் மேற்பரப்பில் கிட்டத்தட்ட இயல்பான நிகழ்வுகளை ஊக்குவிக்கின்றன மற்றும் மைக்ரோலென்ஸ் கிராஸ்டாக்கைக் குறைக்கின்றன. மேலும், ஆஸ்பெரிக் மேற்பரப்புகளின் ஒருங்கிணைப்பு கோள மாறுபாடு மற்றும் சிதைவுக்கான திருத்த துல்லியத்தை மேம்படுத்துகிறது, விளிம்பு முதல் விளிம்பு வரை கூர்மை மற்றும் ஒட்டுமொத்த பட தரத்தை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது.
தொழில்முறை இமேஜிங் அமைப்புகளில், ஆப்டிகல் சிறப்பிற்கான தேவை இன்னும் சிக்கலான தீர்வுகளை இயக்குகிறது. உயர்நிலை DSLR மற்றும் கண்ணாடியில்லாத கேமராக்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரிய-துளை பிரைம் லென்ஸ்கள் (எ.கா., f/1.2 அல்லது f/0.95) அவற்றின் ஆழமற்ற புல ஆழம் மற்றும் அதிக ஒளி செயல்திறன் காரணமாக கடுமையான கோள மாறுபாடு மற்றும் கோமாவுக்கு இயல்பாகவே ஆளாகின்றன. இந்த விளைவுகளை எதிர்கொள்ள, உற்பத்தியாளர்கள் வழக்கமாக 10 முதல் 14 கூறுகளைக் கொண்ட லென்ஸ் அடுக்குகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேம்பட்ட பொருட்கள் மற்றும் துல்லியமான பொறியியலைப் பயன்படுத்துகின்றனர். குறைந்த-சிதறல் கண்ணாடி (எ.கா., ED, SD) நிறப் பரவலை அடக்கவும் வண்ண விளிம்புகளை அகற்றவும் மூலோபாய ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆஸ்பெரிக் கூறுகள் பல கோள கூறுகளை மாற்றுகின்றன, எடை மற்றும் உறுப்பு எண்ணிக்கையைக் குறைக்கும் போது உயர்ந்த பிறழ்வு திருத்தத்தை அடைகின்றன. சில உயர்-செயல்திறன் வடிவமைப்புகள் குறிப்பிடத்தக்க வெகுஜனத்தைச் சேர்க்காமல் நிறப் பிறழ்வை மேலும் அடக்குவதற்கு மாறுபட்ட ஒளியியல் கூறுகள் (DOEகள்) அல்லது ஃப்ளோரைட் லென்ஸ்களை இணைக்கின்றன. 400 மிமீ எஃப்/4 அல்லது 600 மிமீ எஃப்/4 போன்ற அல்ட்ரா-டெலிஃபோட்டோ ஜூம் லென்ஸ்களில், ஆப்டிகல் அசெம்பிளி 20 தனிப்பட்ட கூறுகளை தாண்டக்கூடும், மிதக்கும் ஃபோகஸ் பொறிமுறைகளுடன் இணைந்து நெருக்கமான ஃபோகஸிலிருந்து முடிவிலி வரை நிலையான பட தரத்தை பராமரிக்கிறது.
இந்த நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், லென்ஸ் கூறுகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பது குறிப்பிடத்தக்க பொறியியல் சமரசங்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது. முதலாவதாக, ஒவ்வொரு காற்று-கண்ணாடி இடைமுகமும் தோராயமாக 4% பிரதிபலிப்பு இழப்பை ஏற்படுத்துகிறது. நானோ-கட்டமைக்கப்பட்ட பூச்சுகள் (ASC), துணை-அலைநீள கட்டமைப்புகள் (SWC) மற்றும் பல-அடுக்கு பிராட்பேண்ட் பூச்சுகள் உள்ளிட்ட அதிநவீன எதிர்ப்பு பிரதிபலிப்பு பூச்சுகளுடன் கூட, ஒட்டுமொத்த பரிமாற்ற இழப்புகள் தவிர்க்க முடியாதவை. அதிகப்படியான உறுப்பு எண்ணிக்கைகள் மொத்த ஒளி பரிமாற்றத்தைக் குறைக்கலாம், சிக்னல்-க்கு-இரைச்சல் விகிதத்தைக் குறைக்கலாம் மற்றும் குறிப்பாக குறைந்த-ஒளி சூழல்களில், விரிவடைதல், மூடுபனி மற்றும் மாறுபாடு குறைப்புக்கு உணர்திறனை அதிகரிக்கும். இரண்டாவதாக, உற்பத்தி சகிப்புத்தன்மை பெருகிய முறையில் கோருகிறது: ஒவ்வொரு லென்ஸின் அச்சு நிலை, சாய்வு மற்றும் இடைவெளி மைக்ரோமீட்டர்-நிலை துல்லியத்திற்குள் பராமரிக்கப்பட வேண்டும். விலகல்கள் அச்சுக்கு வெளியே பிறழ்ச்சி சிதைவை அல்லது உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மங்கலைத் தூண்டலாம், உற்பத்தி சிக்கலை உயர்த்தலாம் மற்றும் மகசூல் விகிதங்களைக் குறைக்கலாம்.
கூடுதலாக, அதிக லென்ஸ் எண்ணிக்கை பொதுவாக அமைப்பின் அளவையும் வெகுஜனத்தையும் அதிகரிக்கிறது, இது நுகர்வோர் மின்னணுவியலில் மினியேட்டரைசேஷன் கட்டாயத்துடன் முரண்படுகிறது. ஸ்மார்ட்போன்கள், ஆக்ஷன் கேமராக்கள் மற்றும் ட்ரோன்-மவுண்டட் இமேஜிங் அமைப்புகள் போன்ற விண்வெளி-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பயன்பாடுகளில், உயர் செயல்திறன் ஒளியியலை சிறிய வடிவ காரணிகளாக ஒருங்கிணைப்பது ஒரு பெரிய வடிவமைப்பு சவாலை முன்வைக்கிறது. மேலும், ஆட்டோஃபோகஸ் ஆக்சுவேட்டர்கள் மற்றும் ஆப்டிகல் இமேஜ் ஸ்டெபிலைசேஷன் (OIS) தொகுதிகள் போன்ற இயந்திர கூறுகள் லென்ஸ் குழு இயக்கத்திற்கு போதுமான அனுமதி தேவை. அதிகப்படியான சிக்கலான அல்லது மோசமாக அமைக்கப்பட்ட ஆப்டிகல் ஸ்டேக்குகள் ஆக்சுவேட்டர் ஸ்ட்ரோக் மற்றும் மறுமொழியைக் கட்டுப்படுத்தலாம், கவனம் செலுத்தும் வேகம் மற்றும் நிலைப்படுத்தல் செயல்திறனை சமரசம் செய்யலாம்.
எனவே, நடைமுறை ஒளியியல் வடிவமைப்பில், லென்ஸ் கூறுகளின் உகந்த எண்ணிக்கையைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு விரிவான பொறியியல் பரிமாற்ற பகுப்பாய்வு தேவைப்படுகிறது. வடிவமைப்பாளர்கள் இலக்கு பயன்பாடு, சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகள், உற்பத்தி செலவு மற்றும் சந்தை வேறுபாடு உள்ளிட்ட நிஜ உலக கட்டுப்பாடுகளுடன் தத்துவார்த்த செயல்திறன் வரம்புகளை சரிசெய்ய வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, வெகுஜன-சந்தை சாதனங்களில் மொபைல் கேமரா லென்ஸ்கள் பொதுவாக செயல்திறன் மற்றும் செலவு-செயல்திறனை சமநிலைப்படுத்த 6P அல்லது 7P உள்ளமைவுகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, அதே நேரத்தில் தொழில்முறை சினிமா லென்ஸ்கள் அளவு மற்றும் எடையின் இழப்பில் இறுதி பட தரத்திற்கு முன்னுரிமை அளிக்கலாம். அதே நேரத்தில், Zemax மற்றும் Code V போன்ற ஒளியியல் வடிவமைப்பு மென்பொருளில் முன்னேற்றங்கள் அதிநவீன பன்முகப்படுத்தக்கூடிய உகப்பாக்கத்தை செயல்படுத்துகின்றன, இது பொறியாளர்கள் சுத்திகரிக்கப்பட்ட வளைவு சுயவிவரங்கள், ஒளிவிலகல் குறியீட்டு தேர்வு மற்றும் ஆஸ்பெரிக் குணக உகப்பாக்கம் மூலம் குறைவான கூறுகளைப் பயன்படுத்தி பெரிய அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய செயல்திறன் நிலைகளை அடைய அனுமதிக்கிறது.
முடிவில், லென்ஸ் கூறுகளின் எண்ணிக்கை என்பது ஒளியியல் சிக்கலான தன்மையின் அளவீடு மட்டுமல்ல, இமேஜிங் செயல்திறனின் மேல் வரம்பை வரையறுக்கும் ஒரு அடிப்படை மாறியாகும். இருப்பினும், உயர்ந்த ஒளியியல் வடிவமைப்பு எண் விரிவாக்கம் மூலம் மட்டும் அடையப்படுவதில்லை, மாறாக பிறழ்ச்சி திருத்தம், பரிமாற்ற திறன், கட்டமைப்பு சுருக்கம் மற்றும் உற்பத்தித்திறன் ஆகியவற்றை ஒத்திசைக்கும் ஒரு சமச்சீர், இயற்பியல்-தகவல் கட்டமைப்பை வேண்டுமென்றே உருவாக்குவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. எதிர்நோக்குகையில், உயர்-ஒளிவிலகல்-குறியீடு, குறைந்த-சிதறல் பாலிமர்கள் மற்றும் மெட்டா மெட்டீரியல்கள் போன்ற புதுமையான பொருட்களில் புதுமைகள் - வேஃபர்-லெவல் மோல்டிங் மற்றும் ஃப்ரீஃபார்ம் மேற்பரப்பு செயலாக்கம் உட்பட மேம்பட்ட உற்பத்தி நுட்பங்கள் - மற்றும் ஒளியியல் மற்றும் வழிமுறைகளின் இணை-வடிவமைப்பு மூலம் கணக்கீட்டு இமேஜிங் - "உகந்த" லென்ஸ் எண்ணிக்கையின் முன்னுதாரணத்தை மறுவரையறை செய்யும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இது அதிக செயல்திறன், அதிக நுண்ணறிவு மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட அளவிடுதல் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படும் அடுத்த தலைமுறை இமேஜிங் அமைப்புகளை செயல்படுத்துகிறது.
இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-16-2025