जैसा कि एक ज़ूम लेंस के बारे में पढ़ता है, कुछ लेंसों (विशेष रूप से कम कीमत वाले लेंस) की समीक्षाओं में एक अपेक्षाकृत सामान्य टिप्पणी यह है कि लेंस फोकल लंबाई ज़ूम रेंज के एक या दोनों सिरों पर उतना तेज ("नरम") नहीं है। ।
एक लेंस में विभिन्न फोकल लंबाई में भिन्नता का स्तर क्यों होगा, और चरम सबसे खराब क्यों होगा?
जवाबों:
चेतावनी: यह अभी तक मेरी "पुस्तक की लंबाई" का एक और उत्तर है ... :-)
आइए एक त्वरित समीक्षा से शुरू करें कि ज़ूम लेंस कैसे काम करता है। सबसे सरल संभव लेंस डिजाइन पर विचार करें - एक एकल तत्व। एक एकल तत्व लेंस के साथ एक बड़ी समस्या यह है कि लेंस की फोकल लंबाई उस दूरी को निर्धारित करती है जिसमें तत्व को फिल्म प्लेन / सेंसर से फोकस में लाने के लिए दूरी तय करनी होती है, इसलिए 300 मिमी लेंस (उदाहरण के लिए) होना होगा अनन्तता पर ध्यान केंद्रित करने के लिए सेंसर से 300 मिमी दूर। इसके विपरीत, वाइड एंगल लेंस को वास्तव में अनंतता पर ध्यान केंद्रित करने के लिए फिल्म प्लेन / सेंसर के करीब होना चाहिए ।
लेंस डिजाइनरों ने जल्द ही एक बहुत अच्छी चाल का पता लगा लिया: वे सामने एक छोटी फोकल लंबाई तत्व और इसके पीछे एक (थोड़ा कमजोर) नकारात्मक तत्व डालकर एक लंबी प्रभावी फोकल लंबाई बना सकते थे । नकारात्मक तत्व के साथ, प्रकाश ने फिल्म विमान को बिल्कुल उसी कोण (ओं) पर मारा, जैसे कि यह एक लंबे लेंस द्वारा अपवर्तित किया गया हो। थोड़ा (या बहुत) अतिरंजना करते हुए, हमें निम्नलिखित की तरह एक प्रतिस्थापन मिलता है:
दोनों लेंसों में उनकी एक ही प्रभावी फोकल लंबाई है, लेकिन (स्पष्ट रूप से पर्याप्त) दूसरा एक शारीरिक रूप से काफी छोटा है - इसे कैमरे के सामने लगभग दूर नहीं रहना है।
दूसरी डिजाइन में दोहरी ऊपरी रेखा, हालांकि, हमें हमारे दूसरे बिंदु पर लाती है: रंगीन विपथन। "इनर" लाइन लेंस के माध्यम से जाने वाली नीली रोशनी और "बाहरी" लाइन लाल बत्ती का प्रतिनिधित्व करती है। इसकी छोटी तरंग दैर्ध्य की वजह से, नीली रोशनी हमेशा अपवर्तित (मुड़ी हुई) होती है क्योंकि यह लाल प्रकाश की तुलना में एक लेंस से होकर जाती है। हालांकि, कांच के आधार पर, लाल और नीले प्रकाश के अपवर्तन के बीच का अंतर काफी बड़ा या अपेक्षाकृत छोटा हो सकता है।
अगर हम सामने वाले बनाम पीछे के तत्व के लिए सही ग्लास चुनते हैं, तो हम चित्र में दिखाए गए मोटे तौर पर हासिल कर सकते हैं - सामने वाले तत्व में अतिरिक्त झुकने की मात्रा को दूसरे तत्व में अतिरिक्त झुकने की मात्रा से मुआवजा दिया जाता है, इसलिए लाल और नीली रोशनी बिल्कुल एक साथ ध्यान में आते हैं।
जूम लेंस के साथ, हालांकि, चीजें आसानी से काम नहीं करती हैं। ज़ूम लेंस प्राप्त करने के लिए, हम दूसरा डिज़ाइन लेते हैं, लेकिन पीछे के तत्व को सामने वाले तत्व के सापेक्ष स्थानांतरित करते हैं। इस मामले में, यदि हम सामने वाले तत्व को आगे बढ़ाते हैं, तो दूसरे तत्व में प्रवेश करने पर नीली रोशनी लाल से कम निकलेगी , और चूंकि दूसरे तत्व के पीछे कोई और कमरा नहीं है, इसलिए इसे अधिक मोड़ दिया जाएगा - एक के रूप में परिणाम, ध्यान में एक साथ आने के बजाय, नीली रोशनी लाल बत्ती को "बाहर" खत्म कर देगी, जो तस्वीर में रंगीन विपथन के रूप में दिखाई देगी।
इसके विपरीत, अगर पीछे के तत्व को सेंसर के करीब ले जाया जाता है, तो दूसरी तत्व के पास जाने पर नीली रोशनी लाल प्रकाश से दूर हो जाएगी। फिर, चूंकि दूसरा तत्व सेंसर के करीब है, यह लाल के साथ अभिसरण नहीं करेगा, इसलिए यह लाल हो जाएगा "अंदर" लाल जब यह सेंसर को जाता है - फिर से, रंगीन विपथन (लेकिन विपरीत दिशा में) )।
यदि हम इसे उस पर छोड़ देते हैं, तो ज़ूम लेंस सभी बहुत भयानक होंगे - फोकल लंबाई में हर परिवर्तन सीए की भारी मात्रा देगा । इसका मुकाबला करने के लिए, तत्वों को समूहीकृत किया जाता है। केवल सामने वाले तत्व और दूसरे तत्व के बजाय, एक दूसरे द्वारा पेश किए गए CA के लिए क्षतिपूर्ति करने के साथ, आपके पास तत्वों के दो समूह होंगे, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के CA के लिए क्षतिपूर्ति करता है, और एक दूसरे के सापेक्ष समूहों को स्थानांतरित नहीं करता है। सीए को बिल्कुल बदल दें।
यह अभी भी इतना आसान नहीं है। सीए के लिए पूरी तरह से क्षतिपूर्ति करने वाले तत्वों के समूह के लिए यह शारीरिक रूप से असंभव है। एक तत्व हमेशा किसी न किसी कोण से नीले प्रकाश को मोड़ता है जो उस कोण से अधिक होता है जिस पर वह लाल प्रकाश को झुकाता है। सबसे अच्छा, अगर आप तत्वों को वास्तव में एक साथ बंद करते हैं, तो आप लाल और नीली रोशनी को बहुत करीब से और लगभग समानांतर यात्रा कर सकते हैं, लेकिन फिर भी थोड़ा अलग हो सकते हैं। यदि आप उन्हें वापस एक दूसरे की ओर झुकाते हैं, तो वे केवल एक सटीक दूरी पर अभिसरण करने जा रहे हैं; किसी भी अन्य दूरी पर, आप एक दिशा या दूसरे में CA के साथ समाप्त करने जा रहे हैं।
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, हालांकि, ज़ूम लेंस के साथ, शामिल दूरी को बदलना होगा । लेंस डिजाइनर आमतौर पर क्या करने जा रहा है, सबसे खराब स्थिति को कम करने की कोशिश करता है। ऐसा करना बहुत आसान है (कम से कम सिद्धांत में): वह उस सीमा को देखता है जिसके माध्यम से पीछे का तत्व चलता है, और कोण से आंकड़े निकलते हैं जो उस सीमा के ठीक मध्य में अभिसरण का उत्पादन करेंगे। इस तरह से वह चीजों को विभाजित कर रहा है, इसलिए यह सीए को एक दिशा में ले जाएगा क्योंकि पीछे का तत्व सेंसर के करीब जाता है, और दूसरी दिशा में जहां तक वह आगे बढ़ता है। बेशक, यह वास्तव में सिर्फ रियर तत्व नहीं है, हालांकि - उसे सभी तत्व समूहों के सभी आंदोलनों के संयोजन को देखना होगा (और प्रत्येक द्वारा शुरू किए गए फैलाव के लिए खाता)।
एक बार जब वह सीमा का पता लगा लेता है, हालांकि, वह आमतौर पर अंतर को कम करके सबसे खराब स्थिति को कम कर देता है - सीमा के मध्य के लिए अनुकूलन, इसलिए यह प्रत्येक दिशा में थोड़ा खराब हो जाता है। अपवाद एक लेंस है जो मुख्य रूप से एक छोर या दूसरे पर उपयोग किए जाने की उम्मीद है। इस मामले में, यह लगभग अपेक्षित उपयोग सीमा के लिए अनुकूलन करने के लिए समझ में आता है, और इस तथ्य के साथ जीना है कि सबसे खराब स्थिति इससे भी बदतर होने वाली है जो वास्तव में होना चाहिए।
बेशक, यह एक लेंस डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण कई कारकों में से केवल एक को देख रहा है - डिजाइनर को भी ध्यान में रखना होगा (कम से कम) कोमा, दृष्टिवैषम्य, vignetting, विरूपण, और गोलाकार विपथन - उल्लेख करने के लिए नहीं आकार, वजन, लागत जैसे कुछ मामूली विवरण और बस एक वास्तविक लेंस का निर्माण करने में सक्षम होने के कारण वह जिस तरह से इसे डिजाइन करता है।
दुर्भाग्य से मैंने ऐसे लेंस भी देखे हैं जहां केंद्रीय फोकल-लंबाई सबसे खराब हैं, इसलिए आपकी धारणा हमेशा सही नहीं होती है।
मूल रूप से एक ज़ूम चलती ऑप्टिकल तत्वों से बना है और लेंस की फोकल-लंबाई को बदलने के लिए उन्हें एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करना होगा। ऑप्टिकल इंजीनियर एक निश्चित क्रम में भागों के एक निश्चित सेट के साथ पूरे ज़ूम में प्रदर्शन के अनुकूलन के लिए जिम्मेदार हैं। आप सोच सकते हैं कि यह एक कठिन प्रक्रिया है।
अतिवाद मुद्दों के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं क्योंकि ऑप्टिकल तत्व अक्सर एक निर्धारित स्थिति में सबसे अच्छा काम करते हैं और उस स्थिति से आगे, इष्टतम प्रदर्शन से दूर होते हैं।
जूम लेंस डिजाइन, प्राइम (सिंगल फिक्स्ड फोकल लेंथ) लेंस डिजाइन के विपरीत, बल्कि जटिल हो जाता है। प्राइम लेंस के साथ, ऑप्टिकल एबस्ट्रेशन जैसे क्रोमैटिक एब्स्ट्रक्शन, गोलाकार एब्रोशन, डिस्टॉर्शन इत्यादि के लिए सही करना बहुत आसान है, और इसलिए कम लेंस एलिमेंट्स के साथ। कम लेंस तत्व (एक जटिल कैमरा लेंस के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले व्यक्तिगत ग्लास लेंस), आपकी छवि की गुणवत्ता आमतौर पर बेहतर होगी, क्योंकि कांच का प्रत्येक टुकड़ा प्रकाश के फोकसिंग को प्रभावित करेगा।
ज़ूम लेंस में आमतौर पर प्राइम लेंस की तुलना में अधिक लेंस तत्व होते हैं, कभी-कभी बहुत अधिक। जब व्यापक फोकल लंबाई की बात आती है, तो कुछ ज़ूम लेंस उनकी फोकल लंबाई से अधिक लंबे होते हैं और उन्हें पीछे की ओर "रेट्रोफोकल" समूह की आवश्यकता होती है। ये सभी अतिरिक्त लेंस तत्व ऑप्टिकल अपघटनों में जोड़ते हैं, कुछ अन्य लेंस तत्वों के विपथन को सही करते हैं। ज़ूम लेंस में, ऑप्टिकल सुधार इस तरह से किया जाना चाहिए कि यह ज़ूम रेंज में सबसे अच्छी समग्र गुणवत्ता का उत्पादन करता है, जिसका अर्थ है कि आमतौर पर एक समझौता कहीं न कहीं किया जाना चाहिए (आपके केक नहीं हो सकता है और इसे भी खा सकते हैं।)
ज़ूम लेंस में आमतौर पर "तेज" अंक और "नरम" अंक होते हैं। यह हमेशा फोकल रेंज के चरम सीमा पर नहीं होता है ... कभी-कभी मध्य में इसका अधिकार होता है। कभी-कभी समझौता छवि "धार" तीक्ष्णता बनाम "केंद्र" तीक्ष्णता की कीमत पर आता है, जो एक फोकल लंबाई में दूसरे से भी बदतर हो सकता है। किसी भी तरह से, एक चर फोकल रेंज को समायोजित करने के लिए आवश्यक जटिलता के कारण समझौता करने की आवश्यकता होती है।
उच्च गुणवत्ता वाले लेंस अक्सर गर्भपात को सही करने के लिए अधिक उन्नत प्रकाशिकी का उपयोग करेंगे, आमतौर पर काफी लागत पर। एक मिडरेंज लेंस केवल गर्भपात के लिए सही करने के लिए अधिक लेंस का उपयोग कर सकता है और अनदेखा कर सकता है कि कैसे फोकल रेंज में गर्भपात बदल जाता है। एक शीर्ष ग्रेड पेशेवर लेंस गर्भपात में परिवर्तनशीलता के लिए जिम्मेदार होगा, पूरे फोकल में उच्चतम गुणवत्ता बनाए रखने के लिए उन्नत घनत्व जैसे उच्च घनत्व ग्लास, कम फैलाव ग्लास, एस्फेरिक लेंस तत्व, फ्लोराइट लेंस तत्व, एपोक्रोमैटिक लेंस तत्व, अतिरिक्त सुधारात्मक समूह आदि का उपयोग करेगा। जूम लेंस की रेंज। समझौता अभी भी प्राइम लेंस के सापेक्ष किया जाना चाहिए, हालांकि समझौता की डिग्री बहुत कम हो जाती है।
लेंस में असामान्यताओं के लिए महत्वपूर्ण सुधार शामिल हैं। इन असामान्यताओं को गर्भपात के रूप में जाना जाता है। विभिन्न प्रकार के गर्भपात हैं, कुछ अधिक सामान्य हैं, गोलाकार, दृष्टिवैषम्य, वर्णक्रमीय, कोमा, बैरल, पिनकुशन, क्षेत्र वक्रता, और ध्यान से बाहर हैं।
यदि ये विपथन मौजूद नहीं हैं, तो लेंस का डिज़ाइन बहुत आसान होगा। बस एक लेंस या दो को एक सीधी रेखा में रखें, और आपके पास हर बार एक आदर्श छवि होगी। लेकिन, हम जानते हैं कि ये विपथन मौजूद हैं। किसी भी, लेकिन एक बिंदु के लिए, इन विपत्तियों को पूरी तरह से ठीक करना असंभव है। इन संयमों के जितने अधिक हैं, उतनी ही "नरम" एक छवि दिखाई देगी।
एक समय की एक बड़ी अवधि में विकृति को कम कर सकता है, ज्यादातर अधिक महंगे लेंस बनाकर। अधिक महंगे लेंस गैर-गोलाकार आकार के लेंस बनाने से आते हैं, जिनका निर्माण कठिन होता है।
लेंस मीठे स्थान से जितना दूर होगा, उतना ही नरम होगा। मीठी जगह में फोकल लंबाई, एपर्चर, और फोकल दूरी के परिवर्तन सभी प्रभावित होते हैं। इस प्रकार 3 में से किसी एक को बदलने से गुणवत्ता खराब हो जाएगी। यदि लेंस उच्च गुणवत्ता का है, तो गिरावट मुश्किल से ध्यान देने योग्य होगी।