Чем отличаются сферические и асферические линзы? Объясняем разницу

Линзы со сферической и асферической поверхностью предназначены для коррекции миопии и гиперметропии. Однако между дизайном этих линз есть разница. Чем сферические линзы отличаются от асферических, кому назначают каждый тип линз и какие бренды наиболее популярны, рассказывают специалисты сети салонов оптики «Счастливый взгляд».

Линзы асферические и сферические — в чем разница

Дизайн линз имеет ключевое значение в контексте аберраций — искажений зрительного восприятия. При наличии аберраций любой предмет воспринимается глазами неправильно, то есть человек видит его не таким, каким предмет является в действительности.

На появление аберраций влияют форма и размер хрусталика, прозрачность внутриглазной жидкости и стекловидного тела, любые аметропии (миопия, гиперметропия), а также другие анатомические особенности глаз.

Сферические линзы назначают при аберрациях низшего порядка, асферические — при аберрациях высшего порядка

Различают два вида аберраций — низшего порядка (к ним относят миопию, гиперметропию и астигматизм) и высшего порядка. К высшим относят целый ряд аберраций, в том числе хроматическую — состояние, при котором коротковолновые лучи света преломляются сильнее, чем длинноволновые. В этом случае разноцветные объекты не воспринимаются абсолютно четкими.

Аберрации низшего порядка устраняются с помощью простых сферических линз, но для нормализации зрения при аберрациях высшего порядка они не подходят. В этом случае специалисты назначают линзы с асферическим дизайном.

Основная разница заключается в форме линз. Сферические линзы — это полусферы с одинаковым радиусом кривизны по всей площади. Оптическая сила сосредоточена в центре линзы, таким образом именно в этой части обеспечена наилучшая четкость зрения. Из-за этого линзы со сферическим дизайном могут вызывать визуальные искажения. Однако при зрительных нарушениях слабой степени такие искажения незначительны.

Поверхность (верхняя, внутренняя или обе сразу) асферической линзы имеет форму эллипса. Радиус кривизны в таких линзах неравномерен, в пределах оптической зоны он возрастает от центра к краю. За счет этого увеличивается острота зрения и контрастность изображения, а процент визуальных искажений, наоборот, уменьшается.

Сферические контактные линзы

Как уже было сказано, сферические линзы предназначены для коррекции незначительных зрительных нарушений. Аберрации усиливаются в зависимости от степени миопии или гиперметропии, поэтому сферические контактные линзы более оптимальны при близорукости и дальнозоркости низкой степени.

Если степень аметропии высокая, пациенты, использующие сферические линзы, могут отмечать визуальные искажения при плохом освещении, а также появление гало (ореолов) при взгляде на источники света. Если степень зрительного нарушения невысокая, подобные искажения не вызывают существенного дискомфорта, поэтому пациент может продолжать использование линз данного типа.

Наиболее популярные сферические линзы:

• Acuvue Oasys with Hydraclear Plus — благодаря высокому проценту содержания влаги и хорошей кислородопроницаемости линзы от Johnson & Johnson обеспечивают комфортные ощущения в течение дня;
• Dailies Total 1 — на сегодняшний день эти линзы от производителя Alcon считаются одними из лучших за счет своих высоких показателей влагосодержания и воздухопроницаемости;
• Optima FW — качественные трехмесячные линзы от производителя Bausch & Lomb по доступной цене.

Асферические контактные линзы

Линзы с асферическим дизайном обеспечивают более высокое качество зрения, особенно пациентам с высшими аберрациями. Их же предпочтительнее назначать при миопии, гиперметропии и астигматизме высокой степени.

За счет эллипсоидной формы верхней или нижней (реже — обеих) поверхности, линза минимизирует аберрации глаза, в результате чего контрастная чувствительность зрения повышается. В то же время за счет уникального дизайна устраняются и аберрации, вызванные самой линзой.

В линзах асферического дизайна процент искажений минимизирован

Так, например, в сферических линзах могут наблюдаться незначительные искажения, особенно в темное время суток — вокруг искусственных источников освещения (фонарей, автомобильных фар) появляются специфические ореолы. В асферических линзах такая проблема отсутствует.

На российском рынке наиболее популярны следующие асферические линзы:

• Dailies Aqua Comfort Plus — гидрогелевые однодневные линзы от компании Alcon;
• Air Optix Aqua — месячные линзы из силикон-гидрогелевых материалов, которые также производит Alcon;
• Air Optix Night&Day — силикон-гидрогелевые линзы пролонгированного режима ношения от компании Alcon, которые обеспечивают высокий процент кислородопроницаемости. За счет этого в линзах можно даже спать.

Выводы

Асферические линзы обеспечивают более четкое качество зрения и могут корректировать зрительные аберрации высших порядков. Подходят людям с высокой степенью миопии или гиперметропии.

Сферические линзы рекомендованы при аметропиях слабой степени. Они могут создавать дополнительные зрительные искажения, особенно в вечернее и ночное время, которые при нарушениях высокой степени будут ощущаться сильнее.

Асферические интраокулярные линзы — линзы без сферических аббераций

Офтальмологическая клиника

Москва

ул. Марксистская, д. 3, стр. 1

пн 9:00-17:00, вт-сб 9:00-20:00, вс 9:00-18:00

+7 (495) 620-35-55

Заказать обратный звонок

+7 (495) 620-35-55

Интраокулярная линза — это имплант (искусственный хрусталик) из биосовместимого материала, который устанавливается на место естественного хрусталика в случае утраты его функций. Что такое сферическая аберрация? Сферические аберрации (искажения изображения) возникают из-за преломления света под разными углами при его прохождении через сферическую поверхность интраокулярной линзы и оптические среды глаза. Без соответствующей коррекции лучи света не фокусируются точно на сетчатке глаза, и изображение может искажаться. Сферическая оптика формирует несовершенное изображение, т. к. оптическая сила распределена неравномерно.   Асферическая линза имеет одинаковую оптическую силу на всех участках, получается более качественное изображение. Сферические и асферические технологии Стандартные интраокулярные линзы сделаны по сферической технологии. При этом любая стандартная интраокулярная линза имеет эффект изменения оптической силы от центра к краям. Этот эффект ухудшает качество зрения, так как происходит снижение контрастности изображения. При децентрации (смещении от центра) снижается острота зрения, усиливаются позитивные аберрации, искажается изображение по краям. Преимущества асферических линз Интраокулярные линзы с усовершенствованной оптикой имеют асферическую переднюю и заднюю поверхности, что исключает сферические аберрации и сводит к минимуму оптические аномалии; Острота и качество зрения с такими линзами не изменяются при смещении оптической оси глаза или центра зрачка; Технология Anti-Glare (антиблик) защищает от нежелательных оптических аномалий и ослепления яркими источниками света; Асферические ИОЛ имеют непрерывный квадратный край и в большинстве случаев предотвращают развитие вторичных катаракт. Сравните качество зрения, получаемого при имплантированной ИОЛ с асферической оптикой. Выберите условия освещенности и подвигайте линзой по картинке. Показания к трансплантации асферических интраокулярных линз Чаще всего операция замены естественного хрусталика глаза асферической ИОЛ назначается пациентам с катарактой и пресбиопией (возрастной дальнозоркостью). Также асферические интраокулярные линзы показаны тем, кто в силу профессии особенно нуждается в высоком качестве зрения: пилоты, машинисты скоростных поездов, сотрудники лабораторий. Стандартные мультифокальные линзы в этих случая могут не подойти, так как возникновение зрительных искажений и оптических иллюзий — вопрос безопасности. Противопоказания для имплантации Отслойка стекловидного тела; Нарушения в работе зрительного нерва; Обильные кровотечения, возникшие после операционного вмешательства; Воспалительные процессы в больном глазу; Тяжелые соматические заболевания в стадии декомпенсации. Имплантация асферических ИОЛ противопоказана людям, имеющим наркотическую зависимость, а также беременным и кормящим женщинам. Как проходит операция Имплантацию асферической ИОЛ проводит офтальмохирург. Сначала он удаляет естественный хрусталик, затем под воздействием ультразвуковой иглы хрусталик дробится на несколько частичек, которые видоизменяются в эмульсию. В конце ее аспирируют (отсасывают) для последующей имплантации асферической ИОЛ. Для обезболивания пациенту закапывают анестезирующие капли. Они безопасны и, в отличие от общей анестезии, не влияют на деятельность сердечно-сосудистой системы. Весь хирургический процесс длится не более 15-20 минут. После операции пациенту не нужно оставаться в стационаре, он может вернуться домой в этот же день. Восстановление после операции Как правило, для восстановления после операции врач прописывает капли. В первую ночь после имплантации пациенту рекомендуется спать только на спине и не садиться за руль в течение двух суток. Серьезных ограничений в период восстановления не предусмотрено. Уже на следующий день после операции человек может вернуться к обычной жизни. Что важно знать об асферических линзах Асферические линзы гарантируют хорошее зрение даже при слабой освещенности, когда зрачок сильно расширен; Острота и качество зрения с асферическими линзами не изменяются при смещении оптической оси глаза или центра зрачка; Биосовместимость линз клинически доказана. Technis Aspheric IOL AcrySof IQ Akreos Adapt (Bausch&Lomb)   Основные характеристики моделей асферических ИОЛ, которые используют специалисты «Эксимер» Technis Aspheric IOL Асферические линзы американского производства. Модель корректирует аберрации (искажения) даже при слабой освещенности. Материал, из которого изготовлена линза, ― эластичный гидрофобный акрил, он имеет высокий показатель преломления и обеспечивает более безопасное соединение ИОЛ с тканями глаза. AcrySof IQ Линза производства американской компании ALCON была создана именно для корректировки сферических искажений. Изготовлена также из гидрофильного акрила. Асферический эффект достигается за счет формы задней поверхности AcrySof IQ. Она фокусирует лучи света на одной точке и передает на сетчатку контрастное четкое изображение независимо от времени суток и качества освещения. Благодаря желтому фильтру ИОЛ глаза защищены от ультрафиолета. Цветовой фильтр защищает сетчатку, ведь во время операции удаляют хрусталик, естественный фильтр глаза. Akreos Adapt (Bausch&Lomb) Моноблочная гидрофильная акриловая интраокулярная линза. Первая линза, которая адаптируется под любой размер глаза. Защищает от ультрафиолета, отлично корректирует искажения и улучшает глубину поля зрения. Четырехточечная фиксация сокращает контакт линзы с капсульным мешком, что обеспечивает линзе устойчивую центровку. Все модели изготовлены из гидрофильного акрила. Благодаря низкому уровню залипания и бактериальной плотности этот материал менее подвержен биологическому загрязнению. Оценка статьи: 4.1/5 (14 оценок) Оцените статью Запись оценки… Спасибо за оценку Лекарства облегчают жизнь многим из нас. Обычно чем старше становится человек, тем больше медицински… Подробнее По данным Всемирной организации здравоохранения в России курят больше половины мужчин и&n. .. Подробнее О катаракте известно, что это заболевание возникает, как правило, у людей среднего и пожилого возрас… Подробнее Записаться на прием Заказать обратный звонок Поделиться

Что такое асферические линзы и каковы их преимущества?

Многие производители линз выпускают мягкие модели с асферическими поверхностями. Вкратце, такие линзы отвечают за остроту зрения и минимизируют проявления сложных аберраций. Чтобы понять принцип их действия, нужно разобраться, что собой представляют оптические искажения.

Аберрация и ее разновидности

Аберрацией в офтальмологии называют искажение проецируемой на сетчатку «картинки». Первопричина явления — несовершенство строения глаза. При аберрации человек видит предметы не такими, какие они есть на самом деле. Факторы, от которых зависит наличие искажений:

• форма, прозрачность хрусталика и роговицы;

• состояние стекловидного тела и внутриглазной жидкости;

• локализация и вид изменений сетчатки при патологиях.

Зрительные аберрации подразделяют на две разновидности:

1. Искажения низших порядков. Эти отклонения легко диагностируются при осмотре офтальмолога. К ним относят миопию, астигматизм, невозрастную дальнозоркость. Для коррекции в большинстве случаев достаточно сферических контактных линз или очков.

2. Искажения высших порядков. Для диагностики требуется специальное оборудование и знания. Эта группа аберраций включает три подвида:

• Сферическая. В периферических участках хрусталика преломление параллельных лучей сильнее, чем в центральных.

• Хроматическая. Разноцветный объект видится расплывчатым из-за разницы в преломлении коротких и длинных волн лучей белого цвета.

• Кома. Искажение косых пучков света, проявляющееся в несовпадении центров роговицы и хрусталика.

Что дает асферический дизайн

Лицевая поверхность асферических линз имеет вид эллипса, благодаря чему увеличивается радиус кривизны от центра к краю. Это снижает уровень искажений и максимально устраняет их. Ношение таких линз усиливает контрастную чувствительность глаз.

Благодаря новой форме стала возможной коррекция искажений, вызванных самой линзой. Вследствие этого «картинка» становится более четкой и резкой.

Другие преимущества асферических линз:

• максимальное расширение поля зрения;

• отсутствие или значительное уменьшение искажений размеров рассматриваемых предметов;

• минимальная толщина средств коррекции;

• быстрое привыкание к линзам;

• снижение зрительной нагрузки.

Многие люди, использующие обычные МКЛ, жалуются на расплывчатость, размытость изображения в сумерках или при плохих погодных условиях. Эту проблему легко решить с помощью изделий асферического дизайна. Они сокращают засветы, ореолы от фар автомобилей или фонарей.

Асферические линзы устраняют аберрации всех видов, то есть подходят для ношения при миопии, дальнозоркости и других офтальмологических проблемах.

К недостаткам изделий можно отнести более высокую стоимость, по сравнению с обычными МКЛ. Это объясняется сложностями при разработке и изготовлении оптики.

Уход за линзами асферического дизайна не отличается от манипуляций с обычными. Для хранения и очистки понадобится контейнер и мультифункциональный раствор.

Популярные модели

В нашем интернет-магазине представлены следующие модели:

• Air Optix Aqua от Alcon — лидера в производстве МКЛ. Плазменная обработка края и биасферический дизайн (обе поверхности линзы имеют вид эллипса) гарантируют четкую «картинку» без искажений и комфортное ношение в течение месяца.

• Air Optix Night&Day Aqua от того же производителя. Изделия для непрерывного ношения на протяжении 30 дней. Устраняют аберрации, в том числе возникающие при плохом освещении, в сумерках или ночью.

• Biofinity. Дневной и пролонгированный режим ношения, уменьшение размытости изображения, улучшение контрастности бокового зрения. Производитель — Cooper Vision — гарантирует комфортное использование благодаря высокой воздухопроницаемости изделий.

• Pure Vision 2 HD, производства Bausch + Lomb. Допускается длительное ношение. Линзы подходят водителям и другим людям, для которых важна четкая контрастная «картинка» без искажений даже при слабом уровне освещения.

• Biomedics 55 Evolution — гидрогелевые линзы с асферической задней поверхностью и ультратонкими краями. Эта модель идеальна для чувствительных глаз, обеспечивает комфортное использование в течение месяца. Дневной режим ношения.

• Однодневные Dailies Aqua Comfort Plus. При каждом моргании поверхность изделия смачивается увлажняющей жидкостью, выделяемой линзой. Благодаря дизайну минимизируются искажения, вызванные искусственным или недостаточным освещением.

Несмотря на большой выбор изделий с асферическим дизайном, не стоит самостоятельно подбирать первую пару. Лучше обратиться к врачу, который сможет точно установить наличие и суть аберраций и подберет оптимальное средство коррекции.

Что такое асферический объектив и зачем он нужен вашей камере

Вы когда-нибудь задумывались, в чем разница между асферическим объективом и «нормальным» сферическим объективом?

Может быть, вы собираетесь купить новый объектив и не уверены, стоит ли раскошелиться на дополнительные деньги за объектив с пометкой «Asph Lens», или вам просто интересно, что делает асферические линзы дорогими.

В любом случае, знание того, что такое асферический объектив и для чего он нужен, поможет вам лучше понять свое оборудование, а когда придет время покупать новые типы объективов для камеры, вы будете лучше понимать, что покупать.

Итак, давайте посмотрим на асферическую линзу, на что она способна и почему она может стоить дополнительного удара по вашему кошельку.

Содержание

Что такое асферический объектив камеры?

 

Асферическая линза — это просто линза, поверхность которой не имеет сферической формы. Вместо этого он имеет асферическую поверхность (т. Е. Несферическую), обычно с встречными изгибами по краям.

Эти встречные кривые направляют лучи света, попадающие на края линзы, чтобы сходиться в той же точке фокуса, что и лучи света, попадающие в центр.

В стандартных линзах используются сферические элементы, многие из которых изначально не способны направлять свет, достигающий их краев, в ту же фокусную точку, что и свет, достигающий их центра.

Дизайнерам – особенно с широкоугольными объективами – часто приходится диафрагмировать свои оптические системы, чтобы исключить углы и избежать чрезмерной кривизны поля зрения.

Поверхность линзы асферической линзы исправляет это, позволяя снимать с более широкой диафрагмой и позволяя нам использовать всю поверхность линзы.

Для чего используется асферический объектив камеры?

Асферические линзы используются в основном в высококачественной оптике для создания более четких изображений и уменьшения или устранения определенных оптических дефектов (например, хроматических аберраций, кривизны поля и т. д.).

Они также позволяют производителям изготавливать линзы меньшего размера и легче, поскольку они уменьшают потребность в многочисленных линзах и группах линз.

Как вы понимаете, асферические линзы используются не только в камерах. Они являются важной частью любой системы, требующей высокого стандарта оптического качества, от телескопов и контактных линз до винтовочных прицелов и систем наведения ракет.

Асферические линзы для очков особенно полезны для борьбы с астигматизмом.

Сферические и асферические линзы: в чем разница?

1. Физически сферические линзы имеют сферическую переднюю поверхность, что означает, что кривая одинакова сверху вниз и слева направо – как часть сферы.

Асферические линзы, с другой стороны, имеют кривые, которые отклоняются от обычной сферической кривой.

2. Производство асферических линз намного сложнее. Результат — гораздо более глубокий удар по вашему кошельку!

Асферические стеклянные линзы, используемые в первоклассных телеобъективах и широкоугольных объективах, особенно дороги. Обычно их шлифуют и полируют вручную.

Менее дорогие асферические линзы, подобные тем, что используются в мыльницах, часто изготавливаются из пластика или смолы.

3. Асферический элемент объектива обеспечивает гораздо более точный контроль прохождения света внутри объектива. Настолько, что одна асфера часто может свести на нет необходимость во многих стандартных элементах объектива, которые в противном случае понадобились бы для достижения того же эффекта.

Результат? Более легкий и компактный объектив.

Что такое сферическая аберрация?

В идеале световые лучи, проходя через элемент объектива камеры, должны сходиться в одной точке, создавая таким образом резкий фокус. К сожалению, это не относится ко многим сферическим линзам.

Сферические аберрации возникают, когда входящие световые лучи проходят через сферическую линзу и фокусируются в разных точках, вызывая размытие изображения и снижая общее качество изображения.

Один из способов компенсировать это — использовать комбинацию вогнутых и выпуклых линз. Другой способ — использование асферической линзы.

Асферические линзы имеют выгнутый наружу задний элемент, что позволяет лучше направлять световые лучи в единую фокусную точку. Эти встречные кривые помогают исправить сферическую аберрацию, создавая более четкие изображения.

Преимущества и недостатки асферических объективов

Являются ли асферические объективы лучше обычных?

Безусловно! Они сделают ваш объектив светлее, изображения четче и сведут аберрации и искажения почти к нулю. Единственным недостатком является то, сколько они стоят.

Раньше такую ​​первоклассную оптику могли себе позволить только профессионалы. В наши дни они все еще затратны, но, по крайней мере, они не совсем приблизительны для обычных фотографов.

Final Words

Удивительно, как далеко продвинулась современная оптика. Не так давно только профессионалы могли позволить себе полнокадровые камеры и асферические линзы. Теперь те из нас, кто находится в мире просьюмеров, тоже могут их получить.

Конечно, асферические линзы значительно дороже, чем сферические, но высококачественное стекло прослужит вам всю жизнь, так что если вы можете выбрать высокоэффективную линзу, дерзайте!

Что вы думаете? Как вы относитесь к дебатам об асферическом объективе и обычном объективе камеры?

Не пропустите эти статьи:

(50-летие) Асферические линзы: решение задач сверхточной обработки

(50-летие) Асферические линзы: решение задач сверхвысокой точности

Давно известное как эффективное исправление различных типов аберраций объектива и улучшение качества изображения, асферические элементы теперь можно найти во многих сменных объективах, как в моделях начального уровня, так и в высокопроизводительных моделях. модели, предназначенные для профессиональных пользователей. Однако изготовление таких линз требует контроля кривизны на субмикронном уровне (1/10 000 миллиметра). Добиться такой точности считалось настолько сложным, что линзы были когда-то называли «линзами мечты».

Более полувека назад, в 1971 году, компания Canon, наконец, выпустила сменный объектив для зеркальных фотоаппаратов, который включал в себя асферические линзы. С тех пор компания продолжает совершенствовать методы обработки и точность. технология, которая способствует постоянному улучшению качества изображения с помощью асферических линз.

このコンテンツを見るためにはJavaScriptを有効にしてください。Для просмотра этого контента включите JavaScript.

Асферические линзы (создано: декабрь 2006 г. 03’05»)

Размытие из-за сферической аберрации

Изображение, снятое со сферическим элементом объектива

Изображение, снятое с асферическим элементом объектива

Обычные элементы объектива имеют изогнутую поверхность в форме среза сферы, поэтому они называются «сферическими» линзами элементы. По сравнению со световыми лучами, проходящими через центр сферического элемента, лучи поступающие с его периферии должны пройти большее расстояние, чтобы достичь плоскости изображения, в результате чего световые лучи сходятся в разных положениях. Это вызывает эффект, известный как сферическая аберрация, когда точечные источники света «размытие» вместо того, чтобы отображаться в виде точек.

Кривизна асферических линз изменяется по направлению к периферии линзы, благодаря чему все световые лучи сходятся в одном месте, что снижает сферическую аберрацию.

Сферическая аберрация на сферическом элементе линзы

Асферическая линза обеспечивает сходимость световых лучей в одном и том же месте.

Коррекция дисторсии

Дисторсия — это еще один тип аберрации, который можно эффективно исправить с помощью асферических линз. Широкоугольные объективы склонны к бочкообразной дисторсии, тогда как телеобъективы склонны к подушкообразным искажениям.

В то время как асферические линзы могут исправлять различные типы аберраций, одна асферическая линза не может исправить все. Скорее, его нужно использовать в сочетании с рядом других объективов, а тип аберрации что асферический элемент объектива корректирует изменения в зависимости от его относительного положения в конфигурации объектива. Например, бочкообразная дисторсия эффективно корректируется путем размещения асферических элементов линзы ближе к передней части изображения. конфигурация объектива.

Изображение, снятое со сферическим элементом линзы (показывает бочкообразную дисторсию)

Изображение, снятое с асферическим элементом линзы

Появление и эволюция асферических линз

Теория асферических линз и их использование для коррекции аберраций известна давно очень долгое время. На самом деле такие линзы использовались в астрометрических телескопах с начала 1900-х годов. Разница в поверхности кривизна между асферической линзой и сферической линзой настолько тонка, что не видна человеческому глазу, и для ее воспроизведения требуются измерения и обработка с субмикронной точностью. Было также много огромных препятствий, которые стояли на пути производства асферических линз, которые можно было бы использовать в камерах, такие как возможность массового производства и необходимость производить линзы, способные исправлять аберрации под более широкими углами, отличные от существующих телескопов.

FD55mm f/1.2AL (выпущен в 1971 г.)

Перед лицом этих проблем компания Canon оставалась приверженной своему видению предоставления объективов с более высоким качеством изображения большему количеству пользователей. В 1963 г. она начала исследования и разработки, направленные на применение еще неизведанный асферических линз для объективов фотоаппаратов, а в 1969 году выпустила прототип в виде FL55mm f/1.2AL на выставке фотоаппаратов в Японии. Два года спустя, в 1971 году, был выпущен первый светосильный объектив для зеркальных фотокамер с асферической линзой. выпущен — FD55mm f/1.2AL.

Путь к массовому производству асферических линз включал в себя внедрение передовых технологий, разработанных для программы освоения космоса, кульминацией которого стала разработка сверхвысокоточной линзы ALG-Z. шлифовальный станок для асферических линз и сверхточный измерительный станок АЛМ. Использование лазерного интерферометра обеспечило точный контроль за шлифованием оборудования, что позволило снизить точность плоского шлифования до единиц 100 нм ^* для формовки и 50нм для обработки. В сочетании с унифицированными методами шлифовки и полировки, разработанными Canon на основе собственных теорий, эти технологии позволили массово производить более 1000 шлифованных и полированных деталей. полированных асферических линз в месяц.

• * Один нанометр (нм) равен одной миллиардной части метра.

Позже Canon также удалось разработать формованные из пластмассы (PMo) асферические линзы, которые можно производить в больших количествах по более низкой цене, и формованные из стекла (GMo) асферические линзы большого диаметра, формованные из машина, которая включает в себя высокоточную асферическую металлическую форму ^* .

• * 1982: Выпуск Canon Snappy 50, первого в мире объектива для камеры с асферическим элементом из полимолибдена.
•    1985: выпуск нового объектива FD35-105mm f/3.5-4.5, первого в мире сменного объектива для 35-мм полнокадровых камер, оснащенного GMo. асферический элемент линзы.

В 1990 году компания Canon разработала четвертую технологию производства асферических линз, которая позволяет производить копии асферических линз с использованием смолы, отверждаемой ультрафиолетовым светом, для формирования поверхностного слоя асферической линзы на сферической линзе. элемент.

Принимая во внимание такие факторы, как желаемое качество изображения и предполагаемое использование, Canon выбирает наиболее подходящую из четырех технологий производства асферических линз для каждого объектива в своих постоянных усилиях по разработке качественные линзы.

Удовлетворение различных потребностей: Асферические элементы объектива Canon

Отшлифованные и отполированные асферические элементы объектива

Элемент объектива, используемый в объективе EF11-24mm f/4L USM с самым большим в мире диаметром объектива ^*.

• * На дату выпуска в 2015 г.

В процессе производства линз каждый кусок стекла индивидуально шлифуется и полируется, что позволяет производить линзы с чрезвычайно высокой точностью. Этот процесс подходит для различных типов стекла и может быть использован для производить асферические элементы линз, которые имеют большой диаметр или большой коэффициент смещения по сравнению со сферическими линзами. Эти элементы объектива в основном используются в объективах, предназначенных для профессиональных пользователей, которым требуется очень высокое качество изображения. качественный.

Производственный процесс

Сначала стекло вырезается и шлифуется с помощью точильного камня, содержащего алмаз. Толщина, внешний вид и асферическая форма отшлифованы с точностью до 100 нм. Затем измеряется асферическая форма каждой линзы в деталь. Затем результаты измерений используются для создания программы, которая будет полировать стекло, чтобы оно соответствовало требованиям дизайна. Этапы измерения и полировки повторяются до тех пор, пока погрешность не превысит 50 нм.

Литые пластмассовые (PMo) асферические линзы

PMo асферические линзы формируются путем впрыскивания смолы в форму с асферической поверхностью. Отлично подходящие для массового производства, они играют важную роль в улучшении качества изображения объективов начального уровня, таких как EF-S10-18mm f/4.5-5.6 IS STM (выпущен в 2014 г.), который должен оставаться относительно доступным.

Производственный процесс

Смола впрыскивается в высокоточную форму, которая принимает форму асферической линзы. После того, как элемент линзы отделяется от формы, добавляются покрытия для окончательной отделки линзы.

Асферические линзы из литого стекла (GMo)

Формы для высокоточных асферических линз

Асферические линзы из GMo изготавливаются путем размягчения стеклянного материала при высоких температурах и последующего формования с помощью формовочной машины. Пригодный для производства в больших количествах, полученный элемент линзы сохраняет царапающие и термостойкие свойства стекла.
С тех пор, как Canon выпустила самую первую партию асферических линз из ГМО, формовочное оборудование, используемое для изготовления линз, разрабатывалось и производилось собственными силами, что позволяет сверхвысокая точность, которой требуют конструкции линз.

Производственный процесс
Стеклянный материал размягчается при высоких температурах, а затем формуется с помощью высокоточной пресс-формы для асферических линз. После Формованное стекло охлаждается, оно проходит различные тесты качества, прежде чем оно будет готово. Поскольку состав зависит от типа используемого стекла, температура, время и давление, необходимые в процессе формования, также различаются.

Реплика асферических линз

Реплика асферических линз изготавливается с использованием формы с асферической поверхностью и смолы, отверждаемой ультрафиолетовым светом, для формирования асферического поверхностного слоя на сферической стеклянной линзе. Поскольку этот процесс не ограничивается таких факторов, как размер сферического стеклянного основания или используемый материал стекла, он обеспечивает высокую гибкость дизайна.

Производственный процесс

Смола, отверждаемая ультрафиолетовым светом, капает на сферическую стеклянную линзу, которую затем переворачивают и переносят в пресс-форму с асферической поверхностью и помещают под ультрафиолетовые лучи. Смола затвердевает под ультрафиолетовые лучи, образующие асферическую поверхность.

Объективы с асферическими линзами (по состоянию на май 2021 г.)

Благодаря своим мощным возможностям коррекции аберраций асферические линзы полезны для таких целей, как улучшение качества изображения, создание компактных и легких линз или реализация высокопроизводительных технические характеристики. Только в линейках объективов Canon EF и RF их можно найти в более чем 100 различных моделях объективов, от моделей начального уровня до моделей, предназначенных для профессиональных пользователей.

RF28-70mm f/2L USM (выпущен в 2018 г.)

Объективы RF с асферическими линзами (по состоянию на май 2021 г.)

Название продукта	Год выпуска	Кол-во асферических линз
RF35mm F1.8 MACRO IS STM	2018	1
RF50 мм F1,2 L USM	2018	3
RF24-105 мм F4 L IS УСМ	2018	3
RF28-70 мм F2 L USM	2018	4
RF85 мм F1,2 л USM	2019	1
RF85mm F1,2 L USM DS	2019	1
RF15–35 мм F2,8 L IS USM	2019	3
RF24-70mm F2. 8 L IS USM	2019	3
RF24–240 мм F4–6,3 IS USM	2019	1
RF70–200 мм F2,8 л IS USM	2019	2
RF24-105мм F4-7.1 IS STM	2020	1
RF50мм F1.8 STM	2020	1

Специальная выставка

Как они используются в приложениях обработки изображений

КАК ОНИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В ПРИЛОЖЕНИЯХ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Оптические линзы часто классифицируют по их форме. Две распространенные формы поверхности — сферическая и асферическая. Каждый из них обладает уникальными характеристиками, которые делают его пригодным для различных вариантов использования.

---

В следующей статье основное внимание уделяется сферическим и асферическим линзам с описанием их различных свойств, основных преимуществ и типичных областей применения.

Сферические линзы

Сферические линзы, также иногда называемые синглетами, представляют собой оптические линзы со сферической поверхностью с одинаковым радиусом кривизны по всей линзе. Они сконструированы таким образом, что попадающий на них свет расходится или сходится в зависимости от конструкции объектива. Вогнутые сферические линзы имеют отрицательное фокусное расстояние, из-за чего падающий свет расходится (создавая мнимое изображение). Напротив, выпуклые сферические линзы имеют положительное фокусное расстояние, что приводит к сходимости падающего света (создавая реальное и мнимое изображения). Сформированные реальные изображения сильно сфокусированы, а сформированные виртуальные изображения сильно увеличены.

Основными преимуществами использования сферических линз в оптических системах являются более простая конструкция поверхности и меньшая стоимость изготовления. Эти преимущества делают их подходящими для различных приложений обработки изображений на различных рынках. Плосковыпуклые линзы часто используются в операциях коллимации света и монохроматического освещения, которые требуют бесконечных или почти бесконечных сопряженных свойств изображения. Плоско-вогнутые линзы подходят для оптических приложений, требующих проекции света, расширения светового луча или увеличения фокусного расстояния системы.

Асферические линзы

Асферические линзы — это оптические линзы несферической, нецилиндрической осесимметричной формы. В отличие от сферических линз они имеют радиус кривизны, изменяющийся от центра к краю линзы.

Хотя проектирование и производство асферических линз может быть сложной задачей, при правильной конструкции они могут обеспечить более высокую оптическую функциональность, чем сопоставимые сферические линзы. Вот некоторые из ключевых преимуществ использования асферических линз в оптических приложениях:

• В оптической сборке требуется меньшее количество элементов
• Уменьшение эффектов сферической аберрации, дисторсии и маргинального астигматизма
• Более четкая фокусировка
• Увеличенный размер апертуры
• Улучшенная фокусировка и эффективность сбора света

По указанным выше причинам асферические линзы используются во многих приложениях для обработки изображений. Они обычно используются в объективах микроскопов и других сборках линз изображений в приборах медико-биологических наук, инструментах для проверки полупроводниковых пластин, медицинских устройствах, а также оптике ночного видения для обороны и аэрокосмической отрасли, в которой используются прецизионные оптические компоненты.

Использование в приложениях обработки изображений 

Как сферические, так и асферические линзы находят применение в широком диапазоне приложений обработки изображений на различных конечных рынках. Они позволяют инженерам, исследователям и ученым использовать оборудование, такое как усовершенствованные микроскопы, лазерные сканеры и другие устройства обработки изображений, для проведения очень точных измерений.

Некоторые примеры применения сферических и асферических линз включают:

• Платформы для флуоресцентных микроскопов : используется исследователями для облегчения идентификации и исследования конкретных участков образца (например, расшифровки последовательностей ДНК и визуализации отдельных клеток и образцов тканей)
• Камеры и лазерные офтальмологические инструменты для коррекции зрения:  используются обученными врачами и хирургами для диагностики и лечения заболеваний глаз и коррекции зрения
• Инструменты для проверки полупроводниковых пластин:  используются инженерами компьютерных микросхем для картирования дефектов и пробных карт
• Промышленные лазерные станки : используемые производственными компаниями для создания и проверки продукции до, во время и после изготовления
• Оптика ночного видения: используется морскими пехотинцами и солдатами на передовой, действующими под покровом темноты в критически важных задачах обороны

Оптические решения в JML Optical

Компания JML Optical уже более 40 лет разрабатывает и производит высококачественные оптические решения на заказ. Наша команда обладает знаниями и навыками для разработки и поставки сферических, плоских и асферических стеклянных линз и сложных сборок линз, подходящих для самых требовательных клиентов. В дополнение к нашим производственным возможностям, мы также предлагаем следующие услуги:

• Помощь в проектировании
• Помощь в изготовлении и проектные характеристики
• Оптимизация объектива в сборе

Для получения дополнительной информации о наших предложениях сферических и асферических линз свяжитесь с нами сегодня. Чтобы поговорить с одним из наших экспертов о предстоящем оптическом проекте, запросите расценки.

Сферические линзы

Сферические линзы названы так потому, что поверхность представляет собой сечение сферы. Таким образом, радиус кривизны постоянен по всей линзе. Сферическая поверхность заставляет свет сходиться (от выпуклой поверхности) или расходиться (от вогнутой поверхности) с величиной фокусирующей способности, пропорциональной показателю преломления стекла. .

Основными преимуществами использования сферических линз в оптических системах являются более простая конструкция поверхности и меньшая стоимость изготовления. Сферические линзы могут быть изготовлены с использованием чисто механического, а не компьютерного оборудования. В зависимости от размера линзы и желаемого количества сферические линзы часто можно полировать партиями, что значительно экономит время при настройке процесса полировки.

Сферические линзы можно дополнительно классифицировать по деталям их формы. Плосковыпуклые и плосковогнутые линзы имеют по одной плоской и одной сферической поверхности. Менисковые линзы имеют одну вогнутую и одну выпуклую поверхности. Наконец, двояковыпуклые или двояковогнутые линзы имеют две сферические стороны.

Сферические линзы используются уже сотни лет. Они подходят для многих приложений обработки изображений на различных рынках. Почти во всех производимых сегодня системах обработки изображений — биноклях, объективах фотоаппаратов, тубусных линзах, релейных линзах, объективах микроскопов и многих других — используется по крайней мере несколько сферических линз.

Хотите узнать больше о сферических линзах?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Или свяжитесь с нами

Асферические линзы

Асферические линзы — это оптические линзы с несферическим, но осесимметричным радиусом кривизны. В отличие от сферических линз они имеют радиус кривизны, изменяющийся от центра к краю линзы.

Отклонение от сферичности часто слишком мало, чтобы обнаружить его невооруженным глазом. Может потребоваться использование специализированного оптического метрологического оборудования, чтобы определить, является ли оптическая поверхность сферой или асферой. В других случаях асферическая поверхность настолько отличается от сферической формы, что человек может легко увидеть разницу. Некоторые асферические поверхности даже имеют точку перегиба или форму «крыла чайки», так что поверхность меняется с выпуклой на вогнутую между центром и краем прозрачного отверстия.

Оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ) необходимо для придания формы и полировки асферических поверхностей. Поскольку радиус кривизны не является постоянным на чистом отверстии линзы, чисто механическое оборудование не подходит; техник-оптик должен запрограммировать станок с ЧПУ, чтобы приспособиться к различному радиусу кривизны.

Поскольку асферические поверхности должны изготавливаться на оборудовании с ЧПУ, их необходимо изготавливать поштучно; их нельзя формовать или полировать партиями. Это делает асферические поверхности значительно более дорогими в производстве, чем сферические поверхности. Кроме того, разработчик оптики должен тщательно учитывать особенности асферической поверхности, чтобы оборудование с ЧПУ могло точно повторять сложную кривую. Со сферическими линзами не возникает никаких сравнимых дизайнерских задач.

Хотя проектирование и изготовление асферических линз может быть сложной задачей, при правильной конструкции они могут обеспечить более высокую оптическую функциональность, чем сопоставимые сферические линзы. Некоторые из основных преимуществ использования асферических линз в оптических устройствах:

• Меньшее количество элементов, необходимых в оптической сборке
• Уменьшение эффектов сферической аберрации, дисторсии и маргинального астигматизма
• Более четкая фокусировка
• Больший размер апертуры
• Улучшенная фокусировка и эффективность сбора света

На рисунке ниже показано преимущество в производительности, благодаря которому асферические линзы оправдывают дополнительные затраты. Когда сферическая линза фокусирует падающий луч света, как показано в примере слева, не весь свет фокусируется в одном и том же месте. Свет, проходящий через линзу ближе к краю линзы, фокусируется либо впереди, либо позади света, прошедшего через линзу ближе к центру. Эта аберрация называется «сферической аберрацией». Сферическая аберрация ограничивает резкость изображения с помощью сферической линзы. Сферическую аберрацию можно свести к минимуму, добавив дополнительные сферические линзы, но это делает оптические системы больше и тяжелее.

Правильно спроектированная и изготовленная асферическая линза фокусирует свет, не создавая сферической аберрации, как показано в примере справа на рисунке ниже. Свет, падающий на все части прозрачной апертуры, фокусируется в одном и том же месте, создавая четкое изображение с более высоким разрешением с помощью одной асферической линзы вместо нескольких сферических линз.

Хотите узнать больше об асферических линзах?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Или свяжитесь с нами

По указанным выше причинам асферические линзы используются во многих приложениях для обработки изображений. Они обычно используются в объективах микроскопов и других сборках линз изображений в приборах медико-биологических наук, инструментах для проверки полупроводниковых пластин, медицинских устройствах, а также оптике ночного видения для обороны и аэрокосмической отрасли, в которой используются прецизионные оптические компоненты.

Использование в приложениях обработки изображений

Как сферические, так и асферические линзы находят применение в широком спектре приложений обработки изображений на различных конечных рынках. Они позволяют инженерам, исследователям и ученым использовать оборудование, такое как усовершенствованные микроскопы, лазерные сканеры и другие устройства обработки изображений, для проведения очень точных измерений.

Некоторые примеры применения сферических и асферических линз включают:

• Платформы для флуоресцентных микроскопов : используются исследователями для облегчения идентификации и исследования определенных участков образца (например, расшифровка последовательностей ДНК и визуализация отдельных клеток и образцов тканей)
• Камеры и лазерные офтальмологические инструменты для коррекции зрения: используются обученными клиницистами и хирургами для диагностики и лечения заболеваний глаз и коррекции зрения
• Инструменты для проверки полупроводниковых пластин: используются разработчиками компьютерных микросхем для картирования дефектов и пробных карт
• Промышленные лазерные станки : используемые производственными компаниями для создания и проверки продукции до, во время и после изготовления
• Оптика ночного видения: используется сотрудниками сил обороны и правоохранительных органов для работы в темноте

ОПТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В JML OPTICAL

Компания JML Optical уже более 40 лет разрабатывает и производит высококачественные оптические решения на заказ.