レンズの本にS波、P波ってよくでてきていて
意味はおおよそわかるのですが、
何の略であるかはしりません。
教えてください。

またS波、P波の正式な説明をわかりやすく説明をお願いします。

> S波、P波は何の略か

S波は、senkrecht（垂直）の略、
P波は、parallel（平行）の略
で、ともにドイツ語とのことです。（「波動光学」久保田広著　岩波書店）

> S波、P波の説明

境界面に光が入射するとき、境界面に立てた法線と入射光線を含む面を入射面と呼びます。
この入射面と光（電場）の振動方向が垂直な偏光が、S波です。
入射面と光の振動方向が平行な偏光が、P波です。
図の青い振動は、入射面と平行なので、P波を表しています。

　zemaxの偏光光線追跡（Polarization Ray Trace）で、
　　Analysis > Polarization > Polarization Ray Trace
計算をすると各面ごとに
　　X, Y, and Z direction Intensity (Ix, Iy, Iz)　…(1)
が表されます。これは電界振幅のx,y,z成分（の絶対値)Ex,Ey,Ezの
表記ミスと思いますが、いかがでしょうか。

　なぜなら、(1)の結果の各成分を二乗して足し合せた数値が
Ray intensity out(I2) の値に一致するからです。

教えて下さい。この掲示板でもよく登場するレンズアレイとインテグレータと呼ばれる厚みが大きく両凸になっている角レンズを複数枚束ねたものでは、どのような効果の違いがあるのでしょうか？それと放物面鏡から入射した光の照度むらを最も効率よくとるには、インテグレータの形状をどのように決定すればよいのか、また、インテグレータの前後に、インプットレンズ、アウトプットレンズというものが配置されているのを見た事があるのですが、これがどういう働き、役目を果たしているのかもも教えていただければ有難いです。よろしくお願いいたします。

> レンズアレイとインテグレータと呼ばれる厚みが大きく両凸になっている角レンズを複数枚束ねたものでは、どのような効果の違いがあるのでしょうか？

レンズアレイとインテグレータは同一物です。
人によって、レンズアレイ、インテグレータ、フライアイ（ハエの目）レンズなどと呼称が変ります。
個々のレンズを前後２枚のレンズに分けたり、厚い１枚のレンズで構成したりします。前者の方がやや性能がいいですが、レンズの保持がやや面倒です。


> 放物面鏡から入射した光の照度むらを最も効率よくとるには、インテグレータの形状をどのように決定すればよいのか、

基本はリレーコンデンサー系です。
リレーコンデンサーとは下図のような構成のレンズ系です。
１つ目のレンズで光源像を作ります。
その光源像の位置に第２レンズを配置します。
第２レンズは、第１レンズの像を照射面に作るように焦点距離を選びます。
光源距離や照射面までの距離が遠い場合は、両レンズの焦点距離ｆを等しくし、間隔をｆにすればよいことになります。
第１レンズが均一に照明されていれば、照射面も均一に照明されます。

第１レンズ位置で光量分布が均一でない場合は、この系を１／Ｎに縮小したものを縦横にＮ個並列配列します。１／Ｎの領域では光量ムラが少ないので、照射面も均一になります。これがインテグレータです。

具体的な設計を行なう場合は、光学設計ソフトを使ってシミュレーションを繰り返しながらレンズ形状を決めていきます。


> インテグレータの前後に、インプットレンズ、アウトプットレンズというものが配置されているのを見た事があるのですが、これがどういう働き、役目を果たしているのか

インプットレンズの焦点距離は、光源（の射出瞳）から、インテグレータ入口までの距離に等しくします。このレンズをつけることで、インテグレータ端部のレンズにとっても、光源を正面に見ることができ、効率を上げることができます。

アウトプットレンズの焦点距離は、インテグレータ出口から照射面までの距離に等しくします。このレンズの効果により、照射面におけるインテグレータ個々の照射領域のずれを無くすことができます。

　大変有用なアドバイス有難うございました。
ところで、　
> 光源距離や照射面までの距離が遠い場合は、両レンズの焦点距離ｆを等しくし、間隔をｆにすればよいことになります。
　　ということは、もし、厚い１枚のレンズでインテグレータを作る場合、両凸でＲ１とＲ２が同じ、かつｂｆ＝０、肉厚がｆということになるのでしょうか？
　それと、高出力のランプを使う場合、それを許容する凹面鏡はどうしても大きくなってしまうため、楕円鏡などを使い、ある程度集光した状態（図で示していただいたような平行光ではなく入射角が生じるということ）で入射してきた場合も同様のインテグレータ、インプットレンズ、アウトプットレンズの考えでよいのでしょうか？
　　誠に恐縮ですが再度アドバイスいただければ幸いです。よろしくお願いいたします。

> 厚い１枚のレンズでインテグレータを作る場合、両凸でＲ１とＲ２が同じ、かつｂｆ＝０、肉厚がｆということになるのでしょうか？

その通りです。


> ある程度集光した状態（図で示していただいたような平行光ではなく入射角が生じるということ）で入射してきた場合も同様のインテグレータ、インプットレンズ、アウトプットレンズの考えでよいのでしょうか？

その通りです。

面精度ので、例えば
　N10　AS5　
などと表記しますが、測定方法など説明した文献はありますか、
関連規格は何になるのでしょうか
JIS　B0090-5　でサジッタ誤差とイレイギュラリテイなどが載ってますが、
それぞれ　N10、AS5　に対応すると考えればいいのでしょうか。

レンズの面精度の測定方法は、
「光学部品の使い方と留意点」末田哲夫著　オプトロニクス社　昭和60年初版、現在は増補版、3,900円＋税
「高精度鏡面形状測定法」オプトロニクス社　昭和63年初版、3,600円
「光学素子と機構の検査技法」井上弘著　オプトロニクス社　平成7年初版、税込み46,000円
などに記載されています。

サジッタ誤差は、私にはわかりません
イレイギュラリテイは、アス（AS）に対応すると思います。

サジッタ誤差とはNR本数の誤差の事ではないでしょうか。
JISB0090（ISO10110）を確認してみてください。
ちなみにイレギュラリティーとはアス（AS）とクセ（F）ではないでしょうか。

ケプラーファインダーを設計（理想レンズ付き）する際、周辺光量をどのように自動をかければ良いですか？

また、どの程度の光量でも実使用上問題がでないでしょうか？

ご教授お願いします。

> ケプラーファインダーを設計（理想レンズ付き）する際、周辺光量をどのように自動をかければ良いですか？

これは私も悩んでいるところです。
どうしたらいいのでしょうね。


> また、どの程度の光量でも実使用上問題がでないでしょうか？

これは（仮想）使用者が目的に応じて決めることだと思います。

> > ケプラーファインダーを設計（理想レンズ付き）する際、周辺光量をどのように自動をかければ良いですか？
>
> これは私も悩んでいるところです。
> どうしたらいいのでしょうね。
>
ゼイマックスの自動のパラメーターに、「ＶＩＧ］はないのでしょうか？（普通あると思うのですが見つかりません！）。

自動をかけると、周辺光量を極端に小さくする傾向（１回かけただけで主光線以外は全部けられる）があります。ＶＩＧで強く押さえ纏めようと思うのですが、、、

なにか良い対策がありましたら教えてください！

>
> > また、どの程度の光量でも実使用上問題がでないでしょうか？
>
> これは（仮想）使用者が目的に応じて決めることだと思います。

難しいですね、、、
参考となる資料が少ないので、、

ビームエキスパンダなどのアフォーカル光学系(?)を含んだ
光学系全体の焦点距離や主点は容易に算出可能なのでしょうか？

zemaxによる "cardinal point"や"system data"では
拡大の影響が考慮されてないように思われます.

光学はあまり詳しくはありませんので,
変なことを書いてるかもしれませんが よろしくお願いします.

> ビームエキスパンダなどのアフォーカル光学系(?)を含んだ
> 光学系全体の焦点距離や主点は容易に算出可能なのでしょうか？
> zemaxによる "cardinal point"や"system data"では
> 拡大の影響が考慮されてないように思われます.

当方では以下のデータで試してみました。

# Type Radius Thickness Glass focal length
0 STANDARD 0.00 infinity
STO STANDARD 0.00 0.00
2 PARAXIAL 0.00 50.00 100.00
3 PARAXIAL 0.00 10.00 -50.00
4 STANDARD 20.00 5.00 BK7
5 STANDARD 0.00 35.28
6 STANDARD 0.00 0.00

2,3面で0.5倍のアフォーカル系を構成しています。
この場合、光学系全体では
ｆ＝77.1　
主点位置は、前が62.8　後が-77.1
です。

一方
2,3面を無くすと、
ｆ＝38.6　
主点位置は、前が0　後が-38.6
になります。

この中には矛盾はなさそうに思えます。

> この中には矛盾はなさそうに思えます。

確認しました.
全く問題ありません.

仮想レンズを用いるといいんですね.

プリズムを適用して検討を行っていました.
やはり 座標変換(Coord Break)などを含むと
駄目なのでしょうか？

#もちろん, 光線追跡結果は正しくなります.

ありがとうございました.

> やはり 座標変換(Coord Break)などを含むと
> 駄目なのでしょうか？


ＺＥＭＡＸでは、焦点距離や主点位置は、近軸追跡値（ＡＢＣＤマトリックス）を使って算出しているのだろうと思います。
近軸追跡は、Coord Break面を無視するので、これが含まれる場合は、結果が不正確になります。
ＺＥＭＡＸの使用にあたっては注意しなければなりませんね。

> 近軸追跡は、Coord Break面を無視

そうですか.
確認したところ マニュアルにそのような記載がありました.

Coord Breakは 頻繁に使うのですが, 簡易的な方法はないでしょうか？

やはり実際に quick focus なりで 導出するしかないのでしょうか.

特に主点の導出が困難です.

お世話になります。
半導体レーザーは、周知の通り楕円で拡散しています。
例えば、水平９度垂直２２度で楕円拡散している半導体レーザーを
発光点としたいのですが、どのようにすればよいのでしょうか？。

ちなみに、私のやりたい事は、楕円拡散している光を平行光にして、
波形整形する光学系の設計をしたいのです。光の強度分布までは考
慮しなくてよいです。

また、旧会議室？１１１も拝見したのですが、
「ｔ＝０．１ｍｍ」（非点隔差）は、どうやって求めたのでしょうか？。
（通常計算に使う一般的な値？、特定の半導体レーザーの値？、それと
も何らかの計算で？？？）
次に「OBJECT　SPACE　NA＝０．０８９」だけでは、θｘ方向のみ規制
してθｙ方向は、無視？しているような気もするのですが．．．。

以上

楕円発光は、旧会議室１１１に記載の方法で表現できます。

> 「ｔ＝０．１ｍｍ」（非点隔差）は、どうやって求めたのでしょうか？。

これは、半導体レーザー固有の値です。
使用する半導体レーザーのデータシートに記載されていると思います。
不明の場合は、ｔ＝０．０００１ｍｍ等と、事実上無視できる値を使用してください。

> 次に「OBJECT　SPACE　NA＝０．０８９」だけでは、θｘ方向のみ規制
> してθｙ方向は、無視？しているような気もするのですが．．．。

Paraxial XY surface の効果で、Y方向のNAは0.39になります。

お忙しいところご教示ありがとうございます。

旧会議室１１１の中で、
＞5.　第１面をＳＴＯＰとし、Paraxial XY面とします。ＸPowerは０、
＞ＹPowerはφｙを入力します。

とありますが、これを行わないと目的の楕円拡散にならないのでしょう
か？。また、ＳＴＯＰ面を１面に設定しないで、paraxial　XY面のみ
では、成立しないのでしょうか？。

> 旧会議室１１１の中で、
> ＞5.　第１面をＳＴＯＰとし、Paraxial XY面とします。ＸPowerは０、
> ＞ＹPowerはφｙを入力します。
>
> とありますが、これを行わないと目的の楕円拡散にならないのでしょう
> か？。

これを行なわないと、XZ面とYZ面でNAが異なる楕円発光は表現できなと思います。


>（また、ＳＴＯＰ面を１面に設定しないで、paraxial　XY面のみ
> では、成立しないのでしょうか？。

どうでしょうか？
試してみてください。

> > 旧会議室１１１の中で、
> > ＞5.　第１面をＳＴＯＰとし、Paraxial XY面とします。ＸPowerは０、
> > ＞ＹPowerはφｙを入力します。
> >
> > とありますが、これを行わないと目的の楕円拡散にならないのでしょう
> > か？。
>
> これを行なわないと、XZ面とYZ面でNAが異なる楕円発光は表現できなと思います。
>
>
> >（また、ＳＴＯＰ面を１面に設定しないで、paraxial　XY面のみ
> > では、成立しないのでしょうか？。
>
> どうでしょうか？
> 試してみてください。

度々ありがとうございます。
トライしてみます。

連打で失礼します。
シリンドリカルレンズをＺＥＭＡＸ上で作製する場合、トロイダルを
使用するのが一般的と思いますが、レンズ全体を光軸上で９０度回転
させたいと思います。
コーディネートブレークで、回転させるしか方法はないのでしょうか？。

> シリンドリカルレンズをＺＥＭＡＸ上で作製する場合、トロイダルを
> 使用するのが一般的と思いますが、レンズ全体を光軸上で９０度回転
> させたいと思います。
> コーディネートブレークで、回転させるしか方法はないのでしょうか？。

私はそのようにしていました。

しかし、今調べたところ、断面が円のシリンドリカルレンズなら、
Radius＝０
Radius of Revolution＝シリンドリカル曲率半径
で子線がXZ面内にあるシリンドリカル面が表現できるようです。

>
> 私はそのようにしていました。
>
> しかし、今調べたところ、断面が円のシリンドリカルレンズなら、
> Radius＝０
> Radius of Revolution＝シリンドリカル曲率半径
> で子線がXZ面内にあるシリンドリカル面が表現できるようです。

ご教示ありがとうございます。
基本的な質問で恐縮ですが、シリンドリカル曲率半径とは、
どのようなものなのでしょうか？。

たびたびすいません。

> シリンドリカル曲率半径とは、どのようなものなのでしょうか？

シリンドリカルレンズの円筒面の円筒半径です。

> > シリンドリカル曲率半径とは、どのようなものなのでしょうか？
>
> シリンドリカルレンズの円筒面の円筒半径です。

ありがとうございます。

＞Radius＝０
＞Radius of Revolution＝シリンドリカル曲率半径

　この意味がようやく理解出来ました。

　回折光の各々に対し、屈折率を変えた設定をしたいと思ってます。
例えば、０次光＝屈折率１　１次光＝屈折率１０　２次光＝屈折率２０
といった設定をしたくおもってます。
　ＺＥＭＡＸにおいて、このような設定は可能なんでしょうか？

> 　回折光の各々に対し、屈折率を変えた設定をしたいと思ってます。
> 例えば、０次光＝屈折率１　１次光＝屈折率１０　２次光＝屈折率２０
> といった設定をしたくおもってます。
> 　ＺＥＭＡＸにおいて、このような設定は可能なんでしょうか？

　質問を言い換えさせていただきます。
　一つの波長
例えば　λ＝５５０nmに対して、複数（ｎ＝１，１０，２０ｅｔｃ）の屈折率を指定することは可能なんでしょうか？

> 　一つの波長
> 例えば　λ＝５５０nmに対して、複数（ｎ＝１，１０，２０ｅｔｃ）の屈折率を指定することは可能なんでしょうか？

Multi-Configuration を使えば指定可能です。
ただし、屈折率をModelで表したままでは、Multi-Configuration化できないようなので、各屈折率ごとに private glass を登録し、その名称を切り替える必要があるようです。

> Multi-Configuration を使えば指定可能です。
> ただし、屈折率をModelで表したままでは、Multi-Configuration化できないようなので、各屈折率ごとに private glass を登録し、その名称を切り替える必要があるようです。

　ご回答ありがとうございました。

　また、それら異なる屈折率のときの各光線挙動を評価することはできるんでしょうか？　
　言い換えますと、屈折率：１での光　と　屈折率：２０での光　同時（両光の干渉etc）　に評価したくおもってます。

　私の理解では、マルチコンフィグレーションでは　それはできないと思ってます。　つまり、屈折率１の場合、１０場合、２０の場合　といった場合分けにしか使えないと思ってます。

> 　屈折率：１での光　と　屈折率：２０での光　同時（両光の干渉etc）　に評価したくおもってます。
> 　私の理解では、マルチコンフィグレーションでは　それはできないと思ってます。　つまり、屈折率１の場合、１０場合、２０の場合　といった場合分けにしか使えないと思ってます。


私もそう思っています。
両光を同時に評価するのはできないだろうと思います。

レーザダイオード（780nｍ等）の出射光のビーム整形（楕円→円形）を１枚のレンズ（シリンドリカルレンズ？？）でできるのですか？　できるとすればその様なレンズは簡単に手に入るのでしょうか？　なにぶん未熟なもので、ご教授よろしくお願いします。

> レーザダイオード（780nｍ等）の出射光のビーム整形（楕円→円形）を１枚のレンズ（シリンドリカルレンズ？？）でできるのですか？　できるとすればその様なレンズは簡単に手に入るのでしょうか？　

シリンドリカルレンズやロッドレンズを使えば、円形ビームを得ることは可能なようです。そのような製品も市販されているようです。
しかし、実際に必要なレンズの焦点距離を計算してみると、かなりの短焦点になるようで、一般的な市販レンズでは実現が難しいかもしれません。

　Analysis　→　WaveFront　→　InterFerogram　
は何を示してるのでしょうか？　
マニュアルを見たところイメージ面における、参照光との干渉を評価してるように見えますが、、、。　ご存じでしたらお教え下さい。

> イメージ面における、参照光との干渉を評価してるように見えますが、、、。　

私もそう理解しています。
光学系による収差を含んだ波面と、参照光（理想波面）の干渉図形を出力することによって、光学系の透過波面収差を視覚化したものだと思います。

Ｑ＆Ａの21番に、”光ディスクの３ビームの場合は、通常０次光と±１次光を利用する”との記述がありますが、±１次光はどのように利用されるのでしょうか。単純にディスクから０と１のデータを読みとるだけなら０次光だけ分かればよいと思うのですが。
見当違いの質問だったら申し訳ないです。

うみうしさんのコメントの通りです。
補足ですが、データを読み取るだけなら確かに０次光だけで足ります。
しかし、光ディスク上に刻まれたピット列を順に１列ずつ読んでいくには、光ヘッドをピット列に合わせてガイドしていく必要があります。光デイスクは歪んだり偏芯したりしている可能性があり、ガイドしないと隣のピット列を読んでしまうかもしれないからです。

この手段を「トラッキング」と呼びます。
３ビーム法では、メインビームの両隣にサブビームを作り、サブビームからの反射光強度が一定になるようサーボをかけています。つまり、サブビームは常にピット列とピット列の間の「あぜ道」に乗っているのです。サブビームが隣接ピット列にかかると、サブビームの反射光強度に変化が生じることを利用した手法です。

> Ｑ＆Ａの21番に、”光ディスクの３ビームの場合は、通常０次光と±１次光を利用する”との記述がありますが、±１次光はどのように利用されるのでしょうか。単純にディスクから０と１のデータを読みとるだけなら０次光だけ分かればよいと思うのですが。
> 見当違いの質問だったら申し訳ないです。

トラッキングの１手法です。
（違う意味の答えを求めておられる場合、お許し願います）
いわゆる３ビーム法は、±1次光を利用します。
０次光のみ利用する方法として、ＰＰ法。
両者を組み合わせたようなＤＰＰ法（０次と±１次を使う）。

いろいろなトラッキング法があるのは、どれも完璧では
ないからです（要は一長一短がある）。

はじめて、投稿します。
ニコンの顕微鏡のホームページをみたところ、大きく生物顕微鏡と金属顕微鏡と実体顕微鏡に分類してありました。各々の用途、構成上（レンズ、照明
系など）の特徴について、教えていただければ幸いです。

生物顕微鏡
カバーガラスを通して観察することが多いため、カバーガラスで発生する球面収差を補正するように設計されています。

金属顕微鏡
カバーガラスなしで収差補正されています。

照明は現在システムかされていて、対物レンズを通して照明する落射照明も、
対物レンズの反対側から照明する透過照明（標本は透過標本専用）のどちらも選べるようになっていると思います。

実体顕微鏡
比較的低倍で、両眼観察で立体視が出来ます。
照明は横からランプで照明するものが主で、透過・落射照明もある。

> ニコンでは、生物顕微鏡と金属顕微鏡で対物レンズのシリーズが同じと思いますが、カバーガラスを無視しているのでしょうか。
> 実体顕微鏡で、立体視が出来るのは、両眼視できるからですか。

> > ニコンでは、生物顕微鏡と金属顕微鏡で対物レンズのシリーズが同じと思いますが、カバーガラスを無視しているのでしょうか
ニコンに聞いてみてください。

> > 実体顕微鏡で、立体視が出来るのは、両眼視できるからですか。
そうです。

> > > しつこい質問ですみません。なぜ、両眼視すると立体視できるのでしょうか。生物顕微鏡などでも両眼視のものがありますよね。

> 生物顕微鏡などでも両眼視のものがありますよね。
生物顕微鏡や金属顕微鏡は、１つの対物から取り込んだ像を２つに分けて双眼にしています。ですから、視差の無い同じ絵を観察しているので立体には見えません。
実体顕微鏡は２つの光路から取った右斜めからと左斜めから取り込んだ絵を左右の接眼で拡大するので、視差のあるほんの少し異なった絵を観察できるので立体視ができます。

>ありがとうございました。

はじめまして、次元の低いことなんですが、
市販のズームレンズってものは、ズームを行うと
中心がずれて当然のことなんでしょうか？

> 中心がずれて当然のことなんでしょうか？
撮影対象物の中心がズームすると映像の中心からずれる。というこでしょう？
普通はレンズの取り付けがずれるとか起きない限り、ずれないとおもいますが。

> 普通はレンズの取り付けがずれるとか起きない限り、ずれないとおもいますが。

ズームレンズは、レンズ系を構成するレンズエレメントの間隔を適切に変化
させることで焦点距離（や倍率）を変化させています。　ということは、
レンズ鏡筒の中に、間隔を変化させる機構が作りこまれているということに
他なりません。　その構造として、２重または多重の円筒カムによるものが
広く用いられています。つまり、太い鏡筒の内側に 細い鏡筒を入れ子にし、
さらに内側にいっそう細い鏡筒を入れ子にした構造をもっていて、それら
鏡筒に刻まれたカムにピンで押し出すことで、間隔変化をさせる構造を
もっているのです。

　参考図：　ズームレンズの機構断面図 / その組立図
Paul Yolder,Jr "OPTO-MECHANICAL SYSTEM DESIGN"
PP.233 Marcel Dekker 1993 ISBN;0-8247-8754-4 より抜粋

この構造にいくらかのガタがあると、ズーミングにおいてカムを押す力が
光軸に対して傾いて作用し、その鏡筒に組み込まれた何枚かのレンズが
光軸に対して傾くことになります。　

また、構造によっては、鏡筒が回転しながら繰り出す場合がありますが、
このような場合、鏡筒に対してレンズがいくらかでも傾いて取り付けられて
いると、レンズの回転に伴って中心ズレが発生します。

やまさん が気になっている視野ズレが ズーミング方向を逆転したときに
ガクン、という感じで発生するならば、前者の原因が支配的だと考えられます。
また、ズーミングの間、ずっと発生していて、しかもその運動が小さな
円運動を伴っていたら後者が考えられます。

レンズメーカは、原理的にこういうことが起きることを良く承知していますが
"動きを伴う機構" には必ずアソビが必要で、それをタイトにしてガタを除去
すると、今後は動きが渋くなったり、気温の変化で動かなくなったりします。
また、電動ズームの場合には、モータのトルクを大きくする必要が生じて
レンズが大きくなったりします。　ですので、問題を完全に回避するのは
通常は困難で、程度問題ということになります。

で、ここからは内緒ですが、実際問題として、ガタの大きさにはけっこう
個体差があります。　１０本購入したら、全部、ガタの大きさは違います。
もちろん、極端に振れるものは出荷されないでしょうが、一般には、
その触れによって結像性能に影響がでない限り、合格にしているのが実情で
しょう。

だから、もしどうしても気になるようでしたら、メーカに相談すれば選別品で
対応してもらえるかもしれません。　あるいは、製造工程に要求を反映して
くれるかもしれません。　実際、視野ずれ（レンズ業界用語でヤブニラミ
ともいいます）を抑えるための組立てノウハウがありますから。

ただし、通常品とは異なる品質管理を要求することになりますから、
いくらかの割増費用は要求される可能性大です。

ありがとうございます。　参考にメーカーと対応させていただきました。

> また、ズーミングの間、ずっと発生していて、しかもその運動が小さな
> 円運動を伴っていたら後者が考えられます。
まさに、この症状です。

今日朝に、チェックさしてもらって、近所の人さんよりのレスをいただきまして、本当にうれしかったです。

え〜〜結果報告ですが、近所の人さんの言われる通り、ある程度のズレは、あるらしいです。
ただ、ズレよりも、歪みとかの検査が優先されており、ズレに対しては明確な、返事はもらえませんでした。（極力ズレが無いようにしています。：メーカー談）
もともとレンズなるものの教養なんてもんがない私には、ここでまでで限界です、
結局、私の仕様（５０ミリ視野から１０ミリ視野間で中心ズレ量１５ミクロン以内）になるか、どうかを後日返事をもらうことになりました。

私は、レンズは使用するばっかり！！（こまかいことは、全然わかりません）
寸法測定画像処理を行っています。

また、次元の低い話になると思いますが、お助け下さい。

ありがとうございます。
> 撮影対象物の中心がズームすると映像の中心からずれる。というこでしょう？
ハイ　その通りです。
> 普通はレンズの取り付けがずれるとか起きない限り、ずれないとおもいますが。
でもずれてしまうんですよ、ちょっと困っていまして、ソフトでズレ分を補正
しょうかと思っていました。もう一度メーカーと相談してみます。

2度目の投稿です．

今回は、surfaceの設定において、
円形の外側にリングのあるsurfaceの設定が出来ないか調べています．
例えば、φ0.2mmの外側に、0.01mm離して幅が0.1mmのリングのある
面を設定したいのですが、どのようにすれば出来るでしょうか．

範囲指定をすれば良いのですが、円の設定で0〜0.2mmと0.21〜0.31mm
の2つの設定が必要となり、ZEMAXの機能で見付けることが出来ませんでした．

別の方法でもありましたら教えていただきたく．宜しくお願いします．

> 範囲指定をすれば良いのですが、円の設定で0〜0.2mmと0.21〜0.31mm
> の2つの設定が必要となり、ZEMAXの機能で見付けることが出来ませんでした．


Aperture で Circular Obscuration を選択し、
Min Radius を　0.2
Max Radius を　0.21
と設定すれば、半径0.2から0.21のドーナツ状の範囲が遮光されます。
これでいかがでしょうか。

ありがとうございます．

私もこの方法を考えたのですが、
目的として、円＋リングの公差(Tolerance)の影響を調べたいため、
この方法の場合、2面を同じ公差で同じ方向に動かす必要があります.
同じ公差で動かすには、公差について同じ設定をそればいいのですが、
同じ方向に動かすにはどのようにすればいいか分かりませんでした．
この場合、同じ公差で同じ方向に動かすことは可能なのでしょうか？

私の考えた別の方法として、
自分で円＋リングの面を設定する方法がありますが、
今のところどのようにすればいいか分かっていません.
この方法はZEMAXでは可能なのでしょうか？
(例えば、光源に関してはIMAファイルで作成することができます．)

> 範囲指定をすれば良いのですが、円の設定で0〜0.2mmと0.21〜0.31mm
> の2つの設定が必要となり、ZEMAXの機能で見付けることが・・・
>
> Aperture で Circular Obscuration を選択し、
> Min Radius を　0.2
> Max Radius を　0.21
> と設定すれば、半径0.2から0.21のドーナツ状の範囲が遮光されます。
> これでいかがでしょうか。

Aperture だけの公差指定は Tolerance オペランドにないと思います。
しかし、Aperture を設定する面と、レンズ面を分離すれば、Aperture のみの偏芯影響を TSDY で指定できるのではないかと思います。むろん、中心の円形透過部と輪帯の透過部は同じ量だけ同じ方向に移動することになります。
Tolerance オプションで用意されていない性能を評価する場合は、Aperture 設定面とレンズ面の間に、Cood Break 面を挿入することになります。

ありがとうございます.

構成をもう少し詳しく言いますと、中心部と輪帯部は受光面です.
考えているのは、光源−レンズ−受光面の構成で、
それぞれをToleranceで公差設定し、受光面での光量変化を調べます．
最終的には、中心部と輪帯部を同平面として公差を設定し、
MonteCarloにより計算することで光量変化を調べています．

> Aperture だけの公差指定は Tolerance オペランドにないと思います。
> しかし、Aperture を設定する面と、レンズ面を分離すれば、Aperture のみの偏芯影響を TSDY で指定できるのではないかと思います。むろん、中心の円形透過部と輪帯の透過部は同じ量だけ同じ方向に移動することになります。
> Tolerance オプションで用意されていない性能を評価する場合は、Aperture 設定面とレンズ面の間に、Cood Break 面を挿入することになります。

現在私の手元に一枚のガラスモールドレンズがあります。
分かっていることはレンズの外形寸法だけですが、このレンズの焦点距離を知りたいと思います。焦点距離を知るためには主点、材質が分からなければいけないと思いますが、これも分かりません。外形寸法だけからレンズの焦点距離を調べる方法がありましたら教えてください。おおよその焦点距離でもいいのでお願いします。

> このレンズの焦点距離を知りたいと思います。

焦点距離の実測方法には、
ノーダルスライド法
倍率法
などがあります。

１．ノーダルスライド法
空気中では主点が節点と一致することを利用して主点位置を求める方法です。市販されている焦点距離測定装置の多くはこの方法を採用しています。
（１）被検レンズをθステージ上に置きます。
（２）コリメーターの光を被検レンズに入れます。
（３）被検レンズによる像を観察しながら、被検レンズを光軸方向に移動させます。
（４）被検レンズの後側主点がθ軸よりコリメーター側にある場合は、レンズをθ軸上で右回転させると、像が左に動きます。
被検レンズの後側主点がθ軸より後側にある場合は、レンズをθ軸上で右回転させると、像が右に動きます。
被検レンズの後側主点がθ軸上にきたときは、θステージを微小回転させても像が移動しなくなります。
（５）θ軸と像の間隔が、被検レンズの焦点距離です。

２．倍率法
焦点距離の測定精度はノーダルスライド法に劣りますが、簡便な方法です。
（１）焦点からｚ1のところに像ができているときの倍率をＭ1とします。
（２）焦点からｚ2のところに像ができているときの倍率をＭ2とします。
（３）近軸公式から、焦点距離ｆは
　　　ｆ＝（ｚ1−ｚ2）／（Ｍ1−Ｍ2）
　　　で求められます。

初めて投稿させて頂きます。

距離20cmぐらいの間でビーム径を４μmに絞りたいのですが、どのような焦点距離のレンズを使用して系を組み立てればよいか分からないので教えていただけたらと存じます。

なにしろ超極細なので普通のレンズを複数組み立てて絞ればよいのか、それとも特別なレンズが必要なのかは分かりません。

No.429 の
Re: ビーム径を絞りたいのですが
を参照してください。
絞る条件は同じです。

光源が不明ですが、レーザーでなく一般的な光源の場合は輝度が低いので、かなり光量が低下します。

ビーム径測定機は、ビームスキャン等の名前でいくつかの会社から販売されているようです。

> 初めて投稿させて頂きます。
>
> 距離20cmぐらいの間でビーム径を４μmに絞りたいのですが、どのような焦点距離のレンズを使用して系を組み立てればよいか分からないので教えていただけたらと存じます。
>
> なにしろ超極細なので普通のレンズを複数組み立てて絞ればよいのか、それとも特別なレンズが必要なのかは分かりません。

焦点距離が短いレンズが必要なのでしょうか？
ビーム径を知るなら理論で計算できます。しかし、ビーム径を測定する方法にCCDを使用する以外の方法で行うとしたらどんな方法があるのでしょうか？

> > 初めて投稿させて頂きます。
> >
> > 距離20cmぐらいの間でビーム径を４μmに絞りたいのですが、どのような焦点距離のレンズを使用して系を組み立てればよいか分からないので教えていただけたらと存じます。
> >
> > なにしろ超極細なので普通のレンズを複数組み立てて絞ればよいのか、それとも特別なレンズが必要なのかは分かりません。
>
> 焦点距離が短いレンズが必要なのでしょうか？
> ビーム径を知るなら理論で計算できます。しかし、ビーム径を測定する方法にCCDを使用する以外の方法で行うとしたらどんな方法があるのでしょうか？

4μmという細い集光は普通細くて難しいのでしょうか？
光学系を組み立てるときに必ず方法はあると思うのですが・・・。
そのような文献や論文を見たこともありませんし、知らないので悩んでいるのです。

> >
> > 焦点距離が短いレンズが必要なのでしょうか？

どんな光源から出たどんなビームなのでしょうか

> > ビーム径を知るなら理論で計算できます。しかし、ビーム径を測定する方法にCCDを使用する以外の方法で行うとしたらどんな方法があるのでしょうか？？

例えば、４ミクロンのピンホール透過パワーとピンホールなしのパワーを比較すればどうでしょうか？

>
> > >
> > > 焦点距離が短いレンズが必要なのでしょうか？
>
> どんな光源から出たどんなビームなのでしょうか
>
> > > ビーム径を知るなら理論で計算できます。しかし、ビーム径を測定する方法にCCDを使用する以外の方法で行うとしたらどんな方法があるのでしょうか？？
>
> 例えば、４ミクロンのピンホール透過パワーとピンホールなしのパワーを比較すればどうでしょうか？

お返事大変感謝しております。

4ミクロンのピンホールというものは見たことがないのでインターネットで検索してみたり自分のところにあるカタログをみましたが載っていませんでした。どういう企業で扱っているものなのでしょうか？貴社で取り扱っているのでしょうか？

4ミクロンのピンホールというものは見たことがないのでインターネットで検索してみたり自分のところにあるカタログをみましたが載っていませんでした。どういう企業で扱っているものなのでしょうか？貴社で取り扱っているのでしょうか？

金属に穴をあけたものやガラス表面の金属にパターニングしたものがあります。前者なら、＊光機、＊精機のような名前の光学機器メーカにあると思います。
４ミクロンそのものはどうかわかりませんがその前後何段階かあるはずです。
１〜２万円するかも知れません。形がいびつかもしれないので顕微鏡でのぞいてみることをお勧めします。また、ゴミがすぐに詰まりますので取り扱いに注意してください。

残念ながら私はメーカではありません。

> >
> > > >
> > > > 焦点距離が短いレンズが必要なのでしょうか？
> >
> > どんな光源から出たどんなビームなのでしょうか
> >
> > > > ビーム径を知るなら理論で計算できます。しかし、ビーム径を測定する方法にCCDを使用する以外の方法で行うとしたらどんな方法があるのでしょうか？？
> >
> > 例えば、４ミクロンのピンホール透過パワーとピンホールなしのパワーを比較すればどうでしょうか？
>
> お返事大変感謝しております。
>
> 4ミクロンのピンホールというものは見たことがないのでインターネットで検索してみたり自分のところにあるカタログをみましたが載っていませんでした。どういう企業で扱っているものなのでしょうか？

いつも勉強させていただいています。

レンズの硝材のカタログを見ていて
ｅ線のアッベ数は
νe＝（Ｎd−１）／（ＮＦ’−ＮＣ’）
となっていましたが
このＦ’とＣ’が何の値なのかわかりません。

ご存知の方教えてください。
よろしくお願いします。

J.Fraunfofer（フラウンホーファ）は、太陽スペクトルの観測中に、
太陽大気の原子の吸収スペクトル（暗線）を発見しました。
主な線には波長が長い側からＡ線、Ｂ線のように名前がつけられ、それ以来、
スペクトル線の名称としても使われるようになりました。　
例えば、Ａ線は759.37nm , Ｂ線は686.995nm です。
ご質問のＦ’やＣ’線も同様にスペクトルの名称で、それぞれ479.99nmと
643.85nmに相当します。　ちなみにＧ線とg線のように、大文字と小文字は別のスペクトル線ですから注意が必要です。
レンズ硝材のカタログを御覧には、最初に説明書きのページがありますが、
その中に、スペクトル名と波長の対応を書いた表が必ず含まれています。
探してみてください。

ｄ線に対するアッベ数は、
νｄ＝（Ｎd−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
e線に対するアッベ数は、
νe＝（Ｎe−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
で定義されるのが通例です。

ここで、
Ｎｄは、ｄ線（λ＝587.56nmの橙色）に対する屈折率
ＮＦは、Ｆ線（λ＝486.13nmの青色）に対する屈折率
ＮＣは、Ｃ線（λ＝656.27nmの赤色）に対する屈折率
Ｎeは、ｅ線（λ＝546.07nmの緑色）に対する屈折率です。

すいません、私の記入ミスでした
νe＝（Ｎe−１）／（ＮＦ’−ＮＣ’）
　　　　↑間違ってました　

νｄ＝（Ｎd−１）／（ＮＦ−ＮＣ）
νｅ＝（Ｎe−１）／（ＮＦ'−ＮＣ'）
と記載され、ベースにも
ＮＦ’とＮＦ、ＮＣ’とＮＣ
は別の値が記載されてます。
これが何かがわかりません。

間違いがあり申し訳ありません。

> νｅ＝（Ｎe−１）／（ＮＦ'−ＮＣ'）

そうでした。
ＨＯＹＡとＯＨＡＲＡのカタログをよく見ると、e線のアッベ数は、Ｆ線とＣ線ではなく、Ｆ´線とＣ´線で定義されるのですね。
Ｆ´線は、λ＝479.99nmの青色カドニウム線
Ｃ´線は、λ＝643.85nmの赤色カドニウム線
だそうです。（ＨＯＹＡガラスカタログより）

どうもありがとうございました。

カタログ確認しました。
しっかり読まないとだめですね。

はじめまして。
現在ZEMAXの購入を検討中の光学初心者です。
カタログやデモを調査しましたが、よく分からなかったので教えてください。

ビームスプリッタやプリズムなどで分光を行う光学系を設計したいと思っているのですが、
このような複数の光の経路を持つ光学系の設計は、ZEMAXではどのグレードから可能でしょうか？
またこのとき、最適化においてそれぞれの経路について同時に最適な特性が得られない場合はエラーとなるのでしょうか、それとも折衷した値を出せるのでしょうか？
ご存知の方お願いします。

あと、ZEMAX全般についてですが、他のソフト(codeV,OSLO等)と比較した場合のZEMAXの長所、短所はどのようなものでしょうか。機能、使いやすさ、サポート体制等について教えてください。

光学についても、設計ソフトについても勉強を始めたばかりですので的の外れた質問になってしまっているかもしれませんが、どうかご協力お願いします。

うちにはZEMAXのほか、codeVもありますので、印象を書いてみます。
ZEMAXの特徴はレンズ屋さんがお書きになっており、全く同感です。あの価格であの機能/性能とサービスを提供している開発元には脱帽です。　実際、codeVの機能の90%以上を実装しています。
で、残りの10%の(特殊な)機能を使いたいというユーザが専らcodeVを使っているのかといいますと、実は、自動設計時における解の収束性に差があるので一旦使うと手放せなくなるのです。
とくにズームポジションを多数使った非線形の強い光学系や、波面収差がきわめてゼロに近い光学系に圧倒的な強みを見せます。また、大域的最適化の能力にも明らかな差があります。　
しかしながら、ZEMAXの評価能力はcodeVに遜色をとることがないばかりか、多彩で通常、不満を感じることはありません。 codeVも、この点に押されて、最近リリースされたversion 9.0は、とうとう（やっと）徹底したGUIが導入されました。　が、値段が下がったという話はないようです。
私が思うに、isoさんが当面お使いになる機能がZEMAXに実装されているならばそれで始められても問題ないと思います。しかし、複雑な経路の高度な最適化が意味を持つならば、（つまり、設計費用としてソフト代を回収可能ならば、codeVも積極的に検討されてはどうでしょうか？
なお、codeVは代理店の日本語によるサポートが受けられます。ZEMAXはオフィシャルには日本語サポートはありませんが、光学サロンで皆さんに尋ねることができます。　いずれにせよ、具体的な事例でデモを御覧になったらいかがでしょうか？

同感です。

> 複数の光の経路を持つ光学系の設計は、ZEMAXではどのグレードから可能でしょうか？

multi-configを使って複数の光路を別個に設計・評価するのであれば、SEから可能です。
複数の光路を合成して像を作ったり、干渉させたりするのは、Non-Sequential ray trace の一部でできるようです。これは、EEが必要です。


> 最適化においてそれぞれの経路について同時に最適な特性が得られない場合はエラーとなるのでしょうか

設定に矛盾がなければ、エラーにはならないと思います。
許される条件で最適解が出せるはずです。


> あと、ZEMAX全般についてですが、他のソフト(codeV,OSLO等)と比較した場合のZEMAXの長所、短所はどのようなものでしょうか。機能、使いやすさ、サポート体制等について教えてください。

他のソフトに比べて安いのがZEMAXの長所だと思います。
他のソフトは使っていないので、短所はわかりません。
ZEMAXの機能には、私は満足しています。
使いやすさも満足しています。
国内でのサポートは期待できないようですが、Focus-softwareに英語のメールで問い合わせれば、回答をもらえるようです。
３年前のことですが、国産のプリンタードライバーとZEMAXの相性が悪くて困ったとき、問い合わせて３日ほどで改善パッチを作ってくれました。

> またこのとき、最適化においてそれぞれの経路について同時に最適な特性が得られない場合はエラーとなるのでしょうか、それとも折衷した値を出せるのでしょうか？

重み付けを行いバランスは取れます。

PRO3さん、レンズ屋さん、ありがとうございます。
参考になりました。
購入してからもよろしくお願いします。

いつも拝見しております。とても参考になる事に感謝しております。
キャノンのホームページを見ていたところ、レンズが研磨されている様子を動画？で掲載していました。
通常レンズを研磨するときは（球心研磨機を用いて）、下側（工具側）は円弧揺動するのが当たり前と考えていましたが、キャノンは下側が円弧揺動していないように見えました。
レンズを研磨する際、円弧揺動しなくてもレンズが磨かれるのでしょうか？
何かご存じでしたら教えて下さい。とても不思議です。
宜しくお願いします。

最近は球芯タイプの研磨機を良く見かけますが、クラシカルにはオスカータイプが主流です。　オスカータイプはレンズを取り付けた下軸がモータで回転駆動している一方、研磨皿（上皿）は、その上に乗っかっているだけです。
回転しているように見えるのは、摩擦で下軸につられているだけで、モータ等の駆動力が与えられているのではありません。
一方、上皿は回転軸と直交方向に直線運動をしています。直線運動の駆動は
上皿に取り付けられた直線駆動軸によって行います（これをカンザシといいます）。カンザシの直線運動にともなって、上皿とカンザシの交点が上下しますが、これはカンザシの取り付け機構が、それを吸収するようになっています。
研磨職人さんは、カンザシ駆動幅の中心位置を下軸のセンターから、図１の左右方向にシフトさせたり、紙面外にオフセットしたり、さらには楕円運動をする機構を研磨機取り付けたり、カンザシに錘を載せたりしながら、研磨面のアタリを調整し、球面精度をあげていきます。
オスカータイプのほか、大型レンズの研磨に適したツアイスタイプなどもあります。　
より詳細には下記文献が参考になりますが、いずれも絶版なので、大学の図書館などを探すしかないかもしれません。　
　・ヴィリ・チョムラ著　レンズ・プリズムの精密加工　恒星社厚生閣　
　 ---> 添付図１は、この文献からの写しです。
　・光学機器組立ての総合研究　技術評論社
　・星野次郎著　反射望遠鏡の作り方　恒星社
　　　 ---> 添付図には、この文献からの写しです。
　　　　　　この本には、種々のタイプの研磨機や原理が詳述されています。

上側と下側の両方とも回転運動をしているようなで、上と下の回転軸の交点を中心とす球面が出来るような気がします。

お答え有り難うございます。
しかし、回転運動をしていても、上と下の回転軸を交点とすると、その交点となった部分は周速がないような気がしますが、これは私の気のせいでしょうか？そうすると、加工物の曲率（面精度）は中心部と縁部分とではR精度に違いが発生するように思いますがこれも私の気のせいでしょうか？
とても不思議で私には良く理解できません。

> 上と下の回転軸を交点
交点は仮想的にあるもので、レンズ面内にはありません。
ちょうど太陽が自転しながら、地球は自転しながら太陽の周りを公転してるような状態です。（よけい分からない！！）

光学設計、初心者です。
赤色半導体レーザのスポット径を数10cm(たとえば70cm)先で、0.1mm以下に絞りたいのですが、どのような光学系を組めばよろしいのでしょうか？
光源は、コリメート用のレンズが付属している、レーザポインタ用のものを使いたいと考えています。このレンズがついた状態の、上記要求を満たす光学系はいかがでしょうか？

> 赤色半導体レーザのスポット径を数10cm(たとえば70cm)先で、0.1mm以下に絞りたいのですが、どのような光学系を組めばよろしいのでしょうか？

レーザービームをある目標値以下に絞るには、以下の２条件を満たす必要があります。

1.　回折限界条件を満たすこと
ガウシアンビームの場合、スポット径ｗは
ｗ＝1.27λL/D
と表されます。
ここで
λは、波長
Lは、照射距離
Dは、元ビーム径です。
たとえば、
ｗ＝0.1ｍｍ
λ＝0.65μｍ
L＝700ｍｍ
なら、
D＝5.8ｍｍ
となります。
つまり、元ビーム径を5.8ｍｍにしなければなりません。
レーザポインタの出射ビーム径が5.8ｍｍ以下であれば、ぐっちさんのコメントの通り、ビームエキスパンダが必要になります。


２．光学系の収差を小さく抑えること
光学系の収差はスポット径以下に抑えなければなりません。
レーザポインタの場合は、内部ですでに収差をもっている場合がありますので、注意が必要です。

自分も先日レーザーを絞るという光学系を設計していたのですが，普通に
ビームエキスパンダーで広げていったん平行光束にしたのち，平凸レンズ
で集光させられると思いました．

ありがとうございました。
ところで、ビームエクスパンダの倍率はどの程度が適当でしょうか？
また、平凸レンズレンズの焦点距離を、ビーム照射面までの距離と等しくしていいものでしょうか？
レンズから照射面までは約60〜70cmとりたいのですが。
また、上記光学系をできれば10数cm内に収めたいのですが。
以上、無理な要求かもしれませんが、どうぞよろしく。



> 自分も先日レーザーを絞るという光学系を設計していたのですが，普通に
> ビームエキスパンダーで広げていったん平行光束にしたのち，平凸レンズ
> で集光させられると思いました．

> ところで、ビームエクスパンダの倍率はどの程度が適当でしょうか？
> また、平凸レンズレンズの焦点距離を、ビーム照射面までの距離と等しくしていいものでしょうか？
> レンズから照射面までは約60〜70cmとりたいのですが。
> また、上記光学系をできれば10数cm内に収めたいのですが。

ビームエクスパンダの倍率は平凸レンズの大きさによると思います。
平凸レンズのレンズ径や厚さも種類がありますので、照射面と焦点距離を等し
くするならば、例えばφ３０mm以上で中心厚2.4mm以上のレンズであればOKです。
ただ自分も業者から取り寄せた資料を参考にしておりますので、あまりあてに
ならないかも知れません。

ズームレンズを設計の際に、各ポジションを中心ベストの位置に設定し直ししたいのですがどのようにすれば良いですか？

それと、フィールドのウエイトは「自動を回す際の像高のウエイト」ですか？　それとも「ベスト位置の設定のためのウエイト」ですか？

ご教授お願いします。

> 各ポジションを中心ベストの位置に設定し直ししたい

最良像面は、
Tools → Quick Focus
（ショートカットキーは、Shift + Ctrl + Q ）
で設定できます。


> フィールドのウエイトは「自動を回す際の像高のウエイト」ですか？　それとも「ベスト位置の設定のためのウエイト」ですか？

これはご質問の趣旨がわかりませんでした。

> > 各ポジションを中心ベストの位置に設定し直ししたい
>
> 最良像面は、
> Tools → Quick Focus
> （ショートカットキーは、Shift + Ctrl + Q ）
> で設定できます。
>
>
> > フィールドのウエイトは「自動を回す際の像高のウエイト」ですか？　それとも「ベスト位置の設定のためのウエイト」ですか？
>
> これはご質問の趣旨がわかりませんでした。

失礼しました、言葉が足りませんでした。

フィールドデーターの各フィールドに付ける「重み」がありますが。
この重みは「メリットファンクションの重み（各フィールドの）」ですか？

それとも「ベスト面（評価面）指定のための重み」ですか？どちらです？

中心ベストで設計するために、フィールドデーターの重みを中心以外０にしてクイックフォーカスをかけた後、自動を回したのですが、どんどん周辺が悪くなり、自分が希望している物と大きく違うものができてしまいました、どこで間違えたのでしょう？

ご教授お願いします。

フィールドデータの重みは、Defalt Merit Function に反映されるようです。
ただし、フィールドデータの重みを書き直した後は、再度 Defalt Merit Function　を設定し直さなければなりません。

> フィールドデータの重みは、Defalt Merit Function に反映されるようです。
> ただし、フィールドデータの重みを書き直した後は、再度 Defalt Merit Function　を設定し直さなければなりません。

つまり、評価面を中心ベストにして設計はできないと言うことですか？

困ったときに質問するBASSIOです。またまたよろしくお願いします。
ハーフミラーを使った同軸落射照明を用いたCCD顕微鏡を作ったのですが
これにリレー光学系のアダプタ（対物レンズとフィールドレンズを組み
込んだもの）を追加して、狭いところで使えるようにしようと思い、試
作してみました。一応、像はリレーされているようなのですが、照明が
うまく伝送できないようで、コントラストが悪い映像となってしまいま
した。リレー光学系で同軸落射照明を使うときのポイントを教えていただけないでしょうか？よろしくお願いします。

正解かどうかわかりませんが・・・
標本面に当たった照明光がリレーレンズに効率よく入射するように、
標本面へは平行光束で照明を当てることが必要だと思います。
また、標本面から反射した光も平行光束なので、リレー光学系も入射瞳が無限のものが良いです。

> 正解かどうかわかりませんが・・・
> 標本面に当たった照明光がリレーレンズに効率よく入射するように、
> 標本面へは平行光束で照明を当てることが必要だと思います。
> また、標本面から反射した光も平行光束なので、リレー光学系も入射瞳が無限のものが良いです。
どうもありがとうございます。
現状のものは、LEDの先端部を結像する光学系になっているので、平行光
ではありません。平行光になるように光学系を変えてみたいと思います。
（平行光の照明って顕微鏡のケラー照明のことと考え方は同じことですよ
ね？）

> （平行光の照明って顕微鏡のケラー照明のことと考え方は同じことですよ
> ね？）
そうです。

世の中に偏光スクリーンというものがあるようですがこれは偏光した光
からなる映像を偏光を保ったまま観察できるものなのでしょうか。
それとも通常のマット型スクリーンのように目に入る光は偏光が戻り
自然光になってしまうのでしょうか

> 世の中に偏光スクリーンというものがあるようですがこれは偏光した光
> からなる映像を偏光を保ったまま観察できるものなのでしょうか。
おそらくそうだと思います。

> > 世の中に偏光スクリーンというものがあるようですがこれは偏光した光
> > からなる映像を偏光を保ったまま観察できるものなのでしょうか。
> おそらくそうだと思います。
PRO3様ご回答有難うございます。
その場合S波又はP波に限定されているという事は無いのでしょうか？
解りましたら教えてください。

> その場合S波又はP波に限定されているという事は無いのでしょうか？
> 解りましたら教えてください。
無いと思います。
液晶シャッター目がねを掛けてドーム型スクリーンに立体像を表示する
３Ｄシアターがありますよね。
あれはｓ波とｐ波で左右の目に選択的に映像を見せる構成になっているので。
・・・
原理はわかりませんが、・・・・

PRO3様色々有難うございます。
一つ勉強になりました。

初めまして。
ZEMAX(SE)を用いて光線追跡をしている初心者です。

diffraction gratingを用いたモデリング（反射型）をしているのですが、回折後の光線が所望の向きに出ずに困っています。ライン数、次数の設定は間違いありません。どうやら格子面の法線を対称軸として反対方向に回折してしまっているようです。gratingに至る過程の設定に誤りがあるのでしょうか？同じような経験をされた方がいらしたら是非教えていただきたく思います。

また反射型、透過型の区別はgrating後のsurfaceの設定位置により自動的に決まるのでしょうか？（上記モデリングで、grating後のCoord Breakの正負を反転させると、透過型と思われるモデルになってしまいます。）

どうかよろしくお願いします。

いつも参考にさせてもらっています。

ご存知の方がいたらお願いします
　複合レンズを作る際に樹脂のつきをよくするために
　ガラス面にシランカップリング剤を塗布しているのですが、
　その付着具合を見る方法があれば知りたいと思っています。
　現在はレンズを作ってみないとわからない状態です。
　よろしくお願いします。
（製造的な内容で申し訳ありません）

焦点深度と被写界深度の計算式を教えてください

> 焦点深度と被写界深度の計算式

被写界深度＝焦点深度×Ｍ＾2
です。
ここで、Ｍは倍率、つまり、像サイズ／物体サイズ　です。

> 被写界深度＝焦点深度×Ｍ＾2
> です。

すいません、記載ミスがありました。
正しくは
被写界深度＝焦点深度／Ｍ＾2
です。
つまり、倍率０．５倍で撮影すれば、被写界深度は焦点深度の４倍になります。

はじめまして。
最近、レンズの仕事を請け負うことになり、光学関係については
まったくわからないので、ネットで探してここを見つけました。

今、MgF2の平凹シリンドリカルレンズを作りたいのですが、
レンズの外形サイズと焦点距離が指定されているだけで、
曲率半径や中心厚の指定が無いのでどうしたらいいのか
わかりません。
調べても複屈折材とかＣ面がどうとか、初めて聞く言葉
ばかりで・・・。

そこで質問なのですが、下記の仕様でレンズを作るために必要な
条件を教えていただけませんでしょうか。
本当に困っていますのでよろしくお願いします。

材質：ＭｇＦ２結晶
外径：１５×２５×６（�o）
焦点距離：ｆ＝−２０ｍｍ（ａｔ λ＝５４６．１）±３％
有効径：外形の８０％（←何の有効径なのか意味不明？）
Ｃ面：１５×２５の面
Ｒのある面：１５×２５の面

> 調べても複屈折材とかＣ面がどうとか、初めて聞く言葉
> ばかりで・・・。
> Ｃ面：１５×２５の面

弗化マグネシウムは異方性のある結晶で光の進行方向方向で感じる屈折率が
異なります。ｃ面に対する記憶が正しければ入射した光のP偏向成分
は進行方向で屈折率が変化しますが、S成分は屈折率が変化しません。

レンズの設計は２つの屈折率の平均で行うことになるかと思います。
シリンドリカルレンズの前に偏向板を置ければかなり正確な設計が可能でしょうが非常にややこしいですｌ

ひょっとしたらC面、C軸に対する記憶ちがいがあるかも知れません。
参考程度にしてください。

レンズの焦点距離ｆは次式で表されます。

１／ｆ＝（ｎ−１）（１／Ｒ１−１／Ｒ２）＋ｄ（ｎ−１）＾2／（ｎＲ1Ｒ2）

ここで、
ｎはレンズ材質の屈折率
Ｒ１は、レンズ前面の曲率半径
Ｒ２は、レンズ後面の曲率半径
ｄは、レンズの中心厚
です。


平凹レンズの場合は、Ｒ2＝∞なので、上式は簡単になって、

１／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ１

となります。
つまり、レンズの中心厚は焦点距離と無関係になります。

早速のレス、有難うございます。

> １／ｆ＝（ｎ−１）／Ｒ１

この式で計算するとき、ｆは指定があるので良いのですが、
屈折率ｎはどう計算して導き出すのでしょうか？
それとも、一定の値ですか？
度々ですいませんが、よろしくお願いします。

> 屈折率ｎはどう計算して導き出すのでしょうか？

屈折率は、使用する材料と波長によって異なります。
私の手元の資料では、ＭｇＦ2の λ＝546.1nm の常光線に対する屈折率は 1.37859 となっています。
しかし、異常光線に対しては1.39程度になるようです。
詳細は使用する結晶を提供しているメーカーに問い合わせてみてください。

度々ありがとうございます。

うるるさんのレスを見て、半分も意味が理解できていないのですが、
常光線と異常光線のそれぞれの屈折率を平均して計算するようですね。

どうもありがとうございました。
また疑問があったときにはここに来ますので、その時にはよろしく
お願いいたします。

>
> うるるさんのレスを見て、半分も意味が理解できていないのですが、
> 常光線と異常光線のそれぞれの屈折率を平均して計算するようですね。
>
すみません。説明不足のところがありました。常光線の方はよいのですが異常光線の方はnoとneの間をとります。どの値をとるかは光線の進行方向によります。ですから
平均といってもずいぶんおおざっぱなものです。中央だけを考え
常光線の屈折率を使用した方がよいかもしれません。入射角は０度に近いですから。

ズームレンズ（絞り径固定　Fナンバー可変）を設計する際、ワイドからテレ側にしても周辺光量があがりません。
VIGのグラフを見ると、ワイドとテレの形状がまったく同じでした。
光路図を見ても、テレで下側が有効系を通っていません。
どうやらワイドのVIGが固定されているようですが、どのようにすれば上記の事が直りますか？

> どうやらワイドのVIGが固定されているようですが、どのようにすれば上記の事が直りますか？

Config で VIG (FVCX FVCY FVDX FVDY ）も指定してください。

> > どうやらワイドのVIGが固定されているようですが、どのようにすれば上記の事が直りますか？
>
> Config で VIG (FVCX FVCY FVDX FVDY ）も指定してください。

ありがとうございますうまくいきました。
ところで、セットVIGをすれば自動的にワイドの「FVCX FVCY FVDX FVDY 」が設定されますが、スタンダード、テレは自分で入力するしかないのでしょうか？

> セットVIGをすれば自動的にワイドの「FVCX FVCY FVDX FVDY 」が設定されますが、スタンダード、テレは自分で入力するしかないのでしょうか？

各 config 毎に setvig してください。

> > セットVIGをすれば自動的にワイドの「FVCX FVCY FVDX FVDY 」が設定されますが、スタンダード、テレは自分で入力するしかないのでしょうか？
>
> 各 config 毎に setvig してください。

つまり　ワイド　スタンダード　テレを同時にセットビグ　する方法はないのですね。

レーザーの反射率の測定というのは
どういう方法でするのでしょうか？レーザーが
高精度な多層膜を反射するときにどれくらいの反射率
かというのを調べたいのですが、方法が全くわかりません。
どなたかおしえていただけませんか？

> レーザーの反射率の測定というのは
> どういう方法でするのでしょうか？レーザーが
> 高精度な多層膜を反射するときにどれくらいの反射率
> かというのを調べたいのですが、方法が全くわかりません。
> どなたかおしえていただけませんか？

かなりアバウトなんですが,反射する前の光量を照度計で測定し,同じ光路長の
中間にミラーをかまして反射光を測ってます.ただレーザーを直接照度計に入れ
るのはきけんなのでレンズで拡大などしていれたほうがいいと思います.今のと
ころそれで不具合は見られないので大丈夫なのでしょう.

> ただレーザーを直接照度計に入れるのはきけんなので
私は、レザー用のパワーメーターを使っています。
精度はあまり期待できませんが。

簡単な質問ですいませんが
干渉縞は光路長がずれることによってできますが
光路長がずれると縞が発生する原理がわかりません．
おしえていただけませんか．

説明少なくてすいません．　光の干渉を用いた表面形状
の測定を実験しています．

> 簡単な質問ですいませんが
> 干渉縞は光路長がずれることによってできますが
> 光路長がずれると縞が発生する原理がわかりません．
> おしえていただけませんか．

> > 簡単な質問ですいませんが
> > 干渉縞は光路長がずれることによってできますが
> > 光路長がずれると縞が発生する原理がわかりません．
> > おしえていただけませんか．
光は波動ですから、山と谷があります。二つの波（光）の山と山、谷と谷が重なるとき明るくなります。逆に山と谷が重なると打ち消しあって暗くなります。干渉縞は二つの進行方向の少しだけ異なる波が重なるときに発生します。観測するためのスクリーンを置いた部分で強め合う部分と打ち消し合う部分が交互に発生するからです。進行方向の同じ波が重なっても縞は発生しません。一様に明るくなったり暗くなったりします。明るくなるか暗くなるかは二つの波の光路長の差＝位相差で決まります。光路長の差（光路差）が波長の整数倍であるとき強め合います。

無限遠光源を集光するフレネルレンズの各輪帯の傾きを計算するエクセルの
シートを作ろうと考えています。
物体無限遠の場合で、凸平レンズのフレネルの各輪帯の傾き角を計算す式を
ご存知でしたら教えてください。

今の 携帯電話の面板設計原理とフレネルレンズの計算同じですか．

原理と計算方法は教えてくたさい． ありがとうございます．

> 今の 携帯電話の面板設計原理とフレネルレンズの計算同じですか．

私にはわかりません。

> > 今の 携帯電話の面板設計原理とフレネルレンズの計算同じですか．
違います。
面板とはおそらくバックライトかフロントライトのことだと思いますが、
この場合は非常に多くの光線追跡をして設計するものです。

> 物体無限遠の場合で、凸平レンズのフレネルの各輪帯の傾き角を計算す式を
> ご存知でしたら教えてください。

フレネルレンズの厚みを無視する場合は、以下の式で求められると思います。
厚みが無視できない場合の解き方はわかりません。

フレネルレンズの平坦面から集光点までの距離を　ｆ1
フレネルレンズのフレネル面から集光点までの距離を　ｆ2
フレネルレンズの材質の屈折率を　Ｎ
としたとき、
フレネルレンズの半径　Ｒ
の傾斜角　ｕ
は、
ｕ＝θ4−θ5
で求められます。
ここで、
θ1＝atan（Ｒ/ｆ1）
θ2＝asin（sinθ1/Ｎ）
θ5＝atan（Ｒ/ｆ2）
θ4＝asin（sqrt（ｎ＾2×（sin（θ2+θ5））＾2）/（1＋Ｎ＾2-2Ｎcos（θ2＋θ5）））
です。

平面側が平行光なら、ｆ1＝∞ で、θ1＝θ2＝0を代入します。
フレネル面側が平行光なら、ｆ2＝∞ で、θ5＝0を代入します。

例えば、
ｆ1＝60
ｆ2＝1750
Ｎ＝1.492
Ｒ＝50
の場合、
θ1＝39.806 deg
θ2＝25.409 deg
θ5＝1.637 deg
θ4＝64.139 deg
で、
ｕ＝62.503 deg
になります。

上記例で、
ｆ2＝∞
になると、
θ1＝39.806 deg
θ2＝25.409 deg
θ5＝0 deg
θ4＝61.494 deg
で、
ｕ＝61.494 deg
になります。

説明図を追加します。

その後調べたら「光の鉛筆（３６）」に無限遠光源の場合の厚さを考慮した計算式が載っていました。
ありがとうございます。

ありがとうございます。

はじめまして、サロンの趣旨から外れているかもしれませんが
質問させてください。

CCDを利用したオートフォーカス（AF）を検討しています。
ナイキスト周波数以下の周波数でハイパスフィルタをかけてコントラストを抽出しようと
考えていますが、ナイキスト周波数って 本/mmですよね
それに対してハイパスのカットオフ周波数ってHzじゃないですか、
本/mmから周波数の変換ってどのように考えるのでしょうか？
ご存知のかたいらっしゃいましたらご指導ください。

> それに対してハイパスのカットオフ周波数ってHzじゃないですか、
> 本/mmから周波数の変換ってどのように考えるのでしょうか？
フィルタはA/Dした後のデジタルフィルタでしょうか?
ならば1／CCDの画素ピッチ(mm)をサンプリング周波数として
カットオフの数値はそのままでOKだとおもいます。
アナログの場合
周波数[Hz]＝画素ピッチ[mm]×空間周波数[1/mm]×クロック周波数[Hz]
になるのではないでしょうか？

> フィルタはA/Dした後のデジタルフィルタでしょうか?
> ならば1／CCDの画素ピッチ(mm)をサンプリング周波数として
> カットオフの数値はそのままでOKだとおもいます。
回答ありがとうございます。
フィルタはデジタルです。1／CCDの画素ピッチ(mm)を
そのままHzに置き換えてやってみようと思います。

入射瞳を長方形にしたいと思ってます。
SYSTEM　→　GENERAL　で探ってみましたが、
モデル化できず困ってます。

　何かいい方法あれば是非おしえてください。

> 入射瞳を長方形にしたい

Lens Data Editor の STOP 面で
Surf:Type 欄をダブルクリックし、
Aperture のタグを選択して
Rectangular Aperture を選択してください。
そこで指定した縦横径の長方形内のみが有効開口になります。

　ZEMAXマニュアル　Ver．１０　の　Ｐ１６４に

　Z＝（cｒ＾２）／（１＋Spr（１−（１＋ｋ）ｃ＾２ｒ＾２

という式があります。

　ｃ＝１／Ｒ　という定義もありますが、このＲはレンズデータ中のＲａｄｉｏｕｓの数値と考えていいのでしょうか？

　また、ｋはレンズデータ中のｃｏｎｉｃ数値のことでいいんでしょうか？

> 　このＲはレンズデータ中のＲａｄｉｏｕｓの数値と考えていいのでしょうか？

その通りです。

> 　ｋはレンズデータ中のｃｏｎｉｃ数値のことでいいんでしょうか？

その通りです。

ｆθ走査光学系において、一般に“リニアリティ”とはどういう意味でしょうか。

> ｆθ走査光学系において、一般に“リニアリティ”とはどういう意味か。

通常、リニアリティは次式で定義されます。

リニアリティ＝（実像高−理想像高）／（理想像高）×１００（％）

ここで、
理想像高＝（ｆθレンズの焦点距離）×（入射角）
で、
実像高とは、像面における実際のスポットと光軸の距離です。

リニアリティは入射角θと像高の線形性を表しており、０ならポリゴンが等速回転すれば、スポットも等速走査することを意味します。

リニアリティは入射角の関数ですので、通常は下図のようなグラフ表示します。簡便には最大値で表示することもあります。

リニアリティはｆθ特性と呼ばれることもあります。

回答ありがとうございました。

ついでにｆθ走査光学系における評価項目について、どのような項目が考えられるか教えて頂けないでしょうか。

よろしくお願いします。

> ついでにｆθ走査光学系における評価項目について、どのような項目が考えられるか教えて頂けないでしょうか。

これはわかりません。

今、近軸光線追跡のプログラムの中で、sinθ=θ、tanθ=θとおくための条件を入れました。そこで、なぜsinθ=θ、tanθ=θとおけるのか、近似についての理論が詳しく書かれた書籍がありましたら教えてください。

> 今、近軸光線追跡のプログラムの中で、sinθ=θ、tanθ=θとおくための条件を入れました。そこで、なぜsinθ=θ、tanθ=θとおけるのか、近似についての理論が詳しく書かれた書籍がありましたら教えてください。

両者ともテイラー展開から導かれます。
テイラー展開については、大学程度の一般的な数学の教科書に記載があります。
ネット上では、
http://markun.cs.shinshu-u.ac.jp/learn/biseki/index.html
や
http://www.cmt.phys.kyushu-u.ac.jp/~M.Sakurai/phys/physmath/taylor.html
などに記載されています。

> > 今、近軸光線追跡のプログラムの中で、sinθ=θ、tanθ=θとおくための条件を入れました。そこで、なぜsinθ=θ、tanθ=θとおけるのか、近似についての理論が詳しく書かれた書籍がありましたら教えてください。
>
> 両者ともテイラー展開から導かれます。
> テイラー展開については、大学程度の一般的な数学の教科書に記載があります。
> ネット上では、
> http://markun.cs.shinshu-u.ac.jp/learn/biseki/index.html
> や
> http://www.cmt.phys.kyushu-u.ac.jp/~M.Sakurai/phys/physmath/taylor.html
> などに記載されています。

質問に答えていただきありがとうございました。
あともう一つ質問したいのですが、
以前、sinθ=θの近似の条件をいれる際に許容誤差を規定する必要があるということでしたが、その許容誤差についての書籍についても教えて頂けませんか？

> 以前、sinθ=θの近似の条件をいれる際に許容誤差を規定する必要があるということでしたが、その許容誤差についての書籍についても教えて頂けませんか？


No.197の質疑でやりとりしたように、近軸追跡の場合は、どんなにθが大きくても、
θ＝sinθ＝tanθ
です。
つまり、こう置いた世界が近軸の世界です。
ですから、θの判別は不要です。
実光線追跡と近軸光線追跡は、目的に合わせてはっきり分けて計算するべきだと思います。

> No.197の質疑でやりとりしたように、近軸追跡の場合は、どんなにθが大きくても、
> θ＝sinθ＝tanθ
> です。
> つまり、こう置いた世界が近軸の世界です。
> ですから、θの判別は不要です。
> 実光線追跡と近軸光線追跡は、目的に合わせてはっきり分けて計算するべきだと思います。

大学の研究において、近軸光線追跡の精度について研究をしているのでθの値が大きくなったときに近軸光線追跡が精密であるかという疑問にぶち当たりました。そこで、θが微小になる時の計算を行うことで改善できないかという考えにまとまりました。そのためθの判別が必要になったわけです。だから、許容誤差について学びたいと思っています。近似分野における許容誤差についての書籍があれば教えていただきたいと思っています。また、以前質問した際にあった、第1項と第2項の比が許容誤差ε以下なら置換可能という考え方が載っている書籍もできれば教えてもらえませんか?

> 近似分野における許容誤差についての書籍があれば教えていただきたいと思っています。

私はこれに関する書籍は存じません。

> 以前質問した際にあった、第1項と第2項の比が許容誤差ε以下なら置換可能という考え方が載っている書籍もできれば教えてもらえませんか?

これは私見です。
書籍は存じません。

ダブレットで用いる2枚のガラスはほとんどの場合接着するのでしょうか？
接着しない場合との大きな違いがあれば教えていただければと思います。

> ダブレットで用いる2枚のガラスはほとんどの場合接着するのでしょうか？
> 接着しない場合との大きな違いがあれば教えていただければと思います。

小口径の場合は、接着する場合が多いようです。
分離すると、２枚のレンズの間隔と偏芯に対する公差が厳しくなります。
接着によって製造公差を緩められ、安定した生産が可能になるのです。

ただし、口径が大きくなると２枚の硝材の熱膨張率の違いなどによって歪みが生じやすくなりますので、接着を避けることが多くなります。
口径５０ｍｍ前後が境界でしょうか。

サポート期間中は upgradeしたほうがいいのでしょうか？
再設定するのが面倒ですよね?
(ガラスデータ, マクロ,....)

upgradeというと、SE→XE→EEへの乗り換えを指すようです。
これは、必要な機能があればやむを得ませんね。

ご質問の趣旨は、Version up （たとえば Ver.9 からVer.10）ではないかと思います。
これは確かに一考の余地があります。
私は、過去の Version up で、ガラスデータ中の石英の名称が”QUARTZ”から”SILICA”に変って戸惑った覚えがあります。
Version up しようとする場合は新たな機能を調べて、得失を測る必要がありますね。

私は、Ver.10の機能には魅力を感じなかったので、Ver.9のままです。

了解しました.

> upgradeというと、SE→XE→EEへの乗り換えを指すようです。
> これは、必要な機能があればやむを得ませんね。
>
> ご質問の趣旨は、Version up （たとえば Ver.9 からVer.10）ではないかと思います。
> これは確かに一考の余地があります。
> 私は、過去の Version up で、ガラスデータ中の石英の名称が”QUARTZ”から”SILICA”に変って戸惑った覚えがあります。
> Version up しようとする場合は新たな機能を調べて、得失を測る必要がありますね。
>
> 私は、Ver.10の機能には魅力を感じなかったので、Ver.9のままです。

初心者です。教えてください。

CCDのサイズは、1/4インチ、1/3インチなどがありますが、
この数字は何を示しているのでしょうか。

1/4インチ＝6.35mmです。
一方、ある1/4CCDの画素サイズは3.6×2.7、対角4.5mmで、
合いません。

ご教示お願いいたします。

> CCDのサイズは、1/4インチ、1/3インチなどがありますが、
> この数字は何を示しているのでしょうか。

世の中に不条理は多いですが、これもその一つです。
実は、１インチ＝25.4ｍｍとの換算が当てはまりません。
しかも、換算比率が途中で変るのです。

世の中に出回っているCCDサイズは、下記のようになっているようです。
2/3インチCCD＝対角11ｍｍ
1/1.8インチCCD＝対角8.9ｍｍ
1/2インチCCD＝対角8ｍｍ
ここまでは、１インチ＝16ｍｍ換算に近くなっています。

しかし、より小さくなってくると、
1/3インチCCD＝対角6ｍｍ
1/4インチCCD＝対角4.5ｍｍ
と、こちらは１インチ＝18ｍｍ換算になっています。
まったく、ややこしいですね。

CCDが出回る前は、動画は撮像管で電気信号に変換していました。
その時代は、”１インチ”撮像管と呼ばれる管の撮像領域が直径16ｍｍだったそうです。
この伝統を引き継いで、CCDのサイズも１インチ＝16ｍｍ換算になったようです。
しかし、1/3インチCCD以下では１インチ＝18ｍｍ換算になる理由が、私にはわかりません。
どなたか、この不条理を説明していただけませんか？

ＺＥＭＡＸのＳＥ9.0を使用しています。
凸面のコーンミラーと凹面のコーンミラーを組み合わせた光学系を、
シミュレーションしたいのですが。頂角は４５°です。
宜しければアドバイスをおねがいします。

> 凸面のコーンミラーと凹面のコーンミラーを組み合わせた光学系を、
> シミュレーションしたいのですが。頂角は４５°です。

コーンレンズやコーンミラーは、Axicon と呼ばれているようです。
これは Standard surface のままで表現できます。

まず、曲率半径Ｒは、微小値（たとえば0.001）とします。
次に円錐定数 Ｃonicを、
Conic＝−（（１／（tanθ）＾2）+1）
で計算します。
ここで、コーン頂角の半角がθです。

たとえば、θ＝４５°なら、
Conic＝−２
となります。

下図は、半頂角４５°のミラーを２枚組み合わせた図です。
（赤で示した２枚目のミラーは、実際には中心に穴を開ける必要があります）

単純な質問で申し訳ありませんが，レーザーの光軸調節方法の一般的な
方法なるものがありましたら是非教えていただきたいのですが．
望遠鏡の軸調整というのは結構あったのですが，なかなか見当たらなくて．

簡単な回答で申し訳ありませんが、私は白紙に十字線を描き、レーザーに近い場所と遠い場所の２箇所でビームの位置を調べています。

> 簡単な回答で申し訳ありませんが、私は白紙に十字線を描き、レーザーに近い場所と遠い場所の２箇所でビームの位置を調べています。

私共のところではレーザーコンフォーカル顕微鏡を設計・制作しておりますが、レーザービーム計よりやや大きな（φ1mm程度）の穴を開けたアクリル板を2枚使っています。（Bull's eyeと言います）
十字線より良い点は、いちいちBull's eyeを動かさなくても両方のビーム位置が確認できる点です。
そしてこのBull's eyeにインデックスをつけて何度でも同じ位置に置けるようにしています。
我々のLASERはHe-CdのUVなので蛍光塗料の入ったアクリルを使用していますが、He-Neなどの場合には白いアクリルで良いと思います。

> 私共のところではレーザーコンフォーカル顕微鏡を設計・制作しておりますが、レーザービーム計よりやや大きな（φ1mm程度）の穴を開けたアクリル板を2枚使っています。（Bull's eyeと言います）

なるほど，いいほうほうですね．アクリルならそんなに割れることもありませんからね．ところで，全然関係のない話ですが，レーザーコンフォーカル顕微鏡というのはいかなるものなのでしょうか？医療の分野で使われているということはいろいろ調べてみて分かったのですが．SEMのようなものなのでしょうか？写真の載っているサイトがありましたら，教えて頂ければ幸いです．

> レーザービーム径よりやや大きなの穴を開けたアクリル板を2枚使っています。

なるほど、これは便利そうですね。
ありがとうございました。

ありがとうございます．簡単な方法でよかったです．また装置作らないといけないかと思ってましたので．
ところでその方法でどの程度精度は出るものなのでしょうか？

> ところでその方法でどの程度精度は出るものなのでしょうか？

目視なので大した精度は出ません。

光軸を調節する方法というのは一般的に手作業なんでしょうか？
他の実験とか見ていてもどれもアバウトな方法ばかりだったもので．

> 光軸を調節する方法というのは一般的に手作業なんでしょうか？

目的によると思います。
精度が必要なときは検査具なども使われているようです。

> > 光軸を調節する方法というのは一般的に手作業なんでしょうか？
>
> 目的によると思います。
> 精度が必要なときは検査具なども使われているようです。

光軸調整の精度を上げるために、以前こんな光学系を作ったことがあります。
レンズを通ったビームは、ビームの角度変異だけがPSDの位置変化として現れ、直接ビームがPSDに当たっている方には位置変化と角度変化がコンバインして現れます。

書き忘れてましたが、
PSDはレンズの焦点の位置に調整しておきます。
PSDの位置分解能を1μm程度とすると、レンズの焦点距離100mmの時に、約2秒の角度分解能が得られます。
一度調整した光学系を同じ状態に復帰させるとき（たとえばレーザー交換など）などに非常に有効です。

PSDというのは位置検出素子（Position Sensitive Device）でいいんでしょうか？
単純な質問で申し訳ありません．

> PSDというのは位置検出素子（Position Sensitive Device）でいいんでしょうか？
> 単純な質問で申し訳ありません．

Position Sensing Deviceです。
浜松フォトニクスなどで扱っています。
シリコンの光電池の左右に電極を配した形になっています。
光のスポットが当たると、そこに電圧が生じます。ところが、電極までの距離によって抵抗値が異なるため、スポットの位置がわかる仕組みになっています。

スペリングミスで恥をかいてしまいました．Sensingですよね？どう考えてもおかしい．自分ではSensingと書いたつもりだったんですが．秋葉原にPSDて
売ってないですかね？手軽にかえる値段ならかって来たいのですが・・・．
だれかご存知在りませんか？

はじめまして．私は大学の研究でステレオ視による三角測量を
行っています．しかし対象物までの距離が上手く求まりません（それらし
い値は出ていると思うのですが…）．三角測量を行う時，レンズの歪み
を考慮しないと，やはりきちんとした結果は得られないものなのでしょうか？
又，２台のカメラを光軸が平行になるように設置しないといけないので
しょうが，平行を確かめる良い方法はありますか？
距離が上手く求まらない原因はこの２つ以外に何かかんがえられますか？

以上，宜しくお願いします

　はじめまして、「ＣａＦ２」と名乗らせていただきます。m(_ _)m

　専門はレーザ計測なんで、パッシブな３次元分野は、耳学問なんで、
外していたらすみません。

>三角測量を行う時，レンズの歪みを考慮しないと，
>やはりきちんとした結果は得られないものなのでしょうか？

各画面の方向情報として、たとえば
Y=ftanθ
のような，レンズ特性を仮定するわけですから
この特性からのズレはそのまま、誤差になるのは当然だと
思います。

ただ、ステレオ法のような、差分測定の場合、２画面の
画像の差の測定が大事になるわけで、全体のウネリよりは
画像近傍間での差が小さいことが、まず要請されると思います。
（一般論ですみません、数学でパッと書けるとカッコいい
んでしょうが・・・）

　経験上、距離情報の全画面的ゆがみ等は、力ずくで補正すれば
よいので、むしろ、コマ収差のように、光量重心位置
（幾何光学的には、スポットダイヤグラムの大きさや形状）が
場所場所で変動するものの方が、修正しにくいと思います。

　また、ステレオ法独自の問題点である、マッチングが
どの程度うまくいっているか？の検証は、精度検証の前に
十分行われていることは、必須だと思います。

> 又，２台のカメラを光軸が平行になるように設置しないと
>いけないので しょうが，平行を確かめる良い方法はありますか？

松竹梅、いろいろなコースの検証法があると思いますが、

　一応、実験室内の自然像観察の光学系による実験だと推定します。
野外だったり、逆に、双眼顕微鏡下だったりしたら、ハズしてます、
ゴメンなさい。

【案１】２レンズ間のちょうど中間の視野上に直線をず〜と引っぱって
　左右の線の重心位置ズレが、同等なtanθ（のような）
曲線に回帰するかどうか、判定するなんてのはお手軽では
ないでしょうか？
　これで、平行である十分条件ではありませんが、計測上の
必要条件ではあると思います。

【案２】あと、写真用レンズで、筒にねじ込み用のネジがある場合で、
かつ、レンズ治具等に平行の基準があるようでしたら、
レンズ前面に、ケンコーのフィルターなど平面とみなせる
ものをねじ込んで、レーザ等を利用して、そこからの反射光が両方とも
同じ場所に帰ってくるようにコリメートするというのも簡易だと思います。

　ただ、ＣＣＤの１画素以下とか、どうしても高い精度が必要なら、
なにかしらの原器を必要精度でメカ的に作るのが早いとは思いますが・・・、


> 距離が上手く求まらない原因はこの２つ以外に何かかんがえられます？

まず、視野内に、丸いドット等、コントラストのはっきりしたものを
１つだけ置いて、それを移動しながら計測し、視野内のあらゆる位置で
線形性を検証されるのが、デバグの早道のような気がします。

その検討をして、距離がしっかり出ていたなら、２画面のエッジ抽出や、
パターンマッチがしくっているのではないでしょうか？。

お返事ありがとうございました．

> 　また、ステレオ法独自の問題点である、マッチングが
> どの程度うまくいっているか？の検証は、精度検証の前に
> 十分行われていることは、必須だと思います。
>

その通りだと思います．しかし実はどの様に行えば良いのか分からず
行っていません．マッチングの検証で何か良い方法はご存知ですか？

まだ始めたばかりなのでどういう本を見たら良いのかも分からない
ので，何か良い参考書があれば教えてください

どうも、ＣａＦ２です

> マッチングの検証で何か良い方法はご存知ですか？

純粋に画像処理の特徴抽出からマッチングをやられるのでしたら
これはもう光学屋のテリトリーではないんで，歯が立ちませんデス。
形状の「稜線」や「頂点」が原画像のとおり、抽出されているか
どうか？比較しやすく表示するソフトから作られて、画面毎に、
検討されるしかないのではないでしょうか？

カメラのパッシブＡＦのように、２画像相関で、差分量を計算さ
れるのでしたら、やはり、距離毎に「棒」を立てたり、縦方向の
線を描いたりして、相関量と、距離の関係が理屈どおりになって
いるか？の検証から始められるのがよいかと思います。

> まだ始めたばかりなのでどういう本を見たら良いのかも分からない
> ので，何か良い参考書があれば教えてください

私も詳しくないのですが、電子情報通信学会や、精密工学会の
論文集・学会発表や、カメラ会社の公開特許などで時々見かけます。

勉強のポイントは、
「なぜこれだけ長い歴史をもった、画像処理の研究の中で、
ステレオ法は（完全には）実用化に成功しないのか？」
だと思います。

　相関法や、アクティブな３次元測定はＡＦや工業用利用に
どんどん利用されているのに、一番オーソドックスな
（自然画を処理する）ステレオ法は、なぜ、応用展開が
できないでいるか？はたから見ていますと、じれったく
感じます。

お役にたてたかどうか？心もとないですが・・・。
では。

ＣａＦ２さん，どうもありがとうございました．

距離毎に対象物を置いてみて地道？にやってみる事にします．

それではｍ(_ _)ｍ

> 三角測量を行う時，レンズの歪みを考慮しないと，やはりきちんとした結果は得られないものなのでしょうか？

正確な三角測量を行なうには、正確な角度を測定する必要があるので、目標精度によっては歪曲補正が必要になるだろうと思います。

> ２台のカメラを光軸が平行になるように設置しないといけないのでしょうが，平行を確かめる良い方法はありますか？

遠方の物体でキャリブレーションすればいいのではないですか？

はじめまして、HNエルと申します。
CRTや液晶バックライトなどの画面の明るさを測定したいのですが、
何か良い方法は無いでしょうか？
また、測定するための装置などで
おすすめの物がありましたら教えてください。

はじめまして。
最近カメラを始めたのですが、どうしても解決しない疑問があります。

焦点深度は、
●レンズの焦点距離
●被写体とレンズの距離
で変化するのはレンズの公式から理解できたのですが、
●絞り
によって変化するっていうのがどうしても理解できません。
物理的に説明していただけますか？

お願いいたします。

> 焦点深度は、
> ●絞り
> によって変化するっていうのがどうしても理解できません。

下図をご覧ください。
像には通常許容されるボケがあり、これを許容錯乱円（δ）と呼びます。
35ミリサイズの銀塩カメラではδ＝0.03ミリ程度だと言われています。
これを使うと、焦点深度ｚは、
ｚ＝±δ・ｆ／Ｄ
と表されます。（ｆは焦点距離、Ｄはレンズの有効径です）
赤で示した三角形と黄色で示した三角形は相似形だからです。
ですから、Ｄ、つまり有効径（絞り径）が小さいほど、焦点深度が深くなることになります。

なお、ｆ/ＤはＦナンバーと呼ばれる数ですので、焦点深度はＦナンバーに比例するということもできます。

> > 焦点深度は、
> > ●絞り
> > によって変化するっていうのがどうしても理解できません。
>
> 下図をご覧ください。
> 像には通常許容されるボケがあり、これを許容錯乱円（δ）と呼びます。
> 35ミリサイズの銀塩カメラではδ＝0.03ミリ程度だと言われています。
> これを使うと、焦点深度ｚは、
> ｚ＝±δ・ｆ／Ｄ
> と表されます。（ｆは焦点距離、Ｄはレンズの有効径です）
> 赤で示した三角形と黄色で示した三角形は相似形だからです。
> ですから、Ｄ、つまり有効径（絞り径）が小さいほど、焦点深度が深くなることになります。
>
> なお、ｆ/ＤはＦナンバーと呼ばれる数ですので、焦点深度はＦナンバーに比例するということもできます。

ありがとうございました。
これでやっとなぞが解けました。これからもよろしくお願いします。

　いつもお世話になっております。

　被視感度を考慮した強度分布図を作成したく思っております。
まず、ZEMAXでそのような図の作成は可能なんでしょうか？
　また、ZEMAXで不可能なようなら、作成可能な他のシミュレーションをご紹介いただけませんでしょうか？
　お忙しいところご迷惑おかけいたしますが、ご回答願います。

> 　被視感度を考慮した強度分布図

被視感度とは、比視感度のことでしょうか？
強度分布とは何の強度分布のことでしょうか？

> > 　被視感度を考慮した強度分布図
>
> 被視感度とは、比視感度のことでしょうか？
> 強度分布とは何の強度分布のことでしょうか？

比視感度のことです。
というより、失礼しました。　私の中で多大な誤解がありましたた。
謹んで質問を取り下げさせていただきます。
　ご迷惑おかけいたしました。

よくわからないので教えて下さい。
例えば、焦点距離が5.9〜59mmのビデオカメラで、f=5.9だと、カメラから被写体までどのぐらいの距離でピントが一番合うのでしょうか？

> f=5.9だと、カメラから被写体までどのぐらいの距離でピントが一番合うのでしょうか？

焦点距離とピントが合う距離は無関係です。
そのカメラとレンズを企画する際、どの距離までピントを合わせられるようにするか決め、それに沿って設計します。

そうしますと、焦点距離が5.9〜59mmというのは何にきいてくるのでしょうか？どういうことなのでしょうか？

ビデオカメラと被写体の距離が一定の場合、焦点距離が変ると、光学倍率が変ります。つまり、被写体の像の大きさを変えることができます。

ズームはビデオカメラにボタンがあるのでわかりますが、焦点距離はどのように変えるのでしょうか？自動的に変わっているのでしょうか？
デジタルズーム20倍、光学ズーム10倍とかいてあるのですがどのぐらいズームすると光学からデジタルに変化するのでしょうか？

> ズームはビデオカメラにボタンがあるのでわかりますが、焦点距離はどのように変えるのでしょうか？自動的に変わっているのでしょうか？

ズームとは焦点距離を変えることです。
ズームボタンを押したときに、焦点距離が変っています。


> デジタルズーム20倍、光学ズーム10倍とかいてあるのですがどのぐらいズームすると光学からデジタルに変化するのでしょうか？

通常は、まず光学ズームが働きます。
光学ズームで、テレ（望遠）側一杯まで行った後、デジタルズームが働きます。

はじめて質問させていただきます。
光学系にプリズムシートを挿入した時の結像、光線追跡をやりたいのですが、うまくいきません。
言わずもがなのことですが、プリズムシートはフレネルレンズのように表面が鋸歯状に成型されており、この形状が直線状にストライプに伸びている構造です。
Non-Sequential Compornentとして扱って、TOBファイルにプリズムシートの形状データをインプットすればいいような気がするのですが、うまくいきません。
アドバイスいただければ幸いです。

> 光学系にプリズムシートを挿入した時の結像、光線追跡

私にはわかりません。

非球面レンズの集光スポット径は最新の製品ではどれくらいなのでしょうか？
実際にやりたいことは、シングルモードファイバ（コア径10μｍ）から
膜厚１〜２μm光導波路へ光を入射したいのですが可能でしょうか？

> 非球面レンズの集光スポット径は最新の製品ではどれくらいなのでしょうか？

これはレンズのＮＡに依存します。
大きなものでは、ＮＡ0.85のレンズなども研究されているようです。

光導波路への入射は、私は未経験なのでよくわかりません。

はじめまして。光学初心者です。
とても参考になるＨＰで、勉強をさせていただいております。

過去に開催されたセミナーの資料は、掲載されないのでしょうか？
「光学ソフト」や「Ｚｅｍａｘの使い方」などを見てみたいです。
また、次回のセミナーですが、１２月のいつでしょうか？
よろしくおねがいします。

> 過去に開催されたセミナーの資料は、掲載されないのでしょうか？

「像はどう作る？」「像はなぜボケる？」「ＺＥＭＡＸセミナーテキスト」は「セミナー案内」コーナーに掲載していますのでご覧下さい。
それ以外のテキストはこれらと重複点が多いので掲載していません。

> また、次回のセミナーですが、１２月のいつでしょうか？

近日中に決定して掲載します。

ご質問があったので投稿します。
コンフォーカル顕微鏡（共焦点顕微鏡）は互いに共役な位置にあるピンホールを通過する光量を計測します。
したがって、通常の顕微鏡のように2次元の像を作れないため、何らかのスキャンが必要です。
この顕微鏡の特徴は極端に浅い焦点深度にあります。このために光軸方向の分解能が、通常の顕微鏡より高くなります。この特徴を生かしてZスライス像を作ることができます。
スキャン方式としてはガルバノミラーが一般的ですがニポウの円盤を使ったものやレンズ、またはオブジェクトを振動させてスキャンするものもあります。
私共の装置は医療用ではなく、半導体のマスクの線幅計測に使われています。1μm以下の線幅を分解能1nmで計測するためにオブジェクトスキャン方式を使っています。
残念ながら写真などはないのですが、これで少しおわかりいただけたでしょうか？

なるほど、了解しました。ありがとうございます。勉強になりました。企業のサイトで見たところ、意外に大きいものであることに驚きました。３次元CGを顕微鏡にしたものと理解していいのでしょうか？

遠赤外線（3000ｎｍ〜5000ｎｍ)を透過する材料ってご存知でしょうか？
それと遠赤外線の光源、市販であったら教えていただきたいんですが。

> 遠赤外線（3000ｎｍ〜5000ｎｍ)を透過する材料

シリコン、ゲルマニウム、ＣａＦ2（蛍石）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＢａＦ2（フッ化バリウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）などがあるようです。

市販光源はわかりません。

> > 遠赤外線（3000ｎｍ〜5000ｎｍ)を透過する材料
>
> シリコン、ゲルマニウム、ＣａＦ2（蛍石）、ＬｉＦ（フッ化リチウム）、ＢａＦ2（フッ化バリウム）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛）などがあるようです。


http://www.almazoptics.com/
にいろいろな材料の光学特性が掲載されています。

トロイダル非球面について教えていただけませんでしょうか。
Ｙ方向のみパワ−を持たせる事はできるのですが、X方向のみにパワ−を
持たせようとした時、RはOKなのですがC係数、各次数項を入力するとY方向にもパワ−を持ってしまいます。
XYを独立に扱えないものでしょうか。
よろしくお願いいたします。

ZEMAXで定義されるトロイダル面は、
1.　YZ面内で球面または非球面を定義し、
2.　それをY軸と平行な軸の回りに、半径Rｘで回転させた
面です。
従って、XZ面内では必ず半径Rｘの球面になります。

XZ面内で非球面にしたい場合は、CoodBreakを使って、上記トロイダルをZ軸回りに90°回転させてください。

助かりました。
ありがとうございました。

いつもお世話になります。

　単レンズをもちいて、焦点距離＋１００ｍｍ位置の　強度分布を解析しております。
　設計波長は　４４０nm　５５０nm　６５０nm　を用いておりますが、色収差の影響か　全波長にて同一の強度分布が得られません。
　そこで、この全波長にて同一の強度分布を得るには　オペランドの設定　はどうすべきなんでしょうか？　
　また、単レンズ（つまり、使用する屈折率は１種）では、色収差の補正というのは不可能なんでしょうか？　

　以上　ご教授願いたく思います。

> 　この全波長にて同一の強度分布を得るには　オペランドの設定　はどうすべきなんでしょうか？　

わかりません。

> 　単レンズ（つまり、使用する屈折率は１種）では、色収差の補正というのは不可能なんでしょうか？　

不可能だと思います。

　フーリエ変換レンズは実験で凸レンズを利用しようと思っています。用途として相関演算（マッチドフィルタリング）でホログラムとの組み合わせでフーリエ変換レンズを用います。ただ、焦点距離によってどのレンズを使うか変わるのですが、実験的にどのような測定をしてレンズを決めれば良いか教えてください。また、相関器による光学像認識をするのですが、それについて何かあれば教えてください！！

> 　実験的にどのような測定をしてレンズを決めれば良いか教えてください。

私にはわかりません。

始めまして、大学で共焦点レーザー顕微鏡を用いた研究をしている啓史
と言います。今回は顕微鏡の対物レンズを交換するときの注意点などが
あれば教えてほしいと思います。また、参考書などでは顕微鏡を油侵法
を用いて利用する場合セダ油を利用すると良いと書かれているがセダ油
はどこで入手できるのか？と言うことを教えていただきたいと思い今回
投稿しました。

対物レンズを交換するときは、対物レンズが検体にぶつからないよう注意してください。

セダ油は、顕微鏡の販売店で取り扱っていると思いますので、問い合わせてみてください。

宜しくお願いします。
顕微鏡対物レンズにレーザー光を入射してスポット像を作りたいのですが
レンズのＮＡを満たす入射光線の径を求めようとしています。
レンズは無限補正のものを使用しております。
求める径をＤとしたとき
Ｄ＝２＊ｆ（焦点距離）＊ＴＡＮ（ＡＳＩＮ（ＮＡ））
で良いでしょうか。
Ｆ＝Ｆｅ（実行ＦＮｏ）のときＦ＝１／（２＊ＮＡ）、Ｆ＝ｆ／Ｄから
Ｄ＝２＊ｆ＊ＮＡ とするとＤの値が一致しないので困っています。
単純なことなのでどこかにひどい勘違いがあるのだと思います。
宜しくご教授下さい。

> Ｄ＝２＊ｆ（焦点距離）＊ＴＡＮ（ＡＳＩＮ（ＮＡ））

レンズの主面を平面と考えると、この式が正しそうに思えますね。
しかし、顕微鏡対物レンズなどのように、コマ収差が補正してあるレンズでは、レンズの主面が曲がっているのです。
物側主面は物点を中心とした球面、像側主面は像点を中心とした球面となっています。
従って、この式は正しくありません。


> Ｆ＝Ｆｅ（実行ＦＮｏ）のときＦ＝１／（２＊ＮＡ）、Ｆ＝ｆ／Ｄから
> Ｄ＝２＊ｆ＊ＮＡ

この式が正解です。
本サイトのＱ＆Ａコーナーの 「[162]立体角とFナンバーの関係」も参考にしてください。

ご回答有難うございました。
危ないところでした。もう少し勉強してみます。

聞きたいことがあります。
カメラにはレンズがついていて,必ずそのレンズ特有のゆがみがありますよね。例えば,方眼用紙とか長さの決まったものをカメラで撮ると,カメラで撮った画像にはゆがみが生じていて,長さは一様でなくなっています。そのとき補正をすると思うのですが,ゆがんだ座標から元の正しい座標の変換の仕方とかありますか？その詳しいメカニズムを教えてください。

本コーナーの投稿 No.241 「歪曲収差の除去について」をご覧下さい。

初歩的な質問で恐縮です。
レンズを有限距離で使う場合の物体距離と像距離の関係について
質問します。
たとえば像距離が�冀だけ変化したとき物体距離の変化量�兮はどの
ように算出されますか。
倍率Ｍの関係式があったように思いますがどうにも見つかりません。
宜しくお願いします。

> 像距離が�冀だけ変化したとき物体距離の変化量�兮

両者が微小距離の場合、�冀／�兮は縦倍率と呼ばれます。
縦倍率は横倍率Ｍの２乗ですので、
�兮＝�冀／（Ｍ＾2）
と表されます。

レス有難うございます。
> �兮＝�冀／（Ｍ＾2）
この式でＭ＝０．００１とした場合、�冀＝０．００１ｍｍとしても
�凾≠ﾍ１０００ｍｍになりますが、この程度の倍率でも上記の式は
成り立つのでしょうか。焦点距離によっては�凾＝р≠ﾆ言うような
場合がありますか？

> この式でＭ＝０．００１とした場合、�冀＝０．００１ｍｍとしても
> �凾≠ﾍ１０００ｍｍになりますが、この程度の倍率でも上記の式は
> 成り立つのでしょうか。

成り立つはずです。
この式は、被写界深度を表しているのではなく、近軸結像を表しているからです。

現実には、被写界深度内であれば、�凾≠ﾍ無視できるようになります。

こんにちは。今、以下のようなことを考えています。
蛍光板から出た光をファイバーオプティックプレートにあて、そこから出た光を集光したいと考えています。
ZEMAXでこのような設計をしたいのですが、
�@ある強度分布を持った光源(点光源)の設定は、どのようにすればいいのでしょうか？
�Aフィルターの設定と強度分布を持ったフィルターの設定は、どのようにすればいいのでしょうか？

> �@ある強度分布を持った光源(点光源)の設定は、どのようにすればいいのでしょうか？

点光源の強度分布とは、配光分布（出射角度による光強度分布）のことでしょうか？


> �Aフィルターの設定と強度分布を持ったフィルターの設定は、どのようにすればいいのでしょうか？

フィルターの設定とは、波長によって透過率が異なる特性を反映したいとの意味でしょうか？
強度分布とは、フィルターの場所によって透過率が変化するとの意味でしょうか？

> 点光源の強度分布とは、配光分布（出射角度による光強度分布）のことでしょうか？

そうです。出射角度ごとに、配光分布とりたいと考えています。
出射範囲としては、180度全域です。

> フィルターの設定とは、波長によって透過率が異なる特性を反映したいとの意味でしょうか？

説明不足ですみません。
ZEMAX上で、任意のフィルターの設定方法が知りたいと思っていました。その中でも、場所によって透過率が変化するフィルターの設定がしたかったので。

> 強度分布とは、フィルターの場所によって透過率が変化するとの意味でしょうか？

はい。

1. ZEMAXでは配光分布の細やかなコントロールはできません。
General → Aperture → Apod.Type　で配光分布タイプとそのファクターをコントロールできるだけです。

2.　私の知識では、ZEMAXでは場所によって透過率が変化するフィルターは扱うことができません。（部分遮光はできますが）

　記録媒体としてレーザを使わない計算的に行えるコンピュータ合成ホログラムの構造と、作成方法を詳しく教えてください！！なかなか参考文献が見当たらないので難儀しています。よろしくお願いします。

　フーリエ変換について教えてください。
また、光学実験で使用する場合、フーリエ変換レンズはどのように構成したらよいのですか？フーリエ変換の構造や特性を教えてください。

フーリエ変換とは、対象物がどのような周波数成分からできているか分析する手法です。

多くのレンズは像を作るために使用されます。「結像」とは、１点からいろんな角度に放出された光が再度１点に集まる現象です。
一方、下図のようにレンズの前側焦点に対象物を置くと、対象物の１点（たとえばＡ点）から出た光は平行光になるだけで、結像はしません。
しかし、下図の後側焦点面を見ると、対象物から出射した角度θに応じて高線が集まっていることがわかります。つまり、このレンズの後側焦点面の光量分布を調べれば、対象物からの出射角度分布を知ることができます。

ところで、対象物をコヒーレントな光で透過照明した場合、対象物からの出射角θは、
θ＝arcsin（ｍλ／P）
と表されます。
ここで、ｍは回折次数、λは光の波長、Pは対象物の微細構造のピッチです。
つまり、対象物に細かな構造があるほど、光の出射角が大きくなります。

ですから、対象物の出射角度分布を調べることは、とりもなおさず、対象物の構造を周波数分析していることになります。
このような用途で使われるレンズを「フーリエ変換レンズ」と呼んでいます。

なお、sinθと像高ｙが比例していると解析に便利なので、フーリエ変換レンズの多くは
ｙ＝ｆ・sinθ
という特性のレンズが使われています。

フーリエ変換レンズについてありがとうございました。
実際フーリエ変換レンズを作る場合はレンズの組み合わせで出来るのかと言う疑問は残りますが、理論的にはわかりました。

レンズ屋さん、丁寧な解説ありがとうございます。

理解できました。

「フーリエ変換レンズ」という名前ですが、実際にはレンズがフーリエ変換しているとは言い難い状態ですね。(^^;

＞ところで、対象物をコヒーレントな光で透過照明した場合、対象物からの出射角θは、
＞θ＝arcsin（ｍλ／P）
＞と表されます。

フーリエ変換を本当に行っている部分はここですね。

もう一つ私が誤解していたのは、微細な構造（光の波長オーダー）のフーリエ変換であって、決して一般画像（風景とか人物とか）のフーリエ変換をするのではないことですね。

一つ賢くなりました。ありがとうございました。

フーリエ変換レンズってどういう物ですか？
画像を入力すると、その空間周波数成分に対応した
レベルが出力される？？？ってことですか？
そんな奇妙な光学系って作成できるのでしょうか？
疑問だらけです。誰か解説して下さい。お願いします。

初めまして、大学の卒業研究でレーザ光（直径約２mm）をシート状に広げるためにシリンドリカルレンズを使用しようと思っているのですがいろいろな焦点距離やサイズがあって何を選べばよいかわかりません。
レーザ光源から供試体の位置まで約７００mmで４０mmにレーザ光を広げたいのですが。
また，何枚かのレンズを組み合わせた方が良いのでしょうか？
教えてください.
よろしくお願いいたします。

レンズに入射するビーム径をＡ
供試体におけるビーム径をＢ
レンズの焦点距離をｆ
レンズから供試体までの距離をＬ
とすると、
凹レンズの場合は、　Ａ／ｆ＝Ｂ／（ｆ−Ｌ）
凸レンズの場合は、　Ａ／ｆ＝Ｂ／（Ｌ−ｆ）
という関係が成立します。

たとえば、
Ａ＝２ｍｍの場合、
ｆ＝−３０ｍｍの凹レンズなら、Ｌ＝５７０ｍｍでＢ＝４０ｍｍ、
ｆ＝３０ｍｍの凸レンズなら、Ｌ＝６３０ｍｍでＢ＝４０ｍｍ
となります。
下図は、凹レンズを用いた場合の光路図の一部です。

ところで、
ｆとＡの比をＦナンバーといいます。
上記の場合、Ｆナンバーは１５になります。
この程度大きなＦナンバーなら収差は小さいので、単レンズで十分です。

なお、上記構成の場合、シリンドリカルレンズのパワーがない断面内では光は２ｍｍ径のままです。（集光していません）
また、供試体に当たる光は発散光です（平行光ではありません）。

お返事有難うございました。

もう一つ質問なのですが、先日ガラス棒を使って仮実験してみたところシート状には広がったものの、中心部分の光が強く外側が弱くなってしまいました。
シリンドリカルレンズを使用することにより、全体を一定の強さに広げることができるのでしょうか？良い方法があったら教えて下さい。

> 先日ガラス棒を使って仮実験してみたところシート状には広がったものの、中心部分の光が強く外側が弱くなってしまいました。

ガラス棒の直径はどれくらいでしたか？

ガラス棒の直径は5mmでした。

供試体上の光強度分布は、原則として、元ビームの断面強度分布と相似になります。
従って、元ビームがガウス型の断面強度分布なら、供試体上の光強度分布もガウス型になります。（つまり、周縁照度は低下します）

ただし、ビームを広げるレンズによっては、相似形より周辺照度がさらに低下する場合があります。
私が計算したところでは、φ５ｍｍのガラス棒にφ２ｍｍの均一ビームを入射させたとき、このガラス棒から１００ｍｍの位置で、周縁照度は中心より３０％低下します。

φ５ｍｍのガラス棒の焦点距離は約４ｍｍなので、φ２ｍｍのビームを入射させた場合のＦナンバーは２です。
Ｆナンバーを大きくすれば、供試体上の光強度分布は入射ビームの断面分布と相似になっていきます。

有難うございました。
今、5×10mm(焦点距離20.0mm)の凸レンズを購入しようとしているのですが、それでうまくシート状に広げ均一の光の強さを得ることができるのでしょうか？
本当に一枚のレンズで大丈夫でしょうか？

焦点距離２０ｍｍなら、φ２ｍｍのビームを入射したときのＦナンバーは１０ですので、Re^5 で記載した「レンズに起因する周縁照度低下」はほとんどありません。
しかし、入射ビームがガウシアンなら、供試体上の光強度分布は均一になりませんので注意してください。

ガウシアンと言うのはどういうのもなのでしょうか？何もわからないものですいません。
実際に使用しているレーザは赤色で、NECのたぶん古いものでよくわかりませんが、Arレーザではないかと思います。

ガウシアンとは、断面強度分布がガウス分布状になっているビームのことです。
レーザーから出射したビームはしばしばガウシアンになっていますので確認してください。

レンズを数枚使用して、シート状に広げている例があるのですが、そうする利点は何なのでしょうか？

> レンズを数枚使用して、シート状に広げている例があるのですが、そうする利点は何なのでしょうか？

私にはわかりません。

　はじめまして！さっそくご教示いただきたいのですが、デジタルビデオカメラに専用の望遠レンズ（約２倍）を付けて撮影したいのですが、そのときの焦点距離は付けないときと比べると変わってくるのでしょうか？
　もし、２つ以上のレンズを付けたときの焦点距離を求める式というものがあれば教えてほしいのですが...

ご質問内容がよく理解できませんでした。
「望遠レンズ」とおっしゃっているのは、ひょっとして「テレコンバーター」のことでしょうか？

　ええ、そうです！テレコンバーター（倍率を２倍とする）を付けると付けないときと比べると焦点距離が変わるのでしょうか？
　例えば対象物から距離５０ｃｍ離れた所から何も付けないで撮影したいとします。ここで、対象物を２倍の大きさで見たいので、同じ距離５０ｃｍ離れた所からテレコンバーターを付けて撮影したとき、（テレコンバータの厚みの分だけ対象物から距離は短くなるが、ビデオカメラの位置は変えない）対象物の像は、何も付けないときのちょうど２倍になるのでしょうか？それともテレコンバーターをつけることで、もともとのビデオカメラレンズの焦点距離が変わってくるのでしょうか？

２倍のテレコンバーターを付けると、焦点距離は元の２倍になります。

焦点距離が２倍になると遠方の被写体は２倍の大きさに写ります。
しかし、近距離の物体は２倍の大きさには写りません。
撮影倍率は、レンズから被写体までの距離にも依存するからです。

はじめて投稿します。CCDとローパスフィルターについて勉強を行いたいと考えています。
そこで早速ですが、CCDを使用する際、ローパスフィルターを使用しないと、モアレ縞が発生しますが、何故発生するのかいまいち理解できません。それから、ローパスフィルター自体、どの様な特徴がありどの様な機能をCCDに果たしているのか理解できません。
私は、CCDとローパスフィルターに関しては素人です。
何方か、解りやすく教えていただけませんか？
宜しくお願いします。

世の中には不思議なことがたくさんありますが、モアレもそのひとつです。
下図は細い縦の平行黒線群を様々な角度で２枚重ねた図形です。
本来、ただの縦線群のはずなのに、不思議なことに粗い横縞が見えますね。
これがモアレです。

モアレのピッチＰは、
Ｐ＝λ／θ
で表されます。
ここで、
λは細線のピッチ
θは、重ね合わせ角度（ラジアン）
です。
従って、
θ＝１°なら、細線ピッチを６０倍に
θ＝２°なら、細線ピッチを３０倍に
拡大した太縞が見えます。

モアレが発生する理由は、Rayleigh卿が次のように明快に述べています（注）。
「不透明な部分同志と透明な部分同志がそれぞれ重なり合う場所は、１組の格子による遮光効果を２倍したのに比べて、平均的な意味で光のもれが大きく、その結果明るく見える。」
（注）光の鉛筆 21講（鶴田匡夫著、新技術コミュニケーションズ1985年初版、4,800円＋税）より転載

ところで、下の図形をよく見ると、細縞や太縞の表示にやや乱れがあることがわかりますね。これはあなたが今これを表示している装置（CRTや液晶）が、縞とモアレを起こしているのです。表示図形のピッチが細かくなって、表示装置の表示ピッチ（画素）に近づくとこのようにモアレが生じます。

同様のことが、撮影する場合も起こります。像の細かな模様がCCDの画素ピッチに近づくと、実在しない粗い縞が見えてしまうのです。白黒細縞のネクタイをテレビで見たとき、粗く色づいた縞が見えた経験がある方は少なくないでしょう。

このようなモアレを低減するため、CCDの前にローパスフィルターを設置することが行なわれています。ローパスフィルターは特定の空間周波数以上の周波数成分をカットする機能があるため、モアレを低減させることができます。
CCDの画素ピッチをｐとするとナイキスト周波数は 1/（2ｐ）になるので、通常この空間周波数以上の成分をカットするようなローパスフィルターが選ばれます。

ゼイマックスでのファインダー設計のやり方を教えてください。
ファインダーはケプラータイプのズームファインダーです。
以上よろしくお願いします。

ファインダーなどのアフォーカル系を設計する場合は、アフォーカル系からの出射光を理想レンズ（Paraxial Surface)で集光させ、その像面で収差が少なくなるようにアフォーカル系を最適化することが多いようです。

> ファインダーなどのアフォーカル系を設計する場合は、アフォーカル系からの出射光を理想レンズ（Paraxial Surface)で集光させ、その像面で収差が少なくなるようにアフォーカル系を最適化することが多いようです。

どのように理想レンズを作れば良いのですか？

その際の注意点は？

> どのように理想レンズを作れば良いのですか？

ZEMAX の Lens Data Editor の Surface Type 欄をダブルクリックして、Surface Type を Paraxial にすれば、理想レンズになります。

> ファインダーなどのアフォーカル系を設計する場合は、アフォーカル系からの出射光を理想レンズ（Paraxial Surface)で集光させ、その像面で収差が少なくなるようにアフォーカル系を最適化することが多いようです。

> ファインダーなどのアフォーカル系を設計する場合は、アフォーカル系からの出射光を理想レンズ（Paraxial Surface)で集光させ、その像面で収差が少なくなるようにアフォーカル系を最適化することが多いようです。

どのよう理想レンズを作ればよいのでしょう？
それと、その際の注意点は？

レーザーを光源として照明（ケーラー照明）をする場合、どのような光学系を構築したらよいのでしょうか？
どのような情報が他に必要なのかわからないので、質問が漠然としすぎているかと危惧いたしますが、よろしくお願いいたします。

> レーザーを光源とした照明（ケーラー照明）

ケーラー照明の原理図は下図の通りです。
1.　第１レンズの焦点距離は、第２レンズ位置で光が集光するように選びます。
2.　第２レンズは、第１レンズと第３レンズが共役（物と像の関係）になるようにします。
3.　第３レンズは、第２レンズと結像レンズの入射瞳（絞り）が共役になるようにします。
4.　被検面は、第３レンズ近傍に設置します。
5.　結像レンズは、被検面と像面が共役になるよう配置されています。
下図の赤い線が、上記関係の1.と3.を表しています。
下図の緑の線が、上記関係の2.と5.を表しています。

光源がレーザーの場合も基本配置は同じだと思いますが、何か気になる点がありますか？

光学の勉強をしているのですが、平行光というものがいまひとつピンと
こないので、教えてください。
レンズの焦点距離の位置に点光源を置くと、レンズ通過後は平行光にな
ると思うのですが、この平行光を別なレンズ（レンズＢ）で集光したら、
レンズＢの焦点距離の位置にはもとの点光源の像が出来ると思うのです
が、正解でしょうか？もしそうであれば、最初のレンズとレンズＢの距
離は結像には関係なくなると思うのですが。また、そのときの倍率はど
の様になるのでしょうか？
質問ばかりですいません。ご教授お願いします。

> レンズの焦点距離の位置に点光源を置くと、レンズ通過後は平行光になると思う

正しいです。

> この平行光を別なレンズ（レンズＢ）で集光したら、
> レンズＢの焦点距離の位置にはもとの点光源の像が出来ると思う

正しいです。

> もしそうであれば、最初のレンズとレンズＢの距
> 離は結像には関係なくなる

正しいです。

> そのときの倍率はどの様になるのでしょうか？

倍率は、
ｆＢ／ｆＡ
で表されます。
ここで、
ｆＢはレンズＢの焦点距離、
ｆＡは、最初のレンズの焦点距離
です。

レーザダイオードを使ってマイケルソン干渉計を構成して測長器を作りたい
のですが何か方法はありませんでしょうか。
某メーカーがＤＢＲレーザを使ったものを販売しているのですが、
ＤＢＲレーザとはどのようなものか良く知りません。どなたか入手方法等、ご存知の方はおられませんでしょうか。

たけ様
DBRレーザについてですが、これについて説明するのは大変ですので、簡単に言わせていただくと、単一縦モード発振が安定しているレーザと思ってください。ですから干渉計に向いているのですね。これ以上は半導体レーザについての名著がいっぱいありますので、それで勉強されたほうが良いでしょう。
DBRレーザの購入方法ですが、これは難しいです。OPTRONICS社のバイヤーズガイドオンラインから検索するのが良いとは思いますが、法人でないと購入は難しいかもしれません。もし、他のレーザで良いのならHe-Neレーザという安価で扱いやすいレーザがありますが、これではだめなのでしょうか？

ＭＡＥＤＡ様
早速のご返答ありがとうございます。
ＤＢＲレーザの入手方、難しいとのことですが、調べてみたいと思います。
ところでＨｅＮｅレーザの件なのですが、一般のものは可干渉距離があまり
長くないと言うことをｗｅｂ上で見ました。マイケルソン干渉計の場合、
光路長の違いが可干渉距離以上ならば干渉縞が発生しなくなるのではないで
しょうか。
光路長の違いってビームスプリッタで分割された２つの光が受光センサ
に届くまでの距離の違いのことですよね。
私の場合、１ｍ先のコーナーキューブの変位量を測りたいので、片方の光は
約０．１ｍ、もう片方の光は２ｍ、その差は１．９ｍになります。
その場合、１．９ｍ以上の可干渉距離が必要になるのでしょうか。
何分、超初心者（門前の小僧）なものでよろしくお願いします。

たけ様
なるほど、用途がわかったので納得できます。
まず、可干渉距離というのは、レーザで言えばコヒーレント長というのにあたります。ご存知かもしれませんがレーザは完全な単色ではなく実際には、縦モードという周期的な周波数分布があり、この分布幅がコヒーレント長を短くしています。確かにHe-Neレーザはコヒーレント長が10ｃｍぐらいなので、使えないでしょう。メートル級のコヒーレンス長を持つレーザはArレーザの周波数安定化したものや半導体レーザのシングルモードレーザが一般的です。半導体レーザが何故コヒーレント長が長いのか、He-Neレーザのコヒーレント長が何故短いか？は割愛させていただきます。
さて、DBR,DFBレーザを扱う時ですが、レーザの専用電源や冷却素子が必要となります。半導体レーザシステムのカスタム品を扱う会社があるのでそういったところを当ってみるのが良いでしょう。

ゼイマックスで２郡ズームレンズを設計していまして、
無限での性能が出たので、近距離撮影も同時に押さえようと思うのですが。
どのように距離情報のパラメーターを指定するのかわかりません。

ご教授お願いします。
またその際の注意点は？

以上よろしくお願いします。

物点距離、レンズ間隔、像面距離などのようなレンズデータの一部が変る場合は、Multi Configuration を使うと便利です。

はじめまして。
外観基準に関するMIL規格について教えてください。

Q&AコーナーNO.202において、「キズの幅が80μｍのとき、80と表示・・・」とありますが、エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社のカタログの「キズ-ブツ簡易判定プレート」の紹介文では、「"80-50"は・・・近似的に8μm・・・」とあります。他のカタログや文献を調査したところ、同様に２種類の表現あることを確認しています。この場合、どちらが正しいのでしょうか？または理由があってどちらも正しいのでしょうか？

MIL規格の参考文献の紹介でも結構ですので、よろしくお願いします。

> Q&AコーナーNO.202において、「キズの幅が80μｍのとき、80と表示・・・」とありますが、エドモンド・サイエンティフィック・ジャパン社のカタログの「キズ-ブツ簡易判定プレート」の紹介文では、「"80-50"は・・・近似的に8μm・・・」とあります。

私もどちらが正しいのかわからなくて混乱しています。

1.　手元にあるエドモンド社の「キズ・ブツ簡易判定プレート」のキズをルーペで観察してみると、160のものが約0.16ｍｍ幅に見えます。ですから、スクラッチ80とは、80ミクロン幅のキズのように思われます。No.202の記述もこれを元にしたものでした。

2.　しかし、エドモンド社やメレスグリオ社のカタログには、スクラッチ80とは8ミクロン幅の傷だと記載してあります。

手元にMIL規格書がないので、正しいことがわかりません。
ご存知の方がいらっしゃいましたら教えてください。

私も混乱している一人ですが、今までの調査結果を示します。
なお私もまだＭＩＬ規格は読んでませんので、記載内容が誤っている可能性があります。御承知置きください。

私の結論は次の通りです。
スクラッチ：幅を１／１００００ｍｍ単位で示したもの。よってスクラッチ８０とは８μｍ幅の傷です。（実は“およそ”８μｍと云わねばならないようです。）
ブツ（ディグ）：直径を１／１００ｍｍ単位で示したもの。よってブツ５０とはφ０．５ｍｍです。

出所は次の通りです。
まずエドモンドのカタログについて。
カタログ2001-2002年度版には、
＞ ・・・例として“80-50”は・・・この場合許容し得るキズの最大値は近似的に約8μｍ・・・
となっておりますが、旧カタログ2000-2001年度版には、
＞ ・・・例として“80-50”は・・・この場合許容し得るキズの最大値は近似的に約80μｍ・・・
と、キズの最大値が異なっています。
確認したところ“旧カタログ2000-2001年度版の表記は誤り”とのことです。
（Modern Optical Engineering (Warren J Smith著)で確認したとのこと）
メレスグリオカタログは、英語版と日本語版とで説明が異なっています。
結果的に“８０のスクラッチとは８ミクロン幅”となっていますが、日本語カタログの説明では
＞ ・・・参照スクラッチの幅を１／１００ｍｍ単位で表したもの・・・
とありますが、英語カタログでは
＞ ・・・ in ten thousandths of a millimeter
とあります。
また光学部品メーカ数社に問い合わせたところでは、上記２社のカタログを拠り所にしているようです。
光学素子と機構の検査技法（井上 弘 著、オプトロニクス社）には、MIL-O-13830Aの和訳が掲載されていますが、きずについては良く解かりません。なお別の項目では、“幅をμｍ単位で計測し、その数値をキズナンバーとする”とあります。

以上のように、やはり２種類の解釈があるようですので、ＭＩＬ規格（英文）を見てみないと、納得できません。
どなたが規格を読まれたことのある方がいらっしゃいましたら、真相をご教示ください。

早速の回答ありがとうございました。

どうやら原文を取り寄せて、調べるしかないようですね。
詳細がわかり次第、書き込みしたいと思います。
（それまでに、情報をお持ちの方がいましたらよろしくお願いします。）

少しずれるのかもしれませんが、例えば単レンズの傷の幅の許容値が60μmと6μmでは一般的にどの程度、歩留まり（加工上の難易度や工程）が変わるのでしょうか？

> 少しずれるのかもしれませんが、例えば単レンズの傷の幅の許容値が60μmと6μmでは一般的にどの程度、歩留まり（加工上の難易度や工程）が変わるのでしょうか？
まず、この規格は傷の幅だけではなく、傷の総長さ等も規定されています。
したがって“単に幅が10倍”というわけではないのです。
歩留まりについては、数値としては解かりませんが、厳しいほど検査工数が増すのは確かです。（コストアップ）
傷を目視で検査できるのと、顕微鏡を使って検査するのとでも、当然違います。
その光学系の使用目的、位置に応じて、できるだけ緩い規格を適用することをお勧めします。

用途として半導体レーザー（波長633〜780nm）の集光系（スポットサイズ5μm以下）に使用することを考えています。
位置や長さにもよると思うのですが光源にレーザーを用いる場合、波長に対してキズの幅が広くなると、干渉縞の発生などを考慮する必要があると思いますが、一般的にはどの程度で規定されているのでしょうか？（結構、大丈夫なのでしょうか？）

外観検査基準についてはキズやアワなど同じような形状でも、その他の要因によってケースバイケースで合否が分かれることがあります。いったん、本体に組み込みを行うと交換が容易でないため、必要以上に厳しい公差をつけがちで、コストダウンができずに困っています。

かさねがさね、質問して申し訳ありませんがよろしくお願いします。

> 用途として半導体レーザー（波長633〜780nm）の集光系（スポットサイズ5μm以下）に使用することを考えています。
> 位置や長さにもよると思うのですが光源にレーザーを用いる場合・・・一般的にはどの程度で規定されているのでしょうか？
ご存知と思いますが、光学部品のカタログには、Ｓ/Ｄ＝１０−５、あるいは１０−１０と示されています。
おそらく一般的には、これに準じていると思います。
だだ、“極めて要求度の高いレーザー応用分野”でもこの規格ですので、用途によってはランクを下げたもので試作し、評価してもよいのではと思います。

ありがとうございました。
評価してみます。

メタルハライドランプを用いたファイバ照明装置のカタログのランプ仕様の欄に平均照度が２５０万ルックスと書いてあり、補足として、照度は、ファイバー結束系φ８ｍｍの投光端より２０ｍｍの位置での測定値と書いてあります。ファイバは多成分ファイバでＮＡは０．５７、照射角度は約７０度です。
この場合、ファイバ出力端での放射束（Ｗ）を計算する方法はありますか。あれば是非教えていただきたいのです。
Ｎｏ２１５の質問の測光量と物理量の変換となると思うのですが、いまいち理解が出来ていません。
よろしくお願いします。

> ファイバ出力端での放射束（Ｗ）を計算する方法はありますか。

ファイバ出力端での放射束（Ｗ）を計算するには、まず、ファイバ出力端での光束（ルーメン）を求める必要があります。

光束は、光が当たっている面積（平方メートル）と、その平均照度（ルックス）を掛け合わすことで求められます。上記条件の場合、ファイバから２０ｍｍ位置で光が当たっている面積が不明ですので、これを実測する必要があります。

光束が求まったら、次にその光の分光分布を調べなければなりません。波長によって、光束（ルックス）と放射束（Ｗ）の換算比率が異なるからです。この換算を全波長域で行なって積分すると、全放射束が求まります。もっとも、赤外域や紫外域は換算できませんので、可視域だけの放射束しか求まりません。
実際には、波長毎の換算がやっかいなので、連続スペクトルの光束を放射束に換算するのは面倒です。
ボロメーターを使えば放射束が直接測定できます。

ご回答ありがとうございます。

> 光束は、光が当たっている面積（平方メートル）と、その平均照度（ルックス）を掛け合わすことで求められます。上記条件の場合、ファイバから２０ｍｍ位置で光が当たっている面積が不明ですので、これを実測する必要があります。

光が当たっている面積は、φ３６ｍｍですので、約０．００１平方メートルです。

> 光束が求まったら、次にその光の分光分布を調べなければなりません。波長によって、光束（ルックス）と放射束（Ｗ）の換算比率が異なるからです。この換算を全波長域で行なって積分すると、全放射束が求まります。

光の分光分布は判っているので、波長毎の換算比率を求めたいのですが、この換算比率の計算方法を教えていただけませんか。

> ボロメーターを使えば放射束が直接測定できます。

あまり聞き慣れない名前なのですが、別名ありますか。インターネットで検索したのですが、あまりヒットしません。どこで売られているかご存じでしょうか。

> 光の分光分布は判っているので、波長毎の換算比率を求めたいのですが、この換算比率の計算方法を教えていただけませんか。

各波長毎の光束をＬ（λ）、放射束をＷ（λ）とすると、
Ｌ（λ）＝Ｋ×Ｗ（λ）×Ｖ（λ）
で換算されます。
Ｋはλ＝５５５ｎｍでの換算比で、Ｋ＝６８３（ルーメン／ワット）です。
Ｖ（λ）は比視感度です。λ＝５５５ｎｍで１で、そこから離れると０に近づきます。波長毎の詳しい値はハンドブック等に記載されています。
「光機器の光学�U」（早水良定著、日本オプトメカトロニクス協会）ｐ749の記載によると、JIS Z 8701 のｙバー（λ）の表もＶ（λ）とほとんど同じだそうです。


> ボロメーター
> あまり聞き慣れない名前なのですが、別名ありますか。

別名や販売元は存じません。

ボロメーターとは、入射する光のエネ
ルギーを熱に変えて受光体の温度を変化させ、温度に伴い変化する受光体の物性の変
化（主に抵抗値）を読み取ることにより入射光量を測定する（図2.1 ）。利点はどのよ
うな波長の光にも対応できることであり、欠点は時間分解能の高いものが実現しにく
いことである。

http://plib.phys.nagoya-u.ac.jp/MC/2000/hibi-uir/hibi-u.pdf
から引用させていただきました。



取り扱い業者もオプトロニクス社のバイヤーズガイド
以下のURLでさがせると思います。
http://www.optronics.co.jp/bo/index.html

> > 光の分光分布は判っているので、波長毎の換算比率を求めたいのですが、この換算比率の計算方法を教えていただけませんか。
>
> 各波長毎の光束をＬ（λ）、放射束をＷ（λ）とすると、
> Ｌ（λ）＝Ｋ×Ｗ（λ）×Ｖ（λ）
> で換算されます。
> Ｋはλ＝５５５ｎｍでの換算比で、Ｋ＝６８３（ルーメン／ワット）です。
> Ｖ（λ）は比視感度です。λ＝５５５ｎｍで１で、そこから離れると０に近づきます。波長毎の詳しい値はハンドブック等に記載されています。
> 「光機器の光学�U」（早水良定著、日本オプトメカトロニクス協会）ｐ749の記載によると、JIS Z 8701 のｙバー（λ）の表もＶ（λ）とほとんど同じだそうです。
>
>
> > ボロメーター
> > あまり聞き慣れない名前なのですが、別名ありますか。
>
> 別名や販売元は存じません。

極低温熱量計型粒子検出器というものでしょうか？

はじめまして。

ノンブラウニングレンズについて教えてくださ
い。

原子力関係で使用するＣＣＤカメラ用のレンズは、放射線
被爆すると通常のレンズだと茶色に変色するので、ノンブラウニングレ
ンズなるものを使うが、材質は単なる石英レンズだ、という話しを聞き
ました。
日本ではフジノンに何点かラインアップがあるようですが
、材質が１種類で各種の収差をとるようなレンズが設計できるのでしょ
うか？
それとも特殊な用途ということで画質が悪いのでしょうか？

あるいは、石英レンズ以外にも変色の無いガラス材があって、それ
を組み合わせているのでしょうか？
ＢＫ７や、ソーダガラスベース
の色ガラスは見事に茶色になっているのを見せてもらいましたが、石英
ガラスの単レンズは全く変色していませんでした。
茶色に変色する
原理がなんなのかも含めて、ご存知の方がおられればお教えください。

はじめまして。ＧＲＹＰＳです。

> 日本ではフジノンに何点かラインアップがあるようですが
　フジノンと言うことで出て参りました。

> あるいは、石英レンズ以外にも変色の無いガラス材があって、それ
> を組み合わせているのでしょうか？
　はい、数種類ですが一般光学ガラスとほぼ同じ特性のガラスがあり
ます。通常ガラスに添加物を加えて放射線を受けても黄色くなりにく
い特性を持たせているようです。ただし放射線を受ける前から少し黄
色気味です。

　以前はいくつかのガラスメーカーで製造されていたようですが、現
在はちょっと判りません。多分ショットでは製造されていると思いま
すが。ノンブラウニングですと検索エンジンには余り引っかからない
ようですが、耐放射線ガラスで検索すると引っかかると思います。

> 材質が１種類で各種の収差をとるようなレンズが設計できるのでしょ
> うか？

使用する波長が単一なら、１種類の材料ですべての収差補正が可能です。
複数の波長の場合は、１種類の材料では必ず軸上色収差が発生します。
ノンブラウニングガラスというものが１種類の材料を指しているのか、あるいは同様の性質をもつ一群のガラスを指しているのか、私にはわかりません。


> 茶色に変色する原理

これはソラリゼーションと呼ばれる現象だろうと思います。
紫外線や放射線が当たると、ガラスの中に「色中心（いろちゅうしん）＝カラーセンター」と呼ばれる格子欠陥が発生する場合があります。このような欠陥は光（特に短波長）を吸収し、色付いて見えます。軽微なら黄色、進行すると茶色に見えます。
同じ石英でも、溶融石英は合成石英よりソラリゼーションを生じやすいので、注意が必要です。

はじめまして。
私は大学でCCDカメラを用いた実験を行っているものです。
（物体の衝突現象を撮影しています。画像から位置情報などを取り出したいので、歪みが少ないほうがよいのですが・・・）
質問ですが、レンズの歪曲収差を取り除く良い方法はないでしょうか。
また、歪曲収差の少ないレンズなどがあったら教えていただきたいです。
ちなみに樽型です。
初心者なのでよろしくおねがいします。

> レンズの歪曲収差を取り除く良い方法はないでしょうか。

光学的に歪曲を補正するのはなかなか困難です。
CCDカメラに装着されている撮影レンズは、複数の単レンズを巧みに組合せて像のボケを小さくし、かつ歪曲が小さくなるよう設計されています。
レンズを付加して歪曲を補正しようとしても、他の収差バランスがくずれて像のボケが増すおそれがあるのです。

私は、画像処理で補正する方法をお奨めします。


> また、歪曲収差の少ないレンズなどがあったら教えていただきたいです。

これも難問です。
多くのメーカーは歪曲収差の値を公表していないためです。
http://www.schneideroptics.com/
のように歪曲収差のデータを公開しているメーカーのレンズから選択するのが効率的かもしれません。

お答えありがとうございます。

> 私は、画像処理で補正する方法をお奨めします。

画像処理で補正するというのは、ザイデルの式に基づいて（確か歪曲収差は画角の3乗(ｋθ^3)に比例すると記憶しているのですが）、係数(k)を決めて補正曲線を求めるということですか?

画像処理で補正するとは、
1.　使用しているレンズで方眼紙などを実写して歪曲収差を実測し、
2.　実測した歪曲収差を補正するような座標変換テーブルを作成
するようなことを想定しました。

これは、本サイトのQ＆Aコーナーの No.186 でも話題になったことがことがあります。ご参考まで。

ありがとうございました。
早速参考にさせていただきます。

また何かあったらよろしくお願いします。

NO.186で質問しましたohbaです。

苦労して、とりあえずできた歪曲収差補正方法を掲載しますので参考にして下さい。

説明の前提として、取り込んだ画像がパソコン等に表示できるものとします。
また１画素、１画素の座標値が読み取れる必要があります。

【光軸中心を求める】
１．カメラの前に、正方格子模様のチャートを置いて撮影できるようにします。
　　そのチャートは、X,Y,Z方向に、さらにX,Y,Zを軸とした回転の合計６つの微調整が
　　できるような光学ベンチ等にセットします。
２．まず、正方格子の横方向（X方向）の直線に注目し、一番真っ直ぐに近い横線に注目します。
　　取り込んだ画像の注目した横線の上にオーバーレイで真っ直ぐな直線を引きます。
　　もし、注目した横線が光軸を通っているのであれば、オーバーレイの直線と重なります。
　　光軸を通っていなければ、曲線になっているため重なりません。
３．注目した横線が、直線に近づく方向に（上下Y方向）にチャートを動かします。
　　２．にもどって同様にチェックします。
４．２．３．を繰り返して注目した横線が真っ直ぐになるまで繰り返します。
５．今度は正方格子の縦方向の直線に注目して、２．３．４．と同じ方法で
　　チャートを横方向（X方向）に動かして注目した縦線が真っ直ぐになるように
　　調整します。
６．真っ直ぐになった注目した縦線と横線のクロスする点が光軸中心です。
　　この座標を記録します。
　　
【歪曲収差係数を求める】
歪曲収差係数（k）は一定ではない場合がありますので、3次〜5次の近似式で求めました。

７．次は、正方格子ではなく、中心から等距離（例えば２０ｍｍづつの同心円上）に点を
　　描いたチャートを用意します。この点は一方向ではなく、横方向、縦方向、斜め方向に
　　に描いておいた方が誤差を少なくすることができます。（添付画像参考）
８．光学ベンチから正方格子チャートをはずして、７．のチャートをセットします。
　　この時チャートの中心が６．で求めた光学中心にくるように調整します。
９．次にカメラとチャートが正対するように調整する必要があります。
　　もしカメラとチャートが正対していたら、光学中心から等距離にある点（上下、左右等）
　　までの座標距離は等しくなります。正対していなければ、等しくなりません。
　　座標距離が等しくなるように、X,Y方向、X軸、Y軸を調整します。
　　これで、カメラとチャートが正対しました。
１０．レンズの主点と思われるところから、チャートまでの距離を測定し記録します。
１１．チャートの中心からの各点の座標を読み取って、エクセルで同一距離にある点
　　　（上下、左右、斜め）の平均値をとって、既知の情報（ｆや画素ピッチ）を使って
　　計算し、グラフ表示します。
　　これで、中心からの真の距離（ｙ）と、実際の距離（ｙ’）の関係が明らかになります。
　　θとθ’の関係でもかまいません。
１２．エクセルのグラフの近似式の機能を使って、３次〜５次の近似式を求めます。
　　　0次の項の値が1.0であればｆが合っていると思われます。
１３．この近似式を元に画像変換を行えば、歪曲収差の無い（少ない）画像が得られます。

以上ですが、言葉で説明しているため省略している部分があります。
分かりにくい点があれば質問して下さい。

最後に、歪曲収差係数を求めている画像を添付します。

ohbaさん、貴重な資料を提供していただき、ありがとうございます。

みなさんこんにちは田畑と申します。(おもいっきり初心者です)
私も以前同じようなことを考えたとき、ここある

http://www.ricoh.co.jp/rdc/techreport/No23/
「画像処理による歪曲収差補正とパノラマ画像」

を見つけました。ご参考になれば幸いです。
#ちなみに私は理解できなかったので質問にはお答えできません。
#だれかわかりやすく説明してください(^^;)

はじめまして。こんにちは
質問なのですが、
使用する波長が978ｎｍ、1300ｎｍ、1550ｎｍ・・・・
など様々なタイプの通信用レンズの透過波面収差を評価
したいのですが、これらをＨｅ−Ｎｅレーザーを光源と
する干渉計を使って、なんとか工夫して評価する方法は
ございませんでしょうか。

初心者ですので、よろしくお願いします

> 使用する波長が978ｎｍ、1300ｎｍ、1550ｎｍ・・・・
> など様々なタイプの通信用レンズの透過波面収差を評価
> したいのですが、これらをＨｅ−Ｎｅレーザーを光源と
> する干渉計を使って、なんとか工夫して評価する方法

波長が異なると球面収差やコマ収差も変化します。
ですから、使用波長と異なった波長で透過波面を測定する場合は、原則として一定の収差（球面・コマ）が発生しているのが正しい状態になります。
そこで、ＨｅＮｅレーザーの波長での透過波面設計値を計算しておき、これと比較する方法が考えられます。簡便にはこれでいいと思いますが、ゼロテストでないため、高次の球面収差がたまたま等量重畳していると見逃すことになります。
これを避けるには、nullレンズの利用が考えられます。nullとは、ゼロとの意味で、英語読みではナル、ドイツ語読みではヌルと発音されるようです。Ｈｅ−Ｎｅ波長の光を、nullレンズと被検レンズを通したときに、収差がゼロになるようにnullレンズを設計しておくのです。これなら、被検レンズの欠陥を見逃すおそれがありません。ただし、被検レンズごとに高精度のnullレンズを用意する必要があります。

ＺＥＭＡＸで設計したフレネルレンズの各輪帯の傾きを出す方法ご存知でしたら教えてください。

> ＺＥＭＡＸで設計したフレネルレンズの各輪帯の傾きを出す方法

Analysis メニューには各輪帯の傾きを直接出力するオプションはないようです。

フレネル面を単独で取り出してこれに平行光を当て、
Merit Function Editor
で
RAID
で入射角を調べれば、各輪帯の傾きが表示されます。
PY で輪帯を指定できます。
PYは規格化座標なので、あらかじめ
Entrance Pupil Diameter
を2000等にしておくと換算が便利ですね。

早速の回答ありがとうございます。
やってみます。

　いつもお世話になっております。

　像側ＮＡ：０．３　のレンズをモデル化しました。
その結果、

　FFT　PSF　Cross　Section　で１次回折光の最小値は、
直径：φ５．２５μmでした。

　SpotDiagram　Standard　での　GEO　Radious　は１．４０９μm、つまり、直径：φ２．８２μmでした。

　尚、エアリー径を計算すると、１．２２×λ／ＮＡ（λ＝１μmとして）において　直径：φ４．３３μm　でした。

　ここで、PSFは　回折と収差の双方を考慮した解析結果であると認識しております。
　また、GEO　RAD　は回折は考慮しない収差のみで、
　エアリー径は　回折のみ　とも認識しています。

　では、実際　それらの数値の相関はどのように与えられるのでしょうか？
定義から考えると、

　PSF　＝　GEO　＋　エアリー　

のような気がしますが、実際計算すると、

　５．２５　＝　２．８２　＋　４．３３　

となり、成立しません。

　３者の相関はどう解釈すべきなんでしょうか？

ご教授願いたく思います。

> 　ここで、PSFは　回折と収差の双方を考慮した解析結果であると認識しております。
> 　また、GEO　RAD　は回折は考慮しない収差のみで、
> 　エアリー径は　回折のみ　とも認識しています。

私の認識も同じです。
GEO RAD は、幾何光学的スポットサイズの最大値（外接円半径）です。


> 　では、実際　それらの数値の相関はどのように与えられるのでしょうか？

PSFは、RMS波面収差との相関は高いですが、GEO RAD とのはっきりした相関はないと思います。
しかし、シミュレーション結果を見ると、
GEO RAD がエアリーディスクより小さい場合は、PSF〜エアリーディスク
GEO RAD がエアリーディスクと同じか少し大きい場合は、PSFはエアリーディスクより少し大きめ
GEO RAD がエアリーディスクより相当大きい場合は、PSF算出不可能
になることが多いようです。

ＺＥＭＡＸでガラスカタログにないガラスを入力するためにsolve typeを
modelとして屈折率と分散を手入力していました。ここまでは良かったのですが、多重構成で状態によってガラスを替えたい時にこの手入力のガラスが入れられません。多重構成ではガラスカタログ内のガラスしか使えないのでしょうか？どなたか対処法ご存知でしたら教えて頂けませんでしょうか？

Mil形式での入力ではどうでしょか？
nd=1.517, Vd=64.0なら

517640 と入力します...

#初心者なので筋違いならごめんなさい

> Mil形式での入力ではどうでしょか？

おお、これでバッチリできました。
ありがとうございます。

> > Mil形式での入力ではどうでしょか？
>
> おお、これでバッチリできました。
> ありがとうございます。
>
ありがとうございました。
これで設計続行できます。

> 多重構成で状態によってガラスを替えたい時にこの手入力のガラスが入れられません。

私も試してみましたが、Multi config では、modelガラスは使えないようですね。

> > 多重構成で状態によってガラスを替えたい時にこの手入力のガラスが入れられません。
>
> 私も試してみましたが、Multi config では、modelガラスは使えないようですね。
>
自分でガラスカタログを作ってしまえば良いのでしょうか？具体的にどうすれば作れるのかまだ解りませんが。ちなみに入れたいガラスはＺＥＯＮＥＸです。

ガラスの登録は以下の要領で行ないます。
1.　Glass Catalog を開く（ これで Glass Catalog ダイヤログが開く）
2.　登録する Catalog を選択する
3.　Fit Data ボタンを押す （ これで Fit Index Data ダイヤログが開く）
4.　波長と屈折率を記入する（Schott式の場合、6波長以上必要）
5.　Fit ボタンを押すと、最小二乗法で式の係数を求めてくれます
6.　ガラス名を記入してAdd to catalog ボタンを押す
7.　EXITボタンを押す（これでFit Index Data ダイヤログが閉じる）
8.　Saveボタンを押してEXIT （これでGlass Catalog ダイヤログが閉じる）

はじめまして。
ただ今、マイクロレンズについていろいろ調べてるんですが
現段階で切削・研削やリソグラフィ、イオン交換（セルフォック）、などというものがあることが分かりました。僕が知りたい事はマイクロレンズ製造法で各製造法の長所と短所についてです。（生産効率・コスト・環境面etc）企業のHPでは短所はあまり述べてくれませんので（笑）。たくさんの方からどんなことでもよろしいのでお聞きできればと思っています。よろしくおねがいします。

マイクロレンズ製造法で各製造法の長所と短所について


私にはわかりません。

　お世話になります。
数多くのご教授頂きありがとうございます。
　度々すいませんが、またご教授お願いいたします。

　モデルとして。
Field設定
Ｘ，Ｙ＝０，０の物点をレンズで集光しています。

　その集光結果を、
SpotDiagram　Standard　で解析したところ、
同解析表中　下欄に
GEO　RADIOUS　という項目がでてきました。

この　GEO　RADIOUS　の数値の示す意味は何になるんでしょうか？
　無論、点像のボケ量であると思うんですが、通常　無収差光学系
においても、点光源の点像は　１．２２λ/ＮＡ（像空間）：＜強度範囲８６％において＞に広げられると認識しております。

　つまり、実際の点像は　この　GEO　RADIOUS　＋　１．２２λ/NA　と考えるべきなんでしょうか？
　それとも、GEO　RADIOUS　は既に　この１．２２λ/NA　が考慮されているんでしょうか？
　また、全く別定義があるんでしょうか？　

　ご回答よろしくお願いいたします。

　

すいません。　
無収差光学系をモデル化してみたら　GEO　RADIOUS　は　ゼロ　になりました。　どうやら回折は無視されているみたいですね。
　失礼致しました。

　ここで、
回折を考慮させるなら、FFT　Point　Spread　Function　で解析すると思われますが、同解析には、点像直径が示されてません。
　回折考慮の点像直径はどう評価すべきなんでしょうか？

> どうやら回折は無視されているみたいですね。

その通りです。
GEO　とは、Geometric、つまり、幾何光学のことを指しています。


> 　回折考慮の点像直径はどう評価すべきなんでしょうか？

ZEMAXは、回折を考慮した点像サイズは直接表示できないようです。

私は、Huygens Point Spread Function　を利用しています。
この Settingダイヤログボックスで、
（Image Sampling−１）× Image Delta
が表示サイズ（単位：ミクロン）になるようです。
この表示サイズと点像サイズの比較で私は点像直径を調べています。

先日フィルターに関して色々伺いましたが，今回もフィルターのことで
疑問点が出てきてしまい，質問させていただきます．レーザー光をカメ
ラに入れる場合，どの程度減衰させればよいのでしょうか？照明の光だ
と450〜1500luxで最近では1000lux程度が良いとかかれているのですが
，照明光ではなく実験光なので，はっきりとレーザーがここに当たって
るよ〜ということを確認できるようにしたいのです．また，レーザーに
はluxは使えないというか変換式なるものはありますが，普通はluxは使
わないのでそこのところの解釈などどうすればよいかと思案していると
ころです．何か良いアドバイスを頂きたいので，宜しくお願いいたしま
す．

測光量の「光束」と、物理量の「エネルギー」の変換が必要な場合は、次の手順を踏みます。
まず、λ＝５５５ｎｍでは、１Ｗが６８３ルーメンに相当します。
次に、使用波長に対する視感度を調べます。これは人間の目の分光感度のことで、光学関係のハンドブックなどに掲載されています。λ＝５５５ｎｍに対し、使用波長では半分の視感度になっていれば、１Ｗのエネルギーは３４２ルーメンの光束に相当するわけです。
１ルーメンの光束で１ｍ×１ｍの面積を照明すると１ルクスになりますので、照射面積を考慮すれば照度を推定できます。

近軸光線追跡のプログラムにおいて、sinθ=θと考えてプログラムを進めていきますが、そこで、sinθ=θとおけるθであるかを判別するようにプログラム内に条件を与えたいのですが、どのように条件をおけばよろしいでですか？tangentの場合も教えてください。

> sinθ=θとおけるθであるかを判別するようにプログラム内に条件を与えたいのですが、どのように条件をおけばよろしいでですか？tangentの場合も教えてください。

これは許容誤差εを規定する必要があります。
sinθ＝θーθ＾3／６+・・
tanθ＝θ＋θ＾3／３＋・・
ですから、第１項と第２項の比がε以下なら、置換可能ということになります。

たとえば、ε＝1E-5なら、
θ＜0.008rad＝0.4deg まで sinθ＝θとみなせ、
θ＜0.006rad＝0.3deg まで tanθ＝θとみなせることになります。

> > sinθ=θとおけるθであるかを判別するようにプログラム内に条件を与えたいのですが、どのように条件をおけばよろしいでですか？tangentの場合も教えてください。
>
> これは許容誤差εを規定する必要があります。
> sinθ＝θーθ＾3／６+・・
> tanθ＝θ＋θ＾3／３＋・・
> ですから、第１項と第２項の比がε以下なら、置換可能ということになります。
>
> たとえば、ε＝1E-5なら、
> θ＜0.008rad＝0.4deg まで sinθ＝θとみなせ、
> θ＜0.006rad＝0.3deg まで tanθ＝θとみなせることになります。

許容誤差εの値は、自由に決めていいというわけではないと思いますが、どのように決定すればいいのですか?

> 許容誤差εの値は、自由に決めていいというわけではないと思いますが、どのように決定すればいいのですか?

目的によります。
近軸追跡を行なう目的、実光線追跡との差がもたらす効果を考慮して決めてください。
ＺＥＭＡＸなどの市販プログラムでは、近軸追跡値は焦点距離やガウス像面位置などの近軸値を求めるときに用いています。
実光線追跡の替わりに使う場合は、屈折面数や求める像質によって必要なεが異なり、やっかいです。現代のパソコンの計算能力なら三角関数計算を避ける実益は少ないように思います。

> > 許容誤差εの値は、自由に決めていいというわけではないと思いますが、どのように決定すればいいのですか?
>
> 目的によります。
> 近軸追跡を行なう目的、実光線追跡との差がもたらす効果を考慮して決めてください。
> ＺＥＭＡＸなどの市販プログラムでは、近軸追跡値は焦点距離やガウス像面位置などの近軸値を求めるときに用いています。
> 実光線追跡の替わりに使う場合は、屈折面数や求める像質によって必要なεが異なり、やっかいです。現代のパソコンの計算能力なら三角関数計算を避ける実益は少ないように思います。

近軸光線追跡を行う際に使おうと思っています。そして、レンズの最終面の方向余弦と座標を求める時のsin,tanの近似の時に使いたいのですが、εの値はどうなりますか？

> レンズの最終面の方向余弦と座標を求める時のsin,tanの近似の時に使いたいのですが、εの値はどうなりますか？

近軸追跡の場合は、θの値がいくら大きくても
θ＝sinθ＝tanθ
と考えて支障ありません。

> > レンズの最終面の方向余弦と座標を求める時のsin,tanの近似の時に使いたいのですが、εの値はどうなりますか？
>
> 近軸追跡の場合は、θの値がいくら大きくても
> θ＝sinθ＝tanθ
> と考えて支障ありません。

何度も質問に答えて頂き有り難うございました。とても参考になりました。

始めまして。
MTF測定で試行錯誤しています。
そこで質問連発
。

�@空間周波数"0"は、例えば真っ白な画面ですよね。でも実
際は周辺減光が
あります。ということは、像高の高い部分は周波数
"0"でもMTF=100%でないのでしょうか？

�ACCD素子を使って結像
を捕らえるばあい、CCDのダイナミックレンジ
を超えないように、
明るい部分には気を使っていますが、
背景はどうなのでしょう？真
っ暗でもかまわないのでしょうか？
光量の少ない部分はデータにな
らないのではと心配になります。

※:私は基本的に電気屋です
。

> �@空間周波数"0"は、例えば真っ白な画面ですよね。でも実
> 際は周辺減光が
> あります。ということは、像高の高い部分は周波数
> "0"でもMTF=100%でないのでしょうか？

周波数０のコントラスト（振幅１００％のキャリブレーション）は、チャートの黒ベタ部と白ベタ部を使って実測します。
これは、各像高ごとに行なうべきで、さもなくば、ご指摘の通り周辺減光の影響を受けてしまうことになります。


> �ACCD素子を使って結像
> を捕らえるばあい、CCDのダイナミックレンジ
> を超えないように、
> 明るい部分には気を使っていますが、
> 背景はどうなのでしょう？

背景はできるだけ暗くすべきだと思います。
ＭＴＦ測定機の開発時には、「暗黒」の作り方で苦心した旨聞いたことがあります。
縫い針を束ねて尖った方から見たり、ガラス管を曲げたりすると理想暗黒が得られるようです。詳細は、「光の鉛筆」（鶴田匡夫著・新技術コミュニケーションズ）35講の「黒」に紹介があります。
なお、ＣＣＤのダーク成分は除去すべきだと思います。

> 周波数０のコントラスト（振幅１００％のキャリブレーション）は、チャートの黒ベタ部と白ベタ部を使って実測します。

周辺減光は無視し、その”点"に注目するわけですね。
同像高(円周)に対し空間周波数="0"が成り立つと理解しました。

> 背景はできるだけ暗くすべきだと思います。
> ＭＴＦ測定機の開発時には、「暗黒」の作り方で苦心した旨聞いたことがあります。
> なお、ＣＣＤのダーク成分は除去すべきだと思います。

最初の質問が説明不足だったかもしれません。
CCDの出力をA/Dして8bit値で扱っています。
CCDカメラのラチチュードは狭いと思います。
図のような場合、赤矢印部分の”山の裾”はデータにならないのでは？
という事です。実際の像より小さいスポット像になるような気がします。
CCDのラチチュード内に入るように光源を調整するのが常識なのでしょうか。
でも、ノイズだらけになるような気がします。

> 図のような場合、赤矢印部分の”山の裾”はデータにならないのでは？
> という事です。実際の像より小さいスポット像になるような気がします。

ＣＣＤの検知下限以下の光が無視されてしまうのは止むを得ません。
ＣＣＤのダイナミックレンジをフルに活かせる光量は必要になります。
また、スポット（スリット像）の大きさは、ＣＣＤの画素に比べて十分大きくなければなりません。ＣＣＤのサンプリング誤差が重畳するからです。このため、被検レンズで作られた像をリレーレンズで拡大することが多いようです。無論、リレーレンズの結像性能は理想的でなくてはなりません。

> ＣＣＤの検知下限以下の光が無視されてしまうのは止むを得ません。

やはり仕方の無いことですか・・・。
実際に測定値がどの程度影響を受けるのか、シュミレーションなどで試してみます。
ご回答ありがとうございました。

　ご教授願います。

ZEMAXにて　

　無限円平行光ビーム　を　レンズで集光したとき　の
デフォーカス方向　ｖｓ　ビーム強度分布　の解析方法は
どうすればいいんでしょうか？

　基本的なことですが、よろしくお願いいたします。

> ZEMAXにて　
> 　無限遠平行光ビーム　を　レンズで集光したとき　の
> デフォーカス方向　ｖｓ　ビーム強度分布　の解析方法は
> どうすればいいんでしょうか？

デフォーカスしながらＰＳＦを調べてみてはいかがでしょうか。

> デフォーカスしながらＰＳＦを調べてみてはいかがでしょうか。

FFT PSF　 と　 Illumination XYschan　はともにImage面の強度分布を示すものと認識しております。
　しかし、両者が異なる結果を示します。
何が違うのでしょうか？　ご教授ください。

> FFT PSF　 と　 Illumination XYschan　はともにImage面の強度分布を示すものと認識しております。

確かに両者ともImage面の光強度分布を示します。
しかし、FFT PSF は、点像の回折像を表し、Illumination XYscanは、面光源による像面照度分布を表しています。
つまり、回折を考慮しているかどうかという点と、物体が点か面かという点で異なります。
点光源から出射した光またはレーザービームを、回折限界まで集光させている場合は、FFT PSF で評価する必要があります。

度々失礼致します。
ZEMAXについて基本的なことで困ってます。

　Illumination　XYScan　を使って　FarField（レンズで集光したFocus位置＋１００mmくらいの位置）の強度分布の解析をしようと思ってます。　ところが実際やってみると、　CANNOT　COMPUTE　RELATIVE　Illumination　といったエラー？出て計算してくれません。　そこで、

�@　このエラーを回避する方法はあるんでしょうか？
�A　通常上記したようなFarFieldの強度分布解析には、何か別のAnalysisを用いるのでしょうか？

　ご教授お願いいたします。

> 　Illumination　XYScan　を使って　FarField（レンズで集光したFocus位置＋１００mmくらいの位置）の強度分布の解析をしようと思ってます。　ところが実際やってみると、　CANNOT　COMPUTE　RELATIVE　Illumination　といったエラー？出て計算してくれません。　そこで、
>
> �@　このエラーを回避する方法はあるんでしょうか？

Relative Illumination は、物面と像面が良好な共役関係になっていないと働かないようです。
そこで、Illumination XY Scan のダイアログボックス中にある、Relative Illumination のチェックを外してください。


> �A　通常上記したようなFarFieldの強度分布解析には、何か別のAnalysisを用いるのでしょうか？

他の手段はないようです。

ご回答誠にありがとうございました。

　図々しくも、もう１点質問させてください。
今度はZEMAXの取り扱いではなく光学の一般的な質問です。

　現在、ZEMAX上にて、

無限遠平行ビームを非球面レンズにて回折限界まで集光しています。
その集光後のビーム強度分布を解析しているわけですが、

　理論上のImage面の強度分布はどうなるんでしょうか？

　簡単な作図（光線密度の計算）で考えると、集光後の広がる等位相波面（曲面）上にて、光線密度は均一になっているように思えます。　
　それを、曲面を平面に変換する過程（つまり、Image平面にした場合）、光軸近傍ほど光線密度は高く、光軸から離れるほど密度は減少すると思ってます。
ただ、そのことを数式で表すまで至っておりません。
　要は、ZEMAXのIllumination計算結果の「確からしさ」の評価をしたくおもっております。

　理論強度分布の数式表現方法があればご教授ください。

> 　理論強度分布の数式表現方法

回折限界では光線密度のような幾何光学的理解は通用せず、フレネル回折理論で取り扱う必要があるようです。それによると、無収差レンズの回折像はエアリーディスクを形成し、その断面強度はベッセル関数で表されるとのことです。
回折理論は難解なので、光学の教科書を参考に、気合を入れて勉強してください。

ご回答ありがとうございました。

もう一つ質問させてください。

　回転対称の光学系（光軸位置にレンズ中心がある１枚レンズ光学系）において、

Illumination　ＸＹScan　の解析結果が、Ｘ方向、Ｙ方向　で微妙に異なります。　回転対称光学系だと、普通　Ｘ方向、Ｙ方向　ともに同じ　解析結果になるような気がしますが・・・。　
　何か、両者に差異を与える因子があるのでしょうか？

> Illumination　ＸＹScan　の解析結果が、Ｘ方向、Ｙ方向　で微妙に異なります。

このオプションは、モンテカルロシミュレーション（光線をランダムに追跡して統計処理する手法）を用いています。
統計誤差が残っているために対称になっていないのだと思います。
光線数を増すと改善されるのではないでしょうか。

最近当サロンの存在を知り、いつも勉強させていただいています。

さて、今回初めて投稿させていただきます。

現在、レーザに関する基礎知識を勉強中ですが、その中で

焦点距離fのレンズで発散角θ00のシングルモードを集光したとき
レンズ焦点面でのビーム径dsは
　　　　　　ds=f・θ00
で表されるとあります。
（永井治彦著、レーザープロレス技術、p.31、オプトロニクス社）

これは、添付図のように幾何光学系の考え方で導出されることは
理解できます。

ただ、ここで疑問点となっているのは、
例えば完全にコリメートされたレーザー光の場合の
スポット径は、この式では表されないのではと思い
少々頭が混乱してきています。

どなたか教えていただけないかと思い、投稿しました。
よろしくお願い申し上げます。

> これは、添付図のように幾何光学系の考え方で導出されることは
> 理解できます。

この理解方法だと、レンズから距離Ｓのところでは、ビーム径が０になりませんか？

私は、レーザービームなどのように回折が絡む現象は、幾何光学での理解を諦めています。
平行にしようとしても平行にならない、絞ろうとしても絞れない、ビーム（光）とは極限においてはそんなグニャグニャしたものだと思っています。

光学素人様、こんにちは。

小生、レーザを生業としているものです。
まず、「完全コリメートされたレーザ光」というのは間違いです。
完全コリメートするには無限遠の距離が必要です。通常コリメートされた
と思っても、あるダイバージェンスが存在します。

レーザの基礎を勉強されることをお奨めします。

特許を調査していまして、自分が使用している非球面式（ゼイマックスのＥｖｅｎ　Ａｓｐの式）とちがう式（「レンズ設計法　松井著」に書かれているコーニックが含まれない式）が条件式に書かれているので比較ができず困っています。

どうすれば　ＥｖｅｎＡｓｐ→　松井先生の非球面の式に変換できますか？

ご教授お願いします。

> どうすれば　ＥｖｅｎＡｓｐ→　松井先生の非球面の式に変換できますか？

松居さんの非球面定義式第１項は、
ｚ＝Ｒ（１−ＳＱＲＴ（１−ｙ＾２／Ｒ＾２））

ZEMAXの非球面定義式第１項は、
ｚ＝Ｃ・ｙ＾2／（１＋ＳＱＲＴ（１−（１＋ｋ）Ｃ＾２・ｙ＾２））
です。

ここで、光軸方向がｚ、光軸と直交方向がｙで、Ｒが頂点曲率半径、
Ｃ＝１／Ｒ
で、ｋが円錐定数です。

さて、どうやったら変換できるでしょうね。

>
> 松居さんの非球面定義式第１項は、
> ｚ＝Ｒ（１−ＳＱＲＴ（１−ｙ＾２／Ｒ＾２））
>
> ZEMAXの非球面定義式第１項は、
> ｚ＝Ｃ・ｙ＾2／（１＋ＳＱＲＴ（１−（１＋ｋ）Ｃ＾２・ｙ＾２））
> です。
>
> さて、どうやったら変換できるでしょうね。

２つの式の形を見るとまったく異なります。そこで級数展開してyの係数を
比較します。最初の式−２番目の式の定数倍を計算して出来るだけ一致させ、
取り除けない項はｙのｎ次多項式として残しておく。
元々２つは独立なので多項式で差分を補う必要があると思います。

松居さんの非球面定義式第１項
ｚ＝Ｒ（１−ＳＱＲＴ（１−ｙ＾２／Ｒ＾２））
は、円（球面）を表す式で、
ZEMAXの非球面定義式第１項
ｚ＝Ｃ・ｙ＾2／（１＋ＳＱＲＴ（１−（１＋ｋ）Ｃ＾２・ｙ＾２））
は、楕円を表す式です。
ZEMAXの非球面定義式第１項のk=0とすると円を表す式となり、松井さんの非球面定義式第１項と同等になります。（変形すれば同じ形になります）

ＮＤフィルターとガラスアッテネーターの違いについて使用上、性能上の特徴を教えて下さい。
例えば、ガラスアッテネーター使用中、撮影時に光源のゴーストが出ます。取り外すとそのゴーストはなくなるのですがこの場合、ガラスアッテネーターは光源付近の撮影には適さないのでしょうか？

> ＮＤフィルターとガラスアッテネーターの違いについて

ガラスアッテネーターとは初めて聞きました。
ＮＤフィルターとはどう違うのでしょうね。

光関係のアッテネーター(減衰器)を検索しましたが、
見つかったのは以下の製品です。

http://www.soc-ltd.co.jp/body/variable.html
http://www.soc-ltd.co.jp/body/rotary.html

ですが、末正さんの「光源のゴースト」という言葉や、ＮＤフィルターとの
違いを求める御発言からは、上記ＵＲＬのような製品を思い浮かべることが
できません。

単に金属膜反射型ＮＤフィルターと、色ガラスＮＤフィルターの違いなら、
No.162で、ぐっちさんが御質問されているので、そちらの回答をご覧に
なられるのがよろしいかと思います。

そうでない場合、お手数ですが末松さんには、内容の補足をお願い致します。

レーザー光のようなものを接眼レンズ１０倍、対物レンズ１０倍の顕微鏡で見てそれをccdカメラで撮影したいと思っているのですが、顕微鏡のレンズの倍率を変えないで、接眼レンズの後ろにレンズを置いたり等してさらに拡大できないでしょうか？

ＣＣＤカメラが撮影レンズ付きの場合は難しいと思います。
撮影レンズ無しであれば、接眼レンズ無しでＣＣＤ面上に直接結像させれば、
像位置を変えることにより倍率は変えられます。

ありがとうございます。
さらに質問ですが、撮影レンズなしのccdカメラを接眼レンズなしで用いると、直径1μmのレーザー光を直径1mmに拡大する事は可能ですか？光路図も教えていただければ幸いです。

> 直径1μmのレーザー光を・・・
１ミクロンの解像力を得るのに必要なＮＡがあること、
１０００倍に拡大するには１０００倍の対物レンズは無いので、
例えば１００倍の対物レンズの像距離を長くする必要があります。
そのとき球面収差は発生するので、それでも良ければの話しになります。
厳密な収差を扱う場合は、設計された倍率で使う必要があります。
収差は多少目をつぶって、とりあえず拡大したい場合の話しとご理解下さい。

質問が元に戻ってしまって申し訳ないですけが、
顕微鏡の接眼レンズで見える虚像を、対物レンズ、接眼レンズの倍率を変えないで、接眼レンズの後方にレンズを何枚かおいて虚像を拡大することは不可能であるということですか？

>対物レンズ、接眼レンズの倍率を変えないで、接眼レンズの後方にレンズを何>枚かおいて虚像を拡大することは不可能であるということですか？
対物レンズ、接眼レンズ、カメラがピント調節可能がどうかによります。
可能であれば、
３００ｍｍ前方に虚像が出来ている状態から１５０ｍｍの焦点距離の凸レンズを接眼の後に入れます。そして、対物レンズのピント調整をして、接眼レンズから１５０ｍｍの位置に虚像が出来るようにすると、凸レンズを通った像は無限の位置に元の像の２倍の像としてカメラに写ることになります。
この凸レンズをたとえば５倍の虫眼鏡にした場合は、焦点距離が６０ｍｍとなり、接眼レンズから出る虚像位置は６０ｍｍにしなければなりません。
はたしてこれだけ対物を移動して虚像が形成することが可能かどうかはわかりません。

では、何度も質問して申し訳ないのですが、
先ほどひらめいたのですが、
対物レンズで結像する実像を、もう一度、別の対物レンズで実像を作り、
２つ目の実像を接眼レンズで観測するということは可能ですか？

可能ですが、対物のＮＡで決まる解像限界は超えられません。

はじめまして。gellと申します。
Q&Aコーナーに移ってしまった投稿で、ポリカにコーティングされている方の質問がありましたが、もう少し詳しくお話いただければ少しはお役に立てるかもしれませんので投稿しました。
コーティング方法や前処理について教えてください。
コーティング方法が真空蒸着であれば、密着強度を上げるためにはボンバードやイオンアシストが利きます。
黄変してしまうのは蒸着源の熱で表面が炭化しているのではないでしょうか？

いつも勉強させて頂きまして，ありがとうございます．
非常に怖くてやってないのですが，５ｍWのレーザーを直接ビデオカメラに
入れるとやはり画面は焼けてしまったり，もしくはカメラ自体いたんでしま
うのでしょうか．
また，カメラをいためないように光吸収のカラーフィルターを購入したので
すが，実際に使用したところ，かなりの反射が確認されたのですが，どうい
うことなんでしょうか？もし分かる方がいらしたら，教えて頂けないでしょうか？

＞かなりの反射
とは、表面反射の４％以上と言うことですか？
波長は何nmでしょうか？
ＮＤ（ニュートラル・デンシティー）フィルターで反射させる方法が良いと思います。ほとんど反射しますが、反射光の処理を上手くする必要はあります。
吸収型のフィルターでは、フィルターが破損する可能性もあります。
以上　各個人の責任において行ってください。

＞PRO3さん
ありがとうございます．

> ＞かなりの反射
> とは、表面反射の４％以上と言うことですか？

具体的な数値は不明なのですが，透過率は80％程度あるので，逆算すると
大体20％が反射もしくは吸収に回っていると考えられますよね？
そもそも一般的にフィルターというのは反射をして透過率を調整するもの
なのでしょうか？

> 波長は何nmでしょうか？

レーザーの波長は473nmであります．

フィルターにもいろいろありますが、代表的な3つを挙げますと、
1)吸収型フィルター(色ガラスや色付きセロファンなど)
2)反射型フィルター(光学多層膜により特定波長の光を透過or反射する)
3)金属膜フィルター(クロムや金などの金属膜を付けた物)
となります。

もちろん、基材としてもガラスだったり、プラスチック(有機系樹脂)
だったりしますので、機能と基材の組み合わせで、種類はもっと増えます。

いずれにせよ、透過と反射と吸収の3つに光を分ける事に変わりはありません。
（吸収＝0や反射＝0というものもありますが、基本的に3つに分かれると思ってください）

お使いのフィルターは「3)金属膜フィルター」だと思われます。
反射率が高いのが特徴です。

反射を少なくするのであれば、吸収型のガラスフィルターが一番いいと思います。
もちろん、光を吸収することによる加熱・・・ひび割れの発生などが考えられますので、
冷却(放熱)するなどの処理を取られる事お勧めします。

それでもＰＲＯ３さんのおっしゃるとおり、ガラスと空気の界面での反射がありますので、
透過率８０％のフィルターでは、表と裏で約７％近い反射となります。

これを防ぐには、反射防止膜を付ける事をお勧めします。
光学部品メーカーなら、どこでもできると思います。
反射防止する希望波長(473nm)と、希望反射率を伝えれば、作ってもらえると思います。

たびたびすみませんね．
なるほど．初めて聞く話ばかりでいかに自分が無知であったかわかりました．
放熱処理というのはどういう方法なのでしょうか？例えば，風を当てるとか
流水を流すとか・・・．

> 放熱処理というのはどういう方法なのでしょうか？例えば，風を当てるとか
> 流水を流すとか・・・．

光の当たる部分に水を流すわけにもいかないと思いますので、
風を当てるのがいいと思います。
冷却が目的ですから、外部の冷たい空気をどんどんフィルターに当てればいいと思います。

もっとも、どれだけの光を当てたらフィルターは破壊されるか、
という情報はどこにも見かけません。

すでに実行されていらっしゃるようですので、放熱が必要かどうかの結果は
出ているのではないでしょうか。
フィルターにダメージはありませんでしたか？
ないのであれば、無理に放熱する必要はありません。
反射の問題をどうするか、に注力してください。

たびたびありがとうございます．
まだ放熱に関しては手をつけていないので，これからやってみようかと思います．
反射の問題は，業者に反射防止膜を張って頂くことで解決いたしました．

PRO3さん，ダッシュさん色々ご丁寧にありがとうございました．また分からな
いことがありましたら，何卒よろしくお願いいたします．

> そもそも一般的にフィルターというのは反射をして透過率を調整するもの
> なのでしょうか？
それは用途によりさまざまだとおもいます。
波長が赤外で、非常に強い場合は割れたりする場合は吸収フィルターは使わない方が良いと思います。

幅５μｍ、長さ５００μｍのスリット光を、レーザーではなく、ハロゲンランプを用いて作りたいのですが、どのような方法がありますか。
ちなみに、私は顕微鏡対物レンズ（５倍）を使って、幅２５μｍ、長さ２．５ｍｍのスリットをを作れば、対物レンズの接眼レンズ側にそのスリットを置いてハロゲンランプをそのスリットに照射すれば良いのではと簡単に考えたのですが、これでよろしいでしょうか。それとももっといい方法がありますか。
よろしくお願いします。

> 私は顕微鏡対物レンズ（５倍）を使って、幅２５μｍ、長さ２．５ｍｍのスリットをを作れば、対物レンズの接眼レンズ側にそのスリットを置いてハロゲンランプをそのスリットに照射すれば良いのではと簡単に考えたのですが、これでよろしいでしょうか。

それでよいと思います。
ただし、スリット像形成に寄与する光の量はわずかです。
このようなスリット照明の効率を上げるのは難しいと思います。

どうもありがとうございます。

> ただし、スリット像形成に寄与する光の量はわずかです。
> このようなスリット照明の効率を上げるのは難しいと思います。

深度を上げるには、ＮＡを小さくする必要があると思いますが、ますます効率が悪くなりますね。効率を上げるスリット照明の他の方法はあるのでしょうか。
基本的に白色光だとまずいのでしょうか。
たびたびすみませんが、教えてください。

> 基本的に白色光だとまずいのでしょうか。
白色だからまずいと言うより、フィラメントの場合は光源が大きい過ぎて効率良く集光することが出来ません。
なるべく発光点が小さい水銀ランプ等の方が効率良いと思います。

> なるべく発光点が小さい水銀ランプ等の方が効率良いと思います。

それならば、ランプハウス光源に付属する光ファイバを用いて、光ファイバの発光端面にスリットをくっつける方法でもよろしいのでしょうか。

ファイバーは光源が大きくなるためにあまり効果は無いと思います。

現在、波面収差のプログラムを作っていたのですが、
どのようにして図で表すのか（一般的に）文献を探してみても
見あたらなかったので、レンズ屋さんに聞いてみようと思いました。
もし、教えてもらえるならうれしいです。
よろしくお願いします！

下図は、フーコーテスト表示です。
点像をｘ方向と平行なナイフエッジで２分したときに射出瞳上に見える図形です。
上の３表示はいずれも同じ波面（ＰＶ値でλ/２程度）を表示したものです。
表示方法でずいぶん印象が異なりますね。

下図は干渉図形表示です。
表示したい波面を、平面波と干渉させた図形です。
平面波は任意に傾けることができ、下図はｘ方向に2.5λ（縞5本）傾けています。
干渉計で透過波面を測定する場合には対応がとりやすい表示です。

ZEMAXでは波面収差を３通り表示することができます。
３Ｄ表示、干渉図形表示、フーコー表示です。

下図は３Ｄ表示で、これが最もポピュラーな表示だと思います。
水平２軸が光軸と垂直な方向で、垂直軸が波面収差量です。

いろいろな方法による図示の仕方を教えていただきありがとうございました。
これからも、参考にさせていただきます。それでは、

はじめて投稿します。

マルチモード光ファイバー出口での
光の出射角度と強度の関係を知りた
いのですが、どなたかご存知ですか。
多分単純じゃないと思いますが。。。

> マルチモード光ファイバー出口での光の出射角度と強度の関係

長さ１ｍ、直径φ１０ｍｍ、ＮＡ０．５７のバンドル型ライトガイドで私が実測したときには、出射角が大きいほど強度が弱くなっていました。
この分布は、ライトガイドに光を入射させたランプハウスの配光分布と相似形でした。
ＮＡ０．５７（θ＝35°）で光強度が中心のほぼ半分になっていたのですが、驚いたことに、出射角がもっと大きな光も存在していました。私はクラッドと空気の界面で反射した光が伝播したのかと思っていたのですが、ファイバーメーカーの方は、スキュー光線（コアの中を回転しながら伝播する光線）だとおっしゃっていました。

ビデオカメラの魚眼レンズを探していますが
どの位の倍率の物がありますか？
歪んじゃうくらいのが欲しいのですがお願いします。m（＿）m

私には、わかりません。

例えば、
http://www.gaz.co.jp/pc_98.html
こんなところを探せば良いと思います。

ZEMAXに興味があり，購入したいと思っております．
日本での販売代理店をご存知でしたらお教え頂けませんでしょうか．
よろしくお願い致します．

> ZEMAXに興味があり，購入したいと思っております．
> 日本での販売代理店をご存知でしたらお教え頂けませんでしょうか．

光学サロン上端メニューの「使い方」をクリックしてください。
項目４に ZEMAX のメーカーと日本総代理店へのリンクがあります。

> 光学サロン上端メニューの「使い方」をクリックしてください。
> 項目４に ZEMAX のメーカーと日本総代理店へのリンクがあります。

> > 光学サロン上端メニューの「使い方」をクリックしてください。
> > 項目４に ZEMAX のメーカーと日本総代理店へのリンクがあります。

気が付きませんで失礼しました．どうもありがとうございました．
(Re^2:…は投稿ミスです．すみません．)

虫眼鏡のでかいのをさがしております。別にガワはいらないのですがレンズだけでも
探しております。なにぶん素人なので良く分かってないんですがだいたい直径30センチぐらいのを探しております。 なにかご存知の方教えて下さい。

> 虫眼鏡の直径30センチぐらいのを探しております。

虫眼鏡の倍率Ｍは、

Ｍ＝２５／ｆ

で表されます。
ここでｆは、凸レンズの焦点距離（単位センチ）です。

一方、ガラスやプラスチックで製作される通常の凸レンズで直径を３０センチとって、焦点距離を２５センチ以下にするのは困難です。焦点距離を短くするほどレンズ中心厚が増し、ついには球を越えてしまうからです。
ですから、通常のレンズでは直径３０センチで倍率１倍以上の虫眼鏡は得られません。

ただし、フレネルレンズ（プラスチック板の表面に同心円の溝が刻まれているレンズ）なら、焦点距離を短くしたまま直径を大きくすることができます。
フレネルレンズでかまわないのであれば、数社から市販されています。

初めて投稿させていただきます。

光学とは直接関係の無い内容ですが
現在ハイブリットレンズの洗浄を行おうとしていますが
水を使用せず行う方法を考えています。
良い方法をご存知であればお教え下さい。

> 現在ハイブリットレンズの洗浄を行おうとしていますが
> 水を使用せず行う方法を考えています。
> 良い方法をご存知であればお教え下さい。

これは難しそうですね。
私にはわかりません。
ご存知の方がいらっしゃいましたらよろしくお願いします。

システム構成は、ＬＤ→コリメータレンズ→スリット→スキャンミラー→ｆθレンズで、ｆθレンズ後のビームウェスト付近のビーム径の変化を明確にしたいと思っております。

現在実験でわかったことは、
�@スリットを大きくすると、fθ後のビームウェストは小さくなる。
�Aコリメータレンズの焦点距離ｆ６．２５のレンズでは、ビームウェスト付近のビーム径変化は２次曲線的であるが、ｆ１０のレンズでは、ビーム径が最小となる範囲が長くなる。

ビームウェスト付近のビーム径変化についての以下の式において、
ｗ＝ｗ０（１＋（λＺ／πｗ０＾２）＾２）＾（１／２）
スリットサイズ等から、ｗ０を計算する方法はあるのでしょうか。

また、上記�Aの現象において、上記式ではコリメータレンズの焦点距離が変化してもｆθレンズ後のビームウェスト付近のビーム径変化は変化しないように考えられますが、何か考えられる要因がありましたら教えて下さい。

よろしくお願いします。

> スリットサイズ等から、ｗ０を計算する方法はあるのでしょうか。
> また、上記�Aの現象において、上記式ではコリメータレンズの焦点距離が変化してもｆθレンズ後のビームウェスト付近のビーム径変化は変化しないように考えられますが、何か考えられる要因がありましたら教えて下さい。

上記配置は、コリメータレンズで作成したガウシアンビーム（ｅ＾-2の径をＡとします）の裾野を、スリット（径をＢとします）でカットしているものと考えられます。
比率（Ｂ／Ａ）＾2を、Apodization Factor と呼びます。
Apodization Factor ＝０なら、直径Ｂの均一ビーム
Apodization Factor ＝１なら、ガウシアンビームがe＾-2でカットされた状態
Apodization Factor ＝４なら、光学系にガウシアンビームの２倍の有効径があり、ビームの裾野までほぼケラレない状態
を示すことになります。

お問い合わせの状況は、おそらくApodization Factor が０〜１の範囲になるのだろうと思います。
そのような場合、スリット径Ｂが大きくなるほど、ビーム径が大きくなって、ビームウエスト径が小さくなります。
また、スリット径Ｂが一定の場合は、Apodization Factor が小さくなると（つまり、Aが大きくなると＝コリメートレンズのｆが長くなると）、高NA成分が増して、ビームウエスト径が小さくなる傾向があります。

ビームウエストの式ｗは、Apodization Factor＞４なら成立しますが、上記のようにガウスビームの裾野がケラレている状態では必ずしも成立しませんので注意してください。

はじめて投稿します．
ビームエキスパンダーでビームを拡大してミラーに当てた後集光するのと
そのままミラーに当てて平面に当てる場合，マウント設計で誤差をあまり
考慮しなくていいのはどちらなんでしょうか？

> ビームエキスパンダーでビームを拡大してミラーに当てた後集光するのと
> そのままミラーに当てて平面に当てる場合，マウント設計で誤差をあまり
> 考慮しなくていいのはどちらなんでしょうか？

目的（誤差の対象となるもの）は何でしょうか？
ビームをエキスパンダーで拡大した場合は集光させるのに対し、ビームを拡大させない場合は平面（平面とは何でしょうか？）に当てるとの理解でよろしいでしょうか？
マウントとは、どこのマウントでしょうか？

> 目的（誤差の対象となるもの）は何でしょうか？
> ビームをエキスパンダーで拡大した場合は集光させるのに対し、ビームを拡大させない場合は平面（平面とは何でしょうか？）に当てるとの理解でよろしいでしょうか？
> マウントとは、どこのマウントでしょうか？

ガルバノ型光学スキャナーを使って平面に照射することを目的としております．普通ならビームエキスパンダーで拡大した後，ガルバノミラーで反射して
ｆθれんずで集光するという手順を踏むのですが，金銭的な問題から，ｆθレン
ズの代わりに凸レンズを用いたいのです．そうしたときにやはりビームエキス
パンダーで広げたほうがレンズのマウントの誤差をそれほど気にしなくていい
のでしょうか？

ビームエキスパンダーは、走査レンズへ入射するビーム径を拡大し、その結果走査面上のスポット径を小さくする効果を得る目的で設置するもの、と私は理解しています。
マウントの誤差との関連でビームエキスパンダーの設置の有無を選択できるものではないと思いますが・・・

そうなんですか．なにぶんにも初心者で勉強不足の面が露呈してしまいました．
おくれましたがご親切にお答えいただきまして，誠にありがとうございます．

　私の理解に誤解があるか、ご教授のほどよろしくお願いいたします。

　スキャンミラー＋レンズ＋ワーク（被加工物）　という構造において、

上記レンズを　ｆθレンズにすると、ワーク像高＝ｆθという関数で走査します。
　また、上記レンズをテレセントリックレンズ（無論レンズｆの位置にスキャンミラー回転軸があるものとする）にすると、ワーク像高＝ｆtanθで走査します。
　つまり、このｆθ特性とテレセントリック性というものは　双方同時に満足できないものと考えております。

　以上　私の理解に間違いがありますでしょうか？
間違いがあればご指摘お願いいたします。

> 上記レンズを　ｆθレンズにすると、ワーク像高＝ｆθという関数で走査します。

ここは正しいと思います。

> 　また、上記レンズをテレセントリックレンズ（無論レンズｆの位置にスキャンミラー回転軸があるものとする）にすると、ワーク像高＝ｆtanθで走査します。

この理解には誤解があると思います。
テレセントリックかどうかにかかわらず、ワーク像高＝ｆθ になります。
像高特性は、ディストーション特性です。
一方、テレセントリック性は主光線の傾き特性です。
ですから両者はまったく独立の特性です。

初めて投稿させていただきます。
いつもこちらのサロンを拝見させて頂き勉強させて頂いております。
早速質問なんですが、物側テレセントリック光学系の「物体が光軸方
向に移動しても投影像の形状変化は無い」という特徴を持たせたまま
シャイムプルーフの条件は応用可能でしょうか？

ご回答よろしくお願いします。

> 物側テレセントリック光学系の「物体が光軸方
> 向に移動しても投影像の形状変化は無い」という特徴を持たせたまま
> シャイムプルーフの条件は応用可能でしょうか？

わからないので、理想レンズを使ってシミュレーションしてみました。
下図は、物側テレセントリックレンズで、投影倍率は、−０．５倍です。
シミュレーションの結果、物面が ２０．０°傾いたとき、像面は、１０．３°傾くことがわかりました。タンジェントをとるとちょうど０．５倍になっており、シャインプルーフの条件が正確に成立していることがわかります。

ただし、像高は １：１．１５ になっており、像側の主光線の傾きに応じて像が台形状に歪んでいます。
もっとも、物側テレセントリックなので、物面が一定角傾いたままレンズとの間隔が変っても、像の歪み量は変りません。

両側テレセントリックの場合は、下図の通り光軸の両側で像高が等しくなり、像の台形歪みは生じません。

> 両側テレセントリックの場合は、下図の通り光軸の両側で像高が等しくなり、像の台形歪みは生じません。

この質問に便乗させてください。

私も投影倍率を−０．５倍としてテレセントリック系のシャインプルーフを試してみました。私の場合、物体側を４５度としたので、像側は約２６．６度傾斜しました。（下記図も４５度回転させています）
ここで、投影倍率は−０．５倍なのですが、下記図中のＢ／Ａは約０．４倍見当になります。まず、この倍率を何倍率というのでしょうか。
また、ＺＥＭＡＸにおいて、この倍率（Ｂ／Ａ）を−０．５倍とするような自動設計上のコマンド、もしくは方法があったら教えていただけないでしょうか。

> この倍率を何倍率というのでしょうか。

これは横倍率と縦倍率が合成された倍率になっていますので、一般的な光学用語は無いと思います。

> また、ＺＥＭＡＸにおいて、この倍率（Ｂ／Ａ）を−０．５倍とするような自動設計上のコマンド、もしくは方法があったら教えていただけないでしょうか。

私なら、主光線の像面上の座標（REAY）で指定します。

早速のご回答ありがとうございます。
物側テレセントリックレンズといえども傾いた物体に対して
結像させようとすれば普通？のレンズのように歪んでしまう
のですね。
その辺のイメージがなかなか出来なくて（未熟者）無理なお
願いをしてしまいました。
両テレセントリックなら歪みなくできるとの回答まで頂き、
感謝しております。
ありがとうございました。

いつも参考にさせて頂いております。
早速質問ですが、よく顕微鏡の対物レンズをレーザー光の集光に
利用しますが、そもそも対物レンズと言うものは平行光に対して
最良な収差補正がなされている物なのでしょうか。
それとも有限の距離が規定されているのでしょうか。
宜しくお願いします。

> そもそも対物レンズと言うものは平行光に対して
> 最良な収差補正がなされている物なのでしょうか。
> それとも有限の距離が規定されているのでしょうか。

従来の対物レンズはすべて有限の距離が規定されていました。
つまり、対物レンズから有限の距離に像を作成していました。
このような対物レンズを「有限補正対物レンズ」といいます。
しかし、有限補正対物レンズに落射照明を加えると、ハーフミラーの裏面反射によってゴースト像が発生するという問題があります。

そこで、物体から出た光を第１対物レンズで一度平行光に直し、次に第２対物レンズで結像させる方法が考えられました。ハーフミラーをその平行光中に設置すれば、ゴースト像が本来の像に重なるため２重像になりません。
この第１対物レンズは、「無限遠補正対物レンズ」、略してＩＣ（Infinity Correction）レンズと呼ばれます。第２対物レンズは顕微鏡鏡筒内に収納されており、「結像レンズ」とか「チューブレンズ」とか呼ばれます。

落射照明が必須の金属用顕微鏡用は、メーカーによっては数十年ほど前から「無限遠補正対物レンズ」に切替わりました。しかし、金属顕微鏡用であってもいまだに有限補正対物レンズを販売しているメーカーもあります。
また、生物顕微鏡は現在でも有限補正対物レンズが主流です。
このように現在では有限補正対物レンズと無限遠補正対物レンズが混在している状態ですので注意が必要です。

以上のことから、平行光を無収差で集光させるには、「無限遠補正対物レンズ」を使用すべきことがわかります。
有限補正対物レンズを使って平行光を集光させようとすると、大きな球面収差が発生するので注意してください。

補足です。
対物レンズを使う場合は、その対物レンズがカバーガラスを含んで（考慮されて）設計されているものかどうかが重要です。
特に球面収差はＮＡの大きいものは特カバーガラスの影響を受けますので、
カバーガラス入りで設計されているものは、カバーガラスを入れないと球面収差が大きく発生します。
カバーガラス無しの設計ではレンズ屋さんのおっしゃる通りです。

レンズ屋さん、ＰＲＯ３さんご回答有難うございます。
対物レンズ一つ取っても奥が深いようです。（ひょっとしたら常識？）
まだまだ修行が足りません。

初めて投稿させていただきます。
レンズの像側焦点に絞りを持つテレセントリック系では
主光線が光軸に平行であるため、物点が光軸上を移動
しても像の大きさに変化が無いそうですが、となると、
この系では
読み取れる最大領域＝レンズの大きさ
となるのでしょうか？

基本的なことかもしれませんがよろしくお願いたします。

> この系では
> 読み取れる最大領域＝レンズの大きさ
> となるのでしょうか？

その通りです。

> > この系では
> > 読み取れる最大領域＝レンズの大きさ
> > となるのでしょうか？
>
> その通りです。

早速のご解答ありがとうございました。

さらに、続けて質問させていただきます。

それでは絞りのサイズは読み取れる最大領域にどのように
影響するのでしょうか？
たとえば絞りがレンズ大の物体が形成する像の大きさより
も大きい場合はどうなるのでしょうか？

よろしくお願い致します。

（No.85は入力ミスで投稿してしまいました。すみません。）

> それでは絞りのサイズは読み取れる最大領域にどのように
> 影響するのでしょうか？
> たとえば絞りがレンズ大の物体が形成する像の大きさより
> も大きい場合はどうなるのでしょうか？

先ほどの問いにもう少し正確に答えると、

レンズの必要直径＝読み取れる最大領域＋（Ｋ×絞り直径）

となります。
係数Ｋは、倍率によって変化します。
下図は、倍率が１の場合のテレセントリック光学系の例を示しています。
”絞り径”と”読み取れる最大領域”が独立なことが理解していただけますでしょうか。

> ”絞り径”と”読み取れる最大領域”が独立なことが理解していただけますでしょうか。

すいません。いまいち、ピンときません。
例えば、具体的にレンズ径１０mmで絞り径1mm,　倍率が1/10の場合は、
読み取れる最大領域はどうなるのでしょうか？

> 例えば、具体的にレンズ径１０mmで絞り径1mm,　倍率が1/10の場合は、
> 読み取れる最大領域はどうなるのでしょうか？

薄肉レンズから像までの距離ｂは、
ｂ＝（１＋Ｍ）ｆ
で表されます。
ここで、Ｍは倍率、
ｆはレンズの焦点距離です。

お問い合わせの例では
Ｍ＝０．１
ですので、
ｂ＝１．１ｆ
になります。
レンズから絞りまでの距離はｆ（絞りから像までの距離の１０倍）
ですので、光軸上の物点を出た光束がケラレないようにするためだけに、レンズの直径は、絞りの直径の１０倍必要です。
つまり、Re^3 の私のレスで記載した式で、Ｋ＝１０に相当します。
レンズ径が１０ｍｍで、絞り径が１ｍｍの場合、レンズ径は光軸上の物点を出た光束を通す直径しかないことになります。（読み取れる最大領域は０）

テレセントリック光学系のようにレンズと絞りが離れた光学系では、光軸外の物点から出た光をケラレなく像面に導くのに必要なレンズ径はかなり大きくなります。

私は最初の応答のときから絞りの直径がかなり小さいことを想定していたので、Ryuさんとのやりとりでやや食い違いが生じました。すいません。

丁寧なご解答ありがとうございました。

> お問い合わせの例では
> Ｍ＝０．１
> ですので、
> ｂ＝１．１ｆ
> になります。
> レンズから絞りまでの距離はｆ（絞りから像までの距離の１０倍）
> ですので、光軸上の物点を出た光束がケラレないようにするためだけに、レンズの直径は、絞りの直径の１０倍必要です。
> つまり、Re^3 の私のレスで記載した式で、Ｋ＝１０に相当します。

これは10倍のとき、K=10ということでしょうか？
あと、基本的なことかもしれませんが、この場合のケラレないとはどういう意味になるのですか？

> レンズ径が１０ｍｍで、絞り径が１ｍｍの場合、レンズ径は光軸上の物点を出た光束を通す直径しかないことになります。（読み取れる最大領域は０）
>
> テレセントリック光学系のようにレンズと絞りが離れた光学系では、光軸外の物点から出た光をケラレなく像面に導くのに必要なレンズ径はかなり大きくなります。
>
> 私は最初の応答のときから絞りの直径がかなり小さいことを想定していたので、Ryuさんとのやりとりでやや食い違いが生じました。

それでは、言葉の問題ですが、このような光学系（レンズ径１０mmで焦点に径1mmの絞りを置いた,　倍率が1/10の光学系）をテレセントリック光学系と呼ぶことは間違いでしょうか？

> これは10倍のとき、K=10ということでしょうか？

倍率とは関係ありません。
絞りからレンズまでの距離が、像から絞りまでの距離の１０倍あれば、像高０の光束（下図の青い線）を通過させるただけにレンズの直径は絞りの１０倍必要だということです。
下図の通り、像高０でない光束（下図の赤の線）をすべて透過させるには、レンズの直径はさらに大きくする必要があります。


> この場合のケラレないとはどういう意味になるのですか？

レンズが十分大きく、絞りを通る光束はすべて像面に達するという意味です。


> このような光学系（レンズ径１０mmで焦点に径1mmの絞りを置いた,　倍率が1/10の光学系）をテレセントリック光学系と呼ぶことは間違いでしょうか？

間違いではないかもしれませんが、像高が０でない光束に対してはすべてケラレが生じるため、実質的にテレセントリックな効果が薄れます。

> > この系では
> > 読み取れる最大領域＝レンズの大きさ
> > となるのでしょうか？
>
> その通りです。

近赤外ダイオードレーザから平行光を作るためのレンズ設計法を教えて頂けないでしょうか？
収差のない精密な光を作りたいのですが、ZEMAXのDiodeファイルを見てもよくわかりません。
どうかよろしくお願いいたします。

レンズ設計では配置を逆にして、平行光を１点に集光させるようにすることが多いようです。収差が表示しやすくなるためです。
補正対象となる主な収差は、球面収差とコマ収差になります。
ただし、軸上色収差が予想される波長変動範囲に入っている必要があります。
また、ＬＤのもつ非点隔差は補正できませんので注意してください。

ご返信ありがとうございます。
ビーム径5〜10mm程度の平行光を作るために用いるレンズは、
光源側から見て凹レンズ凸レンズの組み合わせが一般的なのでしょうか？
何かほかのレンズの組み合わせがもしあれば教えてください。

> ビーム径5〜10mm程度の平行光を作るために用いるレンズは、
> 光源側から見て凹レンズ凸レンズの組み合わせが一般的なのでしょうか？

ビーム径よりＮＡが重要です。
光源側のＮＡが０．０５程度でよければ、平凸単レンズで十分です。
光源側のＮＡが０．０５〜０．２程度なら、凹レンズと凸レンズを接合したレンズ（いわゆるダブレット）を使うことが多いです。
さらに大きなＮＡが必要な場合は、３枚以上のレンズを組み合わせる必要があります。

LD平行光のレンズ設計がまだできずに悩んでいます。
赤色レーザのビームは楕円形ですが、広いほうの発散角が全角30度
とするとN.A=0.26程度になります。
光源から5mmくらいのところにレンズ径5mm程度のダブレットを置くとき、
それぞれのレンズ面の曲率はだいたいどのくらいになるのでしょうか？
また、このようなレンズ設計はZEMAXで簡単にできるのでしょうか？
どうぞよろしくお願いいたします。

ダブレットの設計例は、ZEMAX の SAMPLES に”Doublet”があります。
これを比例縮小すると、数値例が得られます。

ZEMAX上で「�@全方位に放射する点光源」というのは設定できないのでしょうか？�@＋リフレクタでランプの照明系部の設計を行おうと思っています。

> ZEMAX上で「�@全方位に放射する点光源」というのは設定できないのでしょうか

できます。
System → General → Aperture → Aper Type
で
Object Cone Angle
を選択し、
Aper Value を 180
にセットしてください。

この場合は３６０度で光線を飛ばしたいと言うことだと思います。
出来るかどうかわかりませんが、光軸を含む断面で切断して、
放物面鏡の半分だけを追跡することが考えられます。
または、逆追跡で光源を像面として追跡するか、
照明系設計の専用ソフトを使う方法があると思います。

> できます。
> System → General → Aperture → Aper Type
> でObject Cone Angleを選択し、
> Aper Value を 180にセットしてください。
>
ご回答有難う御座います。

そうですよね。
そのようには設定してみたことはあるのですが、
添付ファイルのように、光源から全方位には光線が飛んでいません。
恐らく何か基本的なところが分かっていないと思います。
すみませんが、教えて下さい。
宜しくお願い申し上げます。

以上

下図のレンズデータは以下の通りです。

GENERAL LENS DATA:

Surfaces : 2
Stop : 1
System Aperture : Object Cone Angle = 179.9

Fields : 1
Field Type: Angle in degrees
# X-Value Y-Value Weight
1 0.000000 0.000000 1.000000

SURFACE DATA SUMMARY:

Surf Type Radius Thickness Glass Diameter Conic
OBJ STANDARD Infinity 0.15 0 0
STO STANDARD -0.26087 -1 MIRROR 0.003490526 -0.5463
IMA STANDARD Infinity 7.933716e-007 0

データ有難う御座います。同じように入力してみました。
しかし、残念ながら図のように一方の焦点へは集光せず、
またミラー面であるはずの面が実線表示されていません。
何故でしょうか？Prescription Dataは全て同じです。
それと179.9°には何か意味があるのでしょうか？

また頂いたデータは楕円で閉じた系となっていますが、
楕円リフレクタランプのように開いた系でも特に問題ないのでしょうか？
何とか楕円リフレクタランプを作りたく思っています。

宜しくお願い申し上げます。

> ミラー面であるはずの面が実線表示されていません。

Glass が MIRROR になっているか、
Layout表示のときに、Last surface が 2 になっているか、
確かめてください。

> それと179.9°には何か意味があるのでしょうか？

意味ありません。

> また頂いたデータは楕円で閉じた系となっていますが、
> 楕円リフレクタランプのように開いた系でも特に問題ないのでしょうか？

問題ありません。
Object Cone Angle を小さく（120°等）してください。
なお、Semi-Diameter の値は入力する必要ありません。

ビームの測定で、しきい値を１３．５％に設定する。これはｅ二乗分の１で、光学の常識だと言われたのですがわかりません。詳しく説明していただけませんでしょうか？

> ビームの測定で、しきい値を１３．５％に設定する。これはｅ二乗分の１で、光学の常識だと言われたのですがわかりません。

ガウシアンビームと呼ばれる光束の断面強度Ｉは、

Ｉ＝exp（−ＫＲ＾2）

と表されます。
ここで、Ｋは係数、Ｒは半径です。
この分布は下図のようになっており、中央が強く、縁は弱い分布になっています。
このようなビームは、ある「しきい値」を定め、これより強度が強い部分の直径をもってビームサイズとすることがよく行なわれます。

光学業界では、しきい値として１／（ｅ＾2）、つまり、13.5％を使うのが慣例になっているようです。
電気業界では、しきい値として半値、つまり50％を使うことも多く、注意が必要です。
しきい値を、1/（e＾2）から 50％に変えると、ビームサイズは約60％になります。

はじめまして、レンズ屋様
これから光学系、レンズ設計などについての技術を身に付けたいと思っている駆け出しの技術者です。
今のところ具体的な仕事をしながら身につける、といったことができないため、何か資格などがあったらそれを目標として学習を進めていこうと考えているところです。
そこで質問なのですが、レンズ製作、光学設計などに関する資格のようなものは存在するのでしょうか？自分でちょっと調べてみましたが、見つけることができませんでした。
よろしくお願いします。

> レンズ製作、光学設計などに関する資格のようなものは存在するのでしょうか？

光学機器製造技能士
眼鏡レンズ加工技能士
複写機組立て技能士
などがあるようです。
詳しくは調べてみてください。

情報ありがとうございました。調べてみることにします。

LENS-YA 様には　常日頃から唯成らないお世話様に成っております感謝致しております。又ご活躍には　嬉しく思っております。
早速ですが　多結晶シリコン研磨　ボールレンズですが　多結晶Si 素材とは光学ガラスとはどの様な違いが有るのでしょうか?　素材要素は　摩耗度やヌープ　記載表を探しておりますが見つかりません　アドバイスを何方か頂戴出来ると嬉しいです。
無知な為　出来る限り詳しく．．研磨可能かも．．宜しくお願い致します。
加工可能社さん等有りましたら　探しております。

研磨剤メーカーに相談するといいのではないかと思います。

すいません、私にはわかりません。

最近：光ピックアップ周辺の光学家さんから、高屈折率樹脂の要求が多いのですが、具体的にどんな所に、何故必要なのか教えて下さい。
→その他レンズ周辺で高屈折率樹脂の用途などがあれば教えて下さい。

> 最近：光ピックアップ周辺の光学家さんから、高屈折率樹脂の要求が多いのですが、具体的にどんな所に、何故必要なのか教えて下さい。
軽いレンズが欲しいからではないでしょうか??

私にはわかりません。

ＬＤ→コリメータレンズ→スキャンミラー→ｆθレンズ という構成におきまして、
“コリメータレンズをある距離移動させた場合、ｆθレンズ後の結像位置はどれだけ変化するのか”数式で表したいのですが、教えて頂けないでしょうか。
また、コリメータレンズの焦点距離が倍になると、ｆθレンズ後の結像位置変化は何倍になるのでしょうか。
よろしくお願いします。
不明な点があれば、ご指摘お願いします。

コリメータレンズの焦点距離を　ｆ1
ｆθレンズの焦点距離を　ｆ2
とし、
ＬＤを固定したままコリメータレンズを　ｚ1
だけ移動させると、
ｆθレンズ後の結像位置は、
ｚ1×（ｆ2／ｆ1）＾2
だけ移動します。

ありがとうございました。この式を用いて計算すると実測値に近い結果が得られました。
自分で調べているときは、レンズの組み合わせの式
（−１／ｆ）＝（１／ｆ１）−（１／ｆ２）＋（ｌ／ｆ１ｆ２）
が適用されるのかと考えましたが、結果が合わず、困っておりました。

もしよろしければ、参考文献等紹介頂けないでしょうか。

> コリメータレンズの焦点距離を　ｆ1
> ｆθレンズの焦点距離を　ｆ2
> とし、
> ＬＤを固定したままコリメータレンズを　ｚ1
> だけ移動させると、
> ｆθレンズ後の結像位置は、
> ｚ1×（ｆ2／ｆ1）＾2
> だけ移動します。

> もしよろしければ、参考文献等紹介頂けないでしょうか。

上記の式は「縦倍率」から導かれるものです。
「縦倍率」はすべての光学教科書に記載されていますが、
たとえば「光学入門」（岸川利郎著、オプトロニクス社平成2年発行　4,100円＋税）なら、ｐ29に記載があります。

レンズ屋　ナガタさん
　フレネルレンズと赤外線センサーを使った温度計を考えています。
　フレネルレンズはポリエチレンを使って　性能は１００ｍｍ離れた所の
　１０φ　をターゲット面積にしようとした場合
　
　Ｑ１）どのような焦点距離のフレネルレンズが必要でしょうか。
　Ｑ２）センサーの窓は３．６φあります。フレネルレンズの径は１３φ
　　　　位を考えています。何が制約条件でしょうか。
　　　　（対象の赤外線波長は５〜１０ｕｍくらいと考えています。）
　よろしくお願いします。
　是非メールをお願いします。　
田中

> 　Ｑ１）どのような焦点距離のフレネルレンズが必要でしょうか。

発光点から出た光をセンサーの上で集光させるためには、
発光点からフレネルレンズまでの距離を　ａ
フレネルレンズからセンサーまでの距離を　ｂ
としたとき、フレネルレンズの焦点距離　ｆ
は、
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
で表されます。


> 　Ｑ２）センサーの窓は３．６φあります。フレネルレンズの径は１３φ
> 　　　　位を考えています。何が制約条件でしょうか。
> 　　　　（対象の赤外線波長は５〜１０ｕｍくらいと考えています。）

全体の状況がよくわかりません。
記載事項の範囲には矛盾点はなく、制約はないように思います。


> 　是非メールをお願いします。　

メールでの個別対応は行なっていませんのでご了承ください。

> > 　Ｑ１）どのような焦点距離のフレネルレンズが必要でしょうか。
>
> 発光点から出た光をセンサーの上で集光させるためには、
> 発光点からフレネルレンズまでの距離を　ａ
> フレネルレンズからセンサーまでの距離を　ｂ
> としたとき、フレネルレンズの焦点距離　ｆ
> は、
> １／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
> で表されます。
>
>
> > 　Ｑ２）センサーの窓は３．６φあります。フレネルレンズの径は１３φ
> > 　　　　位を考えています。何が制約条件でしょうか。
> > 　　　　（対象の赤外線波長は５〜１０ｕｍくらいと考えています。）
>
ありがちうございました。
昨日まで出張のため　本日　計算してみました。
その前に　貴社のセミナーテキストも参考にさせてもらいました。

私の課題は
　１）焦点距離を求めたいこと
　２）１００ｍｍの距離で　物体１０φを　レンズを通して
　　　センサーの窓の大きさに像を合わせること

　でしたので　　変数３個のうち２個が未知数のので
　まず概略値を入れ　トライアンド　で計算した結果
　f=25.9mmくらいの値がでました。この近辺に当たりをつけて
　確認をしてみたいと思います。
　
　次は　屈折率から　このレンズ製作は可能か　試してみます。

　田中

はじめまして。
光源で均一の輝度を出したいのですが・・・

過去の光学サロン投稿番号273をみました。
ライトパイプとロッドレンズは同じ物でしょうか？
ロッドレンズで代用できるのでしょうか？
ライトパイプはどこで手に入りますか？
価格はいくらぐらいでしょう？

ビクターのプロジェクタに内蔵されており、
原理はなんとなく分かった気がします
http://www.jvc-victor.co.jp/products/pro/ILA-M250G.html#Anchor-3800

よろしくお願いします。

> ライトパイプとロッドレンズは同じ物でしょうか？

ライトパイプは鏡で囲まれた中空の筒、
ロッド（レンズ）はガラスで作られた筒状体
を指すことが多いようです。


> ロッドレンズで代用できるのでしょうか？

代用できます。
ただし、光路長は
ｄ/ｎ
（ｄは筒の長さ、ｎは筒の媒質の屈折率）
で表されるので、ｎ＝１．５を想定すると、同じ光路長にするにはロッドレンズの方がライトパイプより５割ほど長くなります。


> ライトパイプはどこで手に入りますか？

既製品はないと思います。
鏡を組合せて作ることになります。


> 価格はいくらぐらいでしょう？

鏡の加工業者さんに問い合わせてください。

お答えありがとうございます
ひとまずライトパイプで挑戦してみます

いつもＨＰを楽しく拝見しています。

ガラスの機械的特性を知りたいのですが、
詳細な資料が手元にありません。

知りたいのは縦弾性係数やポワソン比で
材質は、青板ガラス、パイレックス、BK7です。
だいたいどの程度の値なのかと
材質により差があるのかないのかです。

どなたか詳しい方、教えて下さい。

青板ガラス、パイレックス、BK7の順で示します。
ヤング率：６９、６３、８１（N/mm^2）
ポワソン比：０．２２、０．２０、０．２１

Yuさんありがとうございました。
とても参考になりました。

stepneyさん、ごめんなさい。訂正です。
ヤング率は、すべて“×１０＾３”してください。
改めて書くと、

> 青板ガラス、パイレックス、ＢＫ７の順で示します。
> ヤング率：６９、６３、８１（×１０＾３ N/mm^2）
> ポワソン比：０．２２、０．２０、０．２１

なお硝子は、脆性材料ですが、実際問題として破壊点にいたるまで、完全に弾性的とみなすことができる、といわれています。

誤った数字を書いてしまい、どうもすみませんでした。
今後とも宜しくお願い致します。

手元にガラスメーカのカタログが無いので即答できませんが、
ガラスメーカーのＨＰにありませんか？
明日カタログを見てみますが・・・

初めての投稿になりますがよろしくお願いいたします。

　ｆθレンズについて疑問点がございますのでご教授お願いいたします。

　マスク（被結像用開口）＋スキャンミラー＋ｆθレンズ　という構造におきまして。


　スキャンミラーと入射光の入射角：θに対し、像面上をｆθの関数でマスクの結像が走査するレンズをｆθレンズと理解しております。
尚かつ、ｆθレンズで、「結像は平面内を走査する」とも理解しております。
　
　この「結像は平面内を走査する」というところに疑問があります。
スキャンミラーにより「θ」を操作すると、「マスク〜ｆθレンズ間距離」も同時に変化するはずです。
　つまり、ｆθレンズの中心を光がとおるθのときほど「マスク〜ｆθレンズ間距離」は短くなり、ｆθレンズのエッジ付近を光がとおるθ「マスク〜ｆθレンズ間距離」は長くなるはずです。
　その距離の変化を結像光学の原理で考えるとと、
物空間距離（ここの場合「マスク〜ｆθレンズ距離」）が長いほど、その物体の像は小さく、また、像空間距離は短くなるはずで、この原理が適用されるなら、スキャンミラーの操作でθを操作すると、
マスクの結像は「平面内を走査」せず、「曲面内を走査」するはずで、
また、同結像は「θの走査によりサイズも変化する」はずだと思っております。　（つまり、θ操作→物空間距離変化→像空間距離の変化＋結像倍率変化の現象が起きる）

　しかし、各種テキストを参考にしてｆθレンズについて検討しても、上記のような私の予想は全く示されていません。


　どこかに私に誤解があるのか？　それとも、上記現象は実際におこるが
ｆθレンズというのはその現象を防ぐような設計が施されているのでしょうか？

　わかりにくい質問かもしれませんがご教授のほどよろしくお願いいたします。

下記２点にご注意ください。

第１点は、「結像式における距離は斜めに測らず、光軸に沿って測る」という点です。
通常のレンズ（収差のないレンズ）は、光軸に垂直な物体平面を光軸に垂直な像平面に結像する能力をもっています。この場合、物体面の光軸上の点（上図の青い光路）に比べ光軸外の点（上図の赤い光路）は、レンズからの実距離は長くなります。結像式の距離を斜めに測るなら、レンズから遠い物点ほど、その結像点はレンズの近くになるはずですが、さにあらず、実際には結像点は結像平面上（むしろレンズから遠い点）にきます。結像式の距離は光軸に沿って測るからこそ、レンズは平面を平面に結像できるわけです。
ですから、下図のｆθレンズにおいて、画角が大きくなる（青から緑の光路になる）と確かにスキャンミラーからｆθレンズまでの実距離は長くなりますが、光軸上の距離は一定ですので、結像面は平面になります。また倍率は一定になります。

第２点は、一般のｆθレンズは、マスクを使用しない点です。
通常は、平行なレーザービームをスキャンミラーに入射させるので、物体はスキャンミラーの角度にかかわらず無限遠にあることになります。これは上図でいうと、物面が無限遠（の平面）にあることに相当します。
仮に、平行ビームの途中にマスクを設け、その像を結像面に作成したとすると、これは物体面が有限距離にあることに相当します。しかも、マスクとスキャンミラーの距離は、スキャン角度にかかわらず一定ですので、上図でいうと物体面がスキャンミラーを中心とした凹の球面になっていることになります。
この場合は、通像のレンズでは平面上に結像できません。
像面湾曲を故意に大きく出した特殊なレンズが必要です。（そのようなレンズも実在し、プラネタリウムの投影などに使われています）

ということで、ｆθレンズは結像特性に関しては通常のレンズです。
ディストーションがｆθ特性になっている点、レンズ手前でスキャンできるようになっている点だけが通常のレンズと異なる点です。

　早速の回答、誠にありがとうございました。
大変参考になりました、また、自身の勉強不足を恥ずかしく思います。

　図々しいようで申し訳ありませんが、私の中で誤解がないか確認させてください。

> 仮に、平行ビームの途中にマスクを設け、その像を結像面に作成したとすると、これは物体面が有限距離にあることに相当します。しかも、マスクとスキャンミラーの距離は、スキャン角度にかかわらず一定ですので、上図でいうと物体面がスキャンミラーを中心とした凹の球面になっていることになります。
> この場合は、通像のレンズでは平面上に結像できません。
> 像面湾曲を故意に大きく出した特殊なレンズが必要です。（そのようなレンズも実在し、プラネタリウムの投影などに使われています）

　↑つまり、マスク＋スキャンミラー＋通常のレンズ、及び、ｆθレンズの構成でマスクを結像させようとすると、「物体側がスキャンミラーを中心に凹面になる」ため、その凹面上の各点は、レンズにより「像側の凹面上に結像する（凹面の中心は双方とも右側に位置する）」
　但し、物体側は凹面のため、凹面上の各点はレンズまでの距離（光軸に沿った）が各々異なるため、結像倍率は各々異なります。
　つまりは、全くの相似形状の結像は得られない、相似形状を欲する場合、物体は平面でなければならない。　

　まとめると、スキャンミラーを使うかぎり、ｆθレンズを使っても、マスクの結像を平面上に集めることはできない。
　ということであってますでしょうか？　

　また、厚意に甘えて質問までさせて頂きますと・・・
先ほどの、平行光＋スキャンミラー＋ｆθレンズの構成において、ミラーをスキャンさせながら、平面上に光を照射した場合、θに対しｆθの関数で光がスキャンされていくなら、
「平行光＋スキャンミラー＋通常（単レンズ）レンズ」の場合、
θと光のスキャンの関係はどのようにして、算出すればよいのでしょうか？　つまり、スキャンミラー＋ｆθレンズの場合、ｆθ特性のパーセンテージということで、照射位置の誤差量が評価できますが、通常レンズに置き換えた場合、理論と実際の比較はどうやっておこなえばいいのでしょうか？
　若干漠然とした部分があるかと思いますが、再度ご教授にほどよろしくお願いいたします。

> 　↑つまり、マスク＋スキャンミラー＋通常のレンズ、及び、ｆθレンズの構成でマスクを結像させようとすると、「物体側がスキャンミラーを中心に凹面になる」ため、その凹面上の各点は、レンズにより「像側の凹面上に結像する（凹面の中心は双方とも右側に位置する）」
> 　但し、物体側は凹面のため、凹面上の各点はレンズまでの距離（光軸に沿った）が各々異なるため、結像倍率は各々異なります。

ここまでの理解は正しいと思います。


> 　つまりは、全くの相似形状の結像は得られない、相似形状を欲する場合、物体は平面でなければならない。　

ここは私にはよくわかりません。
マスク、光軸上の像、光軸外の像の３者を比較するとき、スキャン角で倍率が変るのですから、光軸上の像と光軸外の像の倍率が異なることにはなりそうです。
しかし、３者が相似形を保つことはできそうな気もしますし、できないかもしれず、よくわかりません。


> 　まとめると、スキャンミラーを使うかぎり、ｆθレンズを使っても、マスクの結像を平面上に集めることはできない。
> 　ということであってますでしょうか？　

上記の通り特殊仕様で作られたレンズなら、スキャンミラーを使っても、マスクの像を平面上に結像させることはできる場合があります。


> 「平行光＋スキャンミラー＋通常（単レンズ）レンズ」の場合、
> θと光のスキャンの関係はどのようにして、算出すればよいのでしょうか？

「通常レンズ」が無収差レンズ（歪曲収差がない）なら、光軸から照射点までの距離（像高）ｙは、
ｙ＝ｆ×tanθ
で表されます。
単レンズの場合は大きな収差があるので一概にいえません。レンズの形状によっても異なります。実測か計算する必要があります。
　

夜も遅い時間に回答頂き誠にありがとうございます。
重ね重ねご迷惑をおかけしますが・・・。

> 「通常レンズ」が無収差レンズ（歪曲収差がない）なら、光軸から照射点までの距離（像高）ｙは、
> ｙ＝ｆ×tanθ
> で表されます。

　ｙ＝ｆ×ｔａｎθ　が成立するには、「スキャンミラー中心がレンズから距離ｆの位置にある」というのが前提条件になると思われますが・・・。
例えば　スキャンミラー中心からレンズまでの距離が　Ｌ　の場合はどう計算すればいいのでしょうか？
　ちょっと質問の仕方が漠然としすぎて当方に不手際があり申し訳ありません。　
　つまり　私自身が評価したこととしましては、
　平行光＋スキャンミラー＋通常レンズ　の構成において、
歪曲収差を評価する場合どうすればいいんでしょうか？とい内容です。

　歪曲収差量をパーセンテージで評価する場合、どうしても　理想的集光位置（無収差光学系における集光位置）から実際の収差を考慮した結果との比率になるかと思われます。　その理想とはどうやって計算すべきなのか？　それが私自身理解できておりません。　
　また、言い方を替えますと、　ＺＥＭＡＸにおける　GridDistortion　の　マスの交点位置　は何を示しているのでしょうか？　×位置が収差を考慮した結果ということで理解しているつもりですが・・・。

　度々すいませんがご教授のほどよろしくお願いいたします。 　

> 　ｙ＝ｆ×ｔａｎθ　が成立するには、「スキャンミラー中心がレンズから距離ｆの位置にある」というのが前提条件になると思われますが・・・。
> 例えば　スキャンミラー中心からレンズまでの距離が　Ｌ　の場合はどう計算すればいいのでしょうか？

意外かもしれませんが、スキャンミラー中心からレンズまでの距離 Ｌ は、理想像高に関係しません。
理想像高ｙは、Ｌ にかかわらず、
ｙ＝ｆ×tanθ
です。
スキャンミラーとレンズの距離を変えても、レンズに入るビームが平行シフトするだけである点にご注意ください。平行な光線群は焦点で１箇所に集まります。


>　その理想とはどうやって計算すべきなのか？

これはレンズの使用者が決めることです。
スキャン角と像高が比例して欲しいと思えば、
ｙ＝ｆθ
が理想像高になります。


> ＺＥＭＡＸにおける　GridDistortion　の　マスの交点位置　は何を示しているのでしょうか？　×位置が収差を考慮した結果ということで理解しているつもりですが・・・。

その理解で正しいです。
ZEMAX の Grid Distortion は、Field Data を元に、物高に比例した像高を理想像高としていると思います。

すいません。　今までの経緯を振り返ってみて、誤解しているような気がしてきました。

　というのは、
「ある平面の物体を平面に結像させたときに、像が歪曲する収差」を　歪曲収差と定義されてるものと理解しています。

　とすれば、スキャンミラーで操作され集光された光の集合は、平面の結像ではないため、それを　歪曲収差　と言ってはマズイ気がしてきました。

　つまりは　Zemaxの　GridDistortion　で評価は得られないのではないでしょうか？
　では、スキャンミラーで　丸い穴を格子状に照射した場合、　その格子形状の並んだ各辺に歪曲を加える要素は何になるのか？　というより、そのこで歪曲など起こらないのでしょうか？？？
　
　自分の質問に対し、勝手に疑問を抱いてしまってご迷惑おかけいたします・・・。　どうも、一つの理解が一つの疑問を生んでいるようです。
　つまり私自身がまだ体系的に理解できてないようです。

> 「ある平面の物体を平面に結像させたときに、像が歪曲する収差」を　歪曲収差と定義されてるものと理解しています。

その理解で正しいと思います。


> 　とすれば、スキャンミラーで操作され集光された光の集合は、平面の結像ではないため、それを　歪曲収差　と言ってはマズイ気がしてきました。

自分で定めた理想像高との差を歪曲として定義できます。

> 　つまりは　Zemaxの　GridDistortion　で評価は得られないのではないでしょうか？

スキャンする場合は、Field Data で表現しにくいので、Zemax の Grid Distortion での評価は難しいかもしれません。

> 　では、スキャンミラーで　丸い穴を格子状に照射した場合、　その格子形状の並んだ各辺に歪曲を加える要素は何になるのか？　というより、そのこで歪曲など起こらないのでしょうか？？？

理想像高との差で歪曲を定義できます。

　
> 　つまり私自身がまだ体系的に理解できてないようです。

体系的な理解には、「光学入門」（オプトロニクス社）を読むことをお奨めします。

　ご回答ありがとうございます。
だいぶ理解がすすできました。
ご推奨の　光学入門　が手元にありますで勉強していきたいと思います。

　今後ともよろしくお願いいたします。

宜しくお願いします。
質問自体が的を外れているのかもしれませんが、どなたかご教授を。
ＭＴＦの表現に「Diffraction」と「Geometric」によるものがあるようですが、

�@ これは大雑把に言うと「波動光学的」、「幾何光学的」という解釈でよいですか？
�A とすると現実の解像度をより表現しているのは「Diffraction」の方でしょうか？
�B この二つを使い分ける目安みたいなものはあるのでしょうか？

> �@ これは大雑把に言うと「波動光学的」、「幾何光学的」という解釈でよいですか？

よいと思います。
スポットダイヤグラム（幾何光学）をフーリエ変換したのが Geometric MTF、
波動光学的点像強度分布（PSF）をフーリエ変換したのが Diffraction MTF
です。

> �A とすると現実の解像度をより表現しているのは「Diffraction」の方でしょうか？
> �B この二つを使い分ける目安みたいなものはあるのでしょうか？

「点像」が、幾何光学的に決まるか、回折によって決まるかで使い分けすべきだと思います。
回折限界に比べて収差量がかなり大きい場合は、PSFの正しい計算ができませんので、Geometric MTF を使うべきです。
一方、回折の影響がある場合は、Geometric MTF では正しい結果が得られません。Diffraction MTF　を使ってください。

> �@ これは大雑把に言うと「波動光学的」、「幾何光学的」という解釈でよいですか？
そうです。

> �A とすると現実の解像度をより表現しているのは「Diffraction」の方でしょうか？
そうです。
> �B この二つを使い分ける目安みたいなものはあるのでしょうか？
収差が解像限界に比べて大きい場合は「幾何光学的」を使うことが多いと思います。
解像限界まで補正されている場合は「波動光学的」を使います。
例えば
カメラレンズでは「幾何」
顕微鏡対物やピックアップのレンズでは「波動」
を使います。

レス有難うございました。
参考になりました。

ｄ線の屈折率 Nd
ｄ線のAbbe数 νd
から任意の波長の屈折率を近似的に
求める式があったと思います。
どなたかご存知であれば教えて下さい。

> ｄ線の屈折率 Nd
> ｄ線のAbbe数 νd
> から任意の波長の屈折率を近似的に求める式

Ｎｄ、νｄ から Ｎｇ、ＮＦ、Ｎｃを求める方法は、Q＆Aコーナーの[330]で原田さんが紹介してくださっていますので参考にしてください。
ここでは、3〜4波長の屈折率がわかっているときに、任意の波長に対する屈折率を推定する式を３つ紹介します。出展はいずれもZEMAXのマニュアルです。

Conradyの式
Ｎ＝Ｎ0＋Ａ／λ＋Ｂ／λ＾3.5

Handbook of Optics1 の式
Ｎ＾2＝Ａ＋Ｂ／（λ＾2−Ｃ）−Ｄλ＾2

Handbook of Optics2 の式
Ｎ＾2＝Ａ＋Ｂλ＾2／（λ＾2−Ｃ）−Ｄλ＾2

Conradyの式は、３波長に対する屈折率から係数を決めます。
他の２式は、４波長に対する屈折率から係数を決めます。

どうもありがとうございます。
確か、昔、読んだ古い本にあった様な気がします。
探して、わかればアップしますね。

これからもよろしくお願いします。

ご教授お願いします。

自動をまわすと、周辺の下側光束が絞の下を通困っています。
セットビグをすると一時的には、よくなるのですが。

以上よろしくお願いします。

System → General → RayAiming
とメニューをたどり、
Ray Aiming type　を
Aim to unaberrated[paraxial]stop height
にしてください。
ビグネッティングをクリアすると、上限光線と下限光線が正確に絞りの端を通るようになるはずです。

ありがとうございます、光線が通るようになりました。

しかし、今度は自動を回すと周辺光量が１００％になってしまい、光量２５％に下げ周辺の解像を上げることができません。
自動を回す前は、セットヴィグで２５％にしてあるのですが。

どのように、周辺光量を「固定」すればよろしいでしょうか？

> しかし、今度は自動を回すと周辺光量が１００％になってしまい、光量２５％に下げ周辺の解像を上げることができません。
> 自動を回す前は、セットヴィグで２５％にしてあるのですが。
> どのように、周辺光量を「固定」すればよろしいでしょうか？

ビグネッティングを２５％に固定したまま設計してください。
下限光線は、絞りの内側を通るはずです。

> > しかし、今度は自動を回すと周辺光量が１００％になってしまい、光量２５％に下げ周辺の解像を上げることができません。
> > 自動を回す前は、セットヴィグで２５％にしてあるのですが。
> > どのように、周辺光量を「固定」すればよろしいでしょうか？
>
> ビグネッティングを２５％に固定したまま設計してください。
> 下限光線は、絞りの内側を通るはずです。


セット、ヴィグで自動的にビグネッティング固定されるのでは？
それともなにか他の設定をしないといけないのでしょうか？

> セット、ヴィグで自動的にビグネッティング固定されるのでは？
> それともなにか他の設定をしないといけないのでしょうか？

レンズデータ中に設計者が Semi-Diameter を指定した面があると、Lens Data Editor の該当面の Semi-Diameter 欄の右に U が表示されます。
こういう状態で Field Data Window 中で SetVig ボタンを押せば、その面のケラレに応じたビグネッティング量がセットされます。
しかし、その量は必ずしも25％にはなりませんので注意してください。

初めて投稿させて頂きます。最近、光学について勉強し始めた
のですが、fθレンズに関する以下の言葉の意味がよくわかりません。

ｆθ特性
瞳位置
XYスキャニング角

簡単な質問で恐縮ですが、教えてください。宜しくお願いします。

> ｆθ特性

ｆθレンズは、レンズの光軸と入射ビームがなす角θと、
像高（像面における光軸とスポットの距離）ｙが比例するレンズです。
しかし、比例といってもそこにはわずかながら誤差が生じます。
その誤差をｆθ特性といいます。
ｆθ特性は、
ｆθ特性＝（実際の像高−理想像高）／理想像高×１００　（パーセント）
で定義されます。
通常は、横軸に上記ｆθ特性、縦軸にθをとった下記のようなグラフで表示します。
簡易的には、最大値を表示することもあります。


> 瞳位置

これはガルバノミラーやポリゴンミラーといったビームを偏向させる素子の偏向点の位置を意味します。
下図を参照してください。


> XYスキャニング角

ｆθレンズの光軸に対し、入射ビームがＸ方向になす角が、Ｘスキャニング角
ｆθレンズの光軸に対し、入射ビームがＹ方向になす角が、Ｙスキャニング角
です。
両者を総称して、ＸＹスキャニング角と呼びます。


簡単な質問は歓迎です。難しい質問は回答できません。

始めまして。
光学についての豊富なコンテンツ参考になります。r>いま固定焦点の首振り式パノラマカメラで、室内の撮影を考えてます
。
絞れば1mくらいまではピントがきますが、照明の都合などもあり
、
なかなかうまくいきません。

そこで+0.25〜+0.5dpt程度
のレンズを噛ませれば2m前後までピントを
もってこられるかな期待
しているのですが、問題はありますか？

また、フィルターが特
殊サイズ(直径14mmほど)なのですが、この程度で
手に入りやすいレ
ンズ、写真用に限らずなにかの流用などアイデアがあれば
教えてい
ただきたいのです。

ちなみにレンズはf=28mmで開放2.8で5.5m
〜無限までが深度内です。

> そこで+0.25〜+0.5dpt程度
> のレンズを噛ませれば2m前後までピントを
> もってこられるかな期待
> しているのですが、問題はありますか？

おそらくそれでうまくいくと思います。
本サイトの光学用語集の「過焦点距離」の項も参考にしてください。

さっそくのレスありがとうございます。
とりあえず一眼レフ用の視度補正レンズで試してみたところ
(無茶ですが)とりあえずピントは来ているようです。
ある種のスリットカメラですから、レンズ中心部しか使わない
ためか、思いのほか像の流れも少なかったです。

とはいえもう少しまじめなレンズがあればな、とも思いますが
+0.25dptほどのものって、あまり市販されてませんね！
(薄くコンパクトなものに限って探してるわけですが)

ところでさらに質問なんですが、元のレンズにディオプターを
かました時のピント位置は、元レンズの焦点距離に関わらず
無限遠時には１／ｄｐｔになると理解しているのですが、
その際の元レンズの絞りによって、焦点深度がどのように
変化するのかが、分かりません。
元のレンズを2mに繰り出した時と同じに扱って良いのでしょうか？

お願いばかりで済みませんが、お教えください。
もしくは何か良い参考文献など、紹介くだされば幸いです。

> +0.25dptほどのものって、あまり市販されてませんね！

φ30ｍｍであればｆ＝4000ｍｍの単レンズも市販されているようです。
その他、ご近所のメガネ屋さんにはありませんか？
なお、レンズと像面の間隔を0.4ｍｍ拡大できれば同様の効果があるはずです。

> 元のレンズにディオプターを
> かました時のピント位置は、元レンズの焦点距離に関わらず
> 無限遠時には１／ｄｐｔになると理解しているのですが、

+Ｄ（ディオプター）のクローズアップレンズを装着した状態で無限遠の被写体を撮影する場合のピント位置は、元のレンズで−１／Ｄ（メートル）の被写体を撮影するピント位置と同じだと思います。つまり、無限遠を越えてカメラより後にある（虚の）被写体を撮影する状態になります。通常のレンズではそこまでピント調整リングが回転しません。

> その際の元レンズの絞りによって、焦点深度がどのように
> 変化するのかが、分かりません。

仮に許容錯乱円 δ を０．０２５ｍｍ、
元のレンズの焦点距離 ｆ を２８ｍｍ、
元のレンズのＦナンバー Ｆ を２．８
とすると、
過焦点距離Ｈは、
Ｈ＝ｆ＾2／（δＦ）
　＝１１．２（メートル）
となります。
次に、このＨの１／Ｎの数列を書きます（Ｎは整数）。上の数値例の場合、

∞　11.2　5.6　3.7　2.80　2.24　1.87　1.60　・・・

となります。
この数列のひとつの項にピントを合わせると、その前後の項までピントが合います。
たとえば、11.2ｍにピントを合わせると、無限遠から5.6ｍまでピントが合います。
クローズアップレンズを付け、2.24ｍにピントを合わせると、2.80ｍから1.87ｍまでピントが合うことになります。

また、上の式からわかる通り、ＨはＦナンバーに反比例します。

過焦点距離に関しては、
「カメラマンのための写真レンズの科学」（吉田正太郎著、地人書館　平成9年発行、2,000+税）
「光学機器大全」（吉田正太郎著、誠文堂新光社　2000年発行、8,000円＋税）
に説明があります。

すみません、どなたか教えて下さい。
カレイドスコープ（ロッドインテグレータ）の設計方法を教えて下さい。
4面の中空ミラーで作ろうとしているのですが、断面積に対して、
長さはどのように見積もればよろしいのでしょうか？
また、光源の入射方法に留意点はあるのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

> 断面積に対して長さはどのように見積もればよろしいのでしょうか？

私が作図して求めたところ、
光源からロッドに入射する光束のＮＡを　Ａ
ロッド媒質の屈折率を　Ｎ
ロッドの長さを　Ｌ
ロッドの幅を　Ｄ
とすると、ロッド内の最大反射回数Ｋは、

Ｋ＝Ｌ／ＳＱＲＴ（（Ｎ＾2−Ａ＾2）／Ａ＾2）／Ｄ

で求められます。
たとえば、
ＮＡ＝０．５
Ｎ＝１．５
Ｌ＝５０
Ｄ＝１０
なら、
Ｋ＝１．８（回）
となります。

Ｎ＝１
の中空ロッドなら、
Ｋ＝２．９（回）
ですね。

私のこれまでの経験では、楕円鏡の集光点などのように、ロッド入射面で大きな照度ムラがあり、これをロッド出射端で均一化する場合は、Ｋ＞３程度必要なようです。
ファイバー出射端をロッドに密着させる場合は、ロッド入射端ですでに照度ムラが小さくなっていますから，Ｋは１〜２でいいようです。
私は以上を目安として、シミュレーションや試作によって詳細を決めています。

丁寧な解説、感謝いたします。
ご経験に基づいたお話であることが、たいへん参考になります。
有り難うございました。

はじめまして。
光学初心者ですが三角プリズムの設計をしたいと思っています。
プリズムを通してCCDカメラで2方向からの画像を写したいので
すが、その写したい範囲に対してプリズムの角度をどの様に設計
すれば良いのでしょうか？
例えばCCDカメラの光軸に対して、左60°右30°といった違った
角度の画像を取ることができますでしょうか？
わかる方がいましたら教えてください。

> 写したい範囲に対してプリズムの角度をどの様に設計すれば良いのでしょうか？

プリズムによる光線のフレ角δは、簡易的には

δ＝（Ｎー１）θ

で求められます。
ここで、Ｎはプリズム材料の屈折率
θはプリズムの頂角です。
入射角と出射角が同じくらいの場合はこの近似でよいのですが、そうでない場合は、誤差が大きくなります。
正確には、入射面と出射面で各々スネルの法則を適用してフレ角を求める必要があります。
左右で角度を違えることはできるでしょうが、６０°もの大きなフレ角を１個のプリズムで得るのは難しいだろうと思います。
なお、プリズムには大きな色分散がある（被写体が色づいて見える）点、プリズムを通すと被写体の縦横比が変る場合がある点、にご注意ください。

初めまして、最近、光の勉強を始めた者です。

反射式のコリメータを用いて視野角の小さい（２０μｒａｄ程度）光を
作りたいと考えています。しかしこの位の視野角の光になると回折ボケが
生じてしまい、コリメータの黒体炉の前にどんなに小さなピンホールを
置いたとしても、上に書いたような視野角の光を作ることは出来ない、
もしもどうしても作りたいなら、コリメータの一次鏡の大きさを
非常識なくらい大きくすれば可能だけれども、非常に高くつくだろう
といわれました。

今回、コリメータは直径が１０インチで焦点距離が５０インチのものを
使おうと考えているのですが、上に書いたような視野角の小さい
光を作るための良い智慧はないでしょうか？

よろしくお願いいたします。

「視野角」という言葉が何を意味するのかよくわかりませんでした。
以下は、「視野角」が「コリメータで平行光を作成した際の光の平行度」という意味だと解釈して回答します。

焦点距離が５０インチのコリメータで、平行度２０μradの光を作成するには、
ピンホールの直径＝５０（インチ）×２０E（−６）（rad）（１式）
　　　　　　　　＝１E（−３）（インチ）
　　　　　　　　＝２５．４（μｍ）　　　
を使用すればいいことになります。
一方、直径が１０インチで、焦点距離が５０インチのコリメータのＦナンバーは、
Ｆナンバー＝５０／１０　　　（２式）
　　　　　＝５
です。
このＦナンバーのコリメータの場合、
エアリーディスク直径＝２．４４×λ×Ｆナンバー　　　（３式）
　　　　　　　　　　＝２．４４×０．５５（μｍ）×５
　　　　　　　　　　＝６．７（μｍ）
ですので、回折ボケは６．７（μｍ）です。
ただし、光の波長を０．５５μｍと仮定しました。
（１式）の結果と、（３式）の結果を比べると、回折限界の方が小さいことがわかります。
つまり、このコリメータの焦点面上に直径２５．４（μｍ）のピンホールを設置すれば、回折の効果を考慮しても、平行度２０μrad（４秒角）の平行光を得ることができます。

もっとも、コリメータの収差は十分小さくなければなりません。
直径が１０インチで焦点距離が５０インチの球面鏡の球面収差は±５０（μｍ）に達します。ですから、球面鏡コリメータではこの平行度を得ることはできません。
コリメータには、精緻に研磨された放物面鏡を用意する必要があります。

過去の投稿［３５７］の再投稿です。

現在、Ｃマウントの３ＣＣＤカメラは、１/２インチ以下までと云われています。
これは、２/３インチ用の“色分解プリズム（３Ｐ）が設計できないから”、と聞いております。
具体的に光学設計上、どの様な制約があり、設計できないのでしょうか？
また本当に実現できないのでしょうか？
ご教示のほど、宜しくお願い致します。

以下、レンズ屋さんの御回答を転載させていただきます。

レス: レンズ屋 投稿日: 01/08/04(土) 20:33
色分解プリズムに必要な長さ（入射面からＣＣＤまでの距離）は、画面サイズに比例して長くなります。
画面サイズが大きくなると、色分解プリズムの全長がＣマウントのフランジバック（17.526ｍｍ in AIR）に収まらなくなるのだろうと思います。

レンズ屋さん、レスありがとうございます。
> 色分解プリズムに必要な長さ（入射面からＣＣＤまでの距離）は、画面サイズに比例して長くなります。
改めて考えてみたのですが、画面幅（サイズ）と、プリズム長さとの関係が、どうも理解できないのです。
これに関する、文献、計算式等ございましたら教えてください。
宜しくお願い致します。

> 色分解プリズムに必要な長さは、画面サイズに比例して長くなります。

下図は３色分解に最もよく使われるプリズム形状を表しています。
このまま画面サイズを大きくすると青光分離面や赤光分離面でケラレが生じます。
これを避けるには長いフランジバックが必要になります。
数式表示は難しいですが、作図するとよく実感できますので試してみてください。

ありがとうございました。
本サロンの新機能の効果を実感でき、よく理解できました。
また宜しくお願い致します。

光学サロンが生まれ変わりました。
今度の光学サロンは以下のような新機能があります。

1.　図を添付できます。
2.　検索ができます。
3.　新着記事がすぐにわかります。
4.　ツリー表示で投稿一覧をわかりやすく表示します。

これからも光学サロンを活用してください。
なお、これまでの投稿は、「Ｑ＆Ａコーナー」に移動しました。そちらにはレスがつけられませんので、質問中の投稿は再度この新光学サロンへ投稿をお願いします。

新装開店おめでとうございます。
絵が使えると大変分かりやすくなりますね。
これからもよろしく。