Explicación del comportamiento óptimo de la lente del lector de DVD

Aquí está la lente extraída de la cabeza de un lector/grabador de DVD. ingrese la descripción de la imagen aquíNo tengo la dimensión de la lente, ni pude encontrarla en línea. Corrígeme si me equivoco, pero supongo que es una lente plano-convexa.

Coloqué esta lente encima de la pantalla de un teléfono celular (con el lado plano coincidiendo con la pantalla) y esto es lo que vi: una imagen muy ampliada de los píxeles RGB de la pantalla.

Aquí hay un collage de capturas de pantalla de un video:ingrese la descripción de la imagen aquí

Ópticamente, el objeto se coloca muy cerca de la lente. Luego usando la fórmula de la lente

1 v − 1 tu = 1 F
obtenemos v = tu para tu = 0 . Y por la ecuación de magnificación,
METRO = − v tu
obtenemos aumento como 1 para límite tu → 0 . Pero vemos un aumento muy grande. ¿Cómo explicar este comportamiento óptico?

Respuestas (1)

Primero, algunos enlaces ayudarán. Aquí hay una descripción general rápida de lo que es el diseño de lentes . Aquí hay una explicación de cómo funcionan las lentes . El segundo enlace tiene varios enlaces útiles. Comience con la ampliación . Puede ver que un aumento grande requiere que los rayos de luz se desvíen en un ángulo grande.

Obtiene una gran ampliación porque es una lente fuerte (distancia focal corta). Se nota porque la lente está fuertemente curvada. El lado esférico tiene un radio pequeño. Las lentes de gran diámetro no pueden ser tan fuertes.

Hay varias formas de calcular la distancia focal de una lente. La más simple es la aproximación de lente delgada. Es para casos donde el grosor de la lente es pequeño en comparación con otras longitudes (lentes más débiles). No se puede utilizar para este objetivo.

Para una lente gruesa, debe tener en cuenta la ubicación de cada superficie al calcular la distancia focal. La fórmula de lente gruesa es una mejor aproximación.

Para una lente gruesa, aún puede usar 1 / v − 1 / tu = 1 / F . Pero debe medir desde las ubicaciones correctas, como se muestra aquí .

Entonces u no es 0. Tendrías que conocer los parámetros de la lente para calcularlo.

Muchas gracias por los enlaces. Enormes apreciaciones por los enlaces, especialmente con respecto a la formulación de lentes gruesos. ¿Puede sugerirme algún software de trazado de rayos fácil para simular la observación representada con esta lente? Estoy probando la versión Oslo Edu, que está tomando bastante tiempo para aprender; y Optocad es realmente difícil.
Lo siento. La última vez que estuve haciendo diseño de lentes fue alrededor de 1990. Kingslake fue un gran libro. Veo que todavía se vende y se recomienda. Tenga en cuenta que la lente fue diseñada para un trabajo muy simple: enfocar un punto de luz monocromático en el eje en un detector en el eje. Sólo está presente la aberración esférica. Otras aberraciones no lo son. El uso de una forma plano-convexa no óptima muestra que la aberración esférica no es importante. Diseñé lentes así con una calculadora de bolsillo. El software es para trabajos más complejos. Le ayudará a elegir anteojos, curvaturas y espacios para minimizar las aberraciones.
Retiro algo de eso. De la imagen, la lente no parece esférica. En estos días, las lentes se fabrican con plástico, no se pulen. Las formas no esféricas son mucho más fáciles ahora. Eso significa que la lente fue diseñada para minimizar la aberración esférica. Si supiera más sobre la forma de la lente, aún podría usar métodos manuales para calcular la distancia focal. La distancia focal es para rayos paraxiales, muy cerca del centro de la lente, donde la asfera es muy cercana a la esférica. Las aberraciones te dicen qué tan mal otros rayos fallan en encontrar los rayos paraxiales. Sin detalles de la forma, el software no ayudará.
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