Izprast optisko lēcu ģeometriju

Kad optiskie dizaineri runā par optiskajām lēcām, viņi atsaucas uz vienu objektīva elementu vai lēcu elementu grupu (1. attēls). Monolītu lēcu piemēri ietver plakaniski izliektas (PCX) lēcas, dubultizliektas (DCX) lēcas, asfēriskas lēcas utt. Sastāvdaļu piemēri ir telecentriskas attēlveidošanas lēcas, bezgalības korekcijas objektīvi, staru kūļa pagarinātāji utt. Katra kombinācija sastāv no virknes objektīva elementi, katrs ar īpašu objektīva ģeometriju, kas kontrolē gaismu savā veidā.

1. attēls: plakani izliekts objektīvs (viens elements kreisajā pusē) un telecentriskais attēlveidošanas objektīvs (elementu kombinācija labajā pusē)

Snela refrakcijas likums

Pirms iedziļināties katra veida objektīva ģeometrijā, apsveriet, kā optiskās lēcas saliek gaismu, izmantojot refrakcijas īpašības. Refrakcija ir veids, kā gaisma novirzās no noteikta daudzuma, kad tā nonāk vidē vai atstāj to. Novirze ir atkarība no vides refrakcijas indeksa un gaismas leņķa attiecībā pret virsmas normālu. Šo īpašību regulē Snela laušanas likums (1. vienādojums), kur n1 ir krītošās vides refrakcijas indekss, θ1 ir krītošās gaismas leņķis, n2 ir laušanas vides indekss un θ2 ir laušanas leņķis. gaismas. Snela likums apraksta attiecības starp gaismas krišanas leņķi un gaismas caurlaidības leņķi, kad tā pārvietojas caur dažādiem nesējiem (2. attēls).

Snela refrakcijas likums

Pirms iedziļināties katra veida objektīva ģeometrijā, apsveriet, kā optiskās lēcas saliek gaismu, izmantojot refrakcijas īpašības. Refrakcija ir veids, kā gaisma novirzās no noteikta daudzuma, kad tā nonāk vidē vai atstāj to. Novirze ir atkarība no vides refrakcijas indeksa un gaismas leņķa attiecībā pret virsmas normālu. Šo īpašību regulē Snela laušanas likums (1. vienādojums), kur n1 ir krītošās vides refrakcijas indekss, θ1 ir krītošās gaismas leņķis, n2 ir laušanas vides indekss un θ2 ir laušanas leņķis. gaismas. Snela likums apraksta attiecības starp gaismas krišanas leņķi un gaismas caurlaidības leņķi, kad tā pārvietojas caur dažādiem nesējiem (2. attēls).

2. attēls: Snela refrakcijas likums