ทำไมเลนส์ถึงเป็นทรงกลมเสมอ?

ทำไมเลนส์ถึงเป็นทรงกลมแม้ว่าเซ็นเซอร์ภาพจะไม่? ทำไมพวกเขาไม่สามารถเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือบางสิ่งที่ตรงกับรูปร่างของเซ็นเซอร์ภาพ?

เซ็นเซอร์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าตามธรรมเนียมตามรูปแบบดั้งเดิมของสื่อภาพ

แต่มีการตัดสินใจทางเทคโนโลยี / ธุรกิจที่ทำให้พวกเขาเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเช่นกัน เซนเซอร์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพราะใช้เทคนิคการสร้างเซมิคอนดักเตอร์ เทคนิคเหล่านี้เรียกร้องให้มีการ“ พิมพ์” วงจรเซ็นเซอร์หลายตัวบนซิลิคอนเวเฟอร์ วันนี้เวเฟอร์เหล่านี้สามารถมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 300 มม. และผู้ผลิตขยับไปที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 450 มม. ( ดูที่นี่ ) เซ็นเซอร์จำนวนมากสามารถพิมพ์บนเวเฟอร์ที่มีขนาดใหญ่

เซ็นเซอร์ถูกปูกระเบื้องลงบนเวเฟอร์เพื่อใช้พื้นที่ที่มีอยู่อย่างมีประสิทธิภาพและในวิธีที่ทำให้พวกเขาง่ายต่อการแยกออกเป็น "แม่พิมพ์" (หรือเซ็นเซอร์แต่ละตัวในกรณีนี้) กระบวนการนี้เรียกว่าการหั่นสี่เหลี่ยมลูกเต๋า รูปร่างที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่าที่สุดสำหรับแม่พิมพ์คือสี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยปกติเลื่อยหรืออาลักษณ์ใช้ตัดเวเฟอร์เป็นเส้นตรง ลองนึกภาพถ้าตาย (เซ็นเซอร์ในกรณีนี้) ควรจะเป็นรอบ (การใช้วัสดุสิ้นเปลืองและค่าใช้จ่าย) หรือหกเหลี่ยม (การใช้วัสดุอย่างมีประสิทธิภาพ แต่การตัดไม่ตรงข้ามเวเฟอร์ทั้งหมด) ( ดูที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม )

B) เลนส์ที่ทำจากแก้วคุณภาพสูงมักใช้กับงานกลึง (สามารถดูได้ในวิดีโอนี้ดูเครื่องหมาย 7:00 นาทีโดยเฉพาะขออภัยเป็นภาษาญี่ปุ่น แต่วิดีโอน่าสนใจและเปิดเผยมาก) ง่ายต่อการหมุนบดและขัดเลนส์กลมใน เครื่องเหล่านี้เพราะไม่มีขอบที่จับบนเครื่องมือขณะที่เลนส์หมุนรอบตัว นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับความสมมาตรของแสงที่พวกเขาพยายามที่จะบรรลุในเลนส์สำเร็จรูป

เลนส์ที่ไม่กลมมักจะถูกตัดจากเลนส์ทรงกลมซึ่งเป็นขั้นตอนที่เพิ่มค่าใช้จ่ายในการผลิตชุดประกอบเลนส์ เลนส์ไม่จำเป็นต้องเป็นทรงกลม เพื่อประโยชน์ของสวรรค์แว่นตาส่วนใหญ่จะไม่กลม! เมื่อแว่นตาของคุณถูกสร้างขึ้นคุณต้องระวังว่าผู้ผลิตเลนส์ไม่ได้ใส่เลนส์สำหรับกรอบแว่นตาทุกรูปแบบ เขาตัดหรือเจียรเลนส์กลมเพื่อให้พอดีกับกรอบ

เมื่อผู้ผลิตเลนส์มีเลนส์ทรงกลมแล้วอะไรที่ทำให้เขาต้องตัดมันให้มีรูปร่างที่ต่างออกไป ในขณะที่หลายคนได้ชี้ให้เห็นในฟอรั่มต่าง ๆ รูปร่างของเลนส์ไม่ได้กำหนดรูปร่างของภาพหรือคุณภาพ (นอกเหนือจากการเลี้ยวเบนที่เกิดจากขอบซึ่งสามารถลดลงได้ ทุกจุดบนเลนส์สามารถรวบรวมแสงจากทุกจุดบนวัตถุและโฟกัสแต่ละจุดบนระนาบภาพ ฉันได้ชี้ให้เห็นแล้วว่าการเปลี่ยนรูปร่างของเลนส์เพิ่มค่าใช้จ่าย ไม่มีเหตุผลเชิงปฏิบัติใด ๆ (โดยทั่วไป) สำหรับการเปลี่ยนรูปร่าง

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้เลนส์มีลักษณะกลม:

1. จากด้านข้างของผู้ผลิตจะง่ายกว่าและถูกกว่าในการผลิตเลนส์ทรงกลมและปรับเทียบได้ง่ายเมื่อคุณรวมเลนส์ที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เช่นมาโครเทเลโฟโต้ ฯลฯ ...

2. สำหรับผู้ใช้ทั่วไปเราส่วนใหญ่จะเห็นด้วยที่จะพูดว่าสะดวกกว่าที่จะหมุนเลนส์แบบวงกลมมากกว่าแบบสี่เหลี่ยม ภายในเลนส์กล้องโดยเฉพาะเลนส์ซูมองค์ประกอบบางอย่างต้องปรับเป็นส่วนใหญ่โดยการหมุน (เลนส์ราคาถูก) ในขณะที่คุณโฟกัสหรือซูม การหมุนเลนส์ที่ไม่เป็นวงกลมนั้นจะยุ่งยากหากคุณพยายามควบคุมทิศทางของความคลาดและการเลี้ยวเบนในเวลาเดียวกัน

3. การพยายามโค้งบางสิ่งให้แบนนั้นยากกว่าการทำโค้งของบางสิ่งบางอย่าง

4. สำหรับเลนส์มุมกว้างมันมีรูปทรงกลมเพื่อให้มุมมองที่ดีขึ้นและกว้างขึ้น

5. ในการโฟกัสที่แสงในระยะที่แตกต่างกันนั้นจะต้องใช้เลนส์ทรงกลมเนื่องจากทุกจุดของแสงจะต้องเน้นในพื้นที่ทั่วไปเดียวกัน

6. เพื่อให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงสุด (ความคมชัด) พื้นผิวเลนส์จะต้องมีความแม่นยำถึงความแม่นยำสูงมากสำหรับเลนส์เพื่อให้ได้ความละเอียดเต็มที่ - เศษส่วนเล็ก ๆ ของความยาวคลื่นของแสง กระบวนการบดและขัดจะมั่นใจได้ในการผลิตเลนส์ที่มีความแม่นยำที่ต้องการสำหรับเลนส์ทรงกลมเท่านั้น มันเป็นเรื่องยากมากแม้ว่าจะเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุความแม่นยำนี้สำหรับรูปร่างอื่น ๆ

7. คุณสมบัติที่ต้องการมากที่สุดของเลนส์คือความสามารถในการสร้างภาพที่คมชัดโดยไม่มีสิ่งประดิษฐ์และพลังงานการรวบรวมแสงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแสงสลัว คุณสมบัติทั้งสองนี้ถูกขยายให้ใหญ่ที่สุดโดยเลนส์แบบวงกลม มีเพียงคนที่ไม่รู้ทฤษฎีทัศนศาสตร์เท่านั้นที่จะพยายามออกแบบรูปทรงอื่น

อีกเหตุผลหนึ่ง: ความสามารถในการรวบรวมแสงส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยพื้นที่ในขณะที่คุณภาพแสงบางส่วนลดลง (หรือมีราคาแพงกว่าเพื่อแก้ไขให้อยู่ในระดับเดียวกัน) โดยมีขนาดสูงสุด วงกลมจะลดขนาดสูงสุดให้เล็กที่สุดสำหรับบางพื้นที่

แม้จะมีความกังวลการผลิตเป็นเหตุผลที่สำคัญ โชคดีที่เลนส์ทรงกลมคือสิ่งที่คุณต้องการด้วยเหตุผลอื่น ๆ

ประเด็นที่ตลกคือรูปร่างของรูรับแสง (เช่นเลนส์) ส่งผลต่อรูปร่างที่ชัดเจนของแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่อยู่ในโฟกัส (มักเรียกว่า "โบเก้") คุณจะเห็นว่าการดูภาพโบเก้ที่กำหนดเอง ( http://www.wikihow.com/Make-a-Custom-Bokeh )

เลนส์ไม่ได้อยู่ในรูปทรงกลมเสมอไป อย่างไรก็ตามนั่นไม่เกี่ยวกับการถ่ายภาพ นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

1. เลนส์ทรงกระบอกมีประโยชน์อย่างมากสำหรับการใช้งานบางอย่างของกล้อง 1-D และการแก้ไขสายตาเอียงคานเช่นเดียวกับการสร้างลำแสง

2. เลนส์เฟรสสามารถมาในรูปทรงหลายแบบและใช้สำหรับการโฟกัสแสงด้วยการบิด ดูตัวอย่าง: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Magnifying-fresnel-lens.jpg

มีหลายประเภทมากขึ้นลึกลับของเลนส์ ( อาร์เรย์ lenslet , เลนส์ kinoformฯลฯ .. ) แต่สิ่งที่เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำคือเลนส์ที่ใช้ในการโค้งงอเบาและมีหลายวิธีที่จะทำอย่างนั้นได้โดยใช้ "กระจาย" เลนส์หรือ แก้ว tranditional เช่นวัสดุ เหตุผลในการออกแบบมักจะมีฟังก์ชั่นและต้นทุนการผลิต

สมมติว่าคุณใช้เลนส์มุมฉากแทนที่จะเป็นทรงกระบอก ก่อนอื่นรูปร่างของเลนส์จะไม่สำคัญเลยถ้าคุณไม่มีรูรับแสงจนสุด ในการตั้งค่าที่ช้ากว่ารูปทรงกลมของไดอะแฟรมจะเป็นปัจจัยกำหนด สมมติว่าคุณเปิดรูรับแสงตลอดเวลาเอฟเฟกต์หลักจะเป็นดังนี้ คุณจะมีระยะชัดลึก หากจุดวัตถุ A อยู่ในระยะที่ถูกต้องเพื่อสร้างภาพที่มีลักษณะคล้ายจุดแล้วจุดนี้ก็ยังคงเป็นจุดโดยไม่คำนึงถึงรูปทรงสี่เหลี่ยมของเลนส์ อย่างไรก็ตามหากวัตถุจุด B อยู่ในระยะอื่นเราจะได้ภาพเบลอตามภาพของจุดนั้น ความพร่ามัวเกิดขึ้นเนื่องจากมีกลุ่มของรังสีแสงและกลุ่มมีขนาด จำกัด บางอย่างที่มันตัดฟิล์มหรือชิป เนื่องจากเลนส์มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมชุดนี้เป็นแบบเสี้ยมและเบลอจะเป็นแบบเบลอเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าแทนที่จะเป็นรูปวงกลมธรรมดา ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณกำลังถ่ายรูปใครบางคน ใบหน้าที่มีท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวในพื้นหลัง คุณเน้นที่ใบหน้า ดาวจะปรากฏเป็นสี่เหลี่ยมมุมเลือนเล็กน้อย

ที่กำลังขยายสูงมาก (อาจเป็นเลนส์ที่ยาวมาก ๆ ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพ) เป็นไปได้ที่คุณจะเห็นรูปแบบการเลี้ยวเบน ในตัวอย่างของใบหน้าที่มีพื้นหลังเต็มไปด้วยดวงดาวสมมติว่าเราเปลี่ยนโฟกัสไปที่ระยะอนันต์ทำให้ใบหน้าไม่อยู่ในโฟกัส ขณะนี้เลนส์ทำนายคลื่น (ในกรณีที่ไม่มีความผิดปกติ) รูปแบบการเลี้ยวเบนของดาวจะเป็นศูนย์กลาง (ลำดับ 0) ที่ล้อมรอบด้วยวงแหวน (ขอบลำดับแรก) หากคุณใช้รูรับแสงแบบวงกลม จะให้รูปแบบที่แตกต่างกัน (เหมือนกริดสี่เหลี่ยมของขอบ) ในทางปฏิบัติฉันไม่คิดว่ากล้องจะมีการเลี้ยวเบน - จำกัด ด้วยการเปิดรูรับแสงตลอดเวลา การเลี้ยวเบนลดลงเมื่อรูรับแสงกว้างขึ้นในขณะที่ความผิดเพี้ยนของแสงจะเพิ่มขึ้น

เลนส์ถูกผลิตให้กลมเสมอเพราะเหมาะสมกับกระบวนการผลิตที่ดีที่สุด การทำให้เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสจะต้องมีการตัดอย่างแม่นยำมากอย่างน้อยหลังจากนั้นจึงทำให้มีราคาแพงกว่ามาก (อย่างไรก็ตามมีการผลิตเลนส์สี่เหลี่ยมเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษบางอย่าง)

คุณอาจถามว่าทำไมเซ็นเซอร์ถึงเป็นรูปสี่เหลี่ยมค่อนข้างกลมแล้ว

คำตอบก็คือหน้าจอภาพยนตร์ของเราและในที่สุดกระดาษภาพถ่ายของเรามีรูปทรงเป็นสี่เหลี่ยม เราไม่ต้องการเซ็นเซอร์ทรงกลมหากเราต้องการภาพถ่ายสี่เหลี่ยม!

แน่นอนประเด็นคือ

1. เพื่อใช้ 'การทำงาน' แบบเดียวกันกับแสงที่เข้ามาในทิศทางใด ๆ ที่คุณต้องการให้มีรูปร่างสมมาตรแบบวงกลมเพื่อที่คุณจะได้ไม่ต้องบิดเบือนอัตราส่วนพิเศษระหว่างจุดต่าง ๆ ของภาพที่เข้ามา

2. เลนส์โดยทั่วไปมีจุดมุ่งหมายเพื่อมุ่งเน้นแสงลงบนพื้นผิวของพวกเขาไปยังจุดเดียว จุดนั้นคือ 'อยู่ด้านหลัง' เล็กน้อยเซ็นเซอร์ CMOS ในกล้อง แต่เป็นหลักการเดียวกันและฟิสิกส์กำหนดว่ารูปร่างหน้าตัดของเลนส์ทำให้ได้ภาพนั้น เมื่อคุณวนซ้ำในทุกทิศทางที่คุณหมุนไปรอบ ๆ และรับรูปร่างโดมแบบแบนเช่นเลนส์

3. มันเป็นเหตุผลที่คล้ายกันว่าทำไมจานดาวเทียมถึงเป็นรูปโดมและไม่ใช่รูปกล่อง

แต่ไม่ใช่เพราะผลิตง่ายกว่า เม็ดฝนและลูกบอลแก้วมีเอฟเฟกต์เลนส์ Windows ทำไม่ได้ ก้อนและกล่องของวัสดุหักเหก็ไม่มีผลเช่นนั้น

เลนส์ไม่จำเป็นต้องกลม ดูความหลากหลายของรูปร่างที่ปรากฎกรอบแว่นตา

อย่างไรก็ตามเลนส์เหล่านั้นทั้งหมดถูกตัดส่วนจากเลนส์สต็อกซึ่งมีพื้นผิวเป็นทรงกลม (ไม่สนใจสักครู่เลนส์ที่แก้ไขสายตาเอียง)

และมีคำตอบโดยทั่วไป การเรียงลำดับแบบใดก็ตามจะทำให้สายตาเอียงของกล้องของคุณ: การไร้ความสามารถที่จะนำจุดเข้าโฟกัสในแนวตั้งและแนวนอนในเวลาเดียวกัน

เลนส์จะต้องให้โฟกัสที่สอดคล้องตามแกนการหมุนใด ๆ หากลำแสงขนานสองลำที่ห่างจากเลนส์ 1 ซม. ในแนวนอนพวกเขาจะต้องโฟกัสที่ระยะห่างเดียวกันกับลำแสงขนานสองลำซึ่งห่างกันหนึ่งซม. ในแนวตั้ง

นอกเหนือจากการสร้าง Bokkeh ที่แปลกจริง ๆ แล้วเลนส์สี่เหลี่ยมยังทำให้ขอบภาพมืดและทำให้เกิดความคมชัดแบบอสมมาตรเหนือพื้นที่ภาพท่ามกลางเอฟเฟกต์ความผิดปกติเชิงลบอื่น ๆ แสงที่กระทบกับจุดใดจุดหนึ่งบนเซ็นเซอร์นั้นมาจากกระจกอันกว้าง - แสงที่กระทบมุมของเซ็นเซอร์ไม่เคลื่อนที่ผ่านบริเวณมุมที่สอดคล้องกันขององค์ประกอบเลนส์ตามทางไปยังเซ็นเซอร์ ( นอกจากว่าคุณจะเลือกรูรับแสงขนาดเล็กอย่างสม่ำเสมอซึ่งการกระจายตัวของภาพนั้นมีคุณภาพของภาพลดลงอย่างมาก) ผู้ผลิตเลนส์มีความยาวมากเพื่อให้มั่นใจว่าทุกอย่างมีความสมมาตรตามคุณภาพของภาพแม้รวมถึงไดอะแฟรม เลนส์คุณภาพต่ำอาจมีรูรับแสงเพียงไม่กี่รูที่มีขอบแบนทำให้มีมุมห้าเหลี่ยมหรือม่านตาหกเหลี่ยมมาก ... สิ่งนี้สามารถมีผลกระทบเชิงลบที่วัดได้ในแผนภูมิ MTF ของเลนส์ (การวัดความสามารถในการแก้ไขเลนส์) แม้ในจุดศูนย์กลางของภาพ ย้ายไปสู่เลนส์คุณภาพดีกว่าและคุณจะพบช่องเปิดไดอะแฟรมแบบสมมาตรมากขึ้น ... รูรับแสงของเลนส์หลายพันดอลล่าร์ที่สูงกว่าที่ Canon & Nikon วางไว้มีไดอะแฟรมกลมมาก - นั่นเป็นเพียงรูรับแสง ... ไปที่แก้วและคุณจะลดระดับภาพที่มากขึ้น เลนส์ระดับสูง ($ 5 หลัก) อย่างแท้จริงในภาพยนตร์มีวงกลม องค์ประกอบเลนส์ ทั้งหมดนี้มีไว้สำหรับคุณภาพของภาพทั่วทั้งพื้นที่ภาพตั้งแต่กึ่งกลางไปจนถึงมุม ไม่ว่าเซ็นเซอร์จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสกลมหรือแม้แต่รูปดาวหรือเสี้ยวเลนส์อย่างน้อยก็เป็นเลนส์ที่ดีจริงๆซึ่งจะยังคงสมมาตรอยู่ ใช่,

มันยากที่จะอธิบายโดยไม่ต้องเปิดเป็นคำอธิบายที่สมบูรณ์ของไฟฟ้ากระแสควอนตัมแต่ทั้งหมดของแสงที่มาถึงเซ็นเซอร์ "ผ่านไป" ทั้งหมดของเลนส์อย่างน้อยในความรู้สึกแม้ว่าเราเพียงแค่พูดคุยเกี่ยวกับโฟตอนเดียว โฟตอนไม่ได้ใช้เวลาเพียงหนึ่งเส้นทาง (ยกเว้นกรณีที่คุณทำผิดพลาดของการพยายามที่จะคิดออกซึ่งเส้นทางจะเอา) มันต้องใช้เส้นทางที่เป็นไปได้ทั้งหมด แปลก แต่จริง

นั่นหมายความว่าการเอาแก้วออกจากเลนส์ทรงกลมเพื่อทำให้สี่เหลี่ยมเล็ก ๆ นั้นไม่ได้ลบแก้ว "พิเศษ" ที่ไม่ได้ใช้ออกไป แต่มันจะเป็นการลบแก้วที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพ (และชุดสะสมแสง) ด้วยโทเค็นเดียวกันการเพิ่มกระจกพิเศษเพื่อทำให้เลนส์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าสำหรับเหตุผลด้านเครื่องสำอางอย่างแท้จริงไม่เพียง แต่จะต้องเสียค่าใช้จ่ายจำนวนมากแล้วแก้ว "พิเศษ" ก็จะมีส่วนช่วยในการกระจายความน่าจะเป็นในการถ่ายภาพด้วยเช่นกัน ทำและแก้ไขเช่นเดียวกับเลนส์ทรงกลมที่คุณกำลังขยาย ดังที่ฉันได้อธิบายไว้ที่นี่ยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น (เร็วขึ้น) คุณต้องทำการแก้ไขเลนส์ให้มากขึ้นจำเป็นต้องมีความแม่นยำมากขึ้นและราคาก็จะสูงขึ้น

นอกเหนือจากนั้นแม้ว่าโบเก้ (ธรรมชาติของพื้นที่ที่อยู่นอกโฟกัสโดยเฉพาะไฮไลท์) จะดูแย่จริง ๆ

นี่เป็นเรื่องเกี่ยวกับแนวคิดแย้งที่ทุกส่วนของภาพด้านหน้าจะรวบรวมรังสีทุกพิกเซล

พื้นผิวแบบกระจายส่งรังสีไปทุกทิศทางและมีรังสีอนันต์จำนวนมากภายในส่วนโค้งเล็ก ๆ ที่กระทบเลนส์ รังสีอินฟินิตี้เหล่านี้จะต้องถูกชี้นำจากแหล่งกำเนิดจุดหนึ่งพิกเซล นี่เป็นเรื่องยากที่จะทำซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเลนส์คมจึงหายาก นี่เป็นอีกเรื่องหนึ่ง

ฉันถ่ายภาพที่เปิดกว้าง 3 ภาพจากนั้นครอบคลุมส่วนที่ไม่ได้ใช้ด้วยกระดาษสี่เหลี่ยมตัดแล้วเพิ่มอีก 3 ภาพและเห็นว่าส่วนตรงกลางนั้นมืดกว่า 15% เมื่อฉันครอบคลุมส่วนที่ไม่ได้ใช้ ภาพด้านบนเป็นภาพที่ไม่มีการเปิดและด้านล่างเป็นภาพที่มีการปิดและเมื่อคุณเห็นการปิดบังไม่ปรากฏในเฟรมภาพจะทำให้ภาพมืดลง 15%:

มันสามารถอธิบายได้ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดของเลนส์ทางเรขาคณิต ในวัตถุเกิดการสะท้อนแบบกระจายซึ่งอาจปรากฎเป็นรังสีแสงหลายชนิดที่มีความสว่างต่างกันในทุกทิศทาง เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์ที่ใหญ่กว่า (แทนที่จะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่เล็กกว่า) อาจส่งผลให้ภาพสว่างขึ้น

ถาม: "ทำไมเลนส์จึงมีรูปร่างกลมแม้ว่าเซ็นเซอร์รับภาพจะไม่ได้เพราะเหตุใดเลนส์จึงไม่สามารถเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือบางอย่างที่ตรงกับรูปร่างของเซ็นเซอร์ภาพ"

ตอบ: เลนส์และวัตถุทรงกลมอื่น ๆ เป็นทรงกลมเพราะมันหมุนได้ง่ายกว่า (ใช่ฉันรู้เรื่อง "Square Wheel Video" โดย Mythbusters) เลนส์ทรงกลมนั้นง่ายกว่าที่จะทำการบดอย่างแม่นยำเมื่อเทียบกับเลนส์สี่เหลี่ยม (เช่น Anamorphic) มันมีมิติที่น้อยกว่าที่ต้องกังวลเกี่ยวกับ (การสร้างหรือการจัดตำแหน่ง) หรือในกรณีของเลนส์สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่สมบูรณ์แบบ

เลนส์ราคาถูกสามารถผลิตได้จำนวนมากโดยการฉีดขึ้นรูปด้วยความแม่นยำเพียงพอที่จะเป็นเลนส์ราคาถูกดังนั้นเลนส์สามารถเป็นรูปร่างใด ๆ ได้อย่างง่ายดายจากยาวถึงรอบ

แก้วราคาแพงนั้นแพง กล้องบางตัวที่ใช้สำหรับจับแสงนอกสเปกตรัมที่มองเห็นมีเลนส์ที่ทำจากวัสดุแปลกใหม่ไม่ใช่กระจกและใช้งานได้ยาก ทำงานน้อยลงโดยไม่สูญเสียคุณภาพช่วยประหยัดเงิน

เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ (วันนี้) เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (16: 9) เพราะวิสัยทัศน์ของมนุษย์ 'ทำงาน' ไปทางด้านข้าง (สแกนเส้นขอบฟ้า) และไม่ขึ้นและลง (เคยเป็นที่ขึ้นด้านบนมีน้อยที่จะเห็นและใต้คุณ สมองของเราพัฒนาอย่างนั้น) - ขนาด 16: 9 ได้รับเลือกให้เป็นมาตรฐานเพราะมันให้รูปแบบไวด์สกรีนที่ต้องการ (ฉันรู้ว่ามีภาพยนตร์ยอดเยี่ยมที่กว้างกว่า 16: 9 และมักใช้เลนส์ Anamorphic)

พร้อมกับการพิจารณาความง่ายดายและค่าใช้จ่ายของเลนส์กลมเรามีเซนเซอร์แบบสี่เหลี่ยม เซ็นเซอร์มีขอบแบนและไม่กลมเพราะง่ายต่อการตัดให้ตรง (และเซนเซอร์ไม่ขัดเหมือนเลนส์)

เซนเซอร์เป็นทรงสี่เหลี่ยมเพราะมันจะได้ประโยชน์สูงสุดจากการปัดเศษเวเฟอร์ เวเฟอร์เป็นทรงกลมเพราะถูกหั่นเป็นชิ้นเล็ก ๆ หลอมโลหะเป็นท่อเพราะนั่นคือวิธีที่พวกเขาเติบโต

ดังนั้นเพื่อให้ทุกอย่างมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุดเลนส์จึงกลมและเซนเซอร์เป็นสี่เหลี่ยม (เช่นเซนเซอร์ขนาดใหญ่เดี่ยวที่ใช้ในอวกาศหนึ่งเซนเซอร์ต่อเวเฟอร์โดยมีการแมปพิกเซลตายเช่นเดียวกับหน้าจอ LCD ในยุคแรก ๆ )

แต่มันก็ไม่ยากที่จะตัดเซ็นเซอร์สี่เหลี่ยม (16: 9) สมมติว่าคุณต้องการตัดความละเอียดสูงที่น่ารักของคุณ, พิกเซลขนาดใหญ่, เซ็นเซอร์เป็นชิ้นเล็ก ๆ (เพราะคนไม่ต้องการจ่ายมากกว่า $ 100K สำหรับเซ็นเซอร์ นอกเสียจากว่าจะเป็นรัฐบาล)

ดังนั้นพวกเขาจึงสับเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่เป็นรูปแบบ 16: 9 โดยมีจำนวนน้อยกว่าตัดเป็น 4: 3 (เพราะกล้องเหล่านั้นมีเลนส์ราคาแพง) และรูปแบบ 16: 9 คนอาศัยอยู่กับ vignetting เล็กน้อย (บางครั้งมาก) และเสีย ส่วนหนึ่งของแก้วที่มีราคาค่อนข้างต่ำเพื่อให้ได้ภาพที่สวยงามและมีความสวยงาม (เฉพาะรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสต้องการเซ็นเซอร์ที่ทำงานนอกสเปกตรัมที่มองเห็นได้หรือสร้างภาพสี่เหลี่ยมจตุรัสหรือเมทริกซ์ของจุดข้อมูล)

รูปแบบ 16: 9 เป็นเพียงอัตราส่วนภาพ 3: 2 ที่กว้างขึ้นของฟิล์ม 35 มม. ที่การถ่ายภาพสมัยใหม่พัฒนาขึ้นรูปแบบอื่น ๆ เข้ามาและไม่เคยได้รับความนิยมแม้ว่าพวกเขาจะดีกว่าก็ตาม รูปแบบที่ใหญ่ที่สุด)

พื้นฐาน: เชื้อสาย, ต้นทุน, คุณภาพ บางครั้งสามัญสำนึกก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน

ดูเพิ่มเติมที่: https://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor_format#Sensor_format_and_lens_size