Aspheric Opticsの特徴と応用の定义

大まかに言えば、非球面は球と平面を除く他の表面です。 アプリケーションの観点から、非球面は、軸対称非球面、2つの対称面を持つ非球面、および対称性のない自由曲面に分類できます。

非球面の分類

非球面は通常、二次非球面とより高い非球面に分類されます。 二次アスフィアは光学システムで最も広く使用されており、他のタイプのアスフィアに関して特別な位置を持っています。 二次非球面は、画像ポイントのない非球面のペアと、画像ポイントのない非球面のペアに分けることができます。 前者は様々な光学機器で広く使用されており、最も一般的な非球面です。 後者は、光学系の歪んだ像の形成に広く使用されている。 より高い非球面は、単調子午線曲面と非単調曲面に分けることができます。 非球面の分類を図1に示す。

図1.光学アスフィアの分類

フリーフォームのサーフェス

自由曲面の一般的な式は、Z = Σ AijXiYj i、j = 0,1,2です。 ...... N。 このタイプの自由表面では、非球面の軸対称的特徴は失われていますが、それでも座標原点の周りに定期的に拡張されています。 現在のペアはまだ定期的です。

3次元の点座標でのみ定義できる、複雑な自由形式の表面の別のクラス、プログレッシブ多焦点ガラスで広く使用されており、特定の法則に従って光学焦点を分配する目的を実現しています。

半球の利点とアプリケーション

曲率半径が中心軸によって変化する球面レンズは、光学品質を向上させ、光学部品を削減し、設計コストを削減するために使用されます。 非球面レンズは球面レンズに比べて独自の利点があるため、デジタルカメラ、CDプレーヤー、ハイエンドの顕微鏡機器など、光学機器、イメージング、およびオプトエレクトロニクス業界で広く使用されています。 主に次の目的に役立ちます。

A.球面収差校正

非球面レンズは球面レンズの代わりに使用されます。最も重要な利点は、コリメーションおよび集束システムで球面レンズによってもたらされる球面収差を補正できることです。 表面定数と非球面係数を調整することにより、非球面レンズは球面収差を最小限に抑えることができます。 非球面レンズ (光線は同じ点に収束し、光学品質を提供します) は、球面レンズによって作成された球面収差 (光線はさまざまな点に収束し、画像がぼやけます) を本質的に排除します。 3つの球面レンズは、有効焦点距離を増加させるために使用され、球面収差を除去するために使用される。 ただし、1つの非球面レンズ (高い開口数、短い焦点距離) を実現して、システム設計を簡素化し、光の透過を提供できます。

図2.球面レンズをキャンセルする球面収差

B.システム利点

非球面レンズは、光学品質を向上させると同時にシステムの安定性を高めるために、光学エンジニアが関与する要素を簡素化します。 たとえば、通常10個以上のレンズが使用されるズームシステムでは (プラス: 高い機械的公差、追加の組み立て手順、改善された反射防止コーティング) 、1つまたは2つの非球面レンズで同様またはより優れた光学品質を実現できるため、システムサイズが小さくなり、コスト比が増加します。 そしてシステムの全体的なコストを下げます。