153847. lajstromszámú szabadalom • Minden zónára nyíláshibamentes lencse és lencserendszerek
3 153847 4 rendszereknél a fényforrás teljesítményének túlzott növelésével telhet csak 'biztosítani a megfelelő felületi fényességet a kívánt pontban vagy résben. A pontban vagy a résben a felületi fényességet meghatározza a fényforrás felületi fényessége és a leképző rendszer hatásfoka. A hatásfok függ a rendszer numerikus apertúrájától, valamint az optikai rendszerben levő egyes elemek reflexiós és transzmissziós tényezőitől, valamint a leképzés minőségétől. Mivel pont vagy vonalszerű mesterséges fényforrás előállításáról van szó, a leképzés jóságát a nyíláshiba mértéke határozza meg. Vannak megoldások az előbb említett rendszerekre, de mivel a nyíláshiba mentességet csak bizonyos zónákra sikerült biztosítaniuk, a hatásfok még nem éri el a maximumot. A találmány meghatároz egy a rendszer tengelyére szimmetrikus görbével rendelkező vezérgörbéjű felületet, mely a nyíláshibát egzaktul minden zónára nézve megszünteti. E felület segítségével A = sin u mumerikus apertúra a maximális irodalmi érték A = 1 tetszőleges módon megközelíthető. A találmány szerinti, a nyíláshibát minden zónára megszüntető vezérgörbe polárkoordinátás egyenlete (1. ábra). n-cosu' — 1 r=:r 0 L n • eos(v—u') — cosv A polártengely egybeesik a rendszer szimmetria tengelyével és az origója a nyíláshibamentes ponttól legtávolabbi kör vezérgörbe és a tengely metszéspontja. R[ni(ico'su'—eosi'( "hoosi— —cosu] +s!(: l-oosu) + (;n—l)i"oo 2. noosu' — 1 E kifejezésben R a polárkoordináta rendszer középpontján átmenő kör vezérgörbéjű felület sugara, i ill. i' a beesési merőlegessel, u ill. u' a szimmetria tengellyel bezárt szöge, valamiint s ills' az origótól a tengelyen mért távolsága a beeső ül. a megtört sugárnak, n a R sugarú kör és a találmányban meghatározott r-rel jelzett vezérgörbének megfelelő felületek által határolt közeg törésmutatója, r00 az u = 0 szöghöz tartozó vezérsugár (a két felület közötti távolság). Az s, s', i, i', u, u' értékekhez tartozó v meghatározható (s' + r0 ) sinu' '(noosu' — 1) tgv= - 3. (n) s' -4- r0 (cosu' — r 0 ) cosu' •— ns' összefüggés segítségével. R-re és r00 -ra a következő egyenlőtlenségek érvényesek: A R > s —— 4. l—A A = sinumax a numerikus apertúrának megfelelő szög sinusa. ^sA(2C--nB + A-!-l)—2(1—B) 2(n—l) (1—A) •ahoi B = co'SUmax, C2 = n 2 —1 A rendszer gyújtótávolsága: ÍIR N a polárkoordináta rendszer középpontja előtti kör vezérgörbéjű felületeknek a nyíláshibamentes pontra vonatkozó parciális nagyítása. Találmányunknál tehát a lencse szélének a lencse átmérőjével való legalább 1/30-ad részével történő megnagyobbítása értelmetlenné válik, mert a vezérgörbét megadó egyenlettel a vézérgőrbébez tartozó süvegcsúcspontban érintő gömbnek több, mint a fele a lencsén beiül van és ily módon a lencse átmérője nagyobb, mint a süvegcsúcspontban érintő gömb átmérője. A találmányban megadott, a nyíláshibát minden zónában megszüntető vezérgörbe lehet egyrészt a kör vezérgörbék középpontjain átmenő tengelyű forgásfelület, ez esetben a rendszer tartalmaz legalább egy gömbfelületet, a gömb rádiusza lehet végtelen is és egy a találmányban megadott vezérgörbéjű felület, másrészt a velet ez esetben a rendszer tartalmaz legalább egy körhenger felületet, mely lehet sík: is, és egy a találmányban 'megadott vezérgörháijű 'hengerfelületet. Legyen egy kör és egy a találmányban megadott vezérgörbéjű forgásfelületekkel határolt lencse. E lencse gyújtópontjaiba, azaz, a nyíláshibamentes pontba helyezzünk el: egy közel pontszerű fényforrást. Az előzővel megegyező .átmérőjű, ide annál kisebb vagy egyenlő fókusztávolságú, a találmányban leírt forgás-vagy hengeríelületű lenese nyíliásliibamientes pontjába helyezzük el a kisá'tm.érőjű nyílást vagy rést. A fényforrás és a pontszerű blende vagy rés egy tengelyen helyezkedjék el. Az így előállított pont vagy vonalszerű mesterséges fényforrásnak felületi fényessége nem fog függni a leképezés milyenségétől, mert a nyíláshibamentességet a találmányban megadott felületek biztosítják. A numerikus apertúra pedig a fényforrás geometriai méreteinek megfelelően nagy értéknek választható. A reflexiós tényező is javul, ugyanis a leképezésben csak négy felület vesz részt. (Nyíláshibamentes kondenzor-rendszereket aplanatikus felületek sokaságával próbáltak megvalósítani, ahol a felületi reflexió komoly értéket tett ki.) Példaképpen meghatározunk f = 96 mm gyújtótávolságú, egy kör és egy a kör középpontján átmenő szimmetriatengelyű, a találmányban megadott görbével rendelkező vezérgörbéjű forgás vagy hengerfelületű lencsét, melynek numerikus apertúrája A = 0,71 (1:0,64) a lencse törésmutatója n = 1,508 a körvezérgörbétől s = 50 mm távolságra legyen a minden zónára nyíláshibamentes pont. Ez esetben a kör rádiusza a 4. alatti egyenletnek megfelelően R = 2180 mm. A kör és a találmányban megadott görbéjű vezérgörbével ren-10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
