Objektívy budú môcť byť lacnejšie a lepšie, Mexičan našiel riešenie

Mexický doktorand Rafael Guillermo González Acuña z Tecnológico de Monterrey študuje nanotechnológie, no jeho dizertačná práca sa venuje šošovkám bez sférickej aberácie. To je problém, s ktorým bojujú nielen veľkí výrobcovia optických členov ako Nikon, Canon, Zeiss či mnohí ďalší, ale aj malí výrobcovia napríklad pre svoje smartfóny.

ZDROJ | Canon

Určite aj vy poznáte problém optických členov, len neviete, že sa nazýva sférická aberácia. Ide o skreslenie obrazu v okrajoch. Pokiaľ optická sústava – objektív, ďalekohľad, mikroskop, nepoužíva drahé optické členy, je toto skreslenie ešte výraznejšie. Najlepšie to vidieť na starých objektívoch či ďalekohľadoch. Scéna/objekt v strede je po zaostrení ostrý, no akonáhle sa pozriete o čosi vedľa, ostrosť sa stráca.

Dôvodom je využívanie mnohých sférických prvkov. Tie sú lacné na aj rýchle na výrobu.

Riešením problému v súčasnosti je využívanie mnohých optických členov vrátane zaoblených asférických členov. Tie sú podstatne drahšie, čo sa odráža aj na cenách objektívov. To je dôvod, prečo objektívy v najlacnejších zrkadlovkách sú malé a stoja maximálne pár stoviek eur, kým objektívy pre profesionálne použitie stoja tisícky eur.

Asférické optické členy pomáhajú pri odstraňovaní sférickej aberácie, ale aj ďalších optických aberácieách či astigmatizmus. Problém sférickej aberácie je známy aj ako problém Wassermana-Wolfa ešte z roku 1949, hoci problém je podľa autora štúdie podstatne starší.

Práve Rafael G. González Acuña a Héctor A. Chaparro-Romosa dokázali vyriešiť tento problém pomocou vzorca, resp. rovnice. Tá rieši, ako by mal vyzerať tvar prvého a druhého asférického povrchu šošovky. Druhý povrch má byť pritom taký, aby eliminoval všetky aberácie generované prvým povrchom. Acuña svoje riešenie aj testoval s 500 lúčmi, pričom účinnosť sústavy bola až 99,99999999%.

ZDROJ | Rafael Guillermo González Acuña

Toto zistenie vraj umožní vyrábať šošovky s vyššou kvalitou obrazu v akejkoľvek veľkosti, akejkoľvek hrúbke a akomkoľvek materiáli. Okrem toho sa mu s ďalšími kolegami podarilo vyriešiť aj iný problém, pre istotu z roku 1900. Ten od Levi-Civitu sa týka problému kartezináskych oválov. Problém karteziánskeho oválu je nájsť refrakčný povrch, ktorý transformuje prichádzajúce vlny na ďalšie sférické výstupné vlny.

Tieto dve matematické riešenia optických problémov môžu priniesť podstatne lacnejšie a menšie optické sústavy pre najrôznejšie využitia, vrátane objektívov pre mobilné zariadenia, ale aj fotoaparáty, kamery, ďalekohľady, teleskopy či mikroskopy. Kým sa ale riešenia aplikujú do praxe to ešte potrvá niekoľko rokov, takže si na lepšie objektívy musíme ešte počkať.

ZDROJ | Panasonic

ZdrojTecnológico de Monterrey,Gizmodo

Komentáre k článku