عدسة بسيطة "ترى" جيدًا من خلال مركزها ، لكن رؤيتها حول الحواف تميل إلى التمويه. يحدث التمويه وتغيرات الألوان وتشويه الخطوط وهالات الألوان حول الأشياء بسبب عيوب في العدسة تسمى الانحرافات. يمكن تصحيح بعض الانحرافات في العدسة البسيطة من خلال تشكيل سطح واحد أو كليهما بحيث تكون غير كروية. تختلف المنحنيات شبه الكروية مثل منحنيات القطع المكافئ ، بدلاً من البقاء ثابتة مثل انحناء الكرة. تقلل عدسة الكاميرا من آثار الانحرافات عن طريق استبدال عدسة بسيطة بمجموعة من العدسات تسمى عناصر العدسة ، وهي عدسات ذات أشكال مختلفة ومسافات فاصلة. تصبح العدسة أكثر تعقيدًا مع تحقيق تصحيح أكبر للرؤية. وستكون العدسة أيضًا أكثر تعقيدًا اعتمادًا على حجم الفتحة - الفتحة التي تسمح للضوء بالمرور - ونطاق الزوايا التي "تراها". يستخدم تصميم العدسة للاعتماد على فن العيون وتجربة كبيرة. اليوم ، يمكن لبرامج الكمبيوتر ضبط شكل عناصر العدسة والمباعدة بينها ، وتحديد آثارها على بعضها البعض ، وتقييم تكاليف إنتاج العدسة.

عادة ما يتم وصف عناصر العدسة من خلال شكلها. تنحني العدسة المحدبة إلى الخارج ؛ تنحني عدسة محدبة الوجهين إلى الخارج على كلا الجانبين ، وتكون العدسة المستوية المحدبة مستوية على جانب واحد ومنحنية إلى الخارج من جهة أخرى. هناك أيضًا عدسات مقعرة ، مقعرة ، وعدسات مستوية مقعرة. العناصر ليست متناظرة بالضرورة ويمكن أن تنحني على جانب واحد أكثر من الآخر. تؤدي سماكة منتصف العدسة بالنسبة لحوافها إلى تقارب أشعة الضوء أو التركيز. العدسات ذات الحواف السميكة والوسطاء الرفيعة تجعل أشعة الضوء تتشتت. تحتوي عدسة الكاميرا المعقدة على عدد من العناصر المجمعة خصيصًا. يؤدي الجمع بين تركيبة العناصر وشكلها وتجميعها إلى زيادة خصائص انحناء الضوء للعناصر الفردية إلى أقصى حد لإنتاج الصورة المطلوبة. يتم تركيز العدسة عن طريق تحريكها أقرب أو أبعد من الفيلم أو المستوى البؤري. يمكن أن تكون العدسة ملتوية ، مما يتسبب في تحرك عناصر العدسة للداخل وللخارج على طول سن لولب لولبي يتم تشكيله في غلاف العدسة. يؤدي تحريك العدسة أيضًا إلى تحريك مقياس على الغلاف يُظهر مسافة التركيز البؤري الأفضل.

يعتبر الحاجز أو الحاجز جزءًا متخصصًا من العدسة. في الكاميرات البسيطة ، يكون التوقف هو توقف ثابت أو حلقة من الصفائح المعدنية السوداء التي يتم وضعها بشكل دائم أمام العدسة. تستخدم الكاميرات الصندوقية ، وكاميرات الاستوديو ، وبعض الكاميرات من صنع أوروبي نقطة انزلاق ، وهي عبارة عن شريط من المعدن ينزلق عبر مقدمة العدسة بين الأخاديد. لديها فتحتان أو أكثر بأحجام مختلفة هي الفتحات. تحتوي العدسات ذات التوقف المتغير على حلقة آلية على الجزء الخارجي من حامل العدسة ، مطبوعة بأرقام f-stop. من خلال قلب هذا الخاتم ، يمكن فتح الحجاب الحاجز أو إغلاقه. يعمل غشاء القزحية هذا بشكل كبير مثل قزحية العين في السماح بتعديلات لظروف الإضاءة المتنوعة.

عادةً ما تكون العدسة في الكاميرا المدمجة عدسة ذات أغراض عامة ذات طول بؤري عادي يلتقط صورًا بالصورة كما تراها أعيننا. يتم استخدام العدسات المصممة لأغراض خاصة مع الكاميرات الأكثر تقدمًا. تعمل العدسات المقربة كثيرًا مثل المناظير أو التلسكوبات ، وجعل الصورة البعيدة تبدو أقرب. تجعل العدسات ذات الزاوية الواسعة الصورة تبدو أبعد ؛ العدسة البانورامية هي نوع خاص من العدسات ذات الزاوية العريضة وهي مفيدة لالتقاط صور للمجال الواسع للمشهد. تم تجهيز بعض الكاميرات التي يمكن التخلص منها بعدسات بانورامية. عدسات عين السمكة هي أيضًا نوع خاص من العدسات ذات الزاوية الواسعة التي تشوه الصورة عن قصد بحيث يتم تكبير الجزء المركزي ويتم ضغط تفاصيل الصورة الخارجية. تغطي عدسات عين السمكة زوايا واسعة جدًا مثل المناظر من الأفق إلى الأفق. عدسة أخرى ذات غرض خاص هي عدسة التركيز المتغير ، وتسمى أيضًا عدسة "تكبير / تصغير". تستخدم عناصر عدسة متحركة لضبط البعد البؤري للتكبير أو التصغير أقرب إلى الهدف أو بعيدًا عنه. هذه العدسات معقدة وقد تحتوي على 12 إلى 20 عنصر عدسة ؛ ومع ذلك ، قد تحل عدسة واحدة متغيرة التركيز عدسات أخرى عديدة. تحتوي بعض الكاميرات المدمجة أيضًا على ميزات تكبير / تصغير مقربة أو زاوية واسعة. تم تصنيع الكاميرا ذات العدسة الواحدة (SLR) بحيث يرى المصور نفس الرؤية مثل العدسة من خلال عدسة الكاميرا. وهذا يمكن المصور من تخطيط الصورة التي ستظهر على الفيلم مع مرونة مجموعة متنوعة من العدسات القابلة للتبديل.

تطورت عدسة الكاميرا من عدسات بصرية تم تطويرها لأغراض أخرى ، ونضجت بالكاميرا والأفلام الفوتوغرافية. في عام 1568 ، قام  دانيال باربارو ، بوضع عدسة فوق الثقب في صندوق الكاميرا ودرس حدة الصورة والتركيز. 

كانت عدسته الأولى من نظارات محدبة لرجل عجوز. 

شرح الفلكي يوهان كيبلر تجارب باربارو في عام 1611 من خلال وصف العدسات المفردة والمركبة ، وشرح انعكاس الصورة ، وتوسيع الصور من خلال تجميع العدسات المحدبة والمحدبة.

في القرن التاسع عشر ، كانت الكاميرات ذات الصندوق الأول تحتوي على عدسة مثبتة في الفتحة الموجودة في الصندوق. 

عكست العدسة الصورة على لوحة حساسة للضوء في الجزء الخلفي من الصندوق. لم يكن هناك مصراع لفتح العدسة. بدلاً من ذلك ، تمت إزالة غطاء العدسة لعدة ثوانٍ أو أكثر لكشف اللوحة. تتطلب التحسينات في حساسية اللوحة طرقًا للتحكم في التعرض. تم صنع أقنعة ذات فتحات مختلفة الحجم لإدخالها بالقرب من العدسة. كما تم تطوير غشاء القزحية للسيطرة على الفتحة. أوراقه المعدنية تفتح وتغلق مع بعضها لتشكل فتحة دائرية يمكن أن يتنوع قطرها.

 في السابق ، كانت العدسات المصممة لكاميرات daguerreotype هي الأنسب لتصوير المناظر الطبيعية. سمحت عدسة Petzval بالتقاط الصور بشكل أسرع بعشر مرات ، وكان احتمال عدم وضوح الصورة أقل. في عام 1902 ، طور بول رودولف عدسة زايس تيسار ، التي تعتبر الأكثر شعبية على الإطلاق. في عام 1918 ، أنتج عدسة Plasmat ، والتي قد تكون أفضل عدسة كاميرا تم تصنيعها على الإطلاق. تبع رودولف بعد فترة وجيزة ماكس بيريك ، الذي صمم عدسات سريعة وحادة كانت مثالية للكاميرات المصغرة.

تشمل التطورات الأساسية الأخرى في تاريخ العدسة تقنية طلاء العدسة ، واستخدام الزجاج الأرضي النادر ، وطرق الحساب التي جعلت الكمبيوتر ممكنًا. طورت كاثرين ب.بلودجيت تقنيات لعدسات الطلاء الرقيق مع فيلم الصابون لإزالة الانعكاس وتحسين انتقال الضوء في عام 1939. واصل C. Hawley Cartwright عمل Blodgett باستخدام طلاءات الفلورايد المعدنية ، بما في ذلك المغنيسيوم والكالسيوم المتبخر الذي كان أربعة مليون واحد بسمك بوصة.

يبدأ تصميم عدسة الكاميرا بتحديد المصور الذي سيستخدمها. عند تحديد السوق ، يختار مصمم العدسات المواد البصرية والميكانيكية ، والتصميم البصري ، والطريقة المناسبة لصنع الأجزاء الميكانيكية ، ونوع الواجهة البينية بين العدسة والكاميرا ، بالنسبة لعدسات التركيز التلقائي. هناك اصطلاحات أو أنماط لفئات العدسات المختلفة ، بما في ذلك العدسات المقربة والزاوية العريضة والعدسة المقربة ، لذلك يتم توحيد بعض جوانب التصميم. التطورات في المواد تعطي المصممين الكثير من التحدي

ولكن. عند اختيار المواد ، يجب على المهندس النظر في مجموعة من المعادن للمكونات وأنواع مختلفة من النظارات والبلاستيك للعدسات ، مع مراعاة التكلفة النهائية للمصور. 

عندما يكمل المصمم التصميم ، يتم اختبار أدائه من خلال محاكاة الكمبيوتر. تخبر برامج الكمبيوتر الخاصة بمصنعي العدسات المصمم بنوع الصورة أو الصورة التي ستنتجها العدسة في وسط الصورة وعلى حوافها لنطاق تشغيل العدسة. على افتراض أن العدسة اجتازت اختبار محاكاة الكمبيوتر ، تتم مراجعة معايير الأداء التي تم اختيارها في البداية مرة أخرى للتأكد من أن العدسة تلبي الاحتياجات المحددة. يتم تصنيع النموذج الأولي لاختبار الأداء الفعلي. يتم اختبار العدسة تحت درجات حرارة وظروف بيئية متفاوتة ، في كل موضع فتحة ، وفي كل طول بؤري لعدسات الزووم. يتم تصوير المخططات المستهدفة في المختبر ، وكذلك الظروف الميدانية للضوء والظل المتباين.

هناك حاجة إلى عمل تصميم إضافي إذا ركزت العدسة تلقائيًا ، لأن وحدة التركيز التلقائي (AF) يجب أن تعمل مع مجموعة من أجسام الكاميرا. تتطلب وحدة AF برنامجًا وتصميمًا ميكانيكيًا. يتم إجراء اختبار نموذج أولي واسع النطاق على هذه العدسات بسبب وظائفها المعقدة ولأن البرنامج مضبوط بدقة على كل عدسة.

يتم وصف المواد الخام للعدسات نفسها ، والطلاء ، والأسطوانة ، أو غلاف عدسة الكاميرا ، وحوامل العدسات الموضحة أدناه في قسم التصنيع.

1 يتم توفير الزجاج البصري لمصنعي العدسات من قبل البائعين المتخصصين. عادة ، يتم توفيرها على شكل "لوحة مضغوطة" أو لوحة زجاجية مقطعة يتم قطع العناصر منها. يتم تشكيل العناصر الزجاجية لأشكال مقعرة أو محدبة بواسطة آلة مولد منحنى وهي مطحنة من الخطوة الأولى. للوصول إلى مواصفات شكلها ، تمر العدسة عبر سلسلة من العمليات التي يتم طحنها فيها عن طريق تلميع الجسيمات في الماء. تصبح جزيئات التلميع أصغر في كل خطوة مع تحسين العدسة. يختلف توليد المنحنى والطحن اللاحق في السرعة وفقًا لخصائص المواد البصرية الهشة والنعومة والأكسدة.

بعد الطحن والتلميع ، تتم توسيط العناصر بحيث تكون الحافة الخارجية للعدسة مثالية في المحيط بالنسبة للخط المركزي أو المحور البصري للعدسة. يتم إنتاج العدسات المصنوعة من البلاستيك أو الزجاج المستعبدين والراتنج من خلال نفس العمليات. يتم استخدام المواد المستعبدة في صنع العدسات ذات الأسطح غير الكروية ، وتسمى هذه العدسات "لا كروية هجينة". تكتمل الأسطح الكروية لهذه العدسات أثناء التمركز.

2 يتم طلاء العدسات المشكلة لحماية المواد من الأكسدة ، ومنع الانعكاسات ، وتلبية متطلبات "نقل الطيف المصمم" أو توازن اللون والتسليم. يتم تنظيف أسطح العدسة بعناية قبل الطلاء. تقنيات لتطبيق الطلاء والطلاء نفسها هي نقاط البيع الرئيسية لعدسات الشركة المصنعة وهي أسرار محمية بعناية. تتضمن بعض أنواع الطلاءات أكاسيد معدنية ، فلوريد سبائك خفيفة ، وطبقات من الكوارتز التي يتم تطبيقها على العدسات والمرايا من خلال عملية تفريغ. يمكن تطبيق عدة طبقات من الطلاء للحصول على أفضل انتقال للألوان والضوء ، لكن الطلاء المفرط يمكن أن يقلل الضوء الذي يمر عبر العدسة ويحد من فائدته.

3 يحتوي البرميل على الهيكل الذي يدعم عناصر العدسة المختلفة والخارجية التجميلية. تعد الحوامل المعدنية والأخاديد والأجزاء المتحركة من العدسة حاسمة لأداء العدسة ، ويتم تصنيعها وفقًا لتفاوتات محددة للغاية. قد تكون حوامل العدسات مصنوعة من النحاس أو الألومنيوم أو البلاستيك. معظم مكونات البراميل المعدنية مصبوبة وتشكيلها. تستمر الحوامل المعدنية لفترة أطول ، وتحافظ على أبعادها ، ويمكن تشكيلها بدقة أكبر ، ويمكن تفكيكها لاستبدال العناصر ، إذا لزم الأمر. حوامل البلاستيك هي أقل تكلفة وأخف وزنا. إذا كان البرميل مصنوعًا من البلاستيك الهندسي ، فإنه يتم إنتاجه بطريقة فعالة للغاية ودقيقة لقولبة الحقن.

4 يتم إنتاج أجزاء أخرى من العدسة ، مثل الحجاب الحاجز ووحدة التركيز التلقائي ، على شكل مجموعات فرعية. يتكون الحجاب الحاجز للقزحية من أوراق منحنية مقطوعة من صفائح معدنية رقيقة. يتم تثبيت الأوراق المعدنية في مكانها بواسطة لوحين. لوح واحد ثابت ، يتحرك الآخر ، وله فتحات للدبابيس المنزلقة. تقوم هذه الشرائح بتمرير الأوراق إلى الخلف باتجاه البرميل لفتح الحجاب الحاجز أو في المنتصف لإغلاق الفتحة أثناء تدوير حلقة f-stop. يتم تثبيت مجموعة الحجاب الحاجز في مكانها عندما يتم تركيب حامل العدسة على نهاية البرميل. يتم أيضًا إضافة التركيز التلقائي ، ويتم وضع العناصر البصرية ، ويتم إغلاق العدسة. بعد التجميع النهائي ، يتم تعديل العدسة وفحصها بدقة. يجب أن تستوفي معايير التصميم للدقة البصرية ، وظيفة ميكانيكية ، واستجابة التركيز التلقائي. يمكن أيضًا اختبار العدسات عن طريق تعريضها للصدمات والإسقاط والاهتزاز.

تختلف أساليب تصنيع العدسات اختلافًا كبيرًا بين الشركات. يستخدم البعض الأتمتة الكاملة بما في ذلك الروبوت الصناعي s لتصنيع منتجاتهم ، والبعض الآخر يستخدم خطوط تجميع كبيرة ، ولا يزال آخرون يفتخرون بالحرف اليدوية. الجودة والدقة ضرورية لإنتاج العدسات ، بغض النظر عن نهج التصنيع. يتم فحص المواد والمكونات الواردة بدقة للتأكد من الجودة والامتثال للمواصفات الهندسية. يتم أيضًا فحص العمليات المؤتمتة باستمرار وتخضع لفحوصات التسامح. يتم تنفيذ الحرف اليدوية فقط من قبل الحرفيين المهرة الذين لديهم سنوات طويلة من التدريب. يتم دمج اختبارات ضبط الجودة والضغط في كل خطوة من خطوات التصنيع ، ويتم قياس العناصر والمكونات بأدوات دقيقة. يتم التحكم في بعض أجهزة القياس بالليزر ويمكنها اكتشاف انحرافات أقل من 0.

تتمتع عدسات الكاميرا بتطورات جديدة في العديد من المجالات. أدى اهتمام المستهلك بأفضل الصور بأقل تكلفة إلى كاميرات يمكن التخلص منها بعدسات بسيطة ولكنها فعالة. العدسات المخصصة للمصورين المحترفين وللاستخدامات المتخصصة مثل مناظير أو تلسكوبات عالية الأداء مصنوعة من نظارات غريبة و "غير مفضلة" تكون أكثر حساسية ومكلفة ويصعب الحصول عليها من المواد التقليدية. تسمى هذه المواد "التشتت غير الطبيعي" لأنها تدمج كل الألوان في الضوء التي تمر عبر العدسة لإنتاج أفضل الصور ، بدلاً من السماح للألوان بالتشتت مثل العدسة البسيطة. الماء والسوائل الأخرى تنحني أيضًا للضوء ، وقد حدد العلماء سوائل مشتتة بشكل غير طبيعي ويمكن حبسها بين طبقات من الزجاج العادي لإنتاج نفس جودة الصورة مثل الزجاج البصري الغريب. الزجاج العادي أو "المفضل" (المفضل بسبب التكلفة المنخفضة والعملية) ملتصق حول السائل بمادة لاصقة مرنة من السيليكون. قد تستبدل "العدسة السائلة" الناتجة عدة عناصر في عدسة بجودة احترافية. كما أنه يقلل من الطلاء المطلوب وكمية تلميع العدسة اللازمة لأن السائل يملأ العيوب في الزجاج. يتم تقليل تكلفة العدسة ، ويتم تحسين خصائص انتقال الضوء. يستعد مصنعو العدسات في الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لإنتاج عدسات سائلة في المستقبل القريب. الزجاج (المفضل بسبب التكلفة المنخفضة والعملية) ملتصق حول السائل بمادة لاصقة مرنة من السيليكون. قد تستبدل "العدسة السائلة" الناتجة عدة عناصر في عدسة بجودة احترافية. كما أنه يقلل من الطلاء المطلوب وكمية تلميع العدسة اللازمة لأن السائل يملأ العيوب في الزجاج. يتم تقليل تكلفة العدسة ، ويتم تحسين خصائص انتقال الضوء. يستعد مصنعو العدسات في الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لإنتاج عدسات سائلة في المستقبل القريب. الزجاج (المفضل بسبب التكلفة المنخفضة والعملية) ملتصق حول السائل بمادة لاصقة مرنة من السيليكون. قد تستبدل "العدسة السائلة" الناتجة عدة عناصر في عدسة بجودة احترافية. كما أنه يقلل من الطلاء المطلوب وكمية تلميع العدسة اللازمة لأن السائل يملأ العيوب في الزجاج. يتم تقليل تكلفة العدسة ، ويتم تحسين خصائص انتقال الضوء. يستعد مصنعو العدسات في الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لإنتاج عدسات سائلة في المستقبل القريب. كما أنه يقلل من الطلاء المطلوب وكمية تلميع العدسة اللازمة لأن السائل يملأ العيوب في الزجاج. يتم تقليل تكلفة العدسة ، ويتم تحسين خصائص انتقال الضوء. يستعد مصنعو العدسات في الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لإنتاج عدسات سائلة في المستقبل القريب. كما أنه يقلل من الطلاء المطلوب وكمية تلميع العدسة اللازمة لأن السائل يملأ العيوب في الزجاج. يتم تقليل تكلفة العدسة ، ويتم تحسين خصائص انتقال الضوء. يستعد مصنعو العدسات في الولايات المتحدة واليابان وأوروبا لإنتاج عدسات سائلة في المستقبل القريب.

-------

مترجم بواسطة شبكة إشراق العالم من مرجعه .