МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ Российский патент 1994 года по МПК G02B9/02 G02B13/18 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к объективам для оптической записи и воспроизведения информации, и найдет применение в бытовой видеоаппаратуре и оптических дисковых запоминающих устройствах.

Известен объектив данного назначения [1]. Объектив состоит из одной линзы, обе поверхности которой выполнены асферическими.

Недостаток системы - технологические трудности, связанные с изготовлением линз, обе поверхности которой выполнены асферическими.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является объектив [2], состоящий из одиночной положительной линзы, выполненной плосковыпуклой с эллипсоидальной поверхностью, заданной уравнением
y² = 2 rx - ( 1 - e² ) x², где r - радиус кривизны при вершине поверхности;
е - эксцентриситет, причем квадрат эксцентриситета изменяется в пределах 0,55-0,65. Линза обращена плоской поверхностью к плоскости расположения информации. Объектив имеет фокусное расстояние 3,0 мм, числовая апертура А = 0,40. Основной недостаток - малая числовая апертура.

Цель изобретения - увеличение числовой апертуры при сохранении качества изображения. Цель достигается тем, что в объективе, содержащем одиночную плосковыпуклую линзу, выпуклая асферическая поверхность задана уравнением
Z = y²+K₁y⁴, где r_o - радиус кривизны при вершине поверхности;
K₁ - коэффициент, изменяющийся в пределах 0,002-0,003;
z и y - координаты асферической поверхности.

На фиг.1 приведена принципиальная оптическая схема объектива; на фиг.2 - его аберрации для точки на оси - поперечная сферическая Δ y¹, отступление от условия неизопланазии η и волновая аберрация W.

Объектив состоит из одиночной плосковыпуклой линзы 1 с асферической поверхностью, заданной уравнением
Z = y²+K₁y⁴, где z, y - координаты асферической поверхности;
r_о - радиус кривизны при вершине поверхности;
K₁ - коэффициент, изменяющийся в пределах 0,002-0,003.

Плоская поверхность линзы обращена к плоскости расположения информации.

В качестве примера конкретной реализации конструкции приводим конструктивные параметры объектива: N пов-ти Радиус Толщина Показатель преломления 1 3,02^* 1,6 1,731222 (СТК9) 2 ∞ ^* - радиус кривизны при вершине асферической поверхности.

Фокусное расстояние объектива 4,13 мм; числовая апертура 0,55; рабочее расстояние 3,6 мм; рабочая длина волны 0,82 мкм.

Из фиг. 2 видно, что в объективе обеспечено практически дифракционное качество изображения: неизопланазия не превышает 0,6%, а волновая аберрация не превышает 0,1λ , что соответствует критерию Марешаля.

Таким образом, за счет рационального выбора формы сферической поверхности и значения коэффициента К₁ для нее по сравнению с прототипом увеличена числовая апертура в 1,2 раза при сохранении качества изображения.

Применение предложенного объектива в различных устройствах, основанных на принципах оптической записи, позволит создать современную аппаратуру, отвечающую мировым стандартам.

Использование: изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено в бытовой видеоаппаратуре и оптических дисковых запоминающих устройствах. Сущность изобретения: объектив содержит одиночную положительную линзу, выполненную плосковыпуклой с асферической выпуклой поверхностью, заданной уравнением, приведенным в описании. 2 ил.

МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ, выполненный в виде одиночной плосковыпуклой линзы с асферической выпуклой поверхностью, отличающийся тем, что, с целью увеличения числовой апертуры при сохранении качества изображения, асферическая поверхность выполнена соответствующей уравнению
Z = y²+K₁y⁴,,
где z, y - координаты асферической поверхности;
r₀ - радиус кривизны при вершине поверхности;
k₁ - коэффициент, изменяющийся в пределах 0,002-0,003.