Wie unterscheidet sich eine sphärische Linse von einer asphärischen Linse?

Es ist einfach und relativ billig, Linsen herzustellen, deren Oberflächen Teile einer Ebene oder Teile einer Kugel sind. Solche Linsen fokussieren das Licht nicht perfekt; Dieser Mangel an Fokus ist sphärische Aberration. Diese Grafik aus einem Wikipedia-Artikel veranschaulicht schematisch, wie die Lichtstrahlen im Vergleich zu einer hypothetischen perfekten Linse (obere Hälfte) nicht konvergieren (untere Hälfte).

Sphärische Aberration ist besonders ausgeprägt bei großen, lichtstarken (hellen) Objektiven. Dieser Mangel an Fokus zeigt sich in verschiedenen Formen von Unschärfe. Das Problem kann behoben werden, indem andere Linsen vor und hinter der Linse platziert werden. Es kann auch korrigiert werden, indem die Form der Linsenoberflächen geändert wird (sie asphärisch werden), aber das ist tendenziell schwieriger und teurer durchzuführen: sphärische Glasformen sind einfach herzustellen und zu messen; asphärische sind es nicht.

Wenn zusätzliche Linsenelemente als Korrektur hinzugefügt werden, erhöhen sie die Lichtreflexe und verringern den Kontrast des Fotos und erhöhen die Größe und das Gewicht des Objektivs. Sie könnten auch die Farben ein wenig verändern. Daher signalisieren asphärische Elemente typischerweise ein Objektiv, das so konstruiert ist, dass es kontrastreiche, farbenfrohe Bilder erzeugt und leichter und einfacher zu verwenden ist. Sie allein garantieren noch keine hohe Qualität, da Objektive neben der sphärischen Aberration noch andere Probleme aufweisen können. Beispielsweise können kleine asphärische Linsen aus Kunststoff gegossen werden und erscheinen routinemäßig in billiger Fotoausrüstung. Eine große asphärische Linse aus Glas ist jedoch viel teurer in der Herstellung und normalerweise für bessere Linsen reserviert.

Eine als "asphärisch" vermarktete Linse hat normalerweise nur eine asphärische Oberfläche (eine Seite eines Glasstücks), und alle anderen Oberflächen sind sphärisch (oder flach).

Die überwiegende Mehrheit des Glases in jedem Objektiv, selbst in den als asphärisch vermarkteten Objektiven, ist ohnehin sphärisch.

Eine asphärische Oberfläche kann dabei helfen, die sphärische Aberration zu korrigieren, die das Bild weich erscheinen lassen kann, wenn die Blende weit geöffnet ist. Aber es ist keine exakte Wissenschaft, weil Kompromisse eingegangen werden müssen. Beispielsweise kann die sphärische Aberrationskorrektur manchmal das Bokeh im Hintergrund härter machen, was für Porträts nicht so gut ist.

Asphärische Linsenoberflächen sind wesentlich teurer in der Herstellung, da sie nicht durch eine natürliche Drehbewegung geschliffen werden können.

Wissenswertes: Hochwertige asphärische Linsenoberflächen gibt es mindestens seit 1667 , verwendet in Teleskopen, Lesebrillen und Brenngläsern (!).

Die Antwort des Fotografen ist, dass es keine Rolle spielt. Wir lassen optische Ingenieure den besten Weg finden, Linsen zu bauen und sie dann für unser Handwerk zu verwenden.

Die technische Antwort lautet ja, nicht asphärische Linsen sind in dem Sinne sphärisch, dass eine ihrer Oberflächen der Außenfläche einer Kugel mit einem bestimmten Radius entspricht.

Asphärische Linsen sind komplexer und nicht darauf beschränkt, der Krümmung einer Kugel zu folgen. Das bedeutet auch, dass es viel mehr Varianz zwischen asphärischen Linsen gibt. Dies gibt Optikingenieuren mehr Freiheit beim Entwerfen solcher Linsen und damit mehr Möglichkeiten, optische Probleme zu korrigieren.

Nach dem, was ich über asphärische Linsen gelesen und gesehen habe, sollen sie verhindern, dass Licht auf die Oberfläche der Linse trifft. Das heißt, es verhindert Bildverzerrungen für den Brillenträger. Dies wird erreicht, indem die Kanten der Linse nach außen gebogen werden, weg von der Krümmung des sphärischen Designs der Linse, so dass sie in der Mitte zu einer Kugel wird und sich an den Kanten verjüngt.