¿Por qué la lente de la cámara o del proyector es un grupo de lentes en lugar de una sola lente?

La respuesta corta es que se utilizan varios tipos de vidrio para corregir la aberración cromática. Una lente funciona doblando los rayos de luz, pero diferentes colores se doblan en diferentes cantidades (¿recuerda el prisma que separa la luz blanca en un arco iris de colores?). Sin corregir, la parte roja de una imagen sería un poco diferente en tamaño que, por ejemplo, la parte azul de la imagen, haciendo que se vea borrosa y no enfocada con claridad. Sin embargo, diferentes tipos de vidrio tienen diferentes características de doblado de color. Al combinar cuidadosamente varias lentes hechas de diferentes tipos de vidrio, el error de color de una lente compensa el error de color de otra lente. Las viejas cámaras Speed ​​Graphic combinaban lentes de cristal “corona” y “pedernal” y obtenían resultados bastante buenos. Las lentes de hoy pueden diseñarse para compensar el color con mucha más precisión. Además, si desea una lente “zoom”, necesita tener varias lentes móviles que se puedan acercar o alejar para cambiar la distancia focal efectiva de la lente completa, para hacer zoom en la lente. En combinación con esto, se mueven las lentes hacia adelante o hacia atrás para enfocar la lente combinada. Ahora imagine la complejidad de varias lentes en movimiento elegidas no solo por su contribución al zoom y el enfoque, sino también por tener a mano las características del color. Es por eso que una lente “buena” cuesta mucho más que una lente simple. Piense en esto cuando tome fotografías con su iPhone en lugar de una bonita Nikon o Cannon SLR.

Los grupos de lentes corrigen las distorsiones y los efectos prismáticos (separación de luz por longitud de onda) causados ​​por una sola lente. Para ver distorsiones, use una lupa simple y obtenga una imagen nítida en el centro. Ahora mire los bordes sin mover el vidrio o su posición. El objeto se estirará y distorsionará hacia los bordes. Las lentes adicionales en una agrupación trabajan para producir una imagen con la menor distorsión posible.

Michael tiene toda la razón en que los grupos / elementos adicionales ofrecen capas adicionales de corrección a la imagen. Para elaborar un poco:

– Algunas lentes requieren más que otras, como las lentes gran angular. Por ejemplo, el Zeiss 21 / 2.8 tiene 16 elementos en 13 grupos, mientras que el Makro 50/2, que ofrece una calidad de imagen similar, solo tiene 8 elementos en 6 grupos.

– Algunas lentes tienen elementos con formas extrañas, como las lentes DO (óptica difractiva) de Canon que tienen un elemento con forma de diente de sierra.

– Las lentes de estabilizador de imagen / reducción de vibración tienen un elemento móvil para contrarrestar el movimiento de la cámara / desenfoque de movimiento.

Y hay cientos de configuraciones de diferentes tipos de elementos. Para una explicación realmente profunda, mira las publicaciones de Roger Cicala sobre el tema en LensRentals:
http://www.lensrentals.com/blog/
http://www.lensrentals.com/blog/

Además, Wikipedia:
Diseño de lente fotográfica
Lente de la cámara