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एक कैमरा लेंस (फोटोग्राफिक लेंस या फोटोग्राफिक उद्देश्य के रूप में भी जाना जाता है) एक ऑप्टिकल लेंस या असेंबली ऑफ लेंस होता है, जिसका उपयोग कैमरा बॉडी और मैकेनिज्म के साथ किया जाता है, ताकि फोटोग्राफिक फिल्म या किसी अन्य मीडिया पर वस्तुओं की छवियों को रासायनिक रूप से संग्रहीत करने में सक्षम हो या इलेक्ट्रॉनिक रूप से।
एक स्थिर कैमरा, एक वीडियो कैमरा, एक टेलीस्कोप, एक माइक्रोस्कोप या अन्य उपकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले लेंस के बीच सिद्धांत रूप में कोई बड़ा अंतर नहीं है, लेकिन विस्तृत डिजाइन और निर्माण अलग हैं। एक लेंस स्थायी रूप से एक कैमरे के लिए तय हो सकता है, या यह विभिन्न फोकल लंबाई, एपर्चर और अन्य गुणों के लेंस के साथ विनिमेय हो सकता है।
हालांकि सिद्धांत रूप में एक साधारण उत्तल लेंस पर्याप्त होगा, अभ्यास में कई ऑप्टिकल लेंस तत्वों से बने एक यौगिक लेंस को (जितना संभव हो सके) उतने ऑप्टिकल अपक्षय उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है। कुछ विपथन किसी भी लेंस प्रणाली में मौजूद होंगे। यह लेंस डिजाइनर का काम है कि इनको संतुलित करें और एक ऐसा डिज़ाइन तैयार करें जो फोटोग्राफिक उपयोग और संभवतः बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हो।
ठेठ रेक्टिलाइनियर लेंस को "बेहतर" पिनहोल "लेंस" के रूप में माना जा सकता है। जैसा कि दिखाया गया है, एक पिनहोल "लेंस" बस एक छोटा एपर्चर है जो प्रकाश की अधिकांश किरणों को रोकता है, आदर्श रूप से छवि सेंसर पर प्रत्येक बिंदु के लिए ऑब्जेक्ट के लिए एक किरण का चयन करता है। पिनहोल लेंस की कुछ गंभीर सीमाएँ हैं:
एक बड़े छिद्र के साथ एक पिनहोल कैमरा धुंधला है क्योंकि प्रत्येक पिक्सेल अनिवार्य रूप से एपर्चर स्टॉप की छाया है, इसलिए इसका आकार एपर्चर (तीसरी छवि) के आकार से छोटा नहीं है। यहां एक पिक्सेल वस्तु पर एक बिंदु से प्रकाश के संपर्क में आने वाले डिटेक्टर का क्षेत्र है।
पिनहोल को छोटा करने से रिज़ॉल्यूशन (एक सीमा तक) में सुधार होता है, लेकिन प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है।
एक निश्चित बिंदु पर, छेद को सिकोड़ने से विवर्तन की सीमा के कारण रिज़ॉल्यूशन में सुधार नहीं होता है। इस सीमा से परे, छेद को छोटा बनाने से छवि धुंधली होने के साथ-साथ गहरी भी हो जाती है।
व्यावहारिक लेंस को प्रश्न के उत्तर के रूप में माना जा सकता है: "अधिक प्रकाश को स्वीकार करने और एक छोटे स्थान को आकार देने के लिए पिनहोल लेंस को कैसे संशोधित किया जा सकता है?" पहला कदम यह है कि पिनहोल में एक साधारण उत्तल लेंस को फोकल लंबाई के साथ फिल्म प्लेन की दूरी के बराबर रखा जाए (यह मानकर कि कैमरा दूर की वस्तुओं का चित्र लेगा)। यह पिनहोल को महत्वपूर्ण रूप से (चौथी छवि) खोलने की अनुमति देता है क्योंकि एक पतली उत्तल लेंस लेंस की धुरी के लिए उनकी दूरी के अनुपात में प्रकाश किरणों को झुकाता है, जिसमें किरणें लेंस के केंद्र से सीधे गुजरती हैं। ज्यामिति लगभग एक साधारण पिनहोल लेंस के समान है, लेकिन प्रकाश की एकल किरणों से प्रकाशित होने के बजाय, प्रत्येक छवि बिंदु को प्रकाश किरणों के एक केंद्रित "पेंसिल" द्वारा प्रकाशित किया जाता है।
एक कैमरा लेंस कई तत्वों से बनाया जा सकता है: एक से, जैसे कि बॉक्स ब्राउनी के मेनिस्कस लेंस, 20 से अधिक जटिल ज़ोम्स में। इन तत्वों में स्वयं शामिल लेंस का एक समूह शामिल हो सकता है।
संपूर्ण विधानसभा के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण तत्व महत्वपूर्ण है। सभी आधुनिक लेंस में सतह को घर्षण, भड़कना और सतह परावर्तन को कम करने और रंग संतुलन को समायोजित करने के लिए लेपित किया जाता है। उन्मूलन को कम करने के लिए, वक्रता आमतौर पर सेट की जाती है ताकि घटना का कोण और अपवर्तन का कोण बराबर हो। एक प्राइम लेंस में यह आसान है, लेकिन एक ज़ूम में हमेशा एक समझौता होता है।
लेंस आमतौर पर लेंस असेंबली से छवि विमान तक की दूरी को समायोजित करके या लेंस असेंबली के तत्वों को समायोजित करके केंद्रित होता है। प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, कुछ लेंसों में एक कैम सिस्टम होता है जो लेंस के फोकस होने पर समूहों के बीच की दूरी को समायोजित करता है। निर्माता इसे अलग-अलग चीजें कहते हैं: निकॉन इसे सीआरसी (करीबी सीमा सुधार) कहता है; कैनन इसे एक फ्लोटिंग सिस्टम कहता है; और हासेलब्लैड और मैमिया इसे FLE (फ्लोटिंग लेंस एलिमेंट) कहते हैं।
ग्लास सबसे आम सामग्री है जिसका उपयोग लेंस तत्वों के निर्माण के लिए किया जाता है, इसके अच्छे ऑप्टिकल गुणों और खरोंच के प्रतिरोध के कारण। अन्य सामग्रियों का भी उपयोग किया जाता है, जैसे कि क्वार्ट्ज ग्लास, फ्लोराइट, प्लास्टिक जैसे ऐक्रेलिक (प्लेक्सिग्लास), और यहां तक कि जर्मेनियम और उल्का ग्लास भी। प्लास्टिक दृढ़ता से aspherical लेंस तत्वों के निर्माण की अनुमति देता है जो ग्लास में निर्माण करना मुश्किल या असंभव है, और जो लेंस निर्माण और प्रदर्शन को सरल या बेहतर बनाता है। प्लास्टिक का उपयोग सभी के बाहरी तत्वों के लिए नहीं किया जाता है, लेकिन सबसे सस्ते लेंस के रूप में वे आसानी से खरोंचते हैं। ढाला हुआ प्लास्टिक लेंस का उपयोग कई वर्षों से सबसे सस्ते डिस्पोजेबल कैमरों के लिए किया गया है, और एक खराब प्रतिष्ठा हासिल की है: गुणवत्ता प्रकाशिकी के निर्माता "ऑप्टिकल राल" जैसे व्यंजना का उपयोग करते हैं। हालांकि लोकप्रिय निर्माताओं के कई आधुनिक, उच्च प्रदर्शन (और उच्च कीमत वाले) लेंस में ढाला या हाइब्रिड एस्फेरिकल तत्व शामिल हैं, इसलिए यह सच नहीं है कि प्लास्टिक तत्वों वाले सभी लेंस कम फोटोग्राफिक गुणवत्ता वाले हैं।
1951 का USAF रिज़ॉल्यूशन टेस्ट चार्ट एक लेंस की रिज़ॉल्यूशन पावर को मापने का एक तरीका है। सामग्री की गुणवत्ता, कोटिंग्स, और निर्माण संकल्प को प्रभावित करते हैं। लेंस रिज़ॉल्यूशन अंततः विवर्तन द्वारा सीमित है, और बहुत कम फ़ोटोग्राफ़िक लेंस इस रिज़ॉल्यूशन को प्राप्त करते हैं। ऐसा करने वाले लोगों को "विवर्तन सीमित" कहा जाता है और ये आमतौर पर बेहद महंगे होते हैं।
आज, लेंस की चमक और अन्य अवांछित प्रभावों को कम करने के लिए अधिकांश लेंस बहु-लेपित होते हैं। कुछ लेंसों में पराबैंगनी प्रकाश को बाहर रखने के लिए एक यूवी कोटिंग होती है जो रंग को दाग सकती है। कांच के तत्वों को जोड़ने के लिए अधिकांश आधुनिक ऑप्टिकल सीमेंट यूवी प्रकाश को अवरुद्ध करते हैं, एक यूवी फिल्टर की आवश्यकता को नकारते हैं। यूवी फोटोग्राफरों को बड़ी लंबाई में जाना चाहिए ताकि कोई सीमेंट या कोटिंग्स के साथ लेंस न मिल सके।
एक लेंस में अक्सर एक एपर्चर समायोजन तंत्र होगा, आमतौर पर एक आईरिस डायाफ्राम, जो प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए गुजरता है। प्रारंभिक कैमरा मॉडल में विभिन्न आकार के छेदों के साथ एक घूर्णन प्लेट या स्लाइडर का उपयोग किया गया था। ये वाटरहाउस स्टॉप अभी भी आधुनिक, विशेष लेंसों पर पाए जा सकते हैं। शटर, उस समय को विनियमित करने के लिए जिसके दौरान प्रकाश गुजर सकता है, लेंस असेंबली (बेहतर गुणवत्ता की कल्पना के लिए), कैमरे के भीतर, या यहां तक कि, शायद ही कभी, लेंस के सामने शामिल किया जा सकता है। लेंस में लीफ शटर वाले कुछ कैमरे एपर्चर को छोड़ देते हैं, और शटर डबल ड्यूटी करता है।
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