合成石英やＢＫ７にUV用マルチコートをしてあるのですが、UV光を当て続けるとコーティングが劣化していくように感じています。劣化の可能性、劣化のシステム、劣化の進行速度等についてご存知の方はいらっしゃいませんか。　

UVによるレンズの劣化は経験がありますが、コートの劣化は経験
していません。
劣化したレンズを覗くと、黄色（茶色）に変色していました。
レンズメーカーによると、これは、張り合わせレンズの接着剤部分が
最初にダメージを受けるとの事でした。
また、石英レンズ本体も、長時間の使用ではダメージを受けるとの事で
ダメージを避けるためには蛍石レンズを使用します。
ダメージの仕組みは、窒素が関係していると聞きましたが、あまり詳
しくは聞きませんでした。

> 合成石英やＢＫ７にUV用マルチコートをしてあるのですが、UV光を当て続けるとコーティングが劣化していくように感じています。

コーティングの劣化は間違いないでしょうか？
石英はともかく、普通のBK7はUVによって黄化します。アニールで多少回復するようですが。

> 合成石英やＢＫ７にUV用マルチコートをしてあるのですが、UV光を当て続けるとコーティングが劣化していくように感じています。劣化の可能性、劣化のシステム、劣化の進行速度等についてご存知の方はいらっしゃいませんか。　

ＵＶ光での劣化は何度か経験したことがあります。
劣化のシステムは環境気体中の分子が光重合するためだと思いますが詳
しいことは分かりません。窒素やアルゴンでパージすると効果的に進行
を防げますから酸素や水分が影響しているのでしょう。
進行速度は波長や環境によって大きく変わりますから一概にこれくらい
とはいえないと思います。私の経験した例では250W水銀灯光源のDeep
UV光を約10mm径程度に集光したところ半年で透過率が半減したことが
あります。この時の環境はプロセス装置が近くにあり化学的にはクリー
ンとはいえないものでした。

すごく難しいことが質問されていて、私にはよくわからないことが
多いです。こんなことを質問するのは恥ずかしいですがよろしくお願いします。図面の規格に偏芯（面振れ角）４分とあります。オートコリメータを使用しての反射測定ですがθを求めるにはどう計算したらいいでしょうか。

毎々お世話になります。
今，レンズからでた光の迷光の計算をしたいのですが，お勧めの光学設計ソフトはございますでしょうか。

主にやりたいことは、レンズから出た光がレンズホルダ内でどのように反射するか光線を追いたいと思っています。壁面で反射するモデルを作れてかつ、レンズや壁面で複数回反射した光線を追えるようなソフトがよい気がするのですが。
もしお勧めのソフトがあればご紹介ください。

ちなみにOPT98を使ってみたところ，私が使った限りでは壁面などでの複数回反射ができませんでした（本当はできるのかもしれませんが・・・）

鏡筒内の散乱反射を扱うのであれば、レンズ設計用のソフトではなく、
照明系のソフトが適していると思われます。
ORAのLight ToolsやOptisのSPEOS、BROのASAPなどで扱えると思います。
・・・が、どれも数百万レベルのソフトなのが問題ですね。
上記のソフトであれば３Ｄモデルを定義してその表面物性（反射率や散乱）を
入力し、発光源を定義するとレンズの表面反射まで考慮した光線追跡をして
くれます。

(有)照明光学研究所からrayCalc21 for Windowsというソフトが出ている
ようですが、価格52500円と低価格なこと以外はどのような機能があるのか
わかりません。こちらはご参考まで。

いつも拝見させて頂いております。
最近、レンズの解像力についてよく目にするのですが、よく50L.P／mmとか書いてあったりしますが、この値はMTF何％の値を指しているのでしょうか。
カタログ等を見ると、「MTF何％での値」といった記述はありません。
私の理解では縦軸にMTF,横軸に空間周波数をとるグラフの、空間周波数の値が解像力を示していると思うのですが、いかがでしょうか？
よろしければご教授ください。
よろしくお願いします。

> いつも拝見させて頂いております。
> 最近、レンズの解像力についてよく目にするのですが、よく50L.P／mmとか書いてあったりしますが、この値はMTF何％の値を指しているのでしょうか。
> カタログ等を見ると、「MTF何％での値」といった記述はありません。
> 私の理解では縦軸にMTF,横軸に空間周波数をとるグラフの、空間周波数の値が解像力を示していると思うのですが、いかがでしょうか？
> よろしければご教授ください。
> よろしくお願いします。

何％であれば解像していると認識できるか？
２０％？？
解像力の読みは個人差、担当部門間差（？）が大きいとされています。

> > 最近、レンズの解像力についてよく目にするのですが、よく50L.P／mmとか書いてあったりしますが、この値はMTF何％の値を指しているのでしょうか。

> 何％であれば解像していると認識できるか？

レンズの解像力は特に表記が無い場合「限界解像力」です。
白黒複数対の矩形パターンがコントラストを持ちつづける（明暗が判別できる）
限界の本数を読み取るわけですが、回折格子さんの書かれたようにどこまで
読むかに対するスタンダードはきちんとしていないと思います。
便宜的に（限界）解像力を規格化する手段として、MTFがある値になる周波数
で代用するということを、特に設計の初期において利用する事がありますが、
その敷居値として私が眼にした事があるのは上は90%、下は1%でした。

1％とはまた極端ですね。
結局のところ，使う側で何％にするか決めなければらないようですね。
勉強になりました。ありがとうございました。

回折格子を表現する位相関数の現実のレンズ表面形状への変換につい
て理解したく投稿しました。
以前に、松下電産より発表されてい
たＤＶＤ／ＣＤ互換性ピックアップレンズのモデルで考えたい。

　具体的には、一枚両面非球面レンズ　波長はＤＶＤ／ＣＤとも６５
０ｎｍ。ＤＶＤはＮＡ０．６でレンズ後方に０．６ｍｍの基盤ガラス
、ＣＤはＮＡ０．４で１．２ｍｍの基盤ガラスとします。回折格子を
レンズ前面の構成する。ＤＶＤは０次回折光とする。ＣＤは１次回折
光とする。回折格子は０次光には寄与しない。１次光には寄与する。
このピックアップのレンズ設計ＤＶＤを前提に行う。ＣＤの場合には
基盤ガラスが厚いので球面収差がオーバー側になって不具合を生ずる
。これを回折格子を作成することで補正する。位相関数法で設計は可
能です。０次光と１次光の回折効率を５０％：５０％にしたい。

　
疑問点は、この０次：１次の５０％：５０％の回折効率を実現
するように設計位相関数からレンズ表面にレリーフを作る原理はどの
ようなものでしょう。例えば、位相関数を２paiでカットすると大雑
把に言ってブレーズ型になり１次光の回折格子がリッチになるのでは
？一方２paiの半分の高さ（pai）でカットしていくと０次光：１次光
の回折効率は５０％：５０％（？）になるかもしれないが、それでは
ＣＤの球面収差が補正されることになるのでしょうか？２paiでカッ
トする場合とpaiでカットしていく場合とでは輪帯の数が倍になるの
で回折角が大きく異なるので収差への寄与が異なるはずと思います。
回折効率設計と収差補正を成立させる位相関数のレンズ表面レリーフ
形状への変換原理はどのように考えればよいのでしょう。なにか大き
く勘違いしている気がして仕方が無いのですが。。。。
どなたか
この点アドバイス頂ければ

> 回折格子を表現する位相関数の現実のレンズ表面形状への変換につい
> て理解したく投稿しました。
> 以前に、松下電産より発表されてい
> たＤＶＤ／ＣＤ互換性ピックアップレンズのモデルで考えたい。
>
> 　具体的には、一枚両面非球面レンズ　波長はＤＶＤ／ＣＤとも６５
> ０ｎｍ。ＤＶＤはＮＡ０．６でレンズ後方に０．６ｍｍの基盤ガラス
> 、ＣＤはＮＡ０．４で１．２ｍｍの基盤ガラスとします。回折格子を
> レンズ前面の構成する。ＤＶＤは０次回折光とする。ＣＤは１次回折
> 光とする。回折格子は０次光には寄与しない。１次光には寄与する。
> このピックアップのレンズ設計ＤＶＤを前提に行う。ＣＤの場合には
> 基盤ガラスが厚いので球面収差がオーバー側になって不具合を生ずる
> 。これを回折格子を作成することで補正する。位相関数法で設計は可
> 能です。０次光と１次光の回折効率を５０％：５０％にしたい。
>
> 　
> 疑問点は、この０次：１次の５０％：５０％の回折効率を実現
> するように設計位相関数からレンズ表面にレリーフを作る原理はどの
> ようなものでしょう。例えば、位相関数を２paiでカットすると大雑
> 把に言ってブレーズ型になり１次光の回折格子がリッチになるのでは
> ？一方２paiの半分の高さ（pai）でカットしていくと０次光：１次光
> の回折効率は５０％：５０％（？）になるかもしれないが、それでは
> ＣＤの球面収差が補正されることになるのでしょうか？２paiでカッ
> トする場合とpaiでカットしていく場合とでは輪帯の数が倍になるの
> で回折角が大きく異なるので収差への寄与が異なるはずと思います。
> 回折効率設計と収差補正を成立させる位相関数のレンズ表面レリーフ
> 形状への変換原理はどのように考えればよいのでしょう。なにか大き
> く勘違いしている気がして仕方が無いのですが。。。。
> どなたか
> この点アドバイス頂ければ


　回折格子のピッチ（空間周波数）さえ変更しなければ、回折光の
飛んでいく方向は変わりません。後は、各ピッチを構成する溝の
形状を工夫することで、回折光の強度比をコントロールできます。
たぶん、ブレーズ型が若干崩れた様な形状だと思います。

>
> 　回折格子のピッチ（空間周波数）さえ変更しなければ、回折光の
> 飛んでいく方向は変わりません。後は、各ピッチを構成する溝の
> 形状を工夫することで、回折光の強度比をコントロールできます。
> たぶん、ブレーズ型が若干崩れた様な形状だと思います。

そこのところが良く理解できないのです。
ピッチを決めるのは位相関数を２paiで輪切り？
溝の深さは回折効率で決める？　それでは位相関数の値はピッチを決めるためだけにあるとのことになりますが。。それでいいとも思えません。溝と溝の中間の形状はどう決めるのでしょう。設定問い（０次：１次＝５０：５０）のような場合は位相関数値を深さ方向に１／２に比例縮小するのでしょうか。その根拠は？と考え込んだうえでの質問、問いかけなのですが。。。アドバイス待っています。宜しく。

>
> >
> > 　回折格子のピッチ（空間周波数）さえ変更しなければ、回折光の
> > 飛んでいく方向は変わりません。後は、各ピッチを構成する溝の
> > 形状を工夫することで、回折光の強度比をコントロールできます。
> > たぶん、ブレーズ型が若干崩れた様な形状だと思います。
>
> そこのところが良く理解できないのです。
> ピッチを決めるのは位相関数を２paiで輪切り？
> 溝の深さは回折効率で決める？　それでは位相関数の値はピッチを決めるためだけにあるとのことになりますが。。それでいいとも思えません。溝と溝の中間の形状はどう決めるのでしょう。設定問い（０次：１次＝５０：５０）のような場合は位相関数値を深さ方向に１／２に比例縮小するのでしょうか。その根拠は？と考え込んだうえでの質問、問いかけなのですが。。。アドバイス待っています。宜しく。


　返信が遅くなりました。
　位相関数の値はピッチを決めるためだけにあります。

　回折効率は・・・回折格子素材との境界条件など、電磁気学的な
難しいことをとりあえず忘れて、波面光学的に考えると・・・

　回折格子を反射した波面を、とある点から観察した、波面の位相
がａ(x)であるとします。ｘは、波面上の位置です。すると、とある点
上での光の強度は、

　exp(2iπａ(x)／λ）

を、光束全体で積分した、その絶対値の二乗に比例します。（λは波長）
　すなわち、特定の次数の回折光を強くしたい場合は、その特定の回折
光が集まる点（無限遠上の点の場合もある）上で上記積分を行い、その
値が最も大きくなるよう、格子の溝の形を工夫すれば良い訳です。

　この発想に基き、例えば１次回折光だけを強くしようとすると、
ブレーズ型の回折格子が得られるという次第です。

> 　位相関数の値はピッチを決めるためだけにあります。
>
Takahashi様
　　有難うございます。
　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。
　　例えば、オプトロニクス社刊の回折光学素子入門のＰ５１　回折光学系の収差と光線追跡の章での屈折の法則の一般化は位相関数のピッチを決める以外の部分の絶対値とその微係数が必要とされています。ピッチの途中を回折効率重視で決めてよいものとは思えませんが。如何でしょう？もう一度議論に参加して下さいね。

>
> > 　位相関数の値はピッチを決めるためだけにあります。
> >
> Takahashi様
> 　　有難うございます。
> 　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。
> 　　例えば、オプトロニクス社刊の回折光学素子入門のＰ５１　回折光学系の収差と光線追跡の章での屈折の法則の一般化は位相関数のピッチを決める以外の部分の絶対値とその微係数が必要とされています。ピッチの途中を回折効率重視で決めてよいものとは思えませんが。如何でしょう？もう一度議論に参加して下さいね。


　「回折光学素子入門」記載の＊位相関数＊が、私が想定していた位相
関数とは異なるものなのかもしれません。申し訳けないのですが、「回折
光学素子入門」は、手元にありません。

　CodeVのマニュアルを引用します。

　　　−−−−−

任意の位相項は製造ビームに含まれる収差に関連しています(HCT、HCO)。位相項はHOE面の位相関数の変位を表します。位相関数は2つのビームの干渉から求まります。関数の変位はローカル格子周波数で決まります。

　　　−−−−−

　CodeVのマニュアルは、日本語が変なので時々困るのですが、まあ少なく
とも、CodeVで想定している位相関数は、ローカル格子周波数、すなわち格
子のピッチを決めるものです。

> >
> > > 　位相関数の値はピッチを決めるためだけにあります。
> > >
> > Takahashi様
> > 　　有難うございます。
> > 　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。
> > 　　例えば、オプトロニクス社刊の回折光学素子入門のＰ５１　回折光学系の収差と光線追跡の章での屈折の法則の一般化は位相関数のピッチを決める以外の部分の絶対値とその微係数が必要とされています。ピッチの途中を回折効率重視で決めてよいものとは思えませんが。如何でしょう？もう一度議論に参加して下さいね。
>
>
> 　「回折光学素子入門」記載の＊位相関数＊が、私が想定していた位相
> 関数とは異なるものなのかもしれません。申し訳けないのですが、「回折
> 光学素子入門」は、手元にありません。
>
> 　CodeVのマニュアルを引用します。
>
> 　　　−−−−−
>
> 任意の位相項は製造ビームに含まれる収差に関連しています(HCT、HCO)。位相項はHOE面の位相関数の変位を表します。位相関数は2つのビームの干渉から求まります。関数の変位はローカル格子周波数で決まります。
>
> 　　　−−−−−
>
> 　CodeVのマニュアルは、日本語が変なので時々困るのですが、まあ少なく
> とも、CodeVで想定している位相関数は、ローカル格子周波数、すなわち格
> 子のピッチを決めるものです。

　位相関数の定義はどこも同じです。そして位相関数がピッチを決める情報をすべて含んでいるはずです。でも2Paiでカットすれば良いと理解するならば回折効率の制御が出来ないし、回折効率を制御しようとすれば位相関数が持っている収差補正機能が満たせません。どうなっているのでしょうかと言うのが繰り返しなりますが困惑の理由です。
　ＣｏｄｅＶの種本になっている論文（LINCOLN LABORATORY TECHNICAL REPORT 914 by G.J.SWANSON 等）を見ても疑問は積もるばかり。

> 　位相関数の定義はどこも同じです。そして位相関数がピッチを決める情報をすべて含んでいるはずです。でも2Paiでカットすれば良いと理解するならば回折効率の制御が出来ないし、回折効率を制御しようとすれば位相関数が持っている収差補正機能が満たせません。どうなっているのでしょうかと言うのが繰り返しなりますが困惑の理由です。
> 　ＣｏｄｅＶの種本になっている論文（LINCOLN LABORATORY TECHNICAL REPORT 914 by G.J.SWANSON 等）を見ても疑問は積もるばかり。


　納得してもらえないかもしれませんが、回折光学素子の収差補正
機能と回折効率は別の話です。回折光学素子の収差補正機能は溝の
ピッチによるものです。

　回折光学素子の溝のピッチは、一般に、場所によって異なります。
このことはすなわち、回折光学素子のパワーが位置によって異なる
ことを意味します。レンズで言えば非球面レンズなのです。このこと
だけでも、高い収差補正機能が期待できますが、更に良いことに、
レンズは一般に、波長が短いほど良く光を曲げますが、回折光学素子
は逆に波長が長いほど良く光を曲げるのです。極端逆フリント素材
なのです。すなわち、回折光学素子を使用すると、色消しが容易に
実現できることを意味します。これも回折効率とは別の話である
ことは、容易にご理解いただけるでしょう。
　更に更に、回折光学素子には凄い能力があります。ベッツバー
ル曲率が、零なのです。
　通常の光学系では、ベッツバール曲率を零に近づける為に、光学系
内部で光束をくびれさせています。その為、ある程度画角のある光学
系においては凸凹凸のトリプレットの構成が最低限必要となりますが、
回折光学素子を使用する場合は、こんなことをする必要が無いので
す。これは、回折光学素子が凸レンズのパワーを持っていても、その
実態は平面であることに由来します。

　ついでなので、もう少し書きますと、この様な収差補正においては
凄い威力を発揮する回折光学素子ですが、難点も沢山あります。
例えば、広い波長域に対応しにくいのです。ここでやっと回折効率の
話がでてきます。１波長に対してだけならば、１次回折光の効率
100%という回折光学素子が実現可能です。ところが複数波長に対し
てはどうしても回折効率が落ちてしまうのです。
　この問題を解消する為、例えばCanonの一眼レフ用レンズでは、
２枚の回折光学素子を近接して配置しています。

> 　納得してもらえないかもしれませんが、回折光学素子の収差補正
> 機能と回折効率は別の話です。回折光学素子の収差補正機能は溝の
> ピッチによるものです。
>
　TAKAHASHIさんの説明はある意味よく分かります。位相関数の概念を使わない例で考えます。一番単純に平面にブレーズを繰り返して切っていく合。この繰り返しが回折方向（収差）を決め、このブレーズの山の高さが回折効率を決めているとのことでしょうから。これのやり方は良く分かるのです。
　でも位相関数となると分からなくなるのです。逆にこの単純例を位相関数で表現するとどうなるのでしょう。

　なにかを思い違いしているために、位相関数の基礎概念が理解できずにいると思っています。よろしくお願いいたします。

>
> 　納得してもらえないかもしれませんが、回折光学素子の収差補正
> 機能と回折効率は別の話です。回折光学素子の収差補正機能は溝の
> ピッチによるものです。
　　
　　やはり良く分かりません。溝（単純に細い引っ込んだ線と思っても良いですか。）で収差補正上決定された位相関数がすべて表現されるわけがないと思い込んでしまっているのです。溝と溝の中間地点も位相関数から決定される形状を反映していなければならないのでは。
　溝と溝の中間点も大切では思うのですが。そうでないと同一の溝のピッチを決める位相関数は多数存在することになってしまいませんか。
　よろしくお願いいたします。

> >
> > 　納得してもらえないかもしれませんが、回折光学素子の収差補正
> > 機能と回折効率は別の話です。回折光学素子の収差補正機能は溝の
> > ピッチによるものです。
> 　　
> 　　やはり良く分かりません。溝（単純に細い引っ込んだ線と思っても良いですか。）で収差補正上決定された位相関数がキべて表現されるわけがないと思い込んでしまっているのです。溝と溝の中間地点も位相関数から決定される形状を反映していなければならないのでは。
> 　溝と溝の中間点も大切では思うのですが。そうでないと同一の溝のピッチを決める位相関数は多数存在することになってしまいませんか。
> 　よろしくお願いいたします。


　ごめんなさい。
　私は回折格子さんの疑問を理解するのをあきらめました。

>
> 　ごめんなさい。
> 　私は回折格子さんの疑問を理解するのをあきらめました。

Takahashiさんの話を回折格子さんの位相関数に対するイメージにつなげるのであれば、位相関数をフーリエ変換すればピークの現れる空間周波数がまさに高橋さんの言うピッチを表し、振幅や位相が回折効率に関与しているということになると思いますよ。

> Takahashiさんの話を回折格子さんの位相関数に対するイメージにつなげるのであれば、位相関数をフーリエ変換すればピークの現れる空間周波数がまさに高橋さんの言うピッチを表し、振幅や位相が回折効率に関与しているということになると思いますよ。

そのとおりと考えています。だから疑問を持っています。繰り返します。
通常の形状設計を０次光を前提に最適化する。次に１次光の回折を想定して面上に位相関数を設定して最適化する。この場合に位相関数の実際の形状はどのようなものにするかの指導原理が良く分かっていません。
　上記のような手順の光学設計が市販の光学ソフトで可能ですが、ここでは回折効率のことは考慮しません。（そうですよね？）すると１次光の回折効率を３０％あるいは５０％のように設定したいときは、この設計された位相関数をどうように形状設計するのでしょう？
　形状設計された回折格子をフーリエ変換すれば、（スカラー理論の範疇では。）回折の方向が収差を表現し、フーリエ変換値が回折効率を表すのでしょうから。
　それとも形状設計前の位相関数をフーリエ変換する？？単純な一次線形位相関数を想定したらどうなる。。ウーンよく分かりません。
　よろしくお願いいたします。

もしかして明快な設計手法があると思っていらっしゃいませんか？
私の知る限りそのような方法は無く、だからこそ評価関数を頭をひねって考案し、コンピュータを駆使して所望の解を模索するしかないと思うのですが。

> もしかして明快な設計手法があると思っていらっしゃいませんか？
> 私の知る限りそのような方法は無く、だからこそ評価関数を頭をひねって考案し、コンピュータを駆使して所望の解を模索するしかないと思うのですが。

　ウーン。。
　明快な設計手法？？最適な位相関数を求める明快な手法はないでしょね。光学設計が試行錯誤というのと同じ意味で。
　でも位相関数を前提にして（厚みゼロ、単一画角の条件の仮定のもと）その位相関数での収差補正で評価された収差性能を達成するために、位相関数から実際のレンズ形状への変換の指導原理はあるのでは？？　そうでないと何のために位相関数を求めているのか分からないことになりますので。。違います？？
　
　

光学系の設計をするときには、まず理想レンズを考えてｆ値を決め、その上でそれを現実に作れるレンズの組み合わせで実現しようと試みますよね。
私は位相関数はこの理想レンズに相当していると理解しています。ｆ値よりずっと多くのパラメータはありますが。
そういう認識ではだめでしょうか？

回折効率も、またこれから来る収差（回折効率はたとえばブレーズにすれば特定方向が強くなるなどしますので点増分布に影響を与えますよね）も結局のところ実モデルで計算しないと出てこないのではないでしょうか？

私の方が勘違いしていますでしょうか？

> 光学系の設計をするときには、まず理想レンズを考えてｆ値を決め、その上でそれを現実に作れるレンズの組み合わせで実現しようと試みますよね。
> 私は位相関数はこの理想レンズに相当していると理解しています。ｆ値よりずっと多くのパラメータはありますが。
> そういう認識ではだめでしょうか？
>
> 回折効率も、またこれから来る収差（回折効率はたとえばブレーズにすれば特定方向が強くなるなどしますので点増分布に影響を与えますよね）も結局のところ実モデルで計算しないと出てこないのではないでしょうか？
>

最終的には、実モデルで計算（どのようにやるかについても頭の中はもやもやでいっぱいですが、それはこれが片がついてから。）しないと出てこないとは考えますが、それは位相関数法が厚みゼロを想定してのモデルだからと考えています、というか考えたいのですが。

実モデルまで飛躍しないで、位相関数をどのように使うかが分かれば。
又は、位相関数法が前提にしている物理モデルが明確になればうれしいのですが。。

どこにレスをつけるか迷いましたが、一番伸びているところにつけさせて頂きます。

興味深い話題だったので、手元の文献のポイントと思われることを書き込んだり、勉強しながら見ていましたが、「こういうことなのかな」と思ったことをまとめてみました。

◎回折格子での位相関数
一番単純なブレーズ型の場合、位相関数は1次関数ではないでしょうか。
プリズムの斜面を位相の不連続が２πになるようにずらしていったら、最終形態がノコギリ歯になったというイメージです。プリズムによる屈折角と、格子による回折角が一致する形状になっているのかな、と。
ただ、このような単純な形状で済むのは、入射平面波を向きが変わった平面波として出射する場合であって、平面波→球面波とか、球面波→球面波という場合には、位相関数もそれなりの形状になるということではないでしょうか。

◎レンズでの位相関数
レンズを屈折と位相関数を併用して設計する場合、波長固定、回折次数固定で考えると、屈折による部分と位相関数による部分をどのように振り分けても一応機能はするレンズにはなるのではないでしょうか。回折格子さんが言われる光ディスク用レンズの場合、1つのレンズで焦点を2つ持つ必要があるので、その役割を0次と1次に振り分けると言うことですよね。
0次光はDVD、1次光はCD用の焦点に集光するように位相関数(同時に非球面係数)を最適化してやれば、回折効率は別として、ソフト上ではレンズができて、実際の形状に変換するには、位相関数＊λ／２ｎπの厚さ(ｎ：硝材の屈折率)を持つ薄皮？を非球面形状に被せればよいと思えます。ここで、位相関数が２πｍ(ｍ=0,1,2,...)だけ変化する毎にｍ＊λ／ｎだけ実形状をずらしてやれば、ｍ次光だけの波面の連続性が満たされるので、ｍ次光の効率が100%になるということではないでしょうか。それが満たされないない場合、各次数に段差で決まる割合で分配されるのだと思います。


結論として、「位相関数の形状は収差に影響するが、実形状の段差は回折効率にのみ影響するので、回折効率を所望の値にするためには段差の深さを適切に設定すれば良い」ということのように思えるのですが。

…と書いても自信十分ではありませんので、私の考えにおかしな点がありましたら御指摘をお願いします。

ｍ次光だけの波面の連続性が満たされるので、ｍ次光の効率が100%になるということではないでしょうか。

ノコギリ歯の場合は１００％（？）かもしれませんが、連続性と効率１００％は一般には直結しないのでは？？。実形状のフーリエ変換で効率が決まる。（つまり位相関数デペンデントでしょう。）


> 結論として、「位相関数の形状は収差に影響するが、実形状の段差は回折効率にのみ影響するので、回折効率を所望の値にするためには段差の深さを適切に設定すれば良い」ということのように思えるのですが。

読み方に誤解があればごめんなさい（位相関数の形状ということで何を表現？）。位相関数をどこで輪切り（２pai＊ｍではなく例えば１paiで切っていってもよい）しても収差には影響しないと言ように読めてしまうのですが。そうであれば、ピッチが小さくなれば回折角大きくなりますので、収差にもろに影響するのでは？？。

> ｍ次光だけの波面の連続性が満たされるので、ｍ次光の効率が100%になるということではないでしょうか。
>
> ノコギリ歯の場合は１００％（？）かもしれませんが、連続性と効率１００％は一般には直結しないのでは？？。実形状のフーリエ変換で効率が決まる。（つまり位相関数デペンデントでしょう。）
>
>
> > 結論として、「位相関数の形状は収差に影響するが、実形状の段差は回折効率にのみ影響するので、回折効率を所望の値にするためには段差の深さを適切に設定すれば良い」ということのように思えるのですが。
>
> 読み方に誤解があればごめんなさい（位相関数の形状ということで何を表現？）。位相関数をどこで輪切り（２pai＊ｍではなく例えば１paiで切っていってもよい）しても収差には影響しないと言ように読めてしまうのですが。そうであれば、ピッチが小さくなれば回折角大きくなりますので、収差にもろに影響するのでは？？。
舌足らずでしたが、段差の深さを適切に設定してしまうと収差に影響があるはずといいたいのです。

> > >
> > > > 　位相関数の値はピッチを決めるためだけにあります。
> > > >
> > > Takahashi様
> > > 　　有難うございます。
> > > 　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。
> > > 　　例えば、オプトロニクス社刊の回折光学素子入門のＰ５１　回折光学系の収差と光線追跡の章での屈折の法則の一般化は位相関数のピッチを決める以外の部分の絶対値とその微係数が必要とされています。ピッチの途中を回折効率重視で決めてよいものとは思えませんが。如何でしょう？もう一度議論に参加して下さいね。
> >
> >
> > 　「回折光学素子入門」記載の＊位相関数＊が、私が想定していた位相
> > 関数とは異なるものなのかもしれません。申し訳けないのですが、「回折
> > 光学素子入門」は、手元にありません。
> >
> > 　CodeVのマニュアルを引用します。
> >
> > 　　　−−−−−
> >
> > 任意の位相項は製造ビームに含まれる収差に関連しています(HCT、HCO)。位相項はHOE面の位相関数の変位を表します。位相関数は2つのビームの干渉から求まります。関数の変位はローカル格子周波数で決まります。
> >
> > 　　　−−−−−
> >
> > 　CodeVのマニュアルは、日本語が変なので時々困るのですが、まあ少なく
> > とも、CodeVで想定している位相関数は、ローカル格子周波数、すなわち格
> > 子のピッチを決めるものです。
>
> 　位相関数の定義はどこも同じです。そして位相関数がピッチを決める情報をすべて含んでいるはずです。でも2Paiでカットすれば良いと理解するならば回折効率の制御が出来ないし、回折効率を制御しようとすれば位相関数が持っている収差補正機能が満たせません。どうなっているのでしょうかと言うのが繰り返しなりますが困惑の理由です。
　ＣｏｄｅＶの種本になっている論文（LINCOLN LABORATORY TECHNICAL REPORT 914 by G.J.SWANSON 等）を見ても疑問は積もるばかり。

ちなみに、ＣｏｄｅＶ屋さんに回折効率の計算について質問されれば、現状のＣｏｄｅＶのこの種の問題への入れ込みが分かります。ＯＲＡも、これでは世の中に置いていかれるとして、２年？かけて何とかするとの噂ですが。。（米国の技術者と日本の技術者は扱っている分野が異なりますので、日本でＣｏｄｅＶを沢山使っておられる会社の方は、的確な要望を出してＯＲＡをリードしてくださいね。。）

量産されている技術のことなので、知ってる人は沢山居られるはずなんですがね。。

> 　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。

位相差関数の役割には、収差補正もあると思います。
去年の１月に行われた日本光学会の講習会で、ＣＤ，ＤＶＤそれぞれに
光源を持つ光学系で用いるレンズの設計についての講演がありました
（光源波長が650nmだけでは、ＣＤの記録用メディアに対応できない
そうです）。

レンズ材料の持つ色収差、ＣＤとＤＶＤでディスク厚さが異なることに
よる球面収差、回折素子の色収差などをトータルでゼロにするような
設計をして、位相差関数が２πの整数倍（光路差関数が設計波長の整数倍）
変化するごとに、設計波長の整数倍だけ段差をつけたような形状にする
という話だったと思います。

元の議論は単一光源波長の場合ですが、極端な違いはないのではない
のかな、と想像しています。想像が間違っていたらごめんなさい。

> > 　　私には、位相関数がピッチを決めるためだけにあるとは考えられません。
>
> 位相差関数の役割には、収差補正もあると思います。

同意見です。

> 去年の１月に行われた日本光学会の講習会で、ＣＤ，ＤＶＤそれぞれに
> 光源を持つ光学系で用いるレンズの設計についての講演がありました
> （光源波長が650nmだけでは、ＣＤの記録用メディアに対応できない
> そうです）。
>
　対応できないのはＣＤ−Ｒの感光体が６５０ｎｍの光に十分に反応しないためで、今回の議論とは別のことと考えています。

> レンズ材料の持つ色収差、ＣＤとＤＶＤでディスク厚さが異なることに
> よる球面収差、回折素子の色収差などをトータルでゼロにするような
> 設計をして、位相差関数が２πの整数倍（光路差関数が設計波長の整数倍）
> 変化するごとに、設計波長の整数倍だけ段差をつけたような形状にする
> という話だったと思います。
>
　単一波長の場合は、そのように理解した場合は、０次光と１次光の割合が５０：５０には出来ないと考えています。あちらを立てれば、此方が立たず状態で困惑しているのですが。。。

> 元の議論は単一光源波長の場合ですが、極端な違いはないのではない
> のかな、と想像しています。想像が間違っていたらごめんなさい。
　チョット事情は違うとは思いますが。。。２波長についても詳細は理解できていません。ウーン。。。

直接の答えではありませんが、オプトロニクス社の「回折光学素子入門」に
この辺りを説明した章があったと思います。
会社に置いてきたまま連休に入ってしまったので、今すぐ内容を確認する
訳にはいきませんが…

その手の文献には既に目を通した、ということであれば、この書き込みは
スルーして下さい。

> 直接の答えではありませんが、オプトロニクス社の「回折光学素子入門」に
> この辺りを説明した章があったと思います。
> 会社に置いてきたまま連休に入ってしまったので、今すぐ内容を確認する
> 訳にはいきませんが…
>
> その手の文献には既に目を通した、ということであれば、この書き込みは
> スルーして下さい。

コメント有難うございます。
ご指摘の本は読んだのですが、疑問は氷解しません。
位相関数なるものが良く理解できないので、こんな妙なジレンマに陥っているのだと思っているのですが。。。位相関数＊次数が波面収差として付加されることと溝の深さを選ぶことが良く結びつかないのです。
回折効率は形状のフーリエ変換より計算させるので、溝の深さを変えようと言うのは素直な発想だと思うんですが、そうそれば収差はどうなると考えてしまうのです。ここらあたりのことは、知ってる人は良く知ってる程度のことだと思っています。ヒント頂ければ幸いです。

点像分布をＯＴＦに変換する式を教えてください。エクセルにて地道に変換したいので、その範囲での式を教えてください。フィリュエー変換をするところまではりかいしていますが、式が難しくて、エクセルで対応できません

> 点像分布をＯＴＦに変換する式を教えてください。エクセルにて地道に変換したいので、その範囲での式を教えてください。フィリュエー変換をするところまではりかいしていますが、式が難しくて、エクセルで対応できません

　R(r,s) ＝ ∫∫PSF（x,y)　exp{-2iπ(ｒｘ＋sy）｝dxdy
　　　　　（積分範囲は∞）

　OTF(r,s)　＝　R(r,s)／R(0,0)


　これをエクセルで計算する場合、マクロを使用すると良いのでは
ないかと思います。

レンズに関しての全くの素人です。
FマウントとCマウントっていったい何がどうなんでしょうか？
Cマウントはlens取り付け基準面から焦点までの距離が17.526mmのものという記述を見つけました。
この距離は撮影する上でどのような役割を果たすのでしょうか？
回答、よろしくお願いいたします。

ＣマウントのカメラとＣマウントのレンズでは、無限遠物体の像がフランジバック１７．５ｍｍの位置に出来るようになっています。というのが直接の答え。（撮影する上でどのような役割であるかのお尋ねに対しては。）よろしいでしょうか。

お返事ありがとうございます。
短絡的で申し訳ありませんが、どういうときにFマウント、Cマウントを使えばよいのでしょうか?
それぞれの短所と長所のようなものを教えていただけるとありがたいです。

Ｆマウントはニコンの一眼レフカメラをお持ちで、使いたいとき。
　ＣマウントはＣＣＤカメラで撮像したいときなのですが、これでは余りにも当たりまえ過ぎておじぞうさんに対する答えにはならないのでしょうね。
　受光素子がフィルムとＣＣＤと異なっていますので、何を想定されるかによりますが。
　風景を撮りたいのであればニコン。
　工程の外観チェックをカメラしたいのであればＣＣＴＶカメラ。

お返事いただきありがとうございます。

> 　受光素子がフィルムとＣＣＤと異なっていますので、何を想定されるかによりますが。
> 　風景を撮りたいのであればニコン。
> 　工程の外観チェックをカメラしたいのであればＣＣＴＶカメラ。

微弱光検出で冷却ＣＣＤカメラを使用するときはＣマウントしか選べないということでしょうか？微弱光検出にすぐれたレンズのマウントは性能という意味で(マウントできるかできないかではなく)どれが一番よいのでしょうか？

>微弱光検出にすぐれたレンズのマウントは性能という意味で(マウントできるかできないかではなく)どれが一番よいのでしょうか？

優れたレンズならわかりますが、優れたマウントというのはちょっと視点がずれていると思いますよ。
マウントはあくまでマウントです。優劣があるのではなく、目的に応じて異なるという意味しかありません。

回答の意味をよく理解していなくてすみませんでした。
質問の仕方を変えます。

微弱光検出にすぐれたレンズはどれがお勧めでしょうか？
カメラは冷却ＣＣＤで、カメラから30ｃｍほどしか離れていないところにある蛍光板からの蛍光を観測する予定です。

> 微弱光検出にすぐれたレンズはどれがお勧めでしょうか？
> カメラは冷却ＣＣＤで、カメラから30ｃｍほどしか離れていないところにある蛍光板からの蛍光を観測する予定です。

もう少し具体的内容がわかった方がよいですね。
たとえば、

ａ．冷却ＣＣＤのマウントはなんなのか
ｂ．対象物の大きさはどの位なのか
ｃ．蛍光板は蛍光をどのように発するのか
　　光励起なのか、ＥＬのように電界なのか、ＬＤのように電流なのかなど
ｄ．対象物からＣＣＤ面までの距離は固定なのか可変なのか
　　あるいは何らかの制約があるのか
ｅ．ＣＣＤのサイズはどの位なのか

などです。
基本的な考え方としてはａ〜ｅのようなスペックからレンズの基本仕様を決めます。
その上で市販のレンズなどから一番明るいレンズを選択すれば微弱光検出に良いわけです。
一番明るいというのはＦ値が一番小さい（これは蛍光観察とのことですからＦ値が小さい方が光量がＵＰします）、そしてレンズの透過率が高い（レンズ枚数が少ないとかＡＲコートが優れているなど）ものを選択します。

非常にわかりやすい説明ありがとうございました。
これで最後の質問です。

> ｃ．蛍光板は蛍光をどのように発するのか
> 　　光励起なのか、ＥＬのように電界なのか、ＬＤのように電流なのかなど

高速の電子をあてて蛍光を発するのですが、どうしてレンズを選ぶにあたってこのような情報が必要なのでしょうか？
蛍光波長？とかと関係があるのでしょうか？

> 高速の電子をあてて蛍光を発するのですが、どうしてレンズを選ぶにあたってこのような情報が必要なのでしょうか？

光励起の場合は励起光が蛍光観察を邪魔するので工夫が必要になります。

> 蛍光波長？とかと関係があるのでしょうか？
忘れていましたが、蛍光の波長やスペクトル幅もレンズ選定に重要な要素です。
レンズという物は色収差が有りますので、要求仕様に盛り込む必要があります。
透過率にも関係しますので明るいレンズを求める場合は特に必要な情報でしょう。（ＡＲコートの仕様や材質選定に関係します）

Laserさん、回折格子さん、本当にたくさん答えていただきありがとうございました。

　Ｆマウントはニコンさんの一眼レフカメラの交換レンズと取り付け規格。
　Ｆマウント対応のカメラとそれに使うＦマウントの交換レンズが有ることになります。
　それと同様にＣマウントはＣＣＴＶカメラ用のカメラとそれに使用するレンズの約束事についてのものです。ＣＣＴＶカメラには他にＣＳマウント規格があります。１／３型ＣＣＤカメラの規格です。フランジバックは１２．５ｍｍ（in　air）です。

初めて投稿させていただきます。
非球面ガラスレンズについての質問です。
非球面ガラスレンズの評価基準において光学特性は
もちろんなんですが、形状検査の基準において
どこの形状が重要視され、かつどのくらいの精度
を要求されるのでしょうか。

たとえば、Ｒａ値やＲｙ値、Ｗａ値などがサブミクロン
またはナノのクラスにまで精度は求められますでしょうか？

ご意見よろしくお願いします。

> 非球面ガラスレンズの評価基準において光学特性は
> もちろんなんですが、形状検査の基準において
> どこの形状が重要視され、かつどのくらいの精度
> を要求されるのでしょうか。

???
レンズの形状精度は光学的要求から決定されるはずですが・・・

> > 非球面ガラスレンズの評価基準において光学特性は
> > もちろんなんですが、形状検査の基準において
> > どこの形状が重要視され、かつどのくらいの精度
> > を要求されるのでしょうか。
>
> ???
> レンズの形状精度は光学的要求から決定されるはずですが・・・

とっても広い範囲になってしまいますが…
携帯電話のカメラやデジカメなどに使われる、
マイクロレンズであれば一般的に
どのくらいの形状精度が求められるのでしょうか。

> > > 非球面ガラスレンズの評価基準において光学特性は
> > > もちろんなんですが、形状検査の基準において
> > > どこの形状が重要視され、かつどのくらいの精度
> > > を要求されるのでしょうか。
> >
> > ???
> > レンズの形状精度は光学的要求から決定されるはずですが・・・
>
> とっても広い範囲になってしまいますが…
> 携帯電話のカメラやデジカメなどに使われる、
> マイクロレンズであれば一般的に
> どのくらいの形状精度が求められるのでしょうか。

　各社お家の事情があって、この種の精度の良い回答は出てこないと思います。
　ガラス非球面レンズの製造をやられている会社の営業さんに聞くのが一番早いと思いますよ。現実に携帯もデジカメも大量生産されているので。この種の話題はともすれば衒学的になりがちですが、案ずるより産むが安しの世界とも思います。あまり無責任なことを言ってもいけませんが。。
　（営業さんが精度についての情報提示を渋ることがあれば、生産キャパが一杯で仕事を引き受けたくないとの間接的な意思表示ですので、気長に相手をしないと教えてくれませんよ。念のため。）

スーパーコーニック面についてかかれた書籍・文献ありましたら、紹介していただきたいのですが。
よろしくお願いいたします。

> スーパーコーニック面についてかかれた書籍・文献ありましたら、紹介していただきたいのですが。
> よろしくお願いいたします。

http://www.breault.com/ftp/docs/iodc2002_greynolds.pdf
英文ですが。

ありがとうございます

引き続き、日本語のものなど情報を皆様お願いいたします。

Akiです，初めまして．

対物レンズの瞳径の計算方法について教えて下さい．
文献には，対物レンズの瞳径は，
　２×ｆ×ＮＡ　（ｆ：焦点距離，ＮＡ：開口数）
となっています．
しかし，私が計算すると，
　２×ｆ／（ｃｏｓθ）
となってしまいます．
わたしの考え方は，単純で
対物レンズの半径＝ｆ×ｔａｎθ＝ｆ×ｓｉｎθ／ｃｏｓθ
から計算していき，２倍しただけです．
このような単純計算ではいけないのでしょうか？
よろしくお願いします．

Akiです，自己レスです．

すいません，単純な計算ミスでした．
計算すると，
２×ｆ×ＮＡ／（ｎ＾２ーＮＡ＾２）＾０．５
となりました．（ｎ：屈折率）
やはり食い違います．
その差は，分母の
（ｎ＾２ーＮＡ＾２）＾０．５
の程度です．
ｎ＝１．５１５（ガラス）
ＮＡ＝１．４（油浸レンズ）
を入力すると，分母の値は，
　０．５８
となり，文献値と２倍程度差があります．
これは無視できない値です．
どなたかご存じの方，よろしくお願いします．

この疑問はよく理解できます。
光学を学び始めてしばらくすると、この点を必ず疑問に思うものです。

この疑問は、
対物レンズの半径＝ｆ×tanθ
と考えた点から発生しています。

確かに、薄肉レンズは光軸と直交する直線で表すことが多いですし、実際のレンズもそのような直線で近似されるのだろうと考えることも無理はありません。

しかし、コマ収差の除去された光学系では、正弦条件が成立することに注意してください。
正弦条件が成立する場合は、
対物レンズの半径＝ｆ×sinθ
と表現されます。

つまり、このようなレンズの主面は光軸と直交する直線ではなく、焦点を中心とした円弧（正確には球面）としてイメージすべきなのです。この円弧のことを「アポロンの円」といいます。

もちろん、実在するレンズの中には、フレネルレンズのように主面が平面のものもあります。しかし、顕微鏡の対物レンズなどのようにコマ収差が除去された光学系では、主面が曲がっているのだとご理解ください。

Akiです．

> 確かに、薄肉レンズは光軸と直交する直線で表すことが多いですし、実際のレンズもそのような直線で近似されるのだろうと考えることも無理はありません。
>
> しかし、コマ収差の除去された光学系では、正弦条件が成立することに注意してください。
> 正弦条件が成立する場合は、
> 対物レンズの半径＝ｆ×sinθ
> と表現されます。
>
> つまり、このようなレンズの主面は光軸と直交する直線ではなく、焦点を中心とした円弧（正確には球面）としてイメージすべきなのです。この円弧のことを「アポロンの円」といいます。

なるほど！目から鱗です．
ありがとうございます．
主面は直線ではないのですね．．．
長年の疑問が解消しました，ありがとうございます．

> はじめまして　大変初歩的と思われる質問で申し訳ございませんが
> IＣＣＤとは、どのようなＣＣＤなのでしょうか。普通のＣＣＤとはどう違うのでしょうか？もし良ければご伝授の方宜しくお願い致します。
> 以上、素人で申し訳ございません。参考文献等などがあれば大変参考になります。宜しくお願いします。

　　浜ホトさんで出ています。
　　http://www.hpk.co.jp/Jpn/products/SYS/FICCDJ.htm

> > IＣＣＤとは、どのようなＣＣＤなのでしょうか。

イメージインテンシファイアつきのCCDのことだろうと思います。
光を増幅してからCCDに与えるのでCCD自身が持っているノイズが
大きくてもS/Nの良い信号が得られます。主に微弱光検出に使われます。

下記なども見てください。
http://www.dango.ne.jp/anfowld/Lights.html

液晶PJをやり始めた物ですが、液晶の振る舞いについて本の説明に今一つピンときません。下記３つの疑問について、どなたかお教え頂けないでしょうか？
1.TN液晶に電界が印加されていない(信号電圧が無い）時は、入射偏光は　液晶の捩れに沿って旋光し・・という解説がどの本にもでていますが、
　どうもそんなに都合よく光が回転していくようには思えません。実際は
　別の現象が起こって結果的にそのようになっているようにおもえるので　すが・・。
2.TN液晶に電界が印加された（信号電圧が有る）時は、液晶は電界方向に
　配向し・・・という解説がどの本にもでていますが、普通電界（信号）　は交流を使用するとのことで、クーロン力で液晶を向かせているように　は思えません。何の力で液晶は方向を変えるのでしょうか？
3.また、液晶を使うのにわざわざ交流信号を使う必要性が判りません。本　には、寿命が無くなるとか、液晶が壊れるとか記述してありますが、実　際には何が起こるのでしょうか？

上記の解説してある書籍でも御紹介頂けたら幸いです。宜しく御願い致します。

> 液晶PJをやり始めた物ですが、液晶の振る舞いについて本の説明に今一つピンときません。下記３つの疑問について、どなたかお教え頂けないでしょうか？
> 　どうもそんなに都合よく光が回転していくようには思えません。実際は
> 　別の現象が起こって結果的にそのようになっているようにおもえるので　すが・・。
何故そう思うのか理解できません。旋光性の発生原理をご理解していますか？
これは液晶に関わらず起きる現象ですが。（わかりやすいのは光学異性体など、量子力学的になるとファラデー効果も同じような話し）

> 2.TN液晶に電界が印加された（信号電圧が有る）時は、液晶は電界方向に
> 　配向し・・・という解説がどの本にもでていますが、普通電界（信号）　は交流を使用するとのことで、クーロン力で液晶を向かせているように　は思えません。何の力で液晶は方向を変えるのでしょうか？

電場をかければ分子内の分極可能な構造を持っている分子は配向してもおかしくないと思いますが、、なぜそう思うのかわかりません。

> 3.また、液晶を使うのにわざわざ交流信号を使う必要性が判りません。本　には、寿命が無くなるとか、液晶が壊れるとか記述してありますが、実　際には何が起こるのでしょうか？

液晶内のイオンが電極に移動、析出する。交流であれば電極に引っ張られる力は交互にかかるから動きようがないので、劣化しにくいと言う話だったかと。

電池の原理、仕組み、劣化と同じ話しかと。

電気屋。です。
Laser様にほんの少しだけ補足を…
電界をかけていない場合の液晶の配向が（たとえば）９０度ねじれるように液晶をはさむガラス板に細かな筋がつけてあります。
液晶の製造工程で最後まで自動かできなかったところだったと思いますが…

長軸方向に分極した分子に電界をかけて、クーロン力で配向させるので、それだけを考えると直流のほうがよいわけです。
ところが、直流でやっちゃうと
Laser様> 液晶内のイオンが電極に移動、析出する。交流であれば電極に引っ張られる力は交互に…
がおきるので、交流にしなくてはならないわけです。

ですから電界をかけている間中の液晶に分子は（たとえば）上向きと下向きを交互に繰り返します。

> 電気屋。です。
> Laser様にほんの少しだけ補足を…
> 電界をかけていない場合の液晶の配向が（たとえば）９０度ねじれるように液晶をはさむガラス板に細かな筋がつけてあります。
> 液晶の製造工程で最後まで自動かできなかったところだったと思いますが…
>
> 長軸方向に分極した分子に電界をかけて、クーロン力で配向させるので、それだけを考えると直流のほうがよいわけです。
> ところが、直流でやっちゃうと
> Laser様> 液晶内のイオンが電極に移動、析出する。交流であれば電極に引っ張られる力は交互に…
> がおきるので、交流にしなくてはならないわけです。
>
> ですから電界をかけている間中の液晶に分子は（たとえば）上向きと下向きを交互に繰り返します。

Laser様、電気屋さん
御教授有り難う御座います。
1.旋光性については、光学異方性、ファラデー効果を手がかりに調べてみます。
2.電界によるTN液晶の配向については、電気屋さんのおっしゃるように長軸方向に分極した分子がクーロン力で配向するのだと考えていたのですが、例えば液晶の応答(プロジェクタの場合、投射光をホトセンサで観測し明るさの時間変化をモニタします）を観測しますと、白→黒，黒→白に10ms〜20msを要しています。これは液晶分子の長軸方向の配向に要する時間と理解できます。そうするとフレーム毎に信号の極性が反転する交流駆動ではフレームとフレームの切り替わりに液晶が上下反転する時間が必要になり(恐らく1フレーム〜16ｍｓには治まらない）ますが、実際にはフレーム間の明るさが同じであれば応答波形は変化ありません（白→黒→白や黒→白→黒などの過渡がフレーム間に認められません）。これから分極分子のクーロン力による配向に疑問をもった次第です。
3.直流駆動にした場合に液晶内のイオンが移動しますが、電池と異なるのは移動が継続するかしないかだと考えてしまいます。液晶は非常に高純度の絶縁体（抵抗率：10乗以上）と伺っています。何らかの原因で混入したイオンも極性により両端の電極に移動してしまえば、それ以上の変化はおきないのでは
ないでしょうか。そうすると初期にわずかに過渡電流が流れ、イオンが電極で放電されれば何事も無く、イオンのままのこれば単に電圧オフセットとなるのみで液晶の寿命を短くするとは思えないのですが。液晶分子自体が簡単に電極から電荷を受け取り、対向側の電極に移動し電流発生のキャリアの働きを
するとか考えたりもしましたが、上下電極間でねじって配向されている液晶がとても電気伝導の担い手になるとは思えません。
私、なにかとんでもない考え方の誤りをしているのでしょうか。

>電池と異なるのは移動が継続するかしないか
いいえ、電池も移動は同じに電極で停止します。そこでイオンから「電子」が奪われる、あるいは「電子が与えられる」のです。すると、イオンでなくなるので析出します。

２番について言うと、分子の配向が交流に合わせてくるくる回っているわけではありません。分子の分極が交互に動くだけです。分極自体は高速です。
電場がかからなければ分子に＋と−の極があるわけではないのですから。

> ２番について言うと、分子の配向が交流に合わせてくるくる回っているわけではありません。分子の分極が交互に動くだけです。分極自体は高速です。
> 電場がかからなければ分子に＋と−の極があるわけではないのですから。
Laser様
なるほど、イメージが明確に湧きました。液晶分子が長軸方向に若干傾いた状態で電界が掛かると、長軸方向に沿って分子内電荷の偏りが瞬間的に生じ（分極が生じ）,それに更に電界によるクーロン力がトルクとなり、長軸方向の分子を無電界時の機械的配向の拘束力以上の力で電界の方向に傾ける(電界と平行となる）。その後電界の極性が反転しても、分子内電荷の偏りの再分布が瞬間的に起こり(分極方向が反転）、液晶分子の長軸方向の向きは電界の正極/負極時の強さ、及び正極/負極時の分極が同じであれば、保持されるということですね。
そういうことまで説明してある解説書がどうしてないのでしょうか？液晶の世界では常識なのでしょうか？

直流駆動については、液晶に同じ信号情報でありながらただ極性を反転して入力しなければならない理不尽さ、つまりそれだけの為に入力側の回路は広い電圧範囲を扱わなくてはならない不合理さを考えてのものです。周辺回路（つまり半導体IC）にとって中途半端な電圧を扱わなくてはならず、液晶側での努力は殆ど望めないものかと思ってしまいます(液晶関係からはただ寿命の点で不可能との回答しかなく）。愚痴になってしまいましたが、御教授有り難うございました。

> 直流駆動については、液晶に同じ信号情報でありながらただ極性を反転して入力しなければならない理不尽さ、つまりそれだけの為に入力側の回路は広い電圧範囲を扱わなくてはならない不合理さを考えてのものです。

我々工学を目指す者は、自然現象を相手にしているのですから、自分が作ろうと思う物に対して自然法則が都合が悪いからと言って「理不尽」「不合理」とは言えません。このスレッドで話題の液晶についても、自然法則が液晶ディスプレイの製作に対して都合よくできていないだけの事です。これは理不尽でも不合理でも無いです。ましてや液晶関係者のせいでは無いです。
もう少し言えば、こういう困難があるからこそ設計・開発という職業が成り立つ訳で、自然の行う「適度な困難」には感謝しなければいけないです。

直流駆動にしても低駆動電圧化にしても、最終的にお金を払う人にとって価値が有るかどうかが問題です。
「画質は向上しないんだけど、設計が楽になる構成を選んだからチョット高価になりました。」
なんて、それこそ理不尽かつ不合理だと思いませんか？
現状では、交流駆動＋高駆動電圧とした方が製品トータルで見た時に低コストかつ高画質なのです。

はじめまして　大変初歩的と思われる質問で申し訳ございませんが
（冷却型）ＣＣＤとは、どのようなＣＣＤなのでしょうか。もし良ければ参考文献などがあればお教えください。

以上、もし場違いでありましたなら申し訳ございません。
宜しくお願い致します。

> はじめまして　大変初歩的と思われる質問で申し訳ございませんが
> IＣＣＤとは、どのようなＣＣＤなのでしょうか。普通のＣＣＤとはどう違うのでしょうか？もし良ければご伝授の方宜しくお願い致します。
> 以上、素人で申し訳ございません。参考文献等などがあれば大変参考になります。宜しくお願いします。

> （冷却型）ＣＣＤとは、どのようなＣＣＤなのでしょうか。

CCDはそれ自体がノイズを出すので、暗い部分がざらついた信号になって
しまいます。特に天体観測用などは微弱光を扱うので問題になります。
ノイズは熱雑音と言って絶対温度の平方根に比例する量のノイズが
主になっています。そこでCCDを冷やしてノイズを減らそうというのが
冷却CCDです。

ペルチェ素子などで冷やす訳ですが、問題は結露です。どうしても
常温の空気との境目で冷えたビールジョッキ状態が生じます。これは
真空断熱で解決しています。CCDを真空（減圧）で断熱して、外部と
接するガラス窓は常温になるようにしています。低温を少ない電力
で維持するためにも重要な構造なのです。

すみません、参考書は思いつきません。

態々，有り難う御座いました。
もっと詳しく知りたいので資料などがあればお教え下さい。お願いします。

> すみません、参考書は思いつきません。

冷却ＣＣＤカメラによる天体観測テクニック　岡野邦彦著　　誠文堂新光社　２６２５円
天文アマチュアのための冷却ＣＣＤ入門　　　福島英雄著　　誠文堂新光社　２３５２円　
がありますが。　　　　

はじめまして。
ミラーの大きさと面精度の関係について調べています。

知り合いの業者さんに、ミラーが大きくなると外形寸法の２乗で
効いて面精度が悪化する、（だから大きなミラーは飛躍的に高く
なる）と聞きましたが、これは真実でしょうか。
真実であれば、その理由はどういったことになるのでしょうか。

また、上記は研磨加工時にどこまで仕上げられるかの話かと思って
いるのですが、そのミラーの裏面に保持部品を接着した場合、接着
剤の収縮や熱応力による歪みも同様に外形の２乗で効くでしょうか。

> 接着剤の収縮や熱応力による歪みも同様に外形の２乗で効くでしょうか。

私に解るところだけお話します。
四角いガラスの板（鏡）に外力が加わったときのひずみ方という
意味では、長さの３乗に比例し、厚みの３乗に反比例します。
従って外形寸法と厚みの比が変わらないようにして大きくする限りは
一定外力に対する歪みの絶対値は変わりません。ただ、自重が重く
なるので支えるものの強度が相対的に弱くなることに注意が必要です。

大きな反射望遠鏡の技術が参考になるのではないかと思います。
URLは忘れましたがどこかに大きなミラーにまつわる苦労話が
でていたと思います。ただ、あまりに大袈裟すぎて参考にならない
かもしれませんね。（空気によるゆらぎをピエゾアクチュエータで
ミラーを歪ませて補正しているなどという話も聞きます。）

> 大きな反射望遠鏡の技術が参考になるのではないかと思います。
> URLは忘れましたがどこかに大きなミラーにまつわる苦労話が
> でていたと思います。ただ、あまりに大袈裟すぎて参考にならない
> かもしれませんね。（空気によるゆらぎをピエゾアクチュエータで
> ミラーを歪ませて補正しているなどという話も聞きます。）
すばる天文台ですね。ＵＲＬをどうぞ。
http://www.naoj.org/j_index.html
ちなみにピエゾでミラーをゆがませて補正するような技術を、Adaptive Optics といいます。

早速のご返答ありがとうございます。

一般にミラーを大きくしても外形の2乗比例で厚くなってそのうち
キューブになる(笑)ということはありませんよね。そのことからも、
外力による変形は外形と厚みの比を保てば同じだというのは納得で
きる気がします。

> 知り合いの業者さんに、ミラーが大きくなると外形寸法の２乗で効いて面精度が悪化する、（だから大きなミラーは飛躍的に高くなる）と聞きましたが、これは真実でしょうか。


私は真実だと思います。

ミラーの「面精度」は下記２種の誤差に分けて考えることができます。
１．曲率半径誤差（指定曲率とミラーの実際の曲率の差）
２．真球誤差（真球とミラー形状の差）

まず、曲率半径誤差について考えます。
通常、曲率半径誤差は、ミラーにニュートン原器をあてたときの「縞の本数」で表示します。
ここで、
ミラーの直径を、Ｄ
ニュートン原器の曲率半径を、Ｒ
ニュートン縞を観察する波長を、λ
ニュートン原器とミラーの曲率半径誤差をε、
とすると、
ニュートン縞の本数Ｎは、
Ｎ＝εＤ＾2／（４λＲ＾2）
と表されます。
ですから、曲率半径誤差εが等しい場合、ニュートン縞の本数はミラー直径の２乗に比例して増します。
つまり、直径φ１０ｍｍでニュートン３本のミラーは、直径φ２０ｍｍになるとニュートン１２本になるわけです。

次に、真球誤差について考えます。
真球誤差は、ミラーにニュートン原器をあてたときの「アス・クセの本数」または、干渉計でミラー表面形状を計測したときの「形状精度」で表示します。たとえば「アス・クセ＝０．５本」は、前者の表示、「面精度＝λ／４」は後者の表示です。これらはいずれも基準面からの形状誤差をＰＶ（Peak to Valley＝山と谷の差）値で表したものです。
直径φ１０ｍｍで山と谷の差がλ／４であれば、直径φ２０ｍｍ（面積４倍）になれば、山と谷の差はλ／４の４倍、つまりλになる可能性が高いことは容易に想像できると思います。

結局、「面精度」がいずれの意味で使われても、面精度表示値は直径の２乗に比例して悪化するわけです。
これが、業者さんが言われた「外形寸法の２乗で面精度が悪化する」の意味だと思います。

　反射望遠鏡以外でも、液晶とかの製造に使われる紫外線照射装置等は、凹面鏡の
Ｒ＝１００００以上、外寸１０００ｍｍ以上とかいう設計がザラです。
　当然、面精度もそれなりに要求されるわけで、ミクロとマクロが混在する
異質な世界です。

　そういえば、組み立て前の部材としてストック中に、自重歪みが発生したとか
しないとか・・・。(装置の全体の重量を抑えるためには、あまり分厚いガラス板は
使えませんので。）

　百万編様の考えておられるジャンルとは異なるかもしれませんが、ご参考までに。

顕微鏡用対物レンズの視野角は、どのようにして計算するのか
計算式を教えてください。

おせわになります。
教えて下さい。
よくデジカメの仕様で
35ｍｍ換算で表記してありますが
換算する計算式が分かりません。
基本的なことだったらすみません。

> おせわになります。
> 教えて下さい。
> よくデジカメの仕様で
> 35ｍｍ換算で表記してありますが
> 換算する計算式が分かりません。
> 基本的なことだったらすみません。
過去ログのNo5309〜5317に同じ質問と答えがあります。
それをご覧になるのが良いでしょう。

はじめまして。
価格が安いことに惹かれて、私はOpTaliX-Proの購入を検討しています。が、世間での評価を全く聞いたことがないので躊躇しています。

業務上で以下のような用途を考えています。ちなみに私は光学設計は出来ませんが、光学製品についての知識は程々にはあります。
(1)Code-V、ZEMAXによって設計されたレンズデータの設計性能評価
(2)設計データに機構部品、光学部品の加工公差を加味した性能評価
(3)要求仕様を元に自動設計を実行しての大きさ、コスト予測
(4)基本設計に対して改変を加えての性能向上検討
(5)非軸照明系の設計
基本的には(1)〜(3)の用途が主目的です。ソフトによって結果に違いが出るのは承知していますが、大きな差はないものと考えてよいのでしょうか？
また、これ程の低価格でありながら全く普及していないように感じられるのですが、それはどのような理由が考えられるのでしょうか?
皆様のご意見、宜しくお願いいたします。

> はじめまして。
> 価格が安いことに惹かれて、私はOpTaliX-Proの購入を検討しています。が、世間での評価を全く聞いたことがないので躊躇しています。
>
> 業務上で以下のような用途を考えています。ちなみに私は光学設計は出来ませんが、光学製品についての知識は程々にはあります。
> (1)Code-V、ZEMAXによって設計されたレンズデータの設計性能評価
> (2)設計データに機構部品、光学部品の加工公差を加味した性能評価
> (3)要求仕様を元に自動設計を実行しての大きさ、コスト予測
> (4)基本設計に対して改変を加えての性能向上検討
> (5)非軸照明系の設計
> 基本的には(1)〜(3)の用途が主目的です。ソフトによって結果に違いが出るのは承知していますが、大きな差はないものと考えてよいのでしょうか？
> また、これ程の低価格でありながら全く普及していないように感じられるのですが、それはどのような理由が考えられるのでしょうか?
> 皆様のご意見、宜しくお願いいたします。
安価な光学設計ソフトではこのサイトのオーナーであるN氏がヘビーユーザーであるZEMAXが有名ですが公称上での機能はOpTaliXも大差ありませんね。
このあたりの仔細は販売商社(エクレシア：レンズヤさんと同じビルにある)に確認した方が良いでしょう。
先に有名になったかどうかの差ですかね。
OpTaliXは発売から2年しか経っていないとのことですからユーザー数では圧倒的にZEMAXが有利でしょう。
特にこのサイト上で使い方のヒントを得ようと思うとZEMAXが有利ですね。
会社で買ってもらえるならユーザー数の多い方を選んだ方が色々と相談できる相手も多くていいでしょうね。
個人的に購入するなら安い方がいいですが相談する相手が少ないのはちょっと辛いかも。
どこソフトを使うにしても使い方をマスターするのは大変ですがね。
ちなみに私個人ではなけなしのお小遣いをはたいてOpTaliXを購入しましたがまだまだ使いこなせないですね。

色々とありがとうございました。
ZEMAX、Code-Vは他部署に有るのでとりあえずこれを発注してみました。

初めまして、趣味でレンズ計算ソフトを組んでいる者です。

光線追跡の式で、無収差レンズの取り扱い方をお教え下さい。
いろいろ考えたり調べたりしたのですが、レンズ面からの出射光の出る
位置及び光線の方向を示す式がよくわかりませんでした。

幾何光学的及び波動光学的に収差を生じさせないような式はあるのでしょ
うか。
あるいは、ある１本のskew rayに対して、近傍の光線を同時に追跡して
波面の一致する球面を求め、レンズ通過後に、無収差レンズに対する主光
線が収差を生じない位置にこの波面を結像させる、というような計算が必
要になるのでしょうか？？

> 初めまして、趣味でレンズ計算ソフトを組んでいる者です。
>
> 光線追跡の式で、無収差レンズの取り扱い方をお教え下さい。
> いろいろ考えたり調べたりしたのですが、レンズ面からの出射光の出る
> 位置及び光線の方向を示す式がよくわかりませんでした。
>
> 幾何光学的及び波動光学的に収差を生じさせないような式はあるのでしょ
> うか。
> あるいは、ある１本のskew rayに対して、近傍の光線を同時に追跡して
> 波面の一致する球面を求め、レンズ通過後に、無収差レンズに対する主光
> 線が収差を生じない位置にこの波面を結像させる、というような計算が必
> 要になるのでしょうか？？

近軸光線の追跡式そのままで良いのでは？
どのような形態の理想レンズをはめ込むかでことなるでしょうが・・・。
眼視系ではアイポイントの位置に厚み０理想レンズを置いて評価する方法もあります。
射出光線の角度偏差を理想レンズ越しに結像系として評価する方法です。
例えばアイピースと同じ焦点距離の理想レンズを設定しますとアイピースの収差が加味された対物レンズ系として収差を見ること出来ることになると思います。

難しいことを考えなくても、理想的なレンズであれば、

レンズの光軸上からの位置をｒ、光線の進行方向をｒ’＝ｄｒ／ｄｚ(zは光軸方向)として、入射をiのindex, 出射をoのindexであらわすと、

ro = ri
ro' = ri'-ri/f

で焦点距離fの理想レンズが定義できます。

kymさん、Laserさん、どうもありがとうございます。

ただ、その式では正弦条件が満たされなかったり焦点位置で波面が集まらなか
ったりしませんでしょうか？
似たような式で波面の補正を入れて考えてみたのですが、平行光線以外では
うまく波面が焦点位置に集まらなかったのです。

> kymさん、Laserさん、どうもありがとうございます。
>
> ただ、その式では正弦条件が満たされなかったり焦点位置で波面が集まらなか
> ったりしませんでしょうか？
> 似たような式で波面の補正を入れて考えてみたのですが、平行光線以外では
> うまく波面が焦点位置に集まらなかったのです。


　途中まで、普通にレンズを並べて光線追跡を行い、特定の箇所だけ
無収差の理想光学系を配置したい、というご希望かと思います。
　結論を言ってしまえば、おそらく本ツリーの冒頭で述べられていた
様に、波面の曲率のみを変換するブラックボックス的な光学素子を
想定しないかぎり、無理だろうと思います。

　ちなみに、Laserさん、kymさんが述べられている近軸領域、ガウス
領域での光線追跡の計算は、あくまで近軸領域内だけで通じる計算
であり、「おとぼけやまちゃん」さんが想定されている計算領域は
３次以上の収差を含む領域の話の為、話がかみ合わないんじゃないか
と推測しますが、いかがでしょうか。

takahashiさん、皆様、どうもありがとうございました。
光学は素人で、お書きいただきましたことは完全には理解できていない
のですが、・・・

> 　途中まで、普通にレンズを並べて光線追跡を行い、特定の箇所だけ
> 無収差の理想光学系を配置したい、というご希望かと思います。

takahashiさんのご推察の通りなのですが、やはり難しいのですね・・。
1本のskew rayに対してたとえば半径方向にδｒ及び円周方向にδφだけ
離れた光線を追跡してそのskew rayを含む波面の球面を求めて・・と考え
ると、元の３倍以上の本数の光線を追跡する必要があり、もっとうまい方
法はないかなあと思ったのですが。。

そうですか？。。。うーん。私が自作光線追跡ソフトを作ったときには、波面生成はしませんでしたが、単純な光線追跡ではうまくいっていましたが。。。。
幾何学的にはうまくいくはずですけどね。

あと、この式はそのままＡＢＣＤ行列の扱いにして、ガウスビームの計算でも使えます。

> kymさん、Laserさん、どうもありがとうございます。
>
> ただ、その式では正弦条件が満たされなかったり焦点位置で波面が集まらなか
> ったりしませんでしょうか？
> 似たような式で波面の補正を入れて考えてみたのですが、平行光線以外では
> うまく波面が焦点位置に集まらなかったのです。
理想光学系の厚み０の場合、幾何光学的には大丈夫と思いますが・・・。
自作プログラムでアフォーカル系の評価する際に近軸式ベースの理想レンズ系を想定する方法で行ったことがありますが幾何光学レベルでは問題ありませんでした。
波面収差となると検証していないのでちょっと判りませんが・・・・。

主題からずれるかも知れませんが、
大昔、今の有名なレンズ設計ソフトがまだ無かった頃、私の知人がレンズ
設計ソフトを自作していました。そのソフトにはやはり理想レンズの機能
が無かったので、屈折率＞極大，厚さ＞極小，曲率＞極大でやってみまし
た。こうすれば理想とまではいかなくてもかなり良い結果が出るかと期待
したのです。でも結果は存外良くならなかったのを覚えています。原因等
は深く追求しませんでした。

先ほど、F値にレンズの透過率が含むのかを質問した者です。
再度質問があります。

現在ＣＭＯＳイメージセンサの明るさを確認しているのですが、
レンズを通した場合の明るさについて質問があります。

あるＣＭＯＳセンサの感度が
4.6V/lux・sと書かれています。
（色温度2500ケルビン、赤外カットフィルタあり）
使用するレンズは、f=2.5mm、F=2.0です。
レンズの透過率を80%とする。

このCMOSセンサと、レンズを使って100luxの机の上に
反射率の分かっているコダック紙（18%）をおいて、
１ｍはなれたところから撮影した時の感度がいくらに
なるのかを計算したいのです。
フレームレートは15f/sとします。
また、コダック紙は完全拡散面としています。

下記の式であっているのでしょうか？
特にF値のところが心配です。
あと実効F値を考慮する必要があるのでしょうか？


100lux・0.18・0.8・4.6V
──────────── = 0.703V
　15f・π(パイ)・ 2.0(F値)

参考になることが過去ログにありましたが、計算結果のみで
式が書いていなかったので質問しました。
よろしくお願いします。

> あと実効F値を考慮する必要があるのでしょうか？

くよくよ考えてみましたが、よほど収差が大きくない限り不要じゃないでしょうか？
式も（自信有りませんが）正しいと思います。

> > あと実効F値を考慮する必要があるのでしょうか？
>
> くよくよ考えてみましたが、よほど収差が大きくない限り不要じゃないでしょうか？
> 式も（自信有りませんが）正しいと思います。

だぶるさん
返答ありがとうございます。

実効F値は考慮しないことにします。

>100lux・0.18・0.8・4.6V
>──────────── = 0.703V
>　15f・π(パイ)・ 2.0(F値)

投稿後も色々考えたのですが、F値は二乗しないといけないような
気がしています。
Ｆ値が２倍になれば光量は1/4になると思うので、

100lux・0.18・0.8・4.6V
────────────── = 0.351V
15f・π(パイ)・(2.0・2.0)(F値)


が正しいのでしょうか？
まだ自信が持てません。

掲示板に書かれた式を基に考えただけなので、これがずばり正解とはいえないのがつらいですが、

�@Lｍ離れた点光源のエネルギー密度は1/（4ΠL×L）

�Aこれを取り込むレンズの開口面積は（Π×ｆ×ｆ）/（４×F×F）

を考慮する必要があると思われます。ので
>
> 100lux・0.18・0.8・4.6V・0.025m・0.025m
> ──────────────
> 15f・(2.0・2.0)（F値）・16・1m・1m

となる気がしますが、いかがでしょう？

通りすがりの者です。誤った結論が出そうなので補足します。

まず感度の単位V/lx・sは国産メーカーでよく使われますが、これは便宜上の目安に過ぎません。なぜならばセンサは人間の比視感度特性と違った分光感度を持っているからです。海外メーカーではより正確なＪ(ジュール)により感度は表現されています。したがって光源が変わればこの数値は変わります。仮にセンサの特性が比視感度特性と近似できるならば、4.6V/lx・sの意味は、センサ表面の照度が１lxのとき蓄積時間を1secとすればセンサの出力電圧は4.6Vになる、ということです。（100lxならば蓄積時間は10ms）
次にレンズで結像した物体面とセンサ面の照度の関係式は次のようになります。
　　　　　　　　　　　　　　　　ＲＴ
　　　　　センサ面の照度　＝−−−ーーーーー×物体面の照度
　　　　　　　　　　　　　　４F^2・（m+1)^2

　　　　　　ただし　Ｒ：完全拡散面の反射率
　　　　　　　　　　Ｔ：レンズの透過率
　　　　　　　　　　Ｆ：レンズのＦNo
　　　　　　　　　　m：倍率

通常センサ面の照度は物体面の数十分の一になります。

すいません。寝ぼけていました。
Sensorさんの式の通り、分母は(4 x 実効F^2)が正しいです。

> すいません。寝ぼけていました。
> Sensorさんの式の通り、分母は(4 x 実効F^2)が正しいです。

Sensorの示した式と実測値がほぼ一致しました。
Sensorさん、だぶるさん、左脳右脳さん　いろいろありがとうございました。

はじめまして　大変初歩的と思われる質問で申し訳ございませんが
落射光とは、どのようなことなのでしょうか。
素人的な推測ですが、顕微鏡などの被検査体に当てる光でしょうか。
もしそうだと致しますと、
例えば金属顕微鏡などではどのような光を当てるのでしょうか。
光源（ランプ）　光強さ（照度？）　光の色（これは色温度で良いでしょうか）

以上、もし場違いでありましたなら申し訳ございません。
宜しくお願い致します。

> はじめまして　大変初歩的と思われる質問で申し訳ございませんが
> 落射光とは、どのようなことなのでしょうか。
> 素人的な推測ですが、顕微鏡などの被検査体に当てる光でしょうか。
> もしそうだと致しますと、
> 例えば金属顕微鏡などではどのような光を当てるのでしょうか。
> 光源（ランプ）　光強さ（照度？）　光の色（これは色温度で良いでしょうか）
>
> 以上、もし場違いでありましたなら申し訳ございません。
> 宜しくお願い致します。

場違いの質問ではありません。

落射光の意味もお考えの通りで、物体に反射させる方向からの照明光と
考えれば良いでしょう。

照明光の種類はランプ以外にもＬＥＤやレーザーやその他色々あり、
「結果が良ければ何でもあり」
です。

> 場違いの質問ではありません。
>
> 落射光の意味もお考えの通りで、物体に反射させる方向からの照明光と
> 考えれば良いでしょう。
>
> 照明光の種類はランプ以外にもＬＥＤやレーザーやその他色々あり、
> 「結果が良ければ何でもあり」
> です。

ａｕ　ｂｙ　ＫＤＤＩ　様
お手数をお掛け致しました。
推測しておりましたことが逸れてなかった様で
一安心です。他の業界に居りますと推測はするのですが、
ほんとにそうなのかなと一抹残るものがありました。
ありがとうございました。

たまたま丁度良いＨＰを見つけました。
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/techniques/oblique/obliqueintro.html
この中で Figure 9 の右図に Epi-illumination と示されているのが落射
照明のことです。ご参考に。

ＨＰのご案内を頂きありがとうございました。
参考にさせていただきます。
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
> たまたま丁度良いＨＰを見つけました。
> http://micro.magnet.fsu.edu/primer/techniques/oblique/obliqueintro.html
> この中で Figure 9 の右図に Epi-illumination と示されているのが落射
> 照明のことです。ご参考に。

球面レンズの検査は原器に当ててニュートンリングを見ると聞いたことがあるのですが、
非球面レンズや自由曲面の場合はどうやって見るんでしょうか？
また、設計したレンズの試作は出来るものなんでしょうか？
ご存知の方、教えてください。

一般的には光学的な検査は困難でしょう（特に自由曲面）。
私の知る限りでは、面形状を直接測定するのが通常と思います。
レーザー干渉計で検査している写真を見たこともありますが、
どのように参照面を作成するのか私も知りたいです。
試作についても、プラスチック自由曲面はどうしてるんでしょうかねえ。

> どのように参照面を作成するのか私も知りたいです。
計算機ホログラム(CGH)で参照面を作ることはできると思いますが・・・
問題はその後、セットした参照面と被検面のシフトとチルトとローテーションを
どうやってアジャストするかで、不可能では無いにしろ時間と金がかかり
工業的には成り立たないかなとも思います。

実際にはだぶるさんの仰るとおり、被検面を直接測定することのほうが
一般的ではないでしょうか。松下製のＵＡ３Ｐなどでしたらかなりの
精度で測定することも可能ですが、設備費用が驚愕の価格ですね(^^)

始めまして。ある光学メーカーで営業をしております。最近、ＣＣＴＶ（監視カメラシステム）業界でＩＲズームレンズが増えてきております。色々と調べると、ＥＤガラスを使って「フォーカスズレがない」と言っているメーカーもあります。しかしＥＤは基本的には色収差補正でＩＲ条件下でのフォーカスシフトとは関係ないと思われますが？？ＩＲ条件下でフォーカスシフトを完全になくす方法はどのような方法があるのでしょうか？。設計の段階からズレ量を考慮すれば可能でしょうか？特に望遠系では難しいですよね？

今、単色光を取り出す機構について考えています。
一つは干渉フィルタを用いる方法。
もう一つはプリズムとスリットを用いる方法。
後者の場合なんですが、
どれくらいの波長幅まで狭めることができるのでしょうか？
ご教授よろしくお願いします。

> 今、単色光を取り出す機構について考えています。
> 一つは干渉フィルタを用いる方法。
> もう一つはプリズムとスリットを用いる方法。
> 後者の場合なんですが、
> どれくらいの波長幅まで狭めることができるのでしょうか？
> ご教授よろしくお願いします。
分光光度計の分光ユニット部を作成したいわけですね。
分光光度計は島津製作所、日立製作所、日本分光等で製造販売しています。
各社のホームページやカタログを調べると参考になると思います。
各社とも分光ユニット部はプリズムとグレーティングを組み合わせるとかダブルグレーテイングのようです。
何nm幅で取り出せるかは設計次第のようですよ。
参考まで。

http://www.ils.uec.ac.jp/~yoneda/ETL_program/ETL_2002/text2002/mizuno.pdf
プリズム式、グレーティング式、モノクロメータの基本的な説明が詳しくなされているので、上記文献を元に計算されてはいかがでしょうか？分解能はどのような設計（ぶっちゃけ予算と使用帯域）をするかで変るのでなんともいえませんが、おおまかに±１ｎｍ程度の精度になるのでは？

早速のレスありがとうございます。
干渉フィルタを用いた放射計を作ったところ25万円程度かかったので、
その程度で作成したいと思っています。
波長域は紫外領域と可視領域です。
すべての機構を含めて1kgくらいには抑えたいと思っています。
近くの波長でも分割して取り出すことは可能でしょうか？
280nmと290nmなど。

ちょっと世の無情を味わされる式に出会うことがあります。


私は小学生の頃、望遠鏡の分解能が

分解能（″）＝116／口径（ｍｍ）

と表されることを知って世の無情を知りました。
「そうなんだ、火星の細部を見るには、どんなに目を鍛えてもムダ、どんなに高精度のレンズを作ってもムダ。ただひたすらに口径の大きな望遠鏡を使うしかないんだ。つまり、お金持ちにしか手が届かないんだ。」
と知り、この式をにらみつけたものでした。


脱線しましたが、プリズムの分解能Ｒは、

Ｒ＝ｂ・ｄｎ／ｄλ

という式で表されるそうです。
ここで、ｂはプリズム底辺の長さ（！）です。
ここでも「プリズムの物理的大きさ」という「なんでそんなものが登場するの！」と言いたくなる無情な量が出てきます。
つまり、分解能を上げるには大きなプリズムを使うしかないわけです。悲しいですね。

詳しい説明は、左脳右脳さんが紹介してくださった文献や、吉田正太郎さんがお書きになった「光学機器大全」に記載されています。

ｄｎ／ｄλは、プリズム材料の屈折率を波長で微分した値です。
上記の「光学機器大全」では、
底辺長　ｂ＝5ｃｍで、材料がＬＦ５という光学ガラスを使用した場合、λ＝350ｎｍ付近で分解能Ｒ＝23530になる（0.015nm離れた2本のスペクトルをやっと分離できる）という例が記載されています。

モウモウさんの場合は280nm近辺でご使用になるらしいので、材料は石英になるかと思います。この近辺での石英の屈折率変化を調べて上式にあてはめれば、目標とする分解能を得られるプリズムの最小底辺長が計算できるはずです。
10nm程度の分解能であれば相当小さなプリズムで済むと思います。
（最後は無情を味わなくてすみました）

ありがとうございます。
プリズムの大きさなどつめていきたいと思います。

話はそれるんですが、
感度、測定する波長幅の違う放射計同士で校正はできるものなのでしょうか？
手元に校正された製品と、自分で作成した放射計があるのですが、
製品は280〜315nmであるのに対し、自作のは290nmで半値幅が
10nmです。よろしければご教授よろしくお願いします。

初歩的な質問ですいません。
TVディストーションと光学ディストーションの違いついて教えて下さい。
またTVディストーションを光学ディストーションに変換する計算というのはあるのでしょうか？

> TVディストーションと光学ディストーションの違いついて教えて下さい。

下記URLをご覧ください。Q&Aの17番に詳しい解説があります。
http://www.lensya.co.jp/003/answer.htm

> 下記URLをご覧ください。Q&Aの17番に詳しい解説があります。
> http://www.lensya.co.jp/003/answer.htm

有難うございました。よく分りました。

カメラの被写界深度の計算について疑問がありましてご回答お願いします。

±（最小錯乱円×Fナンバー）＝±フイルム側の被写界深度
　　　　　　　　　　　　　↓
±フイルム側の被写界深度÷縦倍率＝±物体の被写界深度

この計算だと、物体のカメラ側被写界深度と無限側深度は等しくなると思うが、実際はカメラ側の方が浅いのはどうしてですか？

縦倍率は変化量が小さい極限での値なので、縦倍率を使った近似値が
有効なのは撮影距離が非常に大きい場合か、許容するボケ量が
非常に小さい場合となります。正確には結像公式から求めてみてください。
なお、「最小錯乱円」は「許容錯乱円」の間違いだと思います。

こんにちは。
ZEMAXを扱っていますが、わからない事だらけで困っています。
教えてください！

�@レンズ径が30mmで、φ5mmのビームを入射した時のスポット形状、点像強度分布が知りたいのです。通常は30mmのレンズ径なら27mmの範囲全体にビームが通るんですよね？
�A入射した時の角度をθ=1,2,3,4°にした時のスポット形状、点像強度分布はわかるのでしょうか？

宜しくお願いします。

はじめまして。
教えていただきたいことがあります。
zemaxではフレネルレンズを扱えると思いますが、
フレネルレンズのライズ面はどのような扱いになっているのですか？
教えてください。

こんにちは。いつも勉強させて頂いております。

早速ですが、知恵を拝借したいのです。
アナモルフィック光学系にシャイムプルーフの拘束条件を用いてあおり角を求めたいのですが、縦軸、横軸で倍率が違うのでどちらで成り立つか見当もつきません。アナモルフィック系ではシャイムプルーフの条件は成り立つかどうか教えて下さい。

宜しくお願いします。

私もまったくわかりませんが、メリジオナル断面ではアナモかどうかに
関わらず成り立つような気がしますが、どうなんでしょう?

だぶるさん、レスありがとうございます。

> 私もまったくわかりませんが、メリジオナル断面ではアナモかどうかに
> 関わらず成り立つ

今までは縦横同倍率のレンズ系での設計でしたので、メリジオナル断面で考えていたのですがアナモルフィックとなるとサジタル断面にどう影響がでるのかわからないんですよね。

どなたかアナモルフィック系のレンズであおり角を設計された方はいないのでしょうか？

始めまして、ばーくんと申します。

Ｆ値とレンズの損失について質問があります。
Ｆ値、実効Ｆ値にはレンズの損失は含まれているのですか？
それとも含まれていないのでしょうか？

例えば
レンズＡ　f=50mm、F=2.0、レンズ枚数６枚
レンズＢ　f=50mm、F=2.0、レンズ枚数２枚
（周波数透過特性、撮影条件は同じとする）
の２つのレンズがあったとすると、レンズには損失が
あると思うので、レンズの透過率が同じとすると
レンズ枚数が少ない方（Ｂ）で撮影した
ほうが明るくなりそうな気がするのですが、
これは正しいでしょうか？

過去ログを少しは検索しましたが分かりませんでした。
すでにこの答えが過去ログにあるようであればログＮＯを
お教えください。

よろしくお願いします。

Ｆ値には通常透過率特性を含ませないと思います。
しかし、それでは映画用ズームレンズのように枚数が多いと露出に狂い
が生じます。それで透過率まで考慮に入れたのがＴナンバーで、例えば
下記のページをご覧下さい（映画関係者はＴしか使わないようですよ）。
http://www.fujinon.co.jp/jp/products/cctv/pdf/gijutu_5.pdf

余談ですが、どこかの１眼レフ用レンズで、「ボケ」をきれいにするために
グラデーション付のNDフィルターを内蔵した、（スチル用としては珍しい）
F/NoとT/Noを併記したものが数年前に発売されていたような・・・

> 余談ですが、どこかの１眼レフ用レンズで、「ボケ」をきれいにするために
> グラデーション付のNDフィルターを内蔵した、（スチル用としては珍しい）
> F/NoとT/Noを併記したものが数年前に発売されていたような・・・
これでしょうか?
http://konicaminolta.jp/products/consumer/camera/a-lens/special/01.html

> Ｆ値には通常透過率特性を含ませないと思います。
> しかし、それでは映画用ズームレンズのように枚数が多いと露出に狂い
> が生じます。それで透過率まで考慮に入れたのがＴナンバーで、例えば
> 下記のページをご覧下さい（映画関係者はＴしか使わないようですよ）。
> http://www.fujinon.co.jp/jp/products/cctv/pdf/gijutu_5.pdf

すいません。上記（5610）は投稿失敗しました。

au by KDDIさん
早速の返答ありがとうございました。

皆様、こんばんわ。
本日は、対物レンズの入射瞳位置と主点位置について質問があります。

対物レンズの様に、入射瞳が内部に存在している場合、
光軸が左⇒右の場合、入射瞳位置に対し、入射側の主点位置は、
どちらに来ているのでしょうか？

私は、主点位置は入射瞳位置より左にあると思っているのですが・・・。
（通常の光学系は、瞳が外にでているため、すんなりと
　主点位置は、入射瞳位置より右にあると分かるのですが…）


瞳が内部にある系の考え方に少し詰まっているので、
ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教示頂ければ幸いです。
論文などの資料なども合わせてご指導頂ければ幸いです。

よろしくお願いいたします。

> 皆様、こんばんわ。
> 本日は、対物レンズの入射瞳位置と主点位置について質問があります。
>
> 対物レンズの様に、入射瞳が内部に存在している場合、
> 光軸が左⇒右の場合、入射瞳位置に対し、入射側の主点位置は、
> どちらに来ているのでしょうか？
>
> 私は、主点位置は入射瞳位置より左にあると思っているのですが・・・。
> （通常の光学系は、瞳が外にでているため、すんなりと
> 　主点位置は、入射瞳位置より右にあると分かるのですが…）
>
>
> 瞳が内部にある系の考え方に少し詰まっているので、
> ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教示頂ければ幸いです。
> 論文などの資料なども合わせてご指導頂ければ幸いです。
>
> よろしくお願いいたします。

ちょっと確認です。
（１）対物レンズというのは一般的な顕微鏡対物レンズのことですか。
（２）「光軸が左⇒右」というのは「物体が左、（拡大）像が右」とい
うことですか。
「分かり切ったこと」と思われるかもかも知れませんが業界によっては
様々に使われますので・・・。
で、私の意見は「倍率次第」でしょうね。x100からx1まで一概には論じ
られないと思います。

> ちょっと確認です。
> （１）対物レンズというのは一般的な顕微鏡対物レンズのことですか。

⇒その通りです。顕微鏡対物レンズの事を申しております。


> （２）「光軸が左⇒右」というのは「物体が左、（拡大）像が右」とい
> うことですか。

⇒こちらも、ご指摘のとおりで御座います。
　物体が左、像が右と書いた方が、誤解が少なそうですね。
　失礼致しました。


> 「分かり切ったこと」と思われるかもかも知れませんが業界によっては
> 様々に使われますので・・・。
> で、私の意見は「倍率次第」でしょうね。x100からx1まで一概には論じ
> られないと思います。

⇒倍率次第と言う観点で見ると、私が知りたいのは高倍率限定です。
　
　顕微鏡対物レンズでも低倍の対物レンズは、対物瞳が外にありますので、
　考えやすくてよいのですが、
　一般的に高倍率の顕微鏡対物レンズなどに見られる、焦点距離が短くて
　光学硝子全長（≒胴焦点距離）が長い光学系
　（例えば、100対物レンズで焦点距離1.8mmで胴焦点距離45mmなど）
　は、例に漏れること無く、入射瞳は対物レンズ内部に内在していると思います。
　この入射瞳位置と主点の関係を明確にしたいと思っております。


以上、説明が足らず、KDDI様ほか閲覧頂いた皆様に余計に混乱をさせてしまい、申し訳ございませんでした。
その上で、お知恵を貸していただければ幸いに存じます。
よろしくお願い致します。

物体が左、像が右の系で、高倍率の顕微鏡対物レンズであれば、
仰るとおり入射側主点は入射瞳よりも左側にあると思います。
（物体側）テレセントリックの場合、一般的にこうなるのでは
ないでしょうか。

> 物体が左、像が右の系で、高倍率の顕微鏡対物レンズであれば、
> 仰るとおり入射側主点は入射瞳よりも左側にあると思います。
> （物体側）テレセントリックの場合、一般的にこうなるのでは
> ないでしょうか。

ご回答、ありがとうございます。
なるほど・・・同意してくれる方がいて、心強いです。

実は、こちらを初心者に説明したいのですが、
一般的な内容をどのように説明するのが良いか、思案しておりまして・・・
お忙しい中、大変恐縮なのですが、良いお知恵があれば、
厚かましいですが、ご意見を頂ければ幸いです。

> 実は、こちらを初心者に説明したいのですが、
> 一般的な内容をどのように説明するのが良いか、思案しておりまして・・・


私が何か勘違いしているのでなければ、このような図で説明がつくのでは
ないかと思いますが。

> > 実は、こちらを初心者に説明したいのですが、
> > 一般的な内容をどのように説明するのが良いか、思案しておりまして・・・
>
>
> 私が何か勘違いしているのでなければ、このような図で説明がつくのでは
> ないかと思いますが。

確かにご指摘の通りの絵で、一般論は成り立つのですが、
私が考えているのは以下の添付ファイルの下の場合です。
この様な系の場合の主点位置の根拠の説明が上手くできません。

当たり前と言ってしまえば、それまでなのですが・・・。

やはり図を書くというのは大切ですね。私は（多分他の多くの人も）全く
逆に考えていました。

ここでは対物レンズの拡大側を入射側として、縮小側を出射側（像側）と
しているのですね。こういう流儀は最近増えているんですよ。落射光源側
から精密に光線追跡をする機械（光走査顕微鏡など）を設計する人に多い
ですね。でも、古典的な定義は逆です。透過顕微鏡の光の流れに従って
物体側＝入射側＝縮小側で像側＝出射側＝拡大側です。いまでも殆どの
人はこちらの流儀で考えていると思いますよ。私も仕事の打合せで相手
のバックグランドによってこれが入れ替わることをよく経験するので必
要に応じて「物体側」、「像側」といって確認を入れます。しかし今回
はそれでもすれ違ったので「拡大側」、「縮小側」とする方が良いのか
も知れませんね。ただ、私は拡大、縮小という言葉は１倍かそれ以下の
倍率について考えるときにまた方向が逆転するから、使いたくない言葉
ではあるのですが・・・。

で、続きです。
通りすがりのとあるレンズ設計者さんの用語に従うことにしますね。

この図では対物レンズ入射側主点の位置が違うと思います。普通もっと
レンズ内部（出射側）に近いのではないでしょうか。また、入射側はテ
レセントリックではないので、入射側瞳面と入射側主点の位置関係は設
計次第で変化しうると思います。

> で、続きです。
> 通りすがりのとあるレンズ設計者さんの用語に従うことにしますね。
>
> この図では対物レンズ入射側主点の位置が違うと思います。普通もっと
> レンズ内部（出射側）に近いのではないでしょうか。また、入射側はテ
> レセントリックではないので、入射側瞳面と入射側主点の位置関係は設
> 計次第で変化しうると思います。

お忙しい中の、再三に渡るご返事、ありがとうございます。
入射瞳面と入射側主点が設計次第で変化するとありますが、
自分が設計したレンズでこの瞳面と主点がどういう関係にあるか
判断するための指標は、ありますでしょうか？

ご質問ばかりして大変心苦しいのですが、ご回答頂ければ幸いです。

> 自分が設計したレンズでこの瞳面と主点がどういう関係にあるか
> 判断するための指標は、ありますでしょうか？

ご質問の意味は
・設計初期に瞳と主点の位置を規定したい
・設計終了後に文字通り瞳と主点が知りたい
のいずれでしょう？
後者ならレンズが設計できるなら当然計算可能でしょう。
前者の場合、開口絞りの前後に群を分割してパワー配置するという事に
なるでしょうか。私は顕微鏡対物は設計した事がありませんので、
そのような手順に意味があるかどうかは判りませんが。

私もだぶるさんと似たようなコメントですが、

＊現在お使いのソフトで瞳位置や主点位置は計算できると思います。

＊強制的に瞳位置を決められたときに【最近の対物はレボルバで回転させ
ても瞳位置がレンズによって移動しないように瞳位置を統一して設計する
ことが多い】絞り前後のパワーバランスをどうやってとるか、という問題
なら、残念ながら私には全く分かりません。

ただ、一般論として高倍率対物レンズは物体側（今度は私の定義）から
最初の３−４枚にパワフルなのが来ますから、主点位置は射出瞳（これも私の定義）よりも物体側に寄っているのではないかと思います。

> 私もだぶるさんと似たようなコメントですが、
>
> ＊現在お使いのソフトで瞳位置や主点位置は計算できると思います。
>
> ＊強制的に瞳位置を決められたときに【最近の対物はレボルバで回転させ
> ても瞳位置がレンズによって移動しないように瞳位置を統一して設計する
> ことが多い】絞り前後のパワーバランスをどうやってとるか、という問題
> なら、残念ながら私には全く分かりません。


これまで、au by KDDI様、だぶる様、kym様には大変お世話になりました。
これまでのお話をまとめ、少し手間ですが、主点位置と瞳位置が算出出来そうです。

それと、私が言う入射瞳の表現が一般的で無かった事も踏まえ、
今後の設計の参考にしていければと思います。


絞り前後のパワーバランスを取るやり方は、ともすれば特許などに
引っかかりそうですし、ここでは質問はしないと思います。
ですが、質問をそこまで深く読んで頂き、ありがとうございました。


今後もつたない質問をするかも知れませんが、
お時間のあるときに、ご回答頂ければ幸いです。
ありがとうございました。

> > 実は、こちらを初心者に説明したいのですが、
> > 一般的な内容をどのように説明するのが良いか、思案しておりまして・・・
>
>
> 私が何か勘違いしているのでなければ、このような図で説明がつくのでは
> ないかと思いますが。
どうも？がいっぱい付いてしまいましたので・・・・。
写真レンズ等では入射瞳は絞り位置と考えるのが普通と思います。
天体望遠鏡や双眼鏡の場合、レンズ第一面を入射瞳（絞り）と考えるのが普通と思います。
さて、光学系の入射瞳位置は主点位置と異なり設計により変化するものでは？
光学系の形状を無視していませんか？
入射瞳がどの位置になるかは設計により変化するものでは？

> さて、光学系の入射瞳位置は主点位置と異なり設計により変化するものでは？

> 入射瞳がどの位置になるかは設計により変化するものでは？

一般論としてはその通りですが、顕微鏡は物体側テレセントリックで
設計されるのが通常であるようなので、その場合自動的に入射瞳位置は
無限遠になってしまいます(瞳はその光学系を外部から見た場合の像で
あって構造的な実物ではない)。
よってこの件の場合はむしろ、「入射瞳位置は無限遠」というのが
解ではないでしょうか?
実用上テレセントリックであるためには、瞳位置の逆数が0近辺にあれば
よいので(その許容誤差は仕様次第)、プラス無限遠近辺とマイナス無限遠
近辺の両方が解となり、右とも左とも言いがたいと思います。

> > さて、光学系の入射瞳位置は主点位置と異なり設計により変化するものでは？
>
> > 入射瞳がどの位置になるかは設計により変化するものでは？
>
> 一般論としてはその通りですが、顕微鏡は物体側テレセントリックで
> 設計されるのが通常であるようなので、その場合自動的に入射瞳位置は
> 無限遠になってしまいます(瞳はその光学系を外部から見た場合の像で
> あって構造的な実物ではない)。
> よってこの件の場合はむしろ、「入射瞳位置は無限遠」というのが
> 解ではないでしょうか?
> 実用上テレセントリックであるためには、瞳位置の逆数が0近辺にあれば
> よいので(その許容誤差は仕様次第)、プラス無限遠近辺とマイナス無限遠
> 近辺の両方が解となり、右とも左とも言いがたいと思います。
うーん
顕微鏡対物レンズすべてがテレセントリックではないでしょう。
だぶるさんの思い浮かべている光学系と私の思い浮かべている光学系には違いがあるようですが・・・・。
やはり設計により変化するとしておいた方がよろしいのでは？

> だぶるさんの思い浮かべている光学系と私の思い浮かべている光学系には違いがあるようですが・・・・。

???
私が思い浮かべている光学系はKDDIさんが図示されたようなものですが・・・
ちなみに某大手メーカーのサイトを見ても「テレセン」と言い切っています。

> > だぶるさんの思い浮かべている光学系と私の思い浮かべている光学系には違いがあるようですが・・・・。
>
> ???
> 私が思い浮かべている光学系はKDDIさんが図示されたようなものですが・・・
> ちなみに某大手メーカーのサイトを見ても「テレセン」と言い切っています。

出張で移動中に随分盛り上がっているようですね。　
だぶるさんコメントありがとうございます。

顕微鏡対物レンズがテレセントリックであることは、使う側も設計する
側もいわば「お約束」みたいなもので、これが違うとなると全ての議論
は振り出しに戻ってしまいますね。
私は顕微鏡の世界で随分長い間仕事をしていますがテレセントリックで
ない対物レンズはまだ見たことがありません。ま、一般的な顕微鏡対物
は全てテレセントリックと考えて良いと思います。

ちょっと自信がないのは、胴焦点距離よりも更に長い焦点距離を持つ低
倍レンズです。チューブレンズの口径よりもスクリューの内径が小さく
見えるし、こういう場合もテレセントリック性がきちんと確保できてい
るかどうかは分かりません。

au by KDDI さんですね。失礼しました。

ついでに補足しますと、レンズ屋さんがこのサイトで公開されている特許を
見ると、たしかにテレセンではありませんね。このレンズは(特許は逆に
書いてありますが)第１主点は入射瞳の左になっていて、通りすがりのとあるレンズ設計者さんがお考えのタイプになっています。

> ついでに補足しますと、レンズ屋さんがこのサイトで公開されている特許を
> 見ると、たしかにテレセンではありませんね。このレンズは(特許は逆に
> 書いてありますが)第１主点は入射瞳の左になっていて、通りすがりのとあるレンズ設計者さんがお考えのタイプになっています。

えっと、それは何処を見れば良いのでしょう？

HOMEの中ほどの「レンズデータライブラリ」の「その他 各種レンズ」に
ありました。私自身は光線追跡はせずに、表記されている近軸量と光路図
から推定しました。

> HOMEの中ほどの「レンズデータライブラリ」の「その他 各種レンズ」に
> ありました。私自身は光線追跡はせずに、表記されている近軸量と光路図
> から推定しました。

40x/0.67の対物ですね。確かにテレセントリックから少しずれていま
す。しかし、このツリーの議論に本質的に変更を加える程のずれ量では
ないでしょう。通りすがりのとあるレンズ設計者さんの最初の意見通り
で良いのではないでしょうか。



ところこの40x/0.67はオリンパスから出願された1975年の米国特許で
す。明細には『低分散・ハイインデックスガラスを前玉に持ってくると
３群５枚で安く作れる』とコスト面を強調して書いてありますが、この
レンズが実際に販売されたかどうか、ちょっと疑問ですね。
それと特許の元データとレンズ屋さんのZemaxデータは細部で違っていま
す。光線追跡の初値も当時のオリンパス顕微鏡とは寸法が違うようなの
で、『こういうレンズが実際にあった』とは考えない方がよいのではな
いでしょうか。

ひょっとして通りすがりのとあるレンズ設計者さんが問題にしているのは、入射瞳でなくて開口絞りの位置じゃないでしょうか?
その場合の説明でしたらKDDIさんの図で十分だと思います。

面精度の単位で”FLATNESS 30WAVE”　とあるのですがニュートン本縫うに換算すると何本になるのでしょうか？教えて頂けないでしょうか。

面の精度そのものなら60本でしょうが、波面収差ならばよく解りません。

はじめまして。

半導体デバイス製造におけるPhotoLito工程で問題となる
"Iso/Dense bias"と"Shortening"はなぜ起るのでしょうか？

"Iso/Dense bias"は回折と干渉に起因しており、
"Shortening"は近接効果が作用している結果だと思いますが
どちらも具体的な光線や光波、光強度のイメージが湧かないので
『そういうもんだ』以上の納得ができません。

シミュレーションの結果やレジスト像の以外で光学的な現象を
直感的に理解することはできますでしょうか？

> はじめまして。
>
> 半導体デバイス製造におけるPhotoLito工程で問題となる
> "Iso/Dense bias"と"Shortening"はなぜ起るのでしょうか？
>
> "Iso/Dense bias"は回折と干渉に起因しており、
> "Shortening"は近接効果が作用している結果だと思いますが
> どちらも具体的な光線や光波、光強度のイメージが湧かないので
> 『そういうもんだ』以上の納得ができません。
>
> シミュレーションの結果やレジスト像の以外で光学的な現象を
> 直感的に理解することはできますでしょうか？


・　"Iso/Dense bias"について

　物体に光を当てると複数の回折光を生じますが、この複数の
回折光をレンズで集め、干渉させると、もともとの物体に依存する
干渉縞を生じます。この干渉縞を物体の像と呼びます。

　「結像」を、言い換えると、このように表現することができます。

　IsoパターンとDenseパターンとでは、光を当たときに生じる回折光
が異なります。そのため、レンズの開口内のどこの場所を通って
物体の情報が像面へ伝達されるかが異なります。そう考えると、
"Iso/Dense bias"は、発生してあたりまえだと言えるかと思います。


・　"Shortening"について

　すみません、"Shortening"って何ですか？

返信ありがとうございます。

>"Iso/Dense bias"は、発生してあたりまえだと言えるかと思います。

干渉縞の様子がIsoとDenseで異なることからbias発生を
説明して頂きました。

質問を出すポイントがずれていたので質問を改めたいと思います。
（申し訳ありません）

真に質問したかった事は・・・

（Slitは固定で）Dnseの間隔をSlitに対して1対1から徐々に広げていき
最終的にIsoとみなせるまでの光強度の変化を理解したいです。

Lithoで言うと露光量固定で縦軸にDense線幅、横軸にPitchを取った時に
書けるグラフを直感的に理解したいのです。（特に輪帯照明を用いた時の）

Slit幅、Pitch、波長を入力して縦軸光強度、横軸変位でエクセルなどで
簡単なシミュレーションができる物などがあればわかり易いのですが・・・

---
Shortening：
光近接効果により、レチクル上のLineパターンが縮退したり、
四角いパターンが丸い像になって焼かれること

「露光機の投影Lensに高次の回折光が入射しないので端や角の像が出ない」
とはよく聞くことができますし、これらを補正する為にOPC(Optical Proximity Correction)を行うことはわかるのですが
その発生原因の理解が曖昧ですので教えていただきたいです。

先の疑問に対する追記です。

Iso/Dense Biasに関しては露光機のマスク-レンズ-レジストで発生している現象とフラウンホーファー回折の複スリット問題と発生する現象(光強度の様子)が同じでしょうか？

また、なぜ輪体照明の場合はconventionalと比べIso/Dense Biasの変動が激しいのでしょうか？

当方、職種がField業務なので光学に関して勉強不足な面が否めませんが
ご指導、よろしくお願いします。

初めて投稿します。
ある光学系で、レンズと撮像体の間にガラス（具体的にはビームスプリッタ）を挿入した場合、その光路長（ワーキングディスタンス）がどのくらい変化するか知りたいのですが、どういう計算式になるでしょうか？
私の考えでは、Ｌ’＝Ｌ−ｄ＋ｄ／ｎ
（Ｌ、Ｌ’：光路長、ｄ：ガラス厚み、ｎ：屈折率）
ですが正しいでしょうか？
ご教示よろしくお願いします。

> 初めて投稿します。
> ある光学系で、レンズと撮像体の間にガラス（具体的にはビームスプリッタ）を挿入した場合、その光路長（ワーキングディスタンス）がどのくらい変化するか知りたいのですが、どういう計算式になるでしょうか？
> 私の考えでは、Ｌ’＝Ｌ−ｄ＋ｄ／ｎ
> （Ｌ、Ｌ’：光路長、ｄ：ガラス厚み、ｎ：屈折率）
> ですが正しいでしょうか？
> ご教示よろしくお願いします。

ビームスプリッタ等を撮像体とレンズの間に入れますと光路長は変化します。
計算式は
変化量＝ｄ*（n2-n1)/n1
ｄ：ビームスプリッタの厚み
n1：光の通る媒質の屈折率
n2：ビームズプリッタの屈折率
だったと思います。

n=n2/n1, n1=1　なので、L-L'=d(1-1/n)で同じで、正しいと思います。

少し引っかかるのは、厳密には光路長≠ワーキングディスタンスのような気がします。
経路長=ワーキングディスタンスで、光路長はd→d'=n*d、
経路長はd→d'=d/nと思いますがいかがでしょうか？
私たちの職場でも経路長を光路長といって使うことが多く、私もはじめ混乱していました。
おそらく求めているものはワーキングディスタンスなので、提示されている式であっているはずです。
光学の専門化が多く訪れるサイトですので、光路長と経路長（？）についての
コメントを聞けたらと思いましたので、よろしくお願いします。

ともさんの仰る通りだと思います。

幾何光学的に考えるときは風呂の底が浅く見えるのと同じで（実際の距離
よりも）短縮する方向で考えますし、干渉計などでは光速が低下するので
延長する方向で考えます。屈折率が分母に来たり分子に来たりするから間
違えやすいですね。

便乗質問でしかも光学でさえ無いのですができましたらお教えください。

以下のような文を読んだことがあるのですが、屈折率 > �Tの物質中では
どう考えたらよいのでしょう？

「特殊相対性理論では超光速を認めると下記の様に因果律が破れるので、
　超光速物質は存在し得ない。

　超光速が可能な物質で作った弾丸を的に発射する様子を眺める場合を
　考えると、弾丸が飛び出す前に的に当ったように観測される座標系
　（準光速で進む）が存在する。これでは原因と結果が逆転してしまう。」

物質中で超光速が可能なのは間違いないのでどうなってしまうのでしょう?

「超光速」について補足です．

よく，「相対論は間違い」というトンデモさんが主張するのが，上で議論される
ような現象なのですが，Einsteinが定義したのは唯一

真空中の電磁波(光)の位相速度は慣性系によらず一定であると要請する

ということだけです．従って，一見超光速に見える現象は結構あります．
たとえば，我々の身近な世界では，導波路を伝わる電磁波の位相速度は
真空中の光速度cを超えています．でも，だからといって相対論が間違い
というわけではなく，そのように見える現象もあると言うだけのことです．

ご質問の現象は，そもそも，速度の定義(どの慣性系で，どのような手法で
計測したか)が曖昧なので，相対論の検証としてはあまり出来が良くないと
思います．

まず「超高速はあり得ない」という先入観を捨てて下さい．そして，Einstein
の要請から，結局，ある慣性系において質量を持った物体が真空の光速度を
超えて運動する様を観測することは出来ないという事実が導かれるおもしろ
さを知って欲しいと思います．

因果律が破れる場合について解説したページがありましたので
参考までに。

http://homepage1.nifty.com/tac-lab/tachyon.html

ええと、よく読んでいただきたいのですが、
私の伺いたいのはいわゆる「メタ相対論」の研究で、「もし(真空中を)
超光速で進む物質が存在するなら因果律が破れてしまう（このこと自体は
世界線を引けばすぐ確認できます）事からも超光速は否定される。」という
ことを踏まえた上で、以下のような状況はどのように解釈すべきなのか？
と言う事です。

・水で満たされた「どこぞの宇宙」でのお話です。
・ある日「水中での光速」で走る流れ者がガンマンの側を通りかかりました。
・ガンマンは向こうのリンゴを射貫く風情であったので、その腕を見ようと
　流れ者は的に向かって「水中の光速」で急ぎました。
・ガンマンが銃を発射した瞬間の「画像」は「水中の光速」でしか伝わらない
　ので、流れ者が速度を落とさない限り見られません。
・そうこうしているうちに「水中の超光速」で飛翔した銃弾は、流れ者を
　追い越してリンゴをみごと粉砕しました。
・その様子はもちろん(まだ的に向かって走っている)流れ者にも見えます。
・あれれ、流れ者にとってはまだ銃弾は発射されていないにも関わらず、
　リンゴに当ってしまいました!
・流れ者やガンマンにとっては「水の宇宙」がすべてなので、「真空中では」
　などといわれても??でしょう。
・もちろん流れ者が銃の発射を客観的に知る手段はあるので真に因果律が
　破れているわけではありませんが、私が???と思うのは私が「光原理主義
　者」だからでしょうか？目の不自由な方にとっては(音で環境を認識する
　限り)むしろ日常的?でしょうから。

以上、長文になりましたが私は「トンデモ」人ではありません。

質問を変えさせていただきます。
物質中を「超光速」で進む観測者には周囲がどのように見えるのでしょうか?
進行方向以外は真っ暗でしょうか?

> 進行方向以外は真っ暗でしょうか?
そんなわけはない。もう終わりにします。

> 物質中で超光速が可能なのは間違いないのでどうなってしまうのでしょう?
真空中（または空気中で）で光速に近い速度の粒子（たとえば中性子）が
水の中に飛び込むと、その媒質内での光速を超えますね。
そのとき光速を超えないように減速され、その差分のエネルギーが光として放出されます。
これがチェレンコフ光ですね。

> これがチェレンコフ光ですね。

カミオカンデでたくさんのフォトマルが検出しようとしているのが
チェレンコフ光でしたね。光の衝撃波とでもいう現象でしょうか。

こんにちは。
いつもこちらに来て勉強させて頂いております。
現在、45×90ミリの対象物を□12ミリすべてに撮像するアナモルフィック
レンズを探しております。
angenieuxにそれらしきものがあるのですが、理解出来ません。
どなたかご存じの方、ご回答よろしくお願いします。

　アナモ結像レンズよりもアナモコンバーター(普通のレンズの前にセットしてアスペクト比を変えるもの）を探した方が早いように思います。多分一昔前のビデオカメラや８ミリカメラ用で何種類かあったかと思いますので、中古カメラ店（我楽多屋みたいな変なものを扱ってる店）に問い合わせてみるのが良いと思います。
　先月、アキバのグラシャスという店でアナモコンバーターを見かけたのですが、先日いった折に探してみたものの発見できませんでした（多分商品箱の底に沈んで行ったものかと思います・・・
　あまりいい情報でなくてすみません。

　あと用途によりますが、整形プリズム（光学の教科書のＣＤとかの項によく登場する）というのもアナモ光学系であり、こちらは割と簡単に自作できるので場合によってはそういう手段もあります。

左脳右脳さん、情報ありがとうございます。
もう少し、いろいろ探してみる必要がありそうですね。
>整形プリズム
こちらの方も検討してみたいと思います。

ありがとうございました。

いつも拝見させております。

ただいま、とある装置に組み込む為のレンズを探しております。
必要スペックが

倍率　15x
NA　　0.10~
WD　　50mm〜70mm程度
同軸落射照明

という感じです。

いろいろと探してみたのですが、見つからなかった為
6xのレンズにリアコンバーター2.5xをつけてみたところ
ピントがだいぶ甘く、かなりボケ気味の画像しか得ることが出来ません。

そこで、ここを御覧の方々に上記のスペックを満たすようなレンズを
ご存知の方がおられましたら、ご紹介をしていただけないでしょうか？

宜しくお願い致します。

重要なことを書き忘れておりました。

探しているレンズのマウントは
Cマウントです。

それでは宜しくお願い致します。

こんばんは　もう一人の装置屋です

名前がかぶってしまったようなので、混乱を避けるために・・・
私は、過去に”装置屋”の名前で書き込みを行なっています。
No4404から始まるツリー 及び No5486です。
過去ログを見ると"装置や”さんという方もいらっしゃいますね。

さて、私が過去に質問したNo4404で質問した内容と、こちらの
装置屋さんの質問内容がよく似ているようです。
一度このログを読まれてから、もう少し条件を絞って質問され
てはいかがでしょうか？

光学的な条件が厳しいので、組み込みサイズなどの制約によって、
選択肢が限られてきます。

> こんばんは　もう一人の装置屋です
>
> 名前がかぶってしまったようなので、混乱を避けるために・・・
> 私は、過去に”装置屋”の名前で書き込みを行なっています。
> No4404から始まるツリー 及び No5486です。
> 過去ログを見ると"装置や”さんという方もいらっしゃいますね。

もう一人の装置屋様
混乱を避ける為にHNを変更いたしました。

> さて、私が過去に質問したNo4404で質問した内容と、こちらの
> 装置屋さんの質問内容がよく似ているようです。
> 一度このログを読まれてから、もう少し条件を絞って質問され
> てはいかがでしょうか？

早速拝見させていただきました。
アクロマートレンズですか。
私の認識では、2色（赤・青）の色収差を補正したレンズの総称
という感じで、いまいちイメージが出来ませんが
ちょっと調べてみようと思います。

> 光学的な条件が厳しいので、組み込みサイズなどの制約によって、
> 選択肢が限られてきます。

そうですね。
被写体から結像面までの距離の許容範囲　250mm
WDの最小値が　50mm
レンズの口径の許容範囲　30mm
という感じでスペース的にかなり厳しいです。

光学性能としましては前述したとおりで
テレセントリックである必要はありませんが
スペースの関係上同軸落斜照明にせざるを得ない状況ですので
物体側テレセントリックになってしまうような感じがします。
使用波長は可視光の領域で、使用する照明はクリーンルームで使用するため
LEDを考えております。

見る被写体は装置屋様と同じような感じで、シリコンに刻印されたものを
認識させることが目的ですので、認識できるレベルの像面湾曲ならば許容できます。

引き続きレンズの情報の方がありましたらお知らせ下さいますよう
お願い致します。

双眼鏡に焦点調節が付いている物といない物がありますが、
付いていない物は、なぜ焦点が合うのでしょうか？
また、付いている物と、どの様に違うのでしょうか？

> 双眼鏡に焦点調節が付いている物といない物がありますが、
> 付いていない物は、なぜ焦点が合うのでしょうか？
> また、付いている物と、どの様に違うのでしょうか？

以前、TASCOの小さなダハを使っていました。
大中判写真等で使われる撮影法で、アオリというのをご存じでしょうか。意識的に光軸をずらして、解放のまま画面の奥までピントを合わせる方法だそうです。そういう方法なんじゃないかと思いますが。
光学性能は当然付いてない物に劣るかと思います。

> 双眼鏡に焦点調節が付いている物といない物がありますが、
> 付いていない物は、なぜ焦点が合うのでしょうか？
> また、付いている物と、どの様に違うのでしょうか？

基本的には合焦機構は必要です。
付いていないものはメーカーサイドで一定条件(たとえば無限遠)に調整の上で固定したものです。
このように調整された双眼鏡を使うためには使用者の眼が調整された条件と一致する必要があります。
つまり上記した無限遠に調整されたものなら使用者は無限遠にピントが合う状態でなければなりません。
近眼の人や遠視の人は裸眼ではピンぼけとなり使えませんのでメガネを掛けて無限遠が見える状態にして使う必要があります。
観光地などに備え付けられている観光望遠鏡などがこれにあたります。
メガネを使用している方なら観光望遠鏡をメガネ有り無しで覗いてみると良く判りますよ。
このような双眼鏡はメガネ等で眼を矯正した状況で覗くのが大前提となりますのでロングアイレリーフとなっています。

> 基本的には合焦機構は必要です。
> 付いていないものはメーカーサイドで一定条件(たとえば無限遠)に調整の上で固定したものです。
> このように調整された双眼鏡を使うためには使用者の眼が調整された条件と一致する必要があります。
> つまり上記した無限遠に調整されたものなら使用者は無限遠にピントが合う状態でなければなりません。
> 近眼の人や遠視の人は裸眼ではピンぼけとなり使えませんのでメガネを掛けて無限遠が見える状態にして使う必要があります。
> 観光地などに備え付けられている観光望遠鏡などがこれにあたります。
> メガネを使用している方なら観光望遠鏡をメガネ有り無しで覗いてみると良く判りますよ。
> このような双眼鏡はメガネ等で眼を矯正した状況で覗くのが大前提となりますのでロングアイレリーフとなっています。

ご説明いただいたのが同じ事なのか判断できません。
ロングアイレリーフ、一定条件(たとえば無限遠)に調整の上で固定等

少し違うような気もします。

日本にもコピーものがありますが（マル＊ン、ビク＊ン）
元はアメリカのフロリダ辺りのメーカーが作ったらしいのです。
（メーカー名を忘れました。）
無限から10m位まで普通の視度の方でも焦点が合わせられますが
目の芯が疲れやすい様です。

それに引き替え普通の双眼鏡は無限に合わせておいて、10mのものを見ることは出来ません。

なにか、架空に見える合焦点位置
（用語が判りません、
例えば1m先に物が有るように見えるという意味です。）
の変換？等をして目の視度調節の範囲内に像が来るようにしているのではないでしょうか？

以前に、コ＊バックさん（観光望遠鏡メーカー）の方と
話す機会があり訊いてみたのですが、
特に認識されていなかったようです。

> > 基本的には合焦機構は必要です。
> > 付いていないものはメーカーサイドで一定条件(たとえば無限遠)に調整の上で固定したものです。
> > このように調整された双眼鏡を使うためには使用者の眼が調整された条件と一致する必要があります。
> > つまり上記した無限遠に調整されたものなら使用者は無限遠にピントが合う状態でなければなりません。
> > 近眼の人や遠視の人は裸眼ではピンぼけとなり使えませんのでメガネを掛けて無限遠が見える状態にして使う必要があります。
> > 観光地などに備え付けられている観光望遠鏡などがこれにあたります。
> > メガネを使用している方なら観光望遠鏡をメガネ有り無しで覗いてみると良く判りますよ。
> > このような双眼鏡はメガネ等で眼を矯正した状況で覗くのが大前提となりますのでロングアイレリーフとなっています。
>
> ご説明いただいたのが同じ事なのか判断できません。
> ロングアイレリーフ、一定条件(たとえば無限遠)に調整の上で固定等
>
> 少し違うような気もします。
>
> 日本にもコピーものがありますが（マル＊ン、ビク＊ン）
> 元はアメリカのフロリダ辺りのメーカーが作ったらしいのです。
> （メーカー名を忘れました。）
> 無限から10m位まで普通の視度の方でも焦点が合わせられますが
> 目の芯が疲れやすい様です。
>
> それに引き替え普通の双眼鏡は無限に合わせておいて、10mのものを見ることは出来ません。
>
> なにか、架空に見える合焦点位置
> （用語が判りません、
> 例えば1m先に物が有るように見えるという意味です。）
> の変換？等をして目の視度調節の範囲内に像が来るようにしているのではないでしょうか？
>
> 以前に、コ＊バックさん（観光望遠鏡メーカー）の方と
> 話す機会があり訊いてみたのですが、
> 特に認識されていなかったようです。

先の投稿はFF(フォーカスフリー)タイプの双眼鏡のことを言ってるかどうか不明でしたので観光望遠鏡を例に出して説明しました。
FFタイプで近距離を見るのは眼の調整機能に依存しています。
無限に双眼鏡を調整した場合でも数十〜十数メートルのところの像は人の明視の距離あたりに出来ますから眼の調整機能がしっかりしていれば見ることが出来ます。
目が疲れるのは眼の調整機能への負担が大きいからです。
実際にどのあたりに像が出来るかは光学系の設計により異なってきますので一概にはいえません。
倍率・光学系を選び、条件に合わせた調整をしますとご質問のような双眼鏡となります。

> 先の投稿はFF(フォーカスフリー)タイプの双眼鏡のことを言ってるかどうか不明でしたので観光望遠鏡を例に出して説明しました。
> FFタイプで近距離を見るのは眼の調整機能に依存しています。
> 無限に双眼鏡を調整した場合でも数十〜十数メートルのところの像は人の明視の距離あたりに出来ますから眼の調整機能がしっかりしていれば見ることが出来ます。
> 目が疲れるのは眼の調整機能への負担が大きいからです。
> 実際にどのあたりに像が出来るかは光学系の設計により異なってきますので一概にはいえません。
> 倍率・光学系を選び、条件に合わせた調整をしますとご質問のような双眼鏡となります。

その様に思います。
実際に無限、10mを　どのくらいの所に持ってくると人の明視の距離
になるのでしょうか？
普通の双眼鏡は虚像ですが、違いは実像を使っているのでしょうか？
１眼レフの焦点板を透明にしたときピントが合っていなくても
明視できるが実際にはピントが合っていないのと同じなのでしょうか？

>
> > 先の投稿はFF(フォーカスフリー)タイプの双眼鏡のことを言ってるかどうか不明でしたので観光望遠鏡を例に出して説明しました。
> > FFタイプで近距離を見るのは眼の調整機能に依存しています。
> > 無限に双眼鏡を調整した場合でも数十〜十数メートルのところの像は人の明視の距離あたりに出来ますから眼の調整機能がしっかりしていれば見ることが出来ます。
> > 目が疲れるのは眼の調整機能への負担が大きいからです。
> > 実際にどのあたりに像が出来るかは光学系の設計により異なってきますので一概にはいえません。
> > 倍率・光学系を選び、条件に合わせた調整をしますとご質問のような双眼鏡となります。
>
> その様に思います。
> 実際に無限、10mを　どのくらいの所に持ってくると人の明視の距離
> になるのでしょうか？
後日まとめた資料を作りますので少々お待ちを。

> 普通の双眼鏡は虚像ですが、違いは実像を使っているのでしょうか？
肉眼で直接見ることが出来るのは虚像で実像を直接見ることは出来ません。
眼視系は接眼レンズ(一眼レフのファインダーレンズもこれにあたります。)を介して対物レンズで出来た実像を虚像に変換してみる物です。

> １眼レフの焦点板を透明にしたときピントが合っていなくても
> 明視できるが実際にはピントが合っていないのと同じなのでしょうか？
その通りです。
透過スクリーンではマット面のスクリーンと異なり、その位置が認識出来ない為、眼の調整機能が勝手に働きスクリーン上からはずれたものも合って見えてしまいます。
一眼レフの光学系を双眼鏡と比較すると撮影レンズが対物レンズ、ミラー・ルーフプリズム(ミラー)がポロプリズムやDHプリズム、ファインダーレンズが接眼レンズに相当します。
違いは通常の双眼鏡には焦点板は無く空中像(実像)を接眼レンズで虚像にして見ているのに対し、一眼レフは焦点板(擦りガラス状)に実像を結ばせ、それを接眼レンズで虚像に変換して覗いていることです。

> 違いは通常の双眼鏡には焦点板は無く空中像(実像)を接眼レンズで虚像にして見ているのに対し、一眼レフは焦点板(擦りガラス状)に実像を結ばせ、それを接眼レンズで虚像に変換して覗いていることです。

一度実像を結ばせてそれを接眼レンズで虚像にするとフォーカスフリーになるのですね。

とすると、普通の双眼鏡は実像を結ばせずに虚像だけで見ているのですか？

>
> > 違いは通常の双眼鏡には焦点板は無く空中像(実像)を接眼レンズで虚像にして見ているのに対し、一眼レフは焦点板(擦りガラス状)に実像を結ばせ、それを接眼レンズで虚像に変換して覗いていることです。
>
> 一度実像を結ばせてそれを接眼レンズで虚像にするとフォーカスフリーになるのですね。
>
> とすると、普通の双眼鏡は実像を結ばせずに虚像だけで見ているのですか？

実像は直接肉眼では見ることは出来ません。
肉眼で直接見ることが出来るのは虚像のみです。
対物レンズで出来た実像を肉眼で見える虚像に変換するのが接眼レンズの役割です。
眼視系の光学系（天体望遠鏡・顕微鏡・スポッティングスコープ・双眼鏡等）で肉眼で見ているのはすべて虚像です。
どうも実像と虚像について間違った認識をしている点があるのではないかと思います。
フリーフォーカス双眼鏡は実像・虚像の問題ではありません。
あくまでも焦点調整機能を省きピントを固定させただけの双眼鏡です。
対物レンズ焦点距離・接眼レンズ焦点距離（この二つが決まれば倍率も決まります）と調整をどう設定するかだけがポイントのものです。
あとはメガネ等で矯正して覗くこと、近距離は人の目の調整力に依存しているだけです。

> 実像は直接肉眼では見ることは出来ません。

実像を直接肉眼で見ることは可能でしょう。ただ、対物レンズ及び眼球の瞳の
大きさやNAによって視野角が著しく制限される場合が多いと言う事でしょう。

> > 実像は直接肉眼では見ることは出来ません。
>
> 実像を直接肉眼で見ることは可能でしょう。ただ、対物レンズ及び眼球の瞳の
> 大きさやNAによって視野角が著しく制限される場合が多いと言う事でしょ広義の意味から言えばご指摘のように実像を見ることが出来るとも言えます。
例えば対物レンズのピント位置（実像の位置）から明視の距離程度眼を離してレンズを覗いた場合、レンズ内に逆像を見ることが出来ますがこれは確かに実像を見ていることになりますね。
ただしこの時見えている像の大きさは　
対物レンズの焦点距離÷明視の距離(ピント位置から眼までの距離)
となり肉眼で見るより小さな像になることが多いですね。
（ｆ２５０ｍｍより長い焦点距離のレンズでようやく１より大きな倍率になります。）
望遠鏡や双眼鏡でものを見るときの話でこの話まですると混乱するだけですので見えないと断言したほうが良いように思いますが・・・。
実際に利用されている光学系で接眼レンズを使わない眼視系の光学系が思い浮かびませんがなにかありましたでしょうかね？
私は眼視系ではでは接眼レンズを介して虚像を作りそれを見るのが通常と思っています。
今回の話題（フリーフォーカス双眼鏡）から逸脱しますのでこの辺でやめておきますが本筋の話に加わる方はいないのでしょうかね？
資料を作成する約束をいたしましたがちょっと面倒になってきましたので何方かにバトンタッチしたいのですが・・・。
回答に自信のある方お願いします。
注）間違っていたらチャチャ入れますがね。

> 今回の話題（フリーフォーカス双眼鏡）から逸脱しますのでこの辺でやめておきますが本筋の話に加わる方はいないのでしょうかね？
> 資料を作成する約束をいたしましたがちょっと面倒になってきましたので何方かにバトンタッチしたいのですが・・・。
> 回答に自信のある方お願いします。
> 注）間違っていたらチャチャ入れますがね。

そういわずに、ぜひ解説して下さい。
私は双眼鏡が普通とフリーフォーカスがある場合、同じ８Ｘでも
眼の焦点深度が違うのが不思議でなりません。

> 回答に自信のある方お願いします。
自信は無いのですが参加します。
> 注）間違っていたらチャチャ入れますがね。
およよ。それはご勘弁を（^^）

> 私は双眼鏡が普通とフリーフォーカスがある場合、同じ８Ｘでも
> 眼の焦点深度が違うのが不思議でなりません。
ちょっと文献を漁って見ると「第５・光の鉛筆　25.目視光学器械の物空間
深度」という項で目で見るときの光学器械の焦点深度（物空間深度と呼ぶ
そうです）に関して記載があります。詳細な内容は非常に長いので省略して
結果のみ式を変形整理して示しますと、前提として双眼鏡程度では回折限界
ではなく幾何光学錯乱円が物空間深度を決定するものとして扱う。

�@倍率ｍ、目の分解能ε、入射瞳半径ａ、とすると
　無限遠からａｍ／εまでは物空間深度となる。
　対物レンズ径２０ｍｍ（半径１０ｍｍ）、ε＝５分（1.45ｘ10^-3ラジアン）
　ｍ＝８倍とすると５５.２ｍ〜無限遠までピントが合う・・・となるそう
　です。（ただし瞳径が射出瞳径より小さい時には対物有効径が減るので
　注意が必要です。）口径が小さいほど、倍率が低いほど近くまでピント
　が合うと分かります。フリーフォーカス双眼鏡の多くも小型ですね。

�A目そのもののピント調節機構にのみ頼ると物空間深度＝ｍ^2／Ａ
　（ただし、ここでのＡはディオプターで表した調整量）
　ば２５ｃｍの近さまでピント合わせをすると４Ｄとなりますので８倍では
　６４÷４＝１６ｍ先〜無限遠まで合わせられる事になります。この場合も
　倍率が低い方がフリーフォーカス範囲が広くて有利です。
とまあ、ここまでは文献の記事に基づく内容です。

「両者を併せれば結構ピントが合う範囲が広いじゃないか？」と思えます。
しかし、ここでの注意点は日本の双眼鏡は近眼対応？になっているでしょう
から、無限遠のピント位置そのものが厳密な無限遠からずれている可能性が
あります。また、光学系を覗くだけで器械近視で近視側にぶれているはずで
すから、裸眼で２５ｃｍ先を見る程度の焦点調整では１６ｍ先まではピント
が合わない（もっと遠くでないと合わない。合わせるには非常に疲れる）と
考えられます。つまり２５ｃｍどころか１０ｃｍとか５ｃｍ先を見るつもり
で目の焦点を合わせなければピントが合わないとなれば・・・疲れて当然
ですね。

ここまで書いていてお気づきと思いますが、別にフリーフォーカス双眼鏡は
普通の双眼鏡と比べて特別なことをしている訳ではありません。手もとの
普通の双眼鏡を１８ｍｍまで絞って見ると成る程、物空間深度は近くまで
得られるようです。まあ、一種のセールストークと思った方が・・・
あ、そう言えばこの種の双眼鏡は廉価過ぎる商品が多いような・・・（汗）

> > 回答に自信のある方お願いします。
> 自信は無いのですが参加します。
> > 注）間違っていたらチャチャ入れますがね。
> およよ。それはご勘弁を（^^）
>
> > 私は双眼鏡が普通とフリーフォーカスがある場合、同じ８Ｘでも
> > 眼の焦点深度が違うのが不思議でなりません。
> ちょっと文献を漁って見ると「第５・光の鉛筆　25.目視光学器械の物空間
> 深度」という項で目で見るときの光学器械の焦点深度（物空間深度と呼ぶ
> そうです）に関して記載があります。詳細な内容は非常に長いので省略して
> 結果のみ式を変形整理して示しますと、前提として双眼鏡程度では回折限界
> ではなく幾何光学錯乱円が物空間深度を決定するものとして扱う。
>
> �@倍率ｍ、目の分解能ε、入射瞳半径ａ、とすると
> 　無限遠からａｍ／εまでは物空間深度となる。
> 　対物レンズ径２０ｍｍ（半径１０ｍｍ）、ε＝５分（1.45ｘ10^-3ラジアン）
> 　ｍ＝８倍とすると５５.２ｍ〜無限遠までピントが合う・・・となるそう
> 　です。（ただし瞳径が射出瞳径より小さい時には対物有効径が減るので
> 　注意が必要です。）口径が小さいほど、倍率が低いほど近くまでピント
> 　が合うと分かります。フリーフォーカス双眼鏡の多くも小型ですね。
>
> �A目そのもののピント調節機構にのみ頼ると物空間深度＝ｍ^2／Ａ
> 　（ただし、ここでのＡはディオプターで表した調整量）
> 　ば２５ｃｍの近さまでピント合わせをすると４Ｄとなりますので８倍では
> 　６４÷４＝１６ｍ先〜無限遠まで合わせられる事になります。この場合も
> 　倍率が低い方がフリーフォーカス範囲が広くて有利です。
> とまあ、ここまでは文献の記事に基づく内容です。
>
> 「両者を併せれば結構ピントが合う範囲が広いじゃないか？」と思えます。
> しかし、ここでの注意点は日本の双眼鏡は近眼対応？になっているでしょう
> から、無限遠のピント位置そのものが厳密な無限遠からずれている可能性が
> あります。また、光学系を覗くだけで器械近視で近視側にぶれているはずで
> すから、裸眼で２５ｃｍ先を見る程度の焦点調整では１６ｍ先まではピント
> が合わない（もっと遠くでないと合わない。合わせるには非常に疲れる）と
> 考えられます。つまり２５ｃｍどころか１０ｃｍとか５ｃｍ先を見るつもり
> で目の焦点を合わせなければピントが合わないとなれば・・・疲れて当然
> ですね。
>
> ここまで書いていてお気づきと思いますが、別にフリーフォーカス双眼鏡は
> 普通の双眼鏡と比べて特別なことをしている訳ではありません。手もとの
> 普通の双眼鏡を１８ｍｍまで絞って見ると成る程、物空間深度は近くまで
> 得られるようです。まあ、一種のセールストークと思った方が・・・
> あ、そう言えばこの種の双眼鏡は廉価過ぎる商品が多いような・・・（汗）

答えとしてはまだ半分ですかね。
上記の件は写真レンズで言うなら被写界深度と思えば理解しやすいでしょう。
まだ見落としている点がありますので補足します。
同じ倍率でも対物レンズと接眼レンズの組み合わせは無限にあるといえます。
例えば　�@対物レンズｆ１００ｍｍ、接眼レンズｆ１２．５ｍｍでも８Xですし、�A対物レンズｆ２００ｍｍ、接眼レンズｆ２５ｍｍでも同じ８Xです。
さて、フリーフォーカス双眼鏡では対物レンズ有効径が同じとした場合　�@と�Aの組み合わせならどちらが近距離までみやすいでしょうか？
ニュートンの結像公式のみで導きだせますので例のみ示しますので後は各自で色々と計算＆TESTしてみてください。
１．�@で１０ｍ先の像は無限のピント位置から＋１．０１ｍｍ接眼レンズに寄ったところに出来ます。
１２．５ｍｍの接眼レンズのピント位置から１．０１ｍｍ内にある像はレンズから１４２ｍｍ離れたところに虚像を作ります。
２．�Aで１０ｍ先の像は無限のピント位置から＋４．０８ｍｍ接眼レンズに寄ったところに出来ます。
２５ｍｍの接眼レンズのピント位置から４．０８ｍｍ内にある像はレンズから１２８．２ｍｍ離れたところに虚像を作ります。
つまり�@の組み合わせなら眼から１４２ｍｍの距離のところにピントが合わせられる眼を持っていれば１０ｍの像を見ることが出来ますが、�Aの組み合わせなら１２８．２ｍｍのとこまで見れる眼を持っていないと見えないことになります。
この13.8ｍｍの差は大きいですよ。
試しに自分がぎりぎりピントの合わせられる近点から13.8ｍｍ内側を見るのがどんなに辛いかテストしてみてください。
ここで8Ｘを例に採りましたが望遠鏡検査協会の輸出検査基準でいうなら実倍率は±５％の許容誤差がありますから�@の場合接眼レンズは１３．１２５ｍｍでも良いことになります。　そうすると虚像は１５７．４４ｍｍのところに出来ることになります。　さらに楽になりますね。
ここまで説明すればお判りかと思いますがフリーフォーカス双眼鏡をうまくまとめる条件は下記の様になります。
１．対物レンズ焦点距離は極力短いものにする。
２．倍率も極力低めにする。
３．レンズ口径は小さいほうが良い。
何のことはない、フリーフォーカス双眼鏡は人の眼の調整力にオンブした仕様で取りまとめられたものなのですよ。
このタイプの双眼鏡は合焦機能を省けますので通常の双眼鏡より原価は安く作れます。
あたかも特別なもののように宣伝して売っているのはまさに上手なセールストークです。　この辺は日本人には考えつかない点ですね。
眼がしっかりしている若い人ならいいですが、悲しいかな老眼になって眼の調整力のなくなってきた人にとってはとても使えるものではありません。

こんなところで終了でいかがでしょうか？

> > > 回答に自信のある方お願いします。
> > 自信は無いのですが参加します。
> > > 注）間違っていたらチャチャ入れますがね。
> > およよ。それはご勘弁を（^^）
> >
> > > 私は双眼鏡が普通とフリーフォーカスがある場合、同じ８Ｘでも
> > > 眼の焦点深度が違うのが不思議でなりません。
> > ちょっと文献を漁って見ると「第５・光の鉛筆　25.目視光学器械の物空間
> > 深度」という項で目で見るときの光学器械の焦点深度（物空間深度と呼ぶ
> > そうです）に関して記載があります。詳細な内容は非常に長いので省略して
> > 結果のみ式を変形整理して示しますと、前提として双眼鏡程度では回折限界
> > ではなく幾何光学錯乱円が物空間深度を決定するものとして扱う。
> >
> > �@倍率ｍ、目の分解能ε、入射瞳半径ａ、とすると
> > 　無限遠からａｍ／εまでは物空間深度となる。
> > 　対物レンズ径２０ｍｍ（半径１０ｍｍ）、ε＝５分（1.45ｘ10^-3ラジアン）
> > 　ｍ＝８倍とすると５５.２ｍ〜無限遠までピントが合う・・・となるそう
> > 　です。（ただし瞳径が射出瞳径より小さい時には対物有効径が減るので
> > 　注意が必要です。）口径が小さいほど、倍率が低いほど近くまでピント
> > 　が合うと分かります。フリーフォーカス双眼鏡の多くも小型ですね。
> >
> > �A目そのもののピント調節機構にのみ頼ると物空間深度＝ｍ^2／Ａ
> > 　（ただし、ここでのＡはディオプターで表した調整量）
> > 　ば２５ｃｍの近さまでピント合わせをすると４Ｄとなりますので８倍では
> > 　６４÷４＝１６ｍ先〜無限遠まで合わせられる事になります。この場合も
> > 　倍率が低い方がフリーフォーカス範囲が広くて有利です。
> > とまあ、ここまでは文献の記事に基づく内容です。
> >
> > 「両者を併せれば結構ピントが合う範囲が広いじゃないか？」と思えます。
> > しかし、ここでの注意点は日本の双眼鏡は近眼対応？になっているでしょう
> > から、無限遠のピント位置そのものが厳密な無限遠からずれている可能性が
> > あります。また、光学系を覗くだけで器械近視で近視側にぶれているはずで
> > すから、裸眼で２５ｃｍ先を見る程度の焦点調整では１６ｍ先まではピント
> > が合わない（もっと遠くでないと合わない。合わせるには非常に疲れる）と
> > 考えられます。つまり２５ｃｍどころか１０ｃｍとか５ｃｍ先を見るつもり
> > で目の焦点を合わせなければピントが合わないとなれば・・・疲れて当然
> > ですね。
> >
> > ここまで書いていてお気づきと思いますが、別にフリーフォーカス双眼鏡は
> > 普通の双眼鏡と比べて特別なことをしている訳ではありません。手もとの
> > 普通の双眼鏡を１８ｍｍまで絞って見ると成る程、物空間深度は近くまで
> > 得られるようです。まあ、一種のセールストークと思った方が・・・
> > あ、そう言えばこの種の双眼鏡は廉価過ぎる商品が多いような・・・（汗）
>
> 答えとしてはまだ半分ですかね。
> 上記の件は写真レンズで言うなら被写界深度と思えば理解しやすいでしょう。
> まだ見落としている点がありますので補足します。
> 同じ倍率でも対物レンズと接眼レンズの組み合わせは無限にあるといえます。
> 例えば　�@対物レンズｆ１００ｍｍ、接眼レンズｆ１２．５ｍｍでも８Xですし、�A対物レンズｆ２００ｍｍ、接眼レンズｆ２５ｍｍでも同じ８Xです。
> さて、フリーフォーカス双眼鏡では対物レンズ有効径が同じとした場合　�@と�Aの組み合わせならどちらが近距離までみやすいでしょうか？
> ニュートンの結像公式のみで導きだせますので例のみ示しますので後は各自で色々と計算＆TESTしてみてください。
> １．�@で１０ｍ先の像は無限のピント位置から＋１．０１ｍｍ接眼レンズに寄ったところに出来ます。
> １２．５ｍｍの接眼レンズのピント位置から１．０１ｍｍ内にある像はレンズから１４２ｍｍ離れたところに虚像を作ります。
> ２．�Aで１０ｍ先の像は無限のピント位置から＋４．０８ｍｍ接眼レンズに寄ったところに出来ます。
> ２５ｍｍの接眼レンズのピント位置から４．０８ｍｍ内にある像はレンズから１２８．２ｍｍ離れたところに虚像を作ります。
> つまり�@の組み合わせなら眼から１４２ｍｍの距離のところにピントが合わせられる眼を持っていれば１０ｍの像を見ることが出来ますが、�Aの組み合わせなら１２８．２ｍｍのとこまで見れる眼を持っていないと見えないことになります。
> この13.8ｍｍの差は大きいですよ。
> 試しに自分がぎりぎりピントの合わせられる近点から13.8ｍｍ内側を見るのがどんなに辛いかテストしてみてください。
> ここで8Ｘを例に採りましたが望遠鏡検査協会の輸出検査基準でいうなら実倍率は±５％の許容誤差がありますから�@の場合接眼レンズは１３．１２５ｍｍでも良いことになります。　そうすると虚像は１５７．４４ｍｍのところに出来ることになります。　さらに楽になりますね。
> ここまで説明すればお判りかと思いますがフリーフォーカス双眼鏡をうまくまとめる条件は下記の様になります。
> １．対物レンズ焦点距離は極力短いものにする。
> ２．倍率も極力低めにする。
> ３．レンズ口径は小さいほうが良い。
> 何のことはない、フリーフォーカス双眼鏡は人の眼の調整力にオンブした仕様で取りまとめられたものなのですよ。
> このタイプの双眼鏡は合焦機能を省けますので通常の双眼鏡より原価は安く作れます。
> あたかも特別なもののように宣伝して売っているのはまさに上手なセールストークです。　この辺は日本人には考えつかない点ですね。
> 眼がしっかりしている若い人ならいいですが、悲しいかな老眼になって眼の調整力のなくなってきた人にとってはとても使えるものではありません。
>
> こんなところで終了でいかがでしょうか？

hamaさま、失礼いたしました。
よく読みましたら９０点以上の内容でした。
もっと早く参加して頂きたかったですね。

> > あたかも特別なもののように宣伝して売っているのはまさに上手なセールストークです。　この辺は日本人には考えつかない点ですね。
> > 眼がしっかりしている若い人ならいいですが、悲しいかな老眼になって眼の調整力のなくなってきた人にとってはとても使えるものではありません。
> >
> > こんなところで終了でいかがでしょうか？

詳細な説明ありがとうございます。でも、対物焦点距離を意図的に長くした
フリーフォーカス双眼鏡を見たことがあります。（メーカー不明）
口径３〜４ｃｍくらいで７〜８倍だったと思いますが、図体が大きく、視界
が狭くアイレリーフが長いものでした。何の事は無い、アイピースの焦点距
離を長くしてアイレリーフを稼ぎ、眼鏡を使えるようにした訳です。遠視の
方を意識した設計と言えます。（しかし、自分自身以外の光学系に全てオン
ブに抱っこという割りきった設計をする根性はある意味感心です。）

> > > あたかも特別なもののように宣伝して売っているのはまさに上手なセールストークです。　この辺は日本人には考えつかない点ですね。
> > > 眼がしっかりしている若い人ならいいですが、悲しいかな老眼になって眼の調整力のなくなってきた人にとってはとても使えるものではありません。
> > >
> > > こんなところで終了でいかがでしょうか？
>
> 詳細な説明ありがとうございます。でも、対物焦点距離を意図的に長くした
> フリーフォーカス双眼鏡を見たことがあります。（メーカー不明）
> 口径３〜４ｃｍくらいで７〜８倍だったと思いますが、図体が大きく、視界
> が狭くアイレリーフが長いものでした。何の事は無い、アイピースの焦点距
> 離を長くしてアイレリーフを稼ぎ、眼鏡を使えるようにした訳です。遠視の
> 方を意識した設計と言えます。（しかし、自分自身以外の光学系に全てオン
> ブに抱っこという割りきった設計をする根性はある意味感心です。）

haraさま前の返信にて名前書き間違えて失礼しました。
haraさまは随分と色々な資料を手元にお持ちのようですね。
最近は望遠鏡・双眼鏡等はかなり特殊と言うか狭い世界の様で実際の設計に携わったことのある人はかなり少ないようですね。
haraさま自身どこかのメーカーの設計をしたことがあるのではないかと見受けましたが・・・。
私には眼が老眼の域に入ってしまったこともありフリーフォーカス双眼鏡など邪道としか言えないですね。
ノノムンさんは眼の調整機能がかなりしっかりしているようですからまだお若いのでしょう。
今後、眼視系の質問はharaさま指定でお願いするのがベストのようですね。

> ノノムンさんは眼の調整機能がかなりしっかりしているようですからまだお若いのでしょう。
> 今後、眼視系の質問はharaさま指定でお願いするのがベストのようですね。
いいえ、５＊（後半）才で遠近や中近を使っています。
特に言いたかったのは、見え方にだいぶ差がある、よく似た光学系で
そんなに変化するのか、不思議なのです。
普通のですと視野の中にの遠景も近いの遠いの
（そんなに距離が離れていない）があってそれぞれに
合わせないと良く見えません。
しかし、フリーフォーカスですと簡単に見えます。
フリーフォーカスに距離調節を付けたら目が痛く成らず、
深度の広い見え方が期待できますね。

>
> > ノノムンさんは眼の調整機能がかなりしっかりしているようですからまだお若いのでしょう。
> > 今後、眼視系の質問はharaさま指定でお願いするのがベストのようですね。
> いいえ、５＊（後半）才で遠近や中近を使っています。
> 特に言いたかったのは、見え方にだいぶ差がある、よく似た光学系で
> そんなに変化するのか、不思議なのです。
> 普通のですと視野の中にの遠景も近いの遠いの
> （そんなに距離が離れていない）があってそれぞれに
> 合わせないと良く見えません。
> しかし、フリーフォーカスですと簡単に見えます。
> フリーフォーカスに距離調節を付けたら目が痛く成らず、
> 深度の広い見え方が期待できますね。

年齢の件、大変失礼いたしました。
同世代とは思いませんでした。
結局のところ一番見やすいのは　７X35,８X40(42)　あたりですかね。
異論のある方もあるでしょうがこのあたりのものでロングアイレリーフのものが私には使いやすいですね。
フリーフォーカスと言う考え方のものを最初に製品化した人はここで議論したことをちゃんと理解した上で企画したのでしょう。
しかし、フリーフォーカスが売れる！売りやすい！とばかりに理屈も判らずフリーフォーカスの考えをコピーしたメーカーorバイヤーが、倍率を高くしたらもっと売れるとか小型の方がもっと売れるとか単純に考えて変なものを作ってしまったように思います。
倍率が高くて近距離まで見えない(見えにくい)ものや、ロングアイレリーフになっていない接眼レンズを搭載したもの等がその類ではないでしょうか。
どうも２〜３流のメーカーやアジア系メーカー製の中には首を傾げたくなるものが結構多いですね。
余談となりますが双眼鏡の類で同じ間違いを犯したものにルビーコートと呼ばれるもので対物レンズに強く赤い反射のあるものがあります。
最初にルビーコートのものが出てきたのは20年以上前かと思います。（資料を調べたわけではなく記憶ですので間違っていても突っ込まないでください。）
そのころのものは紫外線カットのコート(orフィルター組み込み)と赤外線カットのコートを掛け、可視光域のみを通すように設計されています。
また、透過光のバランスも考慮され像に可笑しな着色が無いように考えられていました。
これは軍用目的(レーザー光照射による眼損傷防止)のものが民生用になっていったものです。
ところがレンズに色が付いているだけとしか思わなかったメーカーorバイヤーが変なものにしていってしまったようで、今売られているルビーコートのものはまやかしの駄物ばかりになってしまってますね。

同時に比べてみたらと書きましたが、なかなか同時に置いているところがありませんね！

> 　が合うと分かります。フリーフォーカス双眼鏡の多くも小型ですね。

ビクセンで御結構大型が出ていて持っていました。
ただ近距離が合いにくい？（実は何ｍとはっきり覚えていないのです）
ボタンがあって押すと接眼部がぽんと飛び出し（危ない）
近距離用になりました。
ある時ロックが効かなくなって
片方が飛び出したままになったので使っていません。

> ここまで書いていてお気づきと思いますが、別にフリーフォーカス双眼鏡は
> 普通の双眼鏡と比べて特別なことをしている訳ではありません。手もとの
> 普通の双眼鏡を１８ｍｍまで絞って見ると成る程、物空間深度は近くまで

対物レンズ径？の事でしょうか、

> 得られるようです。まあ、一種のセールストークと思った方が・・・
> あ、そう言えばこの種の双眼鏡は廉価過ぎる商品が多いような・・・（汗）

同じくらいの物を同時に比べてみると
はっきり違うと思うのですが・・・

> ビクセンで御結構大型が出ていて持っていました。
> ただ近距離が合いにくい？（実は何ｍとはっきり覚えていないのです）
> ボタンがあって押すと接眼部がぽんと飛び出し（危ない）
> 近距離用になりました。
> ある時ロックが効かなくなって
> 片方が飛び出したままになったので使っていません。
恐らく無限遠にピントを合わせた位置のものを基本型として、近距離のどこ
かの１点にピントを合わせた位置に接眼部を移動させて、その近傍では目の
能力に依存するという２焦点位置型？なのでしょう。でもポップアップ式？
とは凝った構造ですね。普通のピントリングよりコスト高になりそうですが
「フリーフォーカス」の看板にこだわった一品かも知れません。
（の、覗いて見たい・・・）

> 対物レンズ径？の事でしょうか、
はい、そうです。自宅の双眼鏡で比較しました。

初めて投稿します。T.Kと申します。
「ZEMAX」を使い始めて間もないので、非常に簡単な質問で申し訳ありませんが、どなたか助けてください。お願いします。
現在、「ZEMAX」で、あるレンズの後、数十mmの所にピンホールを設け、そのピンホールを何%の光が通過するかを検討したいと思っています。
マニュアルには、「ANALYSIS MENU」の「Encircled energy」で可能なように書かれてあるのですが、よく理解できません。
よろしくお願いいたします。

勘違いがあったようです。「ANALYSIS MENU」の「Encircled energy」はイメージ面での半径方向のエネルギー分布ですね？
もしそうだとすれば、ピンホールの後にさらにレンズなどがある場合、ピンホールをすり抜けたエネルギーはどのようにすれば求めることが出来るのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

ある光学系を使って、ＬＤ光のビームプロファイルをグラフ化したいと考えております。どこかでその様な調査を委託できる会社か研究所はないでしょうか？光学系は２〜３群の簡単な光学系です。照度分布がフラットになっているかを調べたいです。ご存知の方、教えて下さい。

ご存知方いらっしゃいましたら教えてください。
テレセントリックレンズで同軸内蔵というものが
各メーカから出てますが、これは、光軸に対して
垂直な鏡面ワークのみが対象なのでしょうか？
5〜10度ぐらい傾いたワークも見たいのですが、
見れますか？

> ご存知方いらっしゃいましたら教えてください。
> テレセントリックレンズで同軸内蔵というものが
> 各メーカから出てますが、これは、光軸に対して
> 垂直な鏡面ワークのみが対象なのでしょうか？
> 5〜10度ぐらい傾いたワークも見たいのですが、
> 見れますか？

レンズのＮＡとサンプルの表面状態（拡散面か鏡面か）次第でしょう。

サンプル表面が鏡面であれば許容される傾斜角は照明光がサンプルを見
込む角度の半分迄です。　表面が拡散面であればこの範囲より広くても
大丈夫で、多分ボケ量が許容値を決めることになると思います。

高屈折率の硝子材料を探しております。ｎｄが2.1以上のもので使えるものをご存知でしたら教えて下さい。

> 高屈折率の硝子材料を探しております。ｎｄが2.1以上のもので使えるものをご存知でしたら教えて下さい。

使われる波長域はどのへんですか？可視域などでも使えるもので
硝子とは違いますが、結晶物でZnSの透明タイプ　ｎ＝約2.3　
シンチレーター材のBGO,GSO　ｎ＝約2.15　などがあります。

> 高屈折率の硝子材料を探しております。ｎｄが2.1以上のもので使えるものをご存知でしたら教えて下さい。
2.1はきついでしょうね…シヨット、オハラ、ＨＯＹＡの営業へ
確認されたらどうでしょうか？
ダイヤモンドがおすすめですが…

鉛が使えないので光学ガラス屋さん大変だとおもいます。
後は屈折率を上げるのはチタン、ニオブ、ランタン…ほかに何があるのだろう
…
個人的には２．０が実用限界と思いますが…はて

2.1にわずかに届かず2.074ですが、村田製作所で透光性セラミックがかなり実用レベルになっているそうです（2002のシーテックで展示してました）。複屈折もなく、透過率もガラス並、硬すぎて成形に苦労することだけが欠点、みたいな話でした。
ご参考になれば。

最近のコンパクトカメラのZOOMレンズを見てみますと
凹群、凸群と間隔（パワー）を変える大凹群で構成されています。
これを対物、像面と呼ぶと、
像面、対物、対物、像面のように配置すると対称型超広角レンズ
として使えないでしょうか？
レンズシミュレータでチェックするにはデータが上手く集まりません。
仕方がないので、実際のレンズ、焦点板などを集めて実験してみようかと思っています。

すみません。
お答えできればと思いますが質問文のお言葉が少し意味がわかりにくいです。銀塩コンパクトカメラ用のレンズの射出瞳が像に近いことから、同じ２つのレンズ系を向かい合わせにすることで、等倍結像のレンズ系ができるのではないかという意味ですか？
そうだとすると、絞り位置の関係上厳しいのではないでしょうか。
ケラれて結局画角の狭い領域しか撮れないです。
また、等倍結増で画角というのにあまり意味を持たなくなってきますよね。

> 銀塩コンパクトカメラ用のレンズの射出瞳が像に近いことから、同じ２つのレンズ系を向かい合わせにすることで、等倍結像のレンズ系ができるのではないかという意味ですか？
そうです。
> そうだとすると、絞り位置の関係上厳しいのではないでしょうか。
元の絞りは解放で、２つのレンズ系の中心に絞り位置は来ないでしょうか
> ケラれて結局画角の狭い領域しか撮れないです。
絞り位置を変えてもダメでしょうか？
> また、等倍結増で画角というのにあまり意味を持たなくなってきますよね。
等倍結像？　余り詳しくないので良くわかっていません。
対称光学系にするのと、レンズの射出瞳が像に近いので画角が非常に大きいように見えるので、うまくいくとビオゴンのように成らないかと思ったのですが・・
オリンパスAZ-1ZOOMを35mmの位置で、
２台で試してみましたが、レンズのパワーが強すぎて途中で結像し像面ではどんどん発散して行き
結像しませんでした。？？
配列、間隔を変えると結像するでしょうか？

> ２台で試してみましたが、レンズのパワーが強すぎて途中で結像し像面ではどんどん発散して行き
> 結像しませんでした。？？
> 配列、間隔を変えると結像するでしょうか？
今頃気が付いたのですが、対物側の直ぐ前の像が前群レンズを通して
平行光線になり後群のレンズで像面に結像する。
極端など近眼だったのですね、
途中のレンズのパワーを下げる方法、前群の焦点位置後群の焦点位置
を加味してそれらの間隔を決めてやればできるように思うのですが
あるいは像面側の凹レンズだけを２個使って中間に別のレンズを持ってきた方がうまくいくのでしょうか？

> 途中のレンズのパワーを下げる方法、前群の焦点位置後群の焦点位置
> を加味してそれらの間隔を決めてやればできるように思うのですが・・
70mm側にしてやってみたら結像しました。
この場合も、前群、後群の焦点距離を違えた方が良いのでしょうか？
位置を変えながら実験する装置を作ってどの組み合わせがよいのか
試すしか評価する方法はないのでしょうか？

　昔、遊びでコンパクトカメラの単焦点レンズ（多分テッサーかトリプレット、ｆ＝３５ｍｍＦ２．８クラス）を２ヶ対称配置にしてｆ＝２０ｍｍ位の撮影レンズを作ったことがあります。素直にかつ大雑把に35/2ｍｍ位の広角で、対称型で明るいレンズを期待したのですが、ソフトフォーカス広角レンズになってしまいました。色々改善の余地はありますが、ま、実用性を求めるにはちと酷かと。
　それから、この場合凸凸の組み合わせで、バックフォーカスは短くなるのでカメラはスクリューマウントのレンジファインダー機を用いました。
　以上、ご参考までに。

この組み合わせレンズで、ある程度使える様です。
この場合絞りの位置はどの様にして決めたらよいのですか？

大まかにでも光路図が描ければ、なんとかなるのでしょうが、「レンズ群とレンズ群の中間のどっか、絞ってもけられが生じないところ」、を実験的に探していくのがこの場合早道ではないでしょうか？

等方性の結晶の複屈折測定をしています．内部の歪みによって複屈折が生じるのですが，測定に用いる光の波長によって，その値が変化する材料と，ほとんど変化しない材料とがあります．なぜこのような現象が生じるのか，ヒント程度で結構ですので，どなたかコメントいただけないでしょうか？

屈折率というのはそもそも波長によって異なります。これを屈折率の波長分散といいます。
本質的には特定の光の振動数に物質が共鳴するためにおきる現象です。

つまりそもそも波長により屈折率は異なるのだから、ご質問のような場合でも同じであるとする方が無理があります。

さて、本来等方的な物質でも何らかの外力によりその原子の配置がゆがめられると対称性が崩れますので非等方的になります。ここで原子の配列がゆがめられるということはどういうことかというと、その原子のエネルギー順位に影響を及ぼすことなり、これにより光に共鳴する振動数も変化します。

現実の物質ではエネルギー順位は複数あるのでこの変化の仕方は複雑です。
つまり変化したときの波長分散のカーブと変化する前の波長分散のカーブは必ずしも単純な変化ではなく、波長によりほとんど変化がない部分があったり、変化の大きい部分があったりするのです。

以上のことからご質問にあるように波長により挙動が異なるということはおきても不思議ではないということになります。

波長による違いを見ていらっしゃるということは、ルケオのひずみ計などを使ってカラーフィルターかなにかで光を選択されているのでしょうか？
私はそういうやり方はしたことがないのですが、やってみると面白そうですね。ただ、あまり世の中には波長ごとの複屈折量を測定したデータというのはないとおもいますので、どういう用途があるのかはよくわかりませんが。

単なるコメントのようになりましたが、ご参考まで。

光学ガラスの世界では光学歪みすなわち復屈折の波長依存性がカタログ等で示されています。
「オハラ光学、ショット」等が詳しいです。
復屈折の発生しやすさを「光弾性常数」と呼ぶそうです。
私はこれを好男性常数と覚えておりますが…

> 光学ガラスの世界では光学歪みすなわち復屈折の波長依存性がカタログ等で示されています。
> 「オハラ光学、ショット」等が詳しいです。
> 復屈折の発生しやすさを「光弾性常数」と呼ぶそうです。
> 私はこれを好男性常数と覚えておりますが…


では好男性ではなく請う男性のために補足データをお出ししましょう。

--- HOYAカタログＣＤからの抜粋　--------------------------------

　１１．５ 光弾性定数（Ｂ）

　光学ガラスは精密アニールされており、光学的に等方で複屈折性を示しません。しかし、機械的な外力が作用したり、加熱、冷却により温度差が生じるとガラスに応力が生じ、光学的に等方でなくなり、複屈折性を示すようになります。 　

　複屈折による光路差をδ（nm）、ガラスに生じた応力（差）をσ（105Pa）、ガラスの厚さをｄ（cm）とすると、これらの間には 　　　　　

δ＝Ｂ・σ・ｄ

の関係があります。上式における比例定数Ｂは硝種に固有の定数で、光弾性定数といい、10-12/Paの単位で表示してあります。このカタログでは、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を用い、円板状試料の一直線方向に圧縮荷重を加えたときに円板の中心に生じる光路差を測定し、その値から光弾性定数を求めてあります。 　　

注）　　

10-12 /Pa＝0.987(nm/cm)/(kgf/cm２) 　　　　
105Pa＝1.0197kgf/cm２　


---------------------------------------------------------------

> > 光学ガラスの世界では光学歪みすなわち復屈折の波長依存性がカタログ等で示されています。
> > 「オハラ光学、ショット」等が詳しいです。
> > 復屈折の発生しやすさを「光弾性常数」と呼ぶそうです。
> > 私はこれを好男性常数と覚えておりますが…
>
>
> では好男性ではなく請う男性のために補足データをお出ししましょう。
>
> --- HOYAカタログＣＤからの抜粋　--------------------------------
>
> 　１１．５ 光弾性定数（Ｂ）
>
> 　光学ガラスは精密アニールされており、光学的に等方で複屈折性を示しません。しかし、機械的な外力が作用したり、加熱、冷却により温度差が生じるとガラスに応力が生じ、光学的に等方でなくなり、複屈折性を示すようになります。 　
>
> 　複屈折による光路差をδ（nm）、ガラスに生じた応力（差）をσ（105Pa）、ガラスの厚さをｄ（cm）とすると、これらの間には 　　　　　
>
> δ＝Ｂ・σ・ｄ
>
> の関係があります。上式における比例定数Ｂは硝種に固有の定数で、光弾性定数といい、10-12/Paの単位で表示してあります。このカタログでは、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を用い、円板状試料の一直線方向に圧縮荷重を加えたときに円板の中心に生じる光路差を測定し、その値から光弾性定数を求めてあります。 　　
>
> 注）　　
>
> 10-12 /Pa＝0.987(nm/cm)/(kgf/cm２) 　　　　
> 105Pa＝1.0197kgf/cm２　
>
>
> ---------------------------------------------------------------

定義についてフオローありがとうございます。好男性の方と思います。

ご質問者が復屈折の波長依存性のことを主眼におかれていたようなので…
追記します。
この場合はＨＯＹＡは対象波長が632.8nmのみなので没、消去法でオハラとシヨット社のカタログが有用かと思います。
この場合は柴外から赤外までデータがあるのでトレンドはわかります。

> > > 光学ガラスの世界では光学歪みすなわち復屈折の波長依存性がカタログ等で示されています。
> > > 「オハラ光学、ショット」等が詳しいです。
> > > 復屈折の発生しやすさを「光弾性常数」と呼ぶそうです。
> > > 私はこれを好男性常数と覚えておりますが…
> >
> >
> > では好男性ではなく請う男性のために補足データをお出ししましょう。
> >
> > --- HOYAカタログＣＤからの抜粋　--------------------------------
> >
> > 　１１．５ 光弾性定数（Ｂ）
> >
> > 　光学ガラスは精密アニールされており、光学的に等方で複屈折性を示しません。しかし、機械的な外力が作用したり、加熱、冷却により温度差が生じるとガラスに応力が生じ、光学的に等方でなくなり、複屈折性を示すようになります。 　
> >
> > 　複屈折による光路差をδ（nm）、ガラスに生じた応力（差）をσ（105Pa）、ガラスの厚さをｄ（cm）とすると、これらの間には 　　　　　
> >
> > δ＝Ｂ・σ・ｄ
> >
> > の関係があります。上式における比例定数Ｂは硝種に固有の定数で、光弾性定数といい、10-12/Paの単位で表示してあります。このカタログでは、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を用い、円板状試料の一直線方向に圧縮荷重を加えたときに円板の中心に生じる光路差を測定し、その値から光弾性定数を求めてあります。 　　
> >
> > 注）　　
> >
> > 10-12 /Pa＝0.987(nm/cm)/(kgf/cm２) 　　　　
> > 105Pa＝1.0197kgf/cm２　
> >
> >
> > ---------------------------------------------------------------
>
> 定義についてフオローありがとうございます。好男性の方と思います。
>
> ご質問者が復屈折の波長依存性のことを主眼におかれていたようなので…
> 追記します。
> この場合はＨＯＹＡは対象波長が632.8nmのみなので没、消去法でオハラとシヨット社のカタログが有用かと思います。
> この場合は柴外から赤外までデータがあるのでトレンドはわかります。

OHARAの電子データ(2000年版)は手元にありますがHOYAのものより内容が貧弱です。
知ったかぶりさんのお持ちのデータはいつのものですか？

FT-IRなどには、光源からの光を平行光にするためにコリメート鏡を
用いておりますが、このコリメート鏡とはどういう物なんでしょうか？
凹面鏡とは別物の特殊なものなのでしょうか？

大変申し訳ございませんが、どなたか私にご教授くださいませ。

> FT-IRなどには、光源からの光を平行光にするためにコリメート鏡を
> 用いておりますが、このコリメート鏡とはどういう物なんでしょうか？
> 凹面鏡とは別物の特殊なものなのでしょうか？

軸外し放物面（offaxis mirror）が使われている事が多いようです。
以下のＨＰにオプティカルサーフェス社（英）の仕様の一部が出ています。
ここのミラーは分光光度計などに使われていると伺った事があります。
http://www.hikari-trading.com/optisurf/optsf.html
平行光は「放物面＋点光源」で得られますが光路上に光源が位置すると
具合が悪いので大きな放物面の一部を切り取って、光源が被らないように
工夫しているようです。

最近光学設計に携わるようになったのですが、
いまいちわからないことがあります。
それはグレーティングとホログラム素子の違いです。
機能的にどんなちがいがあるのか、
よくわかりません。
知っている方がいらっしゃいましたら
是非教えていただけたらと思います。

よろしくお願いいたします。

　　Etendueの定義に次の二つの式があるように思います。
　　E=Ａ＊π＊SIN（Θ）＊SIN（Θ）−−−（１）
　　E=A＊Ω＝A＊４＊π＊SIN（Θ／２）＊SIN（Θ／２）−−−（２）
　　　Ωは立体角、Ａは光源の面積　πは３．１４
　　（１）はEdward　H.Stupp.Matthew　S.　Brennesholtz：Projection
　　　　　Displays,Wiley,1999　に記載。
　　（２）は"Elements of Modern Optical Design",
　　　　　 Donald C. O'Shea のＰ９８に記載
　　　　又鶴田さんの応用光学�Tのｐ１２９〜１３０にもStraubleの定理と　　　　して紹介。
　　　　正確には上記（２）式での記載ではなく立体角として書かれ　　　　　　　ています。これをＳＩＮ表現すると（２）式になります。
　　この（１）と（２）は違いますよね。同じですか？
　　Θが小さいときは一致します。２０度を超えると違いが目立ちます。
　　４５度を超えると大きく異なります。
　　不変量としてのEtendueはどちらを使うべきですか。
　　このからくりを教えていただければうれしいのですが。

　一人でボケて一人で突っ込みます。
　Etendueの不変量としての定義は（１）式との結論。
　（２）式について
　Etendueは光源の面積と光源からの放射の立体角との積と言われることが
　有りますが、これは厳密には正しくない表現。
　鶴田さんの応用光学�Tにも不変量は
　　　ＣＯＳ（θ）＊ｄΩ　であるとしてあります。このＣＯＳ（θ）を無視して、ｄΩの立体角との解釈をしてしまうと（２）式のようなことになります。
　　　ＣＯＳ（θ）＊ｄΩを積分すると（１）式になります。
　以上

CCDのカタログで感度仕様「４００Lx（F５．６）」というような
表現を見ますが、これはどのような定義なのでしょうか？

> CCDのカタログで感度仕様「４００Lx（F５．６）」というような
> 表現を見ますが、これはどのような定義なのでしょうか？
本当はその後ろにIRE=30%とかIRE=100%というような数字がつきます。
以下、かなり大雑把に書きますので大体の目安と思ってください。

IREとは、テレビの画面で真っ白を100％真っ黒を0％として
相対的な明るさを示す数字です。
400Lx F5.6ですと、多分IRE=100%の数字だと思います。
つまり、F=5.6のレンズをつけて、400Lxの照度で白い紙を映した場合
大体真っ白に写るというわけです。

ZEMAXでカメラ用のゴースト計算を行いたいとおもっています。
ZEMAXのGHOST　FOCUS　GENELATORでゴースト計算できるみたいでやってみました。
そうすると軸上のゴースト計算しかできないみたいでした。
光線の入射角度を変えてゴースト計算したいのですが何かよい方法はないでしょうか？
ノンシケーンシャルでやろうと考えてはいますが、
設定の仕方がよくわかりません。
レンズ面を反射面にするのはどのようにしたらよいか教えてもらえないでしょうか？
どなたか教えてください。

Ghost Focus Generator でSave Filesをチェックすれば、解析用ファイルを自動作成してくれます。Fieldの設定をOBJECT側にすれば軸外のトレースが出来ます。

返事ありがとうございます。
Fieldの設定をOBJECT側にすれば軸外のトレースが出来ます。
とありますがどういう意味でしょうか？
Fieldのところに角度又は像高を入力という意味でよいのでしょうか？

Angle[Deg]又はObject Heightでという意味です。
ゴースト光路では反射が入って構成も倍率等もかわるので、像側の
指定(Paraxial/Real Image Heght)で指定すると変なことになって
しまうために注記しました。
また、最終面Thicknessも当然SolveのMarginal Ray Heightでは
だめで元ファイルの値をFixで入れておく必要があります。


> 返事ありがとうございます。
> Fieldの設定をOBJECT側にすれば軸外のトレースが出来ます。
> とありますがどういう意味でしょうか？
> Fieldのところに角度又は像高を入力という意味でよいのでしょうか？

> Angle[Deg]又はObject Heightでという意味です。
> ゴースト光路では反射が入って構成も倍率等もかわるので、像側の
> 指定(Paraxial/Real Image Heght)で指定すると変なことになって
> しまうために注記しました。
> また、最終面Thicknessも当然SolveのMarginal Ray Heightでは
> だめで元ファイルの値をFixで入れておく必要があります。

ありがとうございます。
一つ疑問に思ったことがあります。
Angle[Deg]又はObject Heightで値を入力した場合
SET VIGをかけても良いのでしょうか？
質問ばかりですみません。

> 一つ疑問に思ったことがあります。
> Angle[Deg]又はObject Heightで値を入力した場合
> SET VIGをかけても良いのでしょうか？
> 質問ばかりですみません。

SET VIGでは楕円近似であり、主光線の絞り面での座標が変わりまが、
有効光線をトレースするという意味では良いと思います。
照度を考えた場合、例えばImage AnalisysなどではDefaultで
Remove Vignetting Factorsがチェックされます。

mmoさんありがとうございます。
画角を入れ実際に光線追跡しました。
このとき評価するのはスポット径をみて判断するしかない
んですよね？
教えてください。

幾つかの種類を分解してみると、きれいにうつるレンズや
よく似たサイズのカメラなどは外形は違うものの
レンズはどこかのＯＥＭらしくて同じものが使われていたりします。
これらを使って改造レンズの絞りを作るのに
シャッターなどに使われている
プラスチック？フイルムを探しているのですが、
どの様な材質が多いのでしょうか？
また、何処で入手できるのでしょうか？
（２０cmＸ２０cmくらいの　ごく少量ですので）

> これらを使って改造レンズの絞りを作るのに
> シャッターなどに使われている
> プラスチック？フイルムを探しているのですが、
> どの様な材質が多いのでしょうか？
> また、何処で入手できるのでしょうか？
> （２０cmＸ２０cmくらいの　ごく少量ですので）

どのような材料が使われていて、どこで売っているかは知らないのですが・・・
もし、私が実験するのであれば、フロッピーの記録メディアを使うと思います。
薄くて、丈夫で、滑りも良いし、安い・・・。
大きいものが必要な場合には、倉庫の隅から５インチか８インチ(さすがに無いか？)を探してきて使います。

回答にはなっていませんが・・・

> どのような材料が使われていて、どこで売っているかは知らないのですが・・・
> もし、私が実験するのであれば、フロッピーの記録メディアを使うと思います。
> 薄くて、丈夫で、滑りも良いし、安い・・・。
> 大きいものが必要な場合には、倉庫の隅から５インチか８インチ(さすがに無いか？)を探してきて使います。
>
> 回答にはなっていませんが・・・

５インチ、８インチ・・昔はあったのですが・・・
３．５インチでは少し小さいかも知れません。
他にもあれば教えて下さい。

質問です
今、私の手元にフライアイレンズがあります。
このレンズはプロジェクターを分解して取外した物ですが、
全く同じ仕様のフライアイレンズを光学的な設計図なしで
製作可能でしょうか？（コピーを作りたい）
同じく、ＰＳ変換素子もコピー可能でしょうか？
もし可能であれば、製作期間と価格はどれくらい必要になりますか？
ご回答お願い致します。

PEレンズとはどのようなものですか？中間レンズ、リレーレンズと同じものなのでしょうか？いずれについても良くわかりません。教えていただけませんでしょうか。

両側テレセントリックでCCDカメラに接続する顕微鏡を構成した場合、
実用的な倍率と分解能の限界はどの程度になるのでしょうか。
サブミクロンになると光学的な限界に近づくとは思うのですが・・。
紫外域ならある程度分解能も上げられるのでしょうか。

像側テレセントリックの話になりますが、参考になれば・・・

紫外線照明を用いて分解能を高めて観察するという手法は、頻繁に
使用されています。
ただし、紫外線を用いるとさまざまな問題があります。

１．波長収差
　紫外線領域においては、波長の変化に伴う屈折率の変化が大きく
　なります。そのため、波長収差が大きいため、レンズの設計が
　困難になるそうです。
　レンズだけでは対策に限界があるため、光源にフィルタを入れて、
　短波長光に近づけるという手法がとられています。

２．CCD感度
　CCD素子は、紫外線に対しての感度が低くなっています。
　近紫外線ではあまり影響がありませんが、遠紫外線ではこの
　影響が顕著で、一般市販のカメラでは、非常に暗い画像しか
　撮影できません。
　素子の感光層は感度を持っているのですが、感光層に届く前に、
　CCD素子のシリコン内で紫外線が減衰してしまうためです。
　これに対し、紫外線を減衰させる要素を取り除くアプローチが、
　カメラメーカーによって行なわれており、紫外線用カメラと
　して、販売されています。

３.レンズの劣化
　紫外線を照明として用いると、レンズが劣化します。
　一般的な可視光用レンズを用いると、紫外線によってガラス、
　及びレンズ張り合わせの接着剤が劣化し、レンズが曇りを
　おびてきます。
　これに対しては、劣化を防ぐために、通常は可視光で観察し、
　詳細観察が必要な間、短時間だけ紫外線を用いるという手法が
　多く使われています。
　また、劣化原因となる接着剤を用いず、ガラスも劣化しにくい
　蛍石を用いた紫外光用対物レンズが存在しますが、とても
　高価です。

こんにちは、

疑問があります。Web上で望遠鏡や双眼鏡のBBSを見ると、同じ口径
5cmの入門機でも、双眼鏡よりも望遠鏡の方がずっと高精度なレンズ
を使っているので解像度も高く、高倍率にしてもクッキリ見える、
と書いてあったので、いろいろ想像してみたのですが、実際のとこ
ろはいかがなものでしょうか。
双方口径は5cmで、売値も３万円位のものだとします。

想像１．双眼鏡はプリズムの分費用がかかるし、レンズも左右に必
　要なので、原価が同じなら個々の部品の値段を半分位に下げなけ
　ればならないから。

　疑問．逆に、望遠鏡の２倍のコストを掛ければ同じような性能の
　　　　双眼鏡ができる？

想像２．双眼鏡は短いサイズに造らなければならないから、性能が
　出にくく、絵の質が上げられない。（完全な想像です。）

　疑問．あのサイズで作る限り光学的に性能の限界なのか？

想像３．双眼鏡は左右の質や軸を合わさなければならず、このこと
　と、画質がトレードオフの関係になっている。（あてずっぽうです）

　疑問．左右の合わせこみをしない、フィールドビューワー（単眼鏡?）
　　　　ならば、望遠鏡と同様な性能が出せるのでしょうか？

おしえていただきたく、どうぞよろしくお願いもうしあげます。

>想像１．双眼鏡はプリズムの分費用がかかるし〜

構成が大幅に違うので単純比較は出来ませんが、大まかに言って正
しいです。正立像を必要としない望遠鏡の方が本質的に部品点数が
少なく、材料費・調整費が少なく済みます。

>疑問．逆に、望遠鏡の２倍のコストを掛ければ〜

下記にあるサイズや要求特性の違いもあり、現実には２倍以上にな
らざるを得ないと思います。実際に望遠鏡を２台並べて双眼鏡化さ
れているケースは多々ありますが視軸調整装置やプリズム／ミラー
類のコストは相当なものがありますから。

>想像２．双眼鏡は短いサイズに造らなければならないから〜

おおまかに言って正しいです。特殊な大型を除けば双眼鏡は手持ち
が前提ですからコンパクトさが優先されるケースが多く、対物レン
ズのＦ値は５以下で３〜２.５程度の明るい対物レンズが用いられ
る事もあります。このようなレンズでは設計の最初から対物レンズ
は回折限界までの解像性能は出せない事を前提に設計されています。
つまり完成品が１０倍なら１０倍で使えれば良いという発想です。
これは双眼鏡が悪いわけではなく、設計性能の優先順位の問題です。
望遠鏡は色々ですがＦ値が十分暗いものは回折限界までの性能を出
せるように設計するのが普通です。

他には要求される対衝撃性も異なります。（双眼鏡の方が厳しい）
このため双眼鏡の対物レンズは貼り合わせ品が多いです。これはア
ライメントを狂いにくくする為です。（製造公差を緩和するとか他
の理由もたくさんあります）
その代わり貼り合わせ面の曲率は同じ（凹凸逆ですが）で、間隔は
接着剤層厚みで規定されてしまいます。これは収差補正に使える項
を減らすことになるので設計の自由度が減ってしまいます。性能の
どこかで妥協が必要になります。
（分離型の対物レンズを用いた双眼鏡は高性能で・・・高価なもの
があります）

解像力も望遠鏡は中心を限界まで高めますが、双眼鏡の場合は全体
のバランスを取る為に中心から１／３程度の所に最高の解像力を得
る設計にする場合もあります。元来の要求仕様そのものが大幅に異
なる訳です。

>疑問．あのサイズで作る限り光学的に性能の限界なのか？

Ｆ値が小さいもので回折限界を得、像面湾曲やコマを補正すると構
成レンズが増えるか高級なガラスを用いるか非球面化するか、と出
来なくは無いとは思いますが困難です。
望遠鏡の高倍率性能やコントラストの良さはサイズと重量を犠牲に
して単純な構成に割りきっているおかげです。

>想像３．双眼鏡は左右の質や軸を合わさなければならず〜

光軸や左右の倍率を合わせるための選別などがコストアップになっ
ている点はおっしゃる通りです。双眼鏡の場合、左右の倍率は
ＪＩＳ規格Ａ級で１.５％以下、ＡＡ級で１％以下と定められていま
す。倍率は対物レンズ焦点距離÷接眼レンズ焦点距離ですから、こ
の値が左右で１％程度に収めるとなると組み合わせで揃える手間が
必要です。（倍率が食い違うと非常に目が疲れます）

>疑問．左右の合わせこみをしない、フィールドビューワー（単眼鏡?）
　　　　ならば、望遠鏡と同様な性能が出せるのでしょうか？

可能性はあります、が、プリズムの影響は大きなものがあります。
光路の焦点面に近い位置で済む望遠鏡と、対物レンズに近い位置に
あるフィールドスコープ類ではプリズムに要求される性能が変わり
ます。フィールドスコープのようにＦが明るく、対物レンズに近い
位置に配置する方が大きく良質の物が必要です。（複雑な光路を通
るものはガラス材の質も大きな問題になります。）
特にダハプリズムの稜線・角度精度は高倍率時に影響が大きいので
コストアップは著しいものがあります。同一価格帯では困難でしょう。
（高価なものならば素晴らしいものも存在します。）

双眼鏡も望遠鏡も色々です。良質の双眼鏡ならマグニファイヤー
を接眼部に当てて倍率を上げて見ても十分耐える性能を持った製品
も存在します。
逆に望遠鏡でも無理にコンパクト化した廉価品では双眼鏡にも劣る
物は多々あります。

双眼鏡と望遠鏡の違いについて、教えていただきましてありがとうございます。

・使用目的の違いからくるサイズや重さの制限の違い、
・正立像を得る為の仕組みや、左右の特性を揃えること、
・用途による耐衝撃性の違い、

など多くの要素のため同程度の価格の望遠鏡と双眼鏡とを比較したばあい、
見え味に大きな違いがあっても不思議ではないことがよく理解できました。

暫らくの間ずっと疑問に感じていて、気分が晴れなかったため、とても
嬉しいです。

民生用ビデオカメラの解像度が非常に低いのはなぜなのでしょうか？３ＣＣＤタイプの高級機でさえ水平解像度570TV本とかです。これでは使い捨てカメラに負けています。
同じく民生用のスチルカメラの解像度とはあまりに差があり、どうしてこんなに違うのか不思議です。

素人なりに理由を考えたのですが

１）民生用ビデオカメラのレンズは例外なく高倍率ズームレンズであるから
２）撮像エリア（ＣＣＤ）が小さいため、要求される像側解像度が高いから
３）メーカの手抜き？（笑）

市場規模から言って３は無いと思います。どのメーカもペナルティー無く解像度を上げられるなら絶対そうしているはずです。たぶん、やりたくても出来ない理由があるのだと思います。理由ってなんでしょうか？

>ＴＶ信号のことは詳しくありませんが、放送規格と民生規格の違いはＳＮレベルの違いではないでしょうか。放送用はもともとＳＮ比にも高い要求をしています。例えば、ヴィデオレコーダーでは、民生用は2回のコピー（子供）までを考慮します。これは家庭で録画したテープを1回だけ編集して保存版を作ることを想定していました。民生用はこれで十分だったのでしょう。その用途にあわせて信号の質を決める（当然回路は諸々が簡単になる）。ところが放送用はキー局で編集したテープを系列局に送ってそこでまた編集したり・・・とダビングの可能性が２，３回多くなります。そのため放送用のヴィデオレコーダーでは信号のＳＮ比が民生用とは数段違います。
ビデオカメラでも同じことが考えられます。内蔵している回路などなどのＳＮ比がそもそも違います。そのために撮像素子のサイズも一般に放送用のほうが大きめです（近年どんどん小さくなってはいますが）。これも画像信号大元からのＳＮ稼ぎといえます。
アマチュア用の手のひらサイズのカメラでは、内臓電池で数時間などの時代ですが、放送用ではきれいな映像信号のために、たっぷりの装置を使います。大型のレンズ、十分な情報量の大きめ撮像素子、その信号を余すことなく処理できる信号回路、そのためのたっぷりのバッテリーなどなど。結果として取材現場などでみるカメラマンは、今の時代でもあのような大きなカメラを担いでいくようになります。
でも彼らのカメラも年々小型化しています。まさに日本の先端技術力の素晴らしさを実感できるところかもしれません。
３ＣＣＤや手ぶれ防止なども、大元の信号がどこを狙っているかによって違ってくるかもしれません。
余談ですが、手ぶれ防止はなぜ民生先行（ほぼ）していると思いますか。多分、放送規格での手ぶれ防止は、もっと大掛かりな装置になってしまい、それよりもカメラマンの技量でカバーしたほうが安上がりなのかも知れませんね（これは私の独断です）。
話があちこちで済みませんでした。でも疑問をもたれたこの事、数年たてば今のプロ仕様がアマチュアの手中に入るのは間違いないと思います。
長々と書き込んですみませんでした。

民生用ビデオカメラの解像度が非常に低いのはなぜなのでしょうか？３ＣＣＤタイプの高級機でさえ水平解像度570TV本とかです。これでは使い捨てカメラに負けています。
> 同じく民生用のスチルカメラの解像度とはあまりに差があり、どうしてこんなに違うのか不思議です。
>
> 素人なりに理由を考えたのですが
>
> １）民生用ビデオカメラのレンズは例外なく高倍率ズームレンズであるから
> ２）撮像エリア（ＣＣＤ）が小さいため、要求される像側解像度が高いから
> ３）メーカの手抜き？（笑）
>
> 市場規模から言って３は無いと思います。どのメーカもペナルティー無く解像度を上げられるなら絶対そうしているはずです。たぶん、やりたくても出来ない理由があるのだと思います。理由ってなんでしょうか？

> 民生用ビデオカメラの解像度が非常に低いのはなぜなのでしょうか？

他の方もおっしゃっていますが記録フォーマットが理由です。
仮にもっと高い解像度（輝度現状600本程度、色現状250本程度)で撮像しても、
NTSCでもPALでもSECAMにしても現在のテレビ方式では再生できませんから。

では方法が全く無いのかといえばそうではなく、ご自身もおっしゃっている
ように、ハイビジョンにしろMPEGビデオにしろ、ご希望の高精細ムービーが
作れますよね。なので、ハイビジョン（やMPEGビデオ）を除外して、現在の
ビデオを云々しても意味が無いと思います。そのためにハイビジョンやMPEG
ビデオがあるのですから。

ビデオカメラは撮影した映像を(ハイビジョンでない)普通のテレビで見ることを主な用途にしています。
大まかに言ってしまうと、
テレビの解像度はＶＧＡくらいです。大体３５万画素程度。
この画像を１秒間に３０枚弱撮影しています。
(インターレースとかの突っ込みはやめてね…あくまで大まかにだから…）
ここに、画素の多い撮像素子を持ってきても意味がないうえに、
どうやって間引くかとかいった面倒な話も出てきます。
余計な画素を間引くための回路に使う電気があるのだったらその分撮影時間を延ばしたいですし。

さらに、同じ１画素の面積を持った撮像素子であれば、２００万画素の撮像素子の約４分の１の面積ですみますから、歩留まりを上げてコストを下げることができます。

さらに、３板式だと解像度が上がれば上がるほど画素の位置あわせが厄介になってしまいますね。

ですから、コストアップという強烈なペナルティーがあるうえ、解像度を上げるメリットがないため、解像度を上げないわけです。

電気屋さん、そねさん回答ありがとうございます。

私も電気技術者ですのでお二人の意見は納得します。今のTVでは、実用上は解像度を上げても意味は無いと考えます。
ですが、だからメーカが今の解像度のままにしているという結論には賛成できません。民生品は実用上意味の無いスペック満載です。この話題に近い技術では、3CCDの画素ずらしです。Gに対してBとRをわざと半画素ずらして実装するというものです。決して高価ではないビデオカメラに採用されています。解像度がナイキスト周波数よりずっと低い状況（水平７６８画素に対して実効解像度で５００TV本くらい）では、これを採用する意味は何もありません。さらに言いますと、民生用ビデオカメラのレンズは色収差をそれほど完璧に補正していません。もともと半画素くらいRGBでずれているように思います（笑）
また、最近のビデオカメラは200万画素を超えるCCDを採用している事もあります。でもその分、解像度が高いとは言えません。

悪く言えば素人をあざむくための技術ですし、よく言えば内需拡大でしょうか（笑）
そういう視点に立つと、スペック上の解像度が高いという事はセールスポイントのはずです。それに店頭でもD3やD4端子もつ解像度が高いTVに接続すればその違いはわかるはずです。
私はビデオカメラの解像度を決めているのは、CCDより前側（つまり光学系）ではないかと感じてます。電子回路部分はわずかなコストアップで今より解像度を上げる事は可能だと思います。
そこで最初の質問になる訳です。

今のビデオカメラのスペックで解像度の高い光学系を作るのは難しいのかな？という疑問です。

>民生品は実用上意味の無いスペック満載です。
> また、最近のビデオカメラは200万画素を超えるCCDを採用している
>事もあります。でもその分、解像度が高いとは言えません。
> 悪く言えば素人をあざむくための技術ですし、よく言えば内需拡大で
>しょうか（笑）

確かにおっしゃるとおりですね。そうなると私には解らない領域に
入ってきてしまいますが、何となく感じるのは光側の制約ではなさそ
うな気がするということです。市場の要求というかユーザの関心
というか商品の企画が、小型、広範囲ズーム、電池寿命、手ぶれ防止　などに向いているのが実情で、高解像度はズームレンズも大変だし、
電力も喰うし、消費者うけをしないと考えてるのではないでしょうか。

また、画素数が多くなるとCCDからの信号も高周波になり素子の開発
も大変だし、周辺のメモリーやその他も急に難しくなるというもの
理由の一つだと思います。CMOSで部分読み出しでもしない限り画素数
が決まれば周辺素子の高速動作が必須になってきます。

実用上意味のないスペックで素人を欺く気であれば、レンズなんか
無視して○○万画素CCD搭載！、とぶち上げるのは簡単ですが、それ
でも周辺素子の動作速度は速くしないと「低解像度、高画素数の画」
すら出ませんから、コストアップにはなると思います。

一番工学的に理由になりそうなのが高範囲ズームレンズの制約ですが、
その点はご専門の方々が大勢おられるのでそちらにお任せしたいと
思います。

わたしも、光学系はど素人なのですが…
解像度を上げるにはまず光学系の手直しが必要だろうとは思います。
ただ、現状と同じ硝材、コーティング、組み付け公差のままで実現
できるかはかなり疑問です。

３ＣＣＤの画素ずらしの場合、基本的にコストアップ要因がないため
できるところはやっておこうということではないでしょうか？

また、２００万画素のＣＣＤは、
１）スチルのクオリティが３５万画素ではあまりにしょぼい…
２）価格的に３５万画素ＣＣＤとあまりかわらなくなって来た。
３）後段のＡＤコンバータやデジタル回路も、何とかめどが立ってきた。
ひょっとすると、
４）手ぶれ補正や、ズームの機能にメリットがある。
のかもしれない。

少なくとも先行機種より性能は劣化させずに、価格を下げる方向に
商品開発の流れが続いているわけで、主な購買層が低価格より高画質
になった時期には、各社こぞってそっちに振れるでしょうね。

今のように、デジタルスチルよりも安い値段になってしまったビデオカメラに高画質を求めるのは酷かと。それでなくても、致命的にコストのかかるメカデッキ積んでいますし…

多少補則させていただきますと、ビデオは撮るものと見るものが密接に
関係しています。つまり、動画を見られるものってそうたくさんはない
わけです。しかもそのうちのテレビという最も普及している「見るも
の」を想定して作られていますので、テレビ以上の解像力があっても
意味がないという訳です。QXGAだとかそれ以上のビデオフォーマット
もありますが、これはほとんど普及していません。さらに、例えば
300万画素のCCDで撮影したとして、これを電気屋さんのおっしゃる
ように１秒間に30画面転送するにはとてつもなく高速の転送が必要に
なります。これは１秒間に9000万画素をモニターに転送することに
なり、１画素を24ビットで表そうとすると、ビットレートは21億6000
万ビット毎秒というとてつもないスピードになってしまうのです。
ハイビジョンが普及すれば必然的に高解像度のビデオカメラが出回る
と思います。放送用のハイビジョン(HD)ビデオカメラが200画素
クラスだったかと思います。

某7500bitの3CCDラインセンサカメラ（CCDサイズ69mm）を使用しています。このカメラに合うテレセントリックレンズを探していますが見つかりません。Cマウントのレンズならすぐ見つかるのですが、70mmくらいの口径の大きなものは見つかりませんでした。倍率は1倍から4倍程度のものを何種類か探しております。お分かりの方ご教授おねがいいたします。

> 某7500bitの3CCDラインセンサカメラ（CCDサイズ69mm）を使用して
>います。このカメラに合うテレセントリックレンズを探していますが
>見つかりません。

確かにないですね。レンズ屋さんのL1503ではちょっと大きすぎますね。
波長域もおそらく違うし、価格も・・・。

L0603に１〜２枚レンズを追加してできないものでしょうか。ビーム
エクスパンダのような構成で出来そうな気がしますが、像面湾曲とか
が出るのでしょうか・・・。おそらく画素サイズは大きめで9μm
ちょっとあるのではないかと思うので、最適なレンズを作らなくても
市販のレンズで、倍率が1倍強だけならなんとかならないものでしょう
か。

甘いですか？

ピントが合っている状態は、合っていない状態と何が異なるのでしょうか?
そして、絞れば絞るほどピンとの合う範囲が増えるのは、何故でしょうか?
最後に、絞りの形により、ボケの形が変わるのは何故でしょうか?

いくら考えても、ぴんと来ません。

添付図を見てください。まず上の図で結像している位置であれば点Ｐからの光はレンズを通って一点に集まります。
が、ピントがずれていると広がって見えます。これがぼけです。

下の図を見てください。絞りを入れてレンズを通る光を狭めています。上の図と比べるとボケのサイズが小さいですね。
これが絞るとボケが少なくなる理由です。
この絞りをどんどん小さくすると、ピンホールカメラになり、レンズはいらなくなります。つまりレンズの役割は、レンズ中心の周りから入ってくるＰ点を出た光もレンズ中心を進む光と同じところに集める役割をしているのです。

円形の絞りでなければ、これは場所によりボケの量は異なるのでボケの形は絞りの形の影響を受けます。

絞りをかなり絞ると、今度は回折という図にはかかれていない効果によりボケの形は複雑になります。

> ピントが合っている状態は、合っていない状態と何が異なるのでしょうか?

感覚的な話しだと理解しづらいですが、数値で確認するとはっきりわかります。
一番理解しやすいのは、ピンボケ画像をFFT変換してみると、高域の周波数レベルが小さくなっていることが分かります。
高域というのは高い解像度の情報ですから、ピントが合うとクッキリ見えて、
合ってないとボケるという、感覚的な印象とも良く合います。


> そして、絞れば絞るほどピンとの合う範囲が増えるのは、何故でしょうか?

上述の方法で同様に数値化すると、絞りを絞ると低域のレベルが上昇し、高域のレベルが下がることがわかります。
これは光学系の性能が見る物体を構成する周波数情報よりも十分に高性能ならば、絞りを絞って低域のコントラストを
上昇させてあげると絵がハッキリクッキリ見えるということです。
そう言う理由ですから、見る物体が細かい場合は絞りを開けるとピントの合う範囲は広がりますが、細かな部分は見えにくくなります。
大まかな絵になります。鈍った絵というか、

> 最後に、絞りの形により、ボケの形が変わるのは何故でしょうか?

上述のとおり、絵を構成する周波数成分の構成が変化するからです。

絞り開放に比べ閉じると高域が下がり低域が上がるので、全体として絵が変わってしまうのです。


> いくら考えても、ぴんと来ません。

がんばってくださいね。

レンズについての質問なのですが、
時間差をもたせて表示させるレンズはあるのでしょうか？
たとえば、レンズの前で円状に周回する車があって、
レンズを通してみると、少し遅れて周回する車が表示されるような物なのですが、
あるとすれば、どのようなレンズを用いているのでしょうか？
または、これに近いものはあるのでしょうか？

> 時間差をもたせて表示させるレンズはあるのでしょうか？
ないですね。
一度遠くに飛ばして戻せば光の速度分遅れが生じますけど人間が認識できるほどとなると相当な話です。（何せ１秒で地球を７．５周しますので）

現実にはカメラで撮影して、電気的な仕掛けで時間差をつけてもう一度再生することが必要です。
そのための装置はあり、これはごく普通に行われています。（ＴＶ局などで使われます）

> そのための装置はあり、これはごく普通に行われています。
>（ＴＶ局などで使われます）

そういえばアカデミー賞の放送は全体を5秒遅らせていたそうですね。
過去にとんでもないことを口走った人がいたのがその理由だそうです。

> そういえばアカデミー賞の放送は全体を5秒遅らせていたそうですね。
> 過去にとんでもないことを口走った人がいたのがその理由だそうです。
あはは。そうなんですか。日本でも生放送ではそういう危険を避けるために、
危ない話のでそうな生放送ではそうするようです。

一度使うとまた使えるようになるには、しばらく時間が必要ですけどね。
（だんだん放送をわからないくらいに遅らせていき、また何秒かのマージンを取るため）

私が子供の頃はそんな装置は無かったのですが、デジタル装置がどんどん進化して、気が付くと常識になっていました。最近は読んでいませんが、「放送技術」という専門誌があって、当時はデジタル機器は非常に高価でしたね。最近では同じ機器の物がずいぶん低価格になったようです。

> > そういえばアカデミー賞の放送は全体を5秒遅らせていたそうですね。
> > 過去にとんでもないことを口走った人がいたのがその理由だそうです。
あれ、ジャネットジャクソンの胸が出てしまった事件のせいと聞きましたが…

> あはは。そうなんですか。日本でも生放送ではそういう危険を避けるために、
> 危ない話のでそうな生放送ではそうするようです。
特に深夜放送のラジオとかはずいぶん昔からやっているようですね。
例のピーを入れるために。
あれ実は、放送事故になって結構大事のようです。
昔はテープレコーダの録音ヘッドと再生ヘッドの間のテープの走行時間でディレイを作っていたようです。
> んが、「放送技術」という専門誌があって、当時はデジタル機器は非常に高価でしたね。最近では同じ機器の物がずいぶん低価格になったようです。
毎月読んでいます(笑)。

おっといけない…別の掲示板の乗りになってしまいました。

肝心の時間遅れを作るようなレンズは、
Laser様のおっしゃるように、存在しませんね。
まあ、屈折が起こる程度のごくわずかな遅れは、発生しますが…
それを認知できるのは光子くらいです。

もしかして、やまさんのお聞きになりたいのは、テレビなどで走る車の
タイヤが逆に回っているように見えたり止まって見えたりする現象
のことでしょうか。これはテレビが1/60毎の静止画像を連続して流す
というサンプリングの動作をしているから起こる現象で、繰り返しの
ある対象物をその周期の半分より遅い頻度でサンプリングすると起こり
ます。これはレンズの機能で起こっているわけではありません。

一方、もっと速い現象を対象にする場合は光路長の違いで生じる
遅れが問題になることもあると思います。具体例は思いつきませんが
マッハツェンダなんかは該当するのかもしれません（違ったら
ごめんさない）ストリークカメラなんかでも問題になるかも
しれません。

電気の世界では配線長を微妙に調節しないとタイミングがずれて
うまく動作しないという回路もたくさんあります。

ただ、どのケースでもレンズ自体の機能ではないように思います。

>Laserさん,そねさん、電気屋。さん
返信ありがとうございました。やはり現実的には、難しいようですね
自分も、例のジャネットジャクソンのニュースを見た口です。(^^)
実は、あれを見ていて、単純にレンズで時間差を持たせるような事ができないのかな？できたらいいなぁ〜と考えていたんです。

ありがとうございました。また、変な質問するかもしれませんがよろしくお願いします。(^^;)

> 実は、あれを見ていて、単純にレンズで時間差を持たせるような事ができないのかな？できたらいいなぁ〜と考えていたんです。

それは将来不可能ではないかもしれませんよ。
実は物理現象の中には、一度光を溜め込んで、また放出するという現象が色々あります。
要するに見かけ上は光の進行が著しく遅くなったように見えるわけで、これを利用してディレイをかけることが出来るわけです。

画像が遅れるようにしようと思うと、色々困難があって今は無理ですが、未来永劫出来ないとは断言できません。（現に利用できそうな現象がありますのでね）

では。

ファブリーペローエタロンにコリメート光が
入射したときの透過特性は簡単な本に数式が
載っていますが、デフォーカスされている
入射光が入って来たときの解析ってどうやっ
たらいいんでしょう？
どこ調べてもそういう場合の計算って載って
ないものですから。

どなたか知っている方レスお願い致します。

> どこ調べてもそういう場合の計算って載って
> ないものですから。
平行でない光というのは複数の角度成分の光で構成されています。
でエタロンは特定入射角の光のみを通すわけですから、エタロンが透過する角度の光成分が入射光に含まれていれば透過し、それ以外の角度成分の光は透過しません。

そういう単純な話です。

こんにちは。ひとつのものがたくさんに見えるレンズなんですけど、複眼レンズとかドラゴンフライレンズというものだと思うのですが、それはどうゆう原理になっているのでしょうか。また、それに特許とかってあるのでしょうか。もし、ご存知の方いましたら教えて下さい。よろしくお願い致します。

> こんにちは。ひとつのものがたくさんに見えるレンズなんですけど、複眼レンズとかドラゴンフライレンズというものだと思うのですが、それはどうゆう原理になっているのでしょうか。また、それに特許とかってあるのでしょうか。もし、ご存知の方いましたら教えて下さい。よろしくお願い致します。
現物をご覧になればすぐわかると思うのですが、ガラス面がいろんな方向にカットされています。
写真の特殊効果用のフィルタとしても売られています。
たとえば
http://www.kenko-tokina.co.jp/filter/4961607452028.html
日本国内だけでも、この原理を使ったものは江戸時代からありますので
よほど、構造等を限定しないと新規性が認められないと思います。
古い特許は、手めくりしないと検索できませんが平成５年(だったかな？)以降は
http://www.ipdl.jpo.go.jp/homepg.ipdl
で、検索できます。

お世話になります。

zemaxでの最適化時のパラメータ設定方法について質問です。

1.OBJ
2.レンズ入射面
3.レンズ出射面
4.IMG

という光学系でレンズ位置を最適化する場合、1-2面間が+x変化した場合
3-4面間が-xになるように変数設定するにはどうしたらいいしょうか？
3面の次に仮想平面を設定しPick Upで2面、Scale Factor-1としましたが、
面間隔がマイナスになると見た目OKですが、その分光路長が加算され、
収差に影響するように思えます。（自作ソフトで経験済み）

よく使う機能のはずなので、簡単なことかもしれませんがよろしくお願いします。

> お世話になります。
>
> zemaxでの最適化時のパラメータ設定方法について質問です。
>
> 1.OBJ
> 2.レンズ入射面
> 3.レンズ出射面
> 4.IMG
>
> という光学系でレンズ位置を最適化する場合、1-2面間が+x変化した場合
> 3-4面間が-xになるように変数設定するにはどうしたらいいしょうか？
> 3面の次に仮想平面を設定しPick Upで2面、Scale Factor-1としましたが、

間隔が変化する面として1-2面間と3-4面間に面を追加し、3-4面間をPick Upで1-2面、Scale Factor-1とすれば良いと思います。

> 面間隔がマイナスになると見た目OKですが、その分光路長が加算され、
> 収差に影響するように思えます。（自作ソフトで経験済み）

収差は変わると思いますが・・・？

回答ありがとうございます。

>
> 収差は変わると思いますが・・・？
表現が悪くて申し訳ありません。
当然収差はかわるのですが、私が懸念しているのは、たとえばxシフトした場合、
PickUpしたdistanceに-xが入り一度先の面にいってx分戻るので、実際の光路長より
2x分光路が長くなって収差の値に影響がでないか？ということです。
平行光なら問題ありませんが、球面収差が出るような気がして。

いかがでしょうか？

> 当然収差はかわるのですが、私が懸念しているのは、たとえばxシフトした場合、
> PickUpしたdistanceに-xが入り一度先の面にいってx分戻るので、実際の光路長より
> 2x分光路が長くなって収差の値に影響がでないか？ということです。
> 平行光なら問題ありませんが、球面収差が出るような気がして。

空気間隔の求めかた（演算式の構成）によって、同じ光学配置でも収差が変わるのでは？ということですね。
私は疑ったことがありませんでしたが・・・
どなたかZEMAXに詳しい方、ご回答宜しくお願いいたします。

いろいろいじってるうちに対処方がみつかりました。
offsetに移動量よりも大きな正の数をいれることで、対処できそうです。
ありがとうございました。

> 空気間隔の求めかた（演算式の構成）によって、同じ光学配置でも収差が変わるのでは？ということですね。
> 私は疑ったことがありませんでしたが・・・
自作ソフトで一度痛い目にあいましたので、気になってしまいました。
同じ光学配置でも仮想平面の設定の仕方で変わったことがあったので。

より具体的に書くと、distanceに負の値が入ると反射を意味すると思います。
一応問題は解決しましたが、
distanceに負が入ることと、MIRRORに設定することの違いがおわかりのかたが
いらっしゃいましたら宜しくお願いします。

はじめて投稿します。

02/04/25(Thu)16:17にLaser様が投稿された
下記内容について質問致します。

-----------投稿内容（始）-------------
空気の屈折率nの気圧、温度に対する変化は、標準気体(組成は
、、忘れました）について理科年表などに載っています。
簡単には、
(n-1) = (n0-1) * (P/P0) * (T0/T)
P:圧力[hPa]
T:温度[K](ケルビン)
n0:標準気体の屈折率
P0:標準気体の圧力
T0:標準気体の温度
で表されます。（厳密には更に補正項などが加わります）
要するに、気体の密度に(n-1)が比例するわけです。
-----------投稿内容（終）-------------

上記数式が掲載されている文献名を教えて頂けますか？
よろしくお願い致します。

> 、、忘れました）について理科年表などに載っています。

> 上記数式が掲載されている文献名を教えて頂けますか？
私の投稿に書かれているとおり「理科年表」です。^_^

> 私の投稿に書かれているとおり「理科年表」です。^_^

ご返答ありがとうございます。

理科年表には
(ns-1)*10^8 = 6432.8+2949810/(146-1/λ^2)+25540/(41-1/λ^2)・・・(1)
は載っておりますが、
(n-1) = (n0-1) * (P/P0) * (T0/T)・・・（2）
は載っていないようです。
(2)式が掲載されている他の文献はありますか？
よろしくお願い致します。

> (n-1) = (n0-1) * (P/P0) * (T0/T)・・・（2）
> は載っていないようです。
> (2)式が掲載されている他の文献はありますか？
> よろしくお願い致します。
あらら、そうかもしかしたらアメリカの理科年表だったかもしれません。何せ古い記憶なのですいません。

上記の式自体は単純に屈折率は密度に比例するというところの部分を抜き出しただけなので、他にも文献はあるとおもいますが、実際の空気の場合は上記の式に完全に一致するわけではなく、補正項が必要になります。（特に圧力が高くなったりすると）

もう手元に文献自体は無いので確認できませんが、多分、

J.C.Owens
Optical refractive index of air: dependence on pressure, temperature and composition
Appl. Opt.6, 51-59(1967)

に詳しく載っていたと思います。（あやふやですいません）

1980/7/23 NBS（米国標準局、現在のＮＩＳＴ）
Frank　E．Jones　(National Engineering Center for Continuous Process Technolgy Programs)

でしたか…

> 1980/7/23 NBS（米国標準局、現在のＮＩＳＴ）
> Frank　E．Jones　(National Engineering Center for Continuous Process Technolgy Programs)

私の所有する当時の文献リストにもその人の論文がありますね。
詳しくはわかりません。ＣＯ２による影響を調べていたような。
"The refractivity of air"
J.Res.NBS 86, 27-32(1981)
に書かれていると思います。

ついでに検索してみたら、ＮＩＳＴにこんなページが。

http://patapsco.nist.gov/mel/div821/Wavelength/Documentation.asp

必要な情報は網羅していそうですね。

> ついでに検索してみたら、ＮＩＳＴにこんなページが。
>
> http://patapsco.nist.gov/mel/div821/Wavelength/Documentation.asp
>
> 必要な情報は網羅していそうですね。

おお凄い。

トシさんのあげておられる式はテイルトンの時代のものかもしれませんね。
めちゃめちゃ難儀な論文ですが…

> めちゃめちゃ難儀な論文ですが…
単純に分子・原子の密度が希薄な気体であれば屈折率が密度の関数になるという話（これがトシさんがお聞きになった私の書いた式の意味）であれば、難解な論文を読まなくても、
「光学の原理Ｉ」の２．３ Lorenzの公式と初等的な分散理論（私の手持ち日本語訳だとｐ１２１から）を見ればわかります。（直接的には書かれていませんが同じことです）

まあ、これが難解でないといえるのかどうかはわかりませんけど、、、（笑）

トシさんの，一番はじめの質問にある式なら，高校までの知識でも説明できます．

1. 光の速度は1/√(εμ)
2. 屈折率nは√(εr)に等しい(εrは比誘電率=ε／ε0)
3. 希薄気体は，希薄に分布した分極電荷と考えられる
4. 分極電荷密度は，気体の濃度ρに比例
5. 物質の誘電率は，ε0+χで表され，χは分極電荷密度に比例する
6. 1-5の理屈から，n=√(1+χ/ε0)となり，χ/ε0<<1を利用して
(n-1)=1/2(χ/ε0)を得る．

すなわち，(n-1)∝ρとなります．

まあ話し自体はそうなんですけど、問題はどこまで近似できるかという話ですよね。

> 4. 分極電荷密度は，気体の濃度ρに比例
> 5. 物質の誘電率は，ε0+χで表され，χは分極電荷密度に比例する

は厳密には双極子モーメントは周囲に影響を及ぼすから、単純に言い切ることは出来なくて、近似できるほど希薄であることを述べなければならないので、自明というわけでもないと思われます。
ただ証明はともかくとして、空気に対しては現実にはそれが第一近似として適用できますね。（それは式の通り）

トシさんが単に理屈を知りたいだけなのか、権威ある証拠を欲しがっていのか不明なので、理屈を知りたければレーザー屋さんの話で十分説明ＯＫで、権威が欲しければ私の述べた文献を根拠にしてください。

私は数式についての権威ある証拠を探しておりましたので、文献名を掲載して頂き大変助かりました。
ありがとうございました。

> "The refractivity of air"
> J.Res.NBS 86, 27-32(1981)

この資料の所蔵先を探しておりますが、現時点でまだ不明です。
文献についてもっと詳しい情報があったら教えて頂けますか？

> この資料の所蔵先を探しておりますが、現時点でまだ不明です。
> 文献についてもっと詳しい情報があったら教えて頂けますか？
このＮＢＳの文献は探すのは容易でないと思いますよ。
以前私もＮＢＳのあとのＮＩＳＴの文献を探してみたけど蔵書しているところが見つからなかったので。
きっとアメリカの大きな図書館であれば蔵書しているかもしれませんが、、、、

私のほかのご紹介した文献を見てください。（J.C.Owensとか光学の原理とか）
こちらの方は入手容易なはずです。

こんにちわ。
照明光学系について、ご存知の方がいらっしゃれば、
文献なども合わせてご教示頂ければ幸いです。

質問内容は、
�@照明光学系に出てくる輪帯比の定義とは何でしょうか？
（半径比なのか面積比なのか、またそれ以外に定義される内容とは）
　⇒過去ログも検索致しましたが、有効解ではありませんでした。

�A輪帯比を扱う光学系をシミュレーションする時に気をつける事
　⇒小生、CODEVを使用しております。

以上、皆様お忙しいと存じますが、ご教示頂ければ幸いです。

> �@照明光学系に出てくる輪帯比の定義とは何でしょうか？
> （半径比なのか面積比なのか、またそれ以外に定義される内容とは）
> 　⇒過去ログも検索致しましたが、有効解ではありませんでした。

一般的に半径比だと思います。

> > �@照明光学系に出てくる輪帯比の定義とは何でしょうか？
> > （半径比なのか面積比なのか、またそれ以外に定義される内容とは）
> > 　⇒過去ログも検索致しましたが、有効解ではありませんでした。
>
> 一般的に半径比だと思います。

おっと、これは文献も求められていたのですね。
例えば、
Max Born & Emil Wolf "Principles of Optics" sixth edition,
Pergamon Press, 1986, p. 416
をご参照下さい。

> > > > 一般的に半径比だと思います。
>
> おっと、これは文献も求められていたのですね。
> 例えば、
> Max Born & Emil Wolf "Principles of Optics" sixth edition,
> Pergamon Press, 1986, p. 416
> をご参照下さい。

お忙しい中のご教示、大変ありがとうございました。
早速、文献を調べてみます。

光学素人です。
偏光子の向きが縦（この画面で例えるなら上→下）の場合、透過する光は
縦方向の光で良いのですか？
又、光軸方向というのは縦ですか？

波長よりも短いオーダーの格子を使って色々位相制御や透過率制御ができるという話を小耳にはさんだのですが、これの動作原理、従来の光学部品に対するメリットデメリットについて教えていただけないでしょうか？

使ったことがないのでメリットなどは分からないのですが、原理は、単純にガラスなどの媒体中の光の散乱・干渉現象から生じる位相の遅れや反射といった屈折・反射の原理と同じ考え方ではないですか？
間違っていたらすみません。

事情があって詳しい事は書けないのですが、某企業が実用化したものは
ローコストが売りになっています。もちろん重大な欠点もあります。

歯切れ悪くてすみません。

　SA様、だぶる様、レスありがとうございます。なんとなく嫌〜な予感がしてきました。
　この質問をここに書いたのは、某社がうちの会社（光学ＰＵ関係）にこの素子をばら色の風呂敷を広げて売り込みに来たものですから。デメリットなんか知らないもーんて感じでうちの上司が異常に乗り気になっているのでちょと調べてみようかと思ったのです。なんとなくだぶるさんの某企業ってのがビンゴな雰囲気がしているような・・・色々注意して技術的につっこみいれてみます。

おしえてください
Ｚｅｒｕｎｉｋｅ　多項式　直交座標表示　で
３５項まで全部教えてください。
お願いします。

おしえてください
Ｚｅｒｕｎｉｋｅ　多項式　直交座標表示　で
３５項まで教えてください。
お願いします。

　初めまして、趣味でカメラレンズを比較しているのですが、どうしても理解できない状況が出て困っています。先日、ドイツ・ライカ製のレンズと日本・キャノン製の同じ開放値（ｆ１．４）を持つ焦点距離５０ミリ単焦点レンズを撮り比べていたところ、同じ絞り（ｆ２）なのにライカのレンズの方が被写界深度が広いように写りました。
　撮影距離は２メートルくらいで目標にピントが合っているのは同じですが、その前後５０から７０センチくらいのボケ方が少し違います。ボケで崩れたキャノンに比べライカの方は、かなりハッキリ写っています。ただし背景などの離れたボケは同じです。知人に見せるとライカはアウトフォーカスの像の崩れが少ないからではと言いますが、それだけでとするのは疑問が残ります。そうだとしてもアウトフォーカス像のコントロールなどは可能なのでしょうか。
　原因などを教えていただけると、幸いです。なお、趣味ですから正確をきす専門的な回答でない方が助かります。

> 　初めまして、趣味でカメラレンズを比較しているのですが、どうしても理解できない状況が出て困っています。先日、ドイツ・ライカ製のレンズと日本・キャノン製の同じ開放値（ｆ１．４）を持つ焦点距離５０ミリ単焦点レンズを撮り比べていたところ、同じ絞り（ｆ２）なのにライカのレンズの方が被写界深度が広いように写りました。
> 　撮影距離は２メートルくらいで目標にピントが合っているのは同じですが、その前後５０から７０センチくらいのボケ方が少し違います。ボケで崩れたキャノンに比べライカの方は、かなりハッキリ写っています。ただし背景などの離れたボケは同じです。知人に見せるとライカはアウトフォーカスの像の崩れが少ないからではと言いますが、それだけでとするのは疑問が残ります。そうだとしてもアウトフォーカス像のコントロールなどは可能なのでしょうか。
> 　原因などを教えていただけると、幸いです。なお、趣味ですから正確をきす専門的な回答でない方が助かります。

昔、写真をやっている人にとってレンズのボケ味云々は結構議論の的でした。　どこどこのレンズは２線ボケが汚いとか、どこのレンズはボケ味が良いとかよく議論したものです。
色んなレンズの作品を充分見慣れた人は撮影したレンズの焦点距離、Ｆ値、レンズのメーカー名までかなりの精度で言い当てたものです。
ズームレンズばかりの時代ではなく、標準レンズが50mm固定焦点レンズの時代ですが・・・。
さて、久々に懐かしい話題ですね。
焦点深度の計算式は最小錯乱円の大きさだけから単純計算されるもので光線の強度分布は全く考慮されていません。
同じ焦点距離、F値、レンズタイプの別メーカーのレンズを使い同条件で撮影した結果の被写界震度、ボケ味の違いはまさにそのレンズの設計の差です。
今度ボケ味の違いを比較テストすると面白いですよ。
ボケのクセは点光源をアウトフォーカス（前ボケ、後ボケ）の状態撮ると判ります。
被写界震度が深く見えるほうはボケた光の分布は均一〜中心部の方が強いはずです。　それに対し、浅く見える方は外側が強くなっている（2線ボケ）はずです。
どうしてこうなるかは設計時の残留収差バランスの差と言われています。
ライカやツアイスのレンズの設計思想自体前後のボケ味まで考慮しているようです。
いまではMTFの考えか方が当たり前のように述べられていますが分解能よりMTFが重要だと一般に解説されたきっかけはコンタックスブランドの一眼レフの1号機（RTS）がヤシカカメラから売り出された時です。
この時、有料だったか無料だったかは忘れましたが厚さ1センチ程の解説本がヤシカから出されこの内容がずいぶん勉強になりました。
これが入手出来ると良いのですが、難しいでしょうね。（正確には忘れましたが25〜27年ほど前です。）
図書館等にあるかどうかですが古い「カメラレンズ白書」を見るとボケ味の評価までしていたことがあったと思います。
このあたりはどなたか出版関係に詳しい方にお願いします。

　kymさん、ご丁寧な説明を有り難うございます。最初は球面収差などによる被写界深度の拡大ではないかと思ったのですが、ライカレンズ、つまりズミルックスＭ５０の球面収差は、わりと小さいほうで一眼レフ用のキャノンより大きいとは考えにくかったので、どうしてかと思った次第です。

　前述の現象は、ご説明いただいとおりボケかたが原因と思われます。確かにライカズミルックスＭ５０の球面収差の補正はオーバーになる直前にレンズ側へ引き戻した複雑なアンダーですから、ボケは素直になりそうです。対してキャノンレンズは、一眼レフ用レンズであることを考えると、二線ボケが生じやすいオーバーかフルでしょうから、アウトフォーカス像の崩れが早い状況と合致しますね。

　それにしても、この差には、びっくりしました。決してライカレンズ信奉者ではありませんが、方や突然、形が分からないほど崩れているのに対して、他方は、はっきりと写っているのですから、あきれます。時間が有れば、今度はズミルックスが、どれくらいで崩れるのかを確認しておきたいと思います。

> 　kymさん、ご丁寧な説明を有り難うございます。最初は球面収差などによる被写界深度の拡大ではないかと思ったのですが、ライカレンズ、つまりズミルックスＭ５０の球面収差は、わりと小さいほうで一眼レフ用のキャノンより大きいとは考えにくかったので、どうしてかと思った次第です。
>
> 　前述の現象は、ご説明いただいとおりボケかたが原因と思われます。確かにライカズミルックスＭ５０の球面収差の補正はオーバーになる直前にレンズ側へ引き戻した複雑なアンダーですから、ボケは素直になりそうです。対してキャノンレンズは、一眼レフ用レンズであることを考えると、二線ボケが生じやすいオーバーかフルでしょうから、アウトフォーカス像の崩れが早い状況と合致しますね。
>
> 　それにしても、この差には、びっくりしました。決してライカレンズ信奉者ではありませんが、方や突然、形が分からないほど崩れているのに対して、他方は、はっきりと写っているのですから、あきれます。時間が有れば、今度はズミルックスが、どれくらいで崩れるのかを確認しておきたいと思います。

良く言うレンズの味の世界ですね。
私も実際に初めてＲＴＳでプラナー５０ｍｍを使った時、その描写と他社のレンズの描写の差に驚かされたことを思い出します。
ズームレンズばかり使っていては体感できないことですね。
皆さんに味のあるレンズが見直されるといいですね。

こんにちは、いつもお世話になっています。
質問

対物レンズの先からファイバをビームに対して垂直に動かしガウス強度分布を測定しました。しかし、対物レンズ端を基準にしているため強度分布を解析して求めた焦点は「見かけの焦点距離」となってしまいます。

そこで実際の焦点を求めたいのですが、どのようにして求めればいいですか？対物レンズによっては構造も違うので困っています。
最終目的としましては焦点距離→ＮＡ→ビームウェストを求めることです。

> そこで実際の焦点を求めたいのですが、どのようにして求めればいいですか？対物レンズによっては構造も違うので困っています。

焦点位置はご質問にある測定方法でスキャンすればわかりますね。
で、知りたいのは主点位置（主点位置−焦点位置＝焦点距離だから）ですね？
簡単にはノーダルポイント法が良いかと。
http://www.lensya.co.jp/003/mokuji/210.htm
簡単な説明は（英文ですが）、
http://www.path.unimelb.edu.au/~bernardk/tutorials/360/photo/nodal.html
をどうぞ。

＞＞ 焦点位置はご質問にある測定方法でスキャンすればわかりますね。
で、知りたいのは主点位置（主点位置−焦点位置＝焦点距離だから）ですね？
＞はい、主点位置がわかれば求まりそうです。
＞＞簡単にはノーダルポイント法が良いかと。
http://www.lensya.co.jp/003/mokuji/210.htm
簡単な説明は（英文ですが）、
http://www.path.unimelb.edu.au/~bernardk/tutorials/360/photo/nodal.html
＞ありがとうございます。じっくり読んで、試してみたいと思います。

> ＞＞ 焦点位置はご質問にある測定方法でスキャンすればわかりますね。
> で、知りたいのは主点位置（主点位置−焦点位置＝焦点距離だから）ですね？
> ＞はい、主点位置がわかれば求まりそうです。
> ＞＞簡単にはノーダルポイント法が良いかと。
> http://www.lensya.co.jp/003/mokuji/210.htm
> 簡単な説明は（英文ですが）、
> http://www.path.unimelb.edu.au/~bernardk/tutorials/360/photo/nodal.html
> ＞ありがとうございます。じっくり読んで、試してみたいと思います。
ノーダルポイント法って実際にやってみるとかなり難しいです。
Laserさんはノーダルポイント法で測定したことがありますか？

> Laserさんはノーダルポイント法で測定したことがありますか？
はい。
確かにコツはあるのかもしれませんが、求める精度にもよりますが、ものすごく困ったことはないです。
シフト量がわかりにくいときには拡大する、ピンホールを利用するなど感度を上げる工夫はしますが。
ただ私の場合は波長オーダーの光学系調整はお手の物なので、一般的かどうかはわかりませんが、、、、

> > ＞＞ 焦点位置はご質問にある測定方法でスキャンすればわかりますね。
> > で、知りたいのは主点位置（主点位置−焦点位置＝焦点距離だから）ですね？
> > ＞はい、主点位置がわかれば求まりそうです。
> > ＞＞簡単にはノーダルポイント法が良いかと。
> > http://www.lensya.co.jp/003/mokuji/210.htm
> > 簡単な説明は（英文ですが）、
> > http://www.path.unimelb.edu.au/~bernardk/tutorials/360/photo/nodal.html
> > ＞ありがとうございます。じっくり読んで、試してみたいと思います。
> ノーダルポイント法って実際にやってみるとかなり難しいです。
> Laserさんはノーダルポイント法で測定したことがありますか？

焦点距離測定装置はパール光学�鰍ﾅ販売しています。
参考まで　
http://www.pearl-opt.com/products/mb-ri/mb-ri.htm

初めてメールします。金属ミラ-で客先よりダイヤモンドターニング加工、ダイヤモンドターンド加工を要求されてます。それって何の事でしょうか？詳しい資料等がありましたら教えて下さい。

どもー レーザー屋さんがおっしゃる通りです。超精密旋盤を使って、単結晶ダイヤモンドのカッターを使って鏡面加工をします。ポリッシュとちがい均一な面精度が得られます。もっとも、かなり高価な加工になります。加工機は、5000万〜 カッターは、２０万程度します。レーザー屋さんで紹介しています、クリスタル光学さんは、結構、キレイに仕上げてくれますよ。お勧めです！ホントに相手によっては、一見さんは相手にされません。単発の仕事は高価になりますので、ご注意を！

一言で言うと，旋盤を使ってミラーを削り出すことです．

当然，光学精度が要求されるため町工場ではできません．特殊な旋盤が必要です．

岡本光学加工所
クリスタル光学

などでぐぐって下さい．

海外一流メーカー(CVI，Thales)などが得意にする分野ですが，一見さんは
相手にされません．

もし，もっと良い加工メーカーがを見つけたら是非紹介してください．

ダイヤモンドバイトを使った精密旋盤による鏡面加工のことです。

ガラス素子専業のメーカーさんには縁遠いかもしれませんが、プラレンズの
成形金型加工には必須の加工技術です。

http://www.rkn.co.jp/newpage13.htm
上記URLの他、検索エンジンで「超精密旋盤」などのキーワードを
入れてみてください。どんなものかわかるはずです。

どこかに良いグレーティング屋さんがあったら紹介して下さい。

> どこかに良いグレーティング屋さんがあったら紹介して下さい。
国産：日立．．ルーリング、島津．．ホログラフィック

外国産：JobinYvon（ジョバンイボン：フランス：堀場製作所）．．ホログラフィック、リチャードソングレーティングラボラトリー（アメリカ，今はスペクトラフィジクス社の傘下）．．ルーリング

が有名どころかと。

皆様始めまして。
今まで光学とは縁のない仕事をしてきましたが、
ひょんなことから、レンズの設計について基礎から勉強しなければならない状況になりました。
「レンズがわかる本」を何度も読み、内容については一通りは理解できたつもりでおります。
ただ、レンズの「収差図」の見かたについて、別の参考書を読みながら勉強しておりますが、なかなか理解し難いのです。
目標としては、1年後くらいには照明関係の光学設計を行えるレベルを目指しておりますが、現実は上のような状況です。
まずは球面収差の収差図について、どなたか平易にご解説頂けますでしょうか？
何卒よろしくお願い致します。

球面収差のグラフは通常、横軸に像点の位置、縦軸に入射瞳の(相対)高さ
(=相対半径)をとります。そして横軸の原点を近軸の像点(ガウス像面)にする
事により光線高による結像位置の相対的な変化を表します。イメージとしては
入射瞳の前にリング状のスリットを置き、そのときの像点の位置を
スリット径を変えながらグラフ上にプロットしていく感じです。

と言うような事は表現の差はあれ参考書に書いてあると思いますが、
どのあたりが理解しがたいのですか？

だぶるさんご回答ありがとうございます。
ん〜分かるような分からないような・・・。
ということはまだ理解できてないんでしょうね・・・。
普通チャートを読むときは横軸を基準に、縦軸の変化を読み取るものと思い込んでいたのですが、教えて頂いた内容をよーく読み返してみると、そもそもその思い込みがいけないのでしょうか。
頭が固くてすみません。

> 普通チャートを読むときは横軸を基準に、縦軸の変化を読み取るものと思い込んでいたのですが、教えて頂いた内容をよーく読み返してみると、そもそもその思い込みがいけないのでしょうか。

おっしゃる通り軸の取り方が逆になっています。下図(これも参考書に
ありがちですが)を見てもらえばプロットの仕方が多少解り易いかも知れません。

光学の常識が他分野の非常識と言うのがいくつかあるようで、以前に仕事で
工学博士と会議を持ったときに「あんたたちは符号の採り方が逆で、
けしからんことだ」とお叱りを受けた事があります。

ありがとうございます。
理解できれば、単純な事なんですね。
参考書には今まで聞いた事もなかった専門用語や難解な数式が多く登場するので、とっつきにくさもあり、考えすぎていたのかもしれません。
また笑われるような質問をさせて頂くと思いますが、その時は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。
さて私は今、
光を使った距離測定を行う方法について検討しています。

測定距離は５〜５０ｍｍ程度とある程度の幅を持っています。
マイケルソン干渉計のような単純な構造だと理想なのですが、この構造だと波長オーダーの測定には向いていますが
ミリ単位に適用するのはちょっと難しくなります。

三角測量法なんかが現実的だとは思うのですが、
その他の方法でなにか思い当たるものはないでしょうか？

皆さんのご意見を聞かせてください。
よろしくお願いします。

道具として光学的距離測定法を利用するなら，市販品を購入するのが一番です．
キーエンス社の「レーザー変位計」を検索してみて下さい．

測定距離6mm以内なら10nmの精度，30mmまでなら2μmの精度で計測できるもの
が，そこそこの費用で手に入ります．

私の都合としては購入という手段をとることができないので、
レーザー変位計を基に実験光学系を組むことを
検討してみようと思います。

今回も大変参考になりました。
みなさんいろいろなご意見をだしていただいて、
本当にありがとうございました。

そういえば、自動車の車間距離の測定用にレーザを使ったのが、昔あったように思います。
あと、ＣＤのピックアップのフォーカス合わせも参考になるかなとふと思いました。

> その他の方法でなにか思い当たるものはないでしょうか？

光で計らなくてはいけないのですか？
三角測量でもいろいろな方法があります。
プリント基板についた半田の盛り上がりを計るシステムなどは等高線を
照射してカメラで撮って画像処理で計っています。女性の下着のメーカ
も同じようなシステムで人体を測定しています。
条件によっては、実は、ノギスで測るのが一番良かったなどという例も
ありますので、制約条件次第です。

三角測量系以外となると、すぐに思いつくのは
撮影像の合焦を検出してそのときのレンズの繰り出し量を
測るって手もありますね。
ようは、カメラのオートフォーカスですが…

銀塩フィルムの時は、当然なのですが
受光素子の画像をモニターで見ることが出来るのに
何故、わざわざペンタプリズムと跳ね上げミラーが
必要なのでしょうか？
何らかの理由でそのようなシステムがあってもいいと思いますが、
跳ね上げミラーの制限がなくなるとコスト的に有利になりそうな
気がします。
今は、過去の資産を使うために意味があると思いますが
将来は、跳ね上げミラーを持たない一眼レフシステムが
出て来る事が自然な気がします。
それとも何か不都合があるのでしょか？
どなたか教えて下さい。

光学ファインダーと液晶モニターを見比べてください。
フォーカス感が全く違います。
また、液晶では夜間に使えません。
極端な例ですが、多くのデジタル一眼レフは星空を撮れますが、
液晶モニターや液晶ファインダーは真っ暗です。
これは撮像素子の感度や液晶自体のダイナミックレンジ（下側）の要因によります。
まとめると、
・解像力や精細感の次元が違う
・暗所に対する対応力の次元があまりにも異なる

なるほど、ありがとうございました。
よくわかりました。

長期旅行の際に電池消耗を防ぐために液晶の電源を切ってファインダーのみを使用する事ができます。光学的な問題ではありませんが。。。

普通のビデオカメラ用の色分解光学系とハイビジョンの色分解光学系の
違いは何でしょうか？素人目には同じように見えて、品質過剰の仕様で
必要以上価格が高く思えるのですが？

こんにちは。
光学系素人でして初歩的な質問で申し訳ありませんが
以下のことについてご教授いただけませんでしょうか。

ニコンのAi Micro Nikkor 55mm F2.8Sのレンズを固定して
長さ1100mmのもの全体を撮影したいと思っています。
倍率を1/27にしたい場合、レンズから被写体までの距離は
1125mmぐらいと考えてよろしいでしょうか。
ちなみにこれは過去ログにありました式(1+1/M)fを
使いました。
厳密にはこれは主点からの距離ということですが
専用のブラケットを製作して±15mmぐらいはレンズを
調整できるようにしたいと考えています。

> ニコンのAi Micro Nikkor 55mm F2.8Sのレンズを固定して
> 長さ1100mmのもの全体を撮影したいと思っています。
> 倍率を1/27にしたい場合、レンズから被写体までの距離は
> 1125mmぐらいと考えてよろしいでしょうか。
> ちなみにこれは過去ログにありました式(1+1/M)fを
> 使いました。
> 厳密にはこれは主点からの距離ということですが
> 専用のブラケットを製作して±15mmぐらいはレンズを
> 調整できるようにしたいと考えています。

ちょっと違うような気もしますが、Ｍとｆに何を代入されましたか？
それと過去ログの番号を教えてもらえませんか。

フィルム長辺（３６mm）に納めるとしても、約１．７ｍになりませんか？
実際には２ｍ以上離れた方が良いと思います。

> フィルム長辺（３６mm）に納めるとしても、約１．７ｍになりませんか？
> 実際には２ｍ以上離れた方が良いと思います。
始めまして、私の意見を少々。
1100mmのものを1/27に写したいというのであれば像の大きさは1100/27＝40.74となります。　35mm版の対角寸法未満ですからケラれることはないでしょう。
さて、話を簡単にするため無収差の薄肉レンスで考えましょう。
像倍率が1/27とのことですから　被写体〜LENSまでの距離：LENS〜像までの距離＝27:1となります。
レンズの繰り出し量を無視して考えますと被写体〜LENSまでの距離は　レンズの焦点距離X27＝55X27＝1485mmとなります。
実際にはレンズの繰り出し量を加味しなければなりません。
ニュートンの公式　1/s'＋1/s＝1/f　と　像倍率　s'/s　とからｓ’(LENSのf＋繰り出し量)を求めますと　ｓ’＝（１＋像倍率) X f という公式にたどり着きます。
s'を計算すると　57.037　となりますので　ｓは57.037X27＝1540
被写体〜LENSまでの距離は1540ｍｍということになります。
実際には前枠部からLENSは引っ込んでいますので前枠基準で考えた場合にはその分距離はみじかくなります。
ちょっと端折りましたがこんなところでは？

> フィルム長辺（３６mm）に納めるとしても、約１．７ｍになりませんか？
> 実際には２ｍ以上離れた方が良いと思います。

A.S@Taiwanさんのハンドルネームとサンプルの寸法から勝手に推察すると
用途はフイルム撮影ではなくリニアセンサへの結像用だと思います。
とすると、例えばTCD2904なら10680 x 4um = 42.72mmで長さは合います。
レンズのイメージサークルも元々 24mm x 36mm をカバーしているので
対角距離ぎりぎりでセーフということになります。

・・・私の思い込みかも知れませんが、A.S@Taiwanさん如何でしょう？

皆様ご回答ありがとうございます。

au by KDDIさん
過去ログは183を参考にしました。
質問の値は計算を間違えておりまして、kymさんの1540mmと同じ
値でした。
親切にお答えいただいてるのに用途については
お答えできなく申し訳ありません。

> 皆様ご回答ありがとうございます。
>
> au by KDDIさん
> 過去ログは183を参考にしました。
> 質問の値は計算を間違えておりまして、kymさんの1540mmと同じ
> 値でした。
> 親切にお答えいただいてるのに用途については
> お答えできなく申し訳ありません。

正解が出て良かったですね。

設計には主点間距離を考慮しておいた方が良いです。このレンズの場合
多分１５ｍｍ以上はあると思いますよ。＞どなたか御存知ないですか。

もし用途が私の想像通りだとすると、設計は結像側より照明側の方が難
しいでしょうね。大変でしょうが頑張って下さい。

> > 皆様ご回答ありがとうございます。
> >
> > au by KDDIさん
> > 過去ログは183を参考にしました。
> > 質問の値は計算を間違えておりまして、kymさんの1540mmと同じ
> > 値でした。
> > 親切にお答えいただいてるのに用途については
> > お答えできなく申し訳ありません。
>
> 正解が出て良かったですね。
>
> 設計には主点間距離を考慮しておいた方が良いです。このレンズの場合
> 多分１５ｍｍ以上はあると思いますよ。＞どなたか御存知ないですか。

メッセージを書くのを中止したらなにも書かないままで投稿になってしまいました。
ちょっと気分が悪いので投稿します。
まず、主点間距離ですが特許データを参考に計算するか実測するしかないでしょう。
いままでメーカーが公表したデータのなかにそこまで記載してあった例はほとんどありません。
特殊用途のレンズなら公表しているかも知れませんが一般ユーザー用のレンズでは公表されないでしょう。
A.S@Taiwanさんは最初からある程度の調整代を覚悟しているようですからその調整代に余裕を持たせる案をひとつ提案しましょう。
まず、像側主面の位置の推定ですが　NIKONレンズのフランジバックは４５ｍｍですから焦点距離から４５ｍｍ差し引けば無限マーク時の像側主面位置は推定できますね。
次に前側からレンズを覗いて目視で結構ですから絞り位置の距離をはかります。
これを近似値として考えればまったくなにも考えないよりはましな結果になるでしょう。

>
> もし用途が私の想像通りだとすると、設計は結像側より照明側の方が難
> しいでしょうね。大変でしょうが頑張って下さい。

> まず、像側主面の位置の推定ですが　NIKONレンズのフランジバックは４５ｍｍですから焦点距離から４５ｍｍ差し引けば無限マーク時の像側主面位置は推定できますね。

NIKON Fマウントのフランジバックは４６．５ｍｍですよ。

> > 皆様ご回答ありがとうございます。
> >
> > au by KDDIさん
> > 過去ログは183を参考にしました。
> > 質問の値は計算を間違えておりまして、kymさんの1540mmと同じ
> > 値でした。
> > 親切にお答えいただいてるのに用途については
> > お答えできなく申し訳ありません。
>
> 正解が出て良かったですね。
>
> 設計には主点間距離を考慮しておいた方が良いです。このレンズの場合
> 多分１５ｍｍ以上はあると思いますよ。＞どなたか御存知ないですか。
>
> もし用途が私の想像通りだとすると、設計は結像側より照明側の方が難
> しいでしょうね。大変でしょうが頑張って下さい。

基本的な疑問ですが、
たとえば、空気から水に光が入社した場合、Ｓ波とＰ波で、入社角と反射率が異なるという物理的なイメージが湧きません。基本的な質問で恐縮ですが、ご教示お願いできませんでしょうか？

よくやっちゃうんだよね．「入社」．

さて，こう考えてみましょう．反射とは，空気側からやってきた電磁波が
水面の水分子を光電界の周波数で振動させ，その振動が生んだ電磁波が
空気中に戻っていく現象だと．

ちなみに，反対側に向かうやつが「透過波」です．

このとき，水面の水分子は，s波の場合は水面に平行に，p波の場合は水面と
ある角度を持って縦方向に振動します．

ところがこのようにして誘起された振動(双極子振動)の放射能率は，角度
によって異なります．振動方向と直角方向が最大で，振動する方向は放射強
度0です．これは，ひもをゆするとき，波の進行方向に直角に揺することを
考えればわかりますね？(光は横波)

双極子の振動方向が違うわけですから，反射に分配されるエネルギーと透過
に分配されるエネルギーの割合が違うのも当然のことです．

p波の場合，極端な場合では全てのエネルギーが透過がわにまわり，反射が
0になる条件があり，この条件を「ブリュースタ角」と言います．

> よくやっちゃうんだよね．「入社」．
>
> さて，こう考えてみましょう．反射とは，空気側からやってきた電磁波が
> 水面の水分子を光電界の周波数で振動させ，その振動が生んだ電磁波が
> 空気中に戻っていく現象だと．
>
> ちなみに，反対側に向かうやつが「透過波」です．
>
> このとき，水面の水分子は，s波の場合は水面に平行に，p波の場合は水面と
> ある角度を持って縦方向に振動します．
>
> ところがこのようにして誘起された振動(双極子振動)の放射能率は，角度
> によって異なります．振動方向と直角方向が最大で，振動する方向は放射強
> 度0です．これは，ひもをゆするとき，波の進行方向に直角に揺することを
> 考えればわかりますね？(光は横波)
>
> 双極子の振動方向が違うわけですから，反射に分配されるエネルギーと透過
> に分配されるエネルギーの割合が違うのも当然のことです．
>
> p波の場合，極端な場合では全てのエネルギーが透過がわにまわり，反射が
> 0になる条件があり，この条件を「ブリュースタ角」と言います．

ありがとうございます。
”入社”やっちゃいました。
さて、

「反射とは，空気側からやってきた電磁波が
水面の水分子を光電界の周波数で振動させ，その振動が生んだ電磁波が空気中に戻っていく現象だ」

水分子を振動させるのは、光子が水分子にぶつかるからなのでしょうか？　電磁波が、電界？の変化で反力が発生するからなのでしょうか？光と水分子間の力の本質を教えていただければと思います。
むしのよい質問で恐縮ですが、ご教授ください。

本当は，水分子と光の相互作用が何なのかは，「哲学」の領域にまで踏み込む
話なので軽々しくは言えませんが，現代の物理ではこう解釈しています．

光とは，振動する電場，磁場が波となって空間を伝わる現象です．
進行方向に垂直な平面において電場はE(t)=E0cox(ωt)の単振動をします．
(ここで，電場とはなにかというところまで踏み込むと，どんどん深みにはまる)

一方，水分子は，複数の原子核とそれを取り巻く電子からなりますが，これを
原子から充分遠いところから見ると，正と負の質量を持った電荷が一定の距離
だけ離れて存在しているように見えます．
(もっと正確な描写には量子力学の知識が必要)

ここに周期的電場が働くと，水分子が外力と同じ周期で振動を始めます．

で，振動する正，負の電荷が電磁波を放射することはMaxwellの方程式から
導くことが可能です．

もちろん，量子力学的な解釈から同じ現象を説明することも可能ですが，その
説明は非常に抽象的なものになってしまいます．

とても丁寧なご説明ありがとうございます。
このような本質的なモデルを考えていかないと新材料設計など難しいと思っている昨今です。電磁波（＋光子）と材料の間には、多くの可能性を秘めている気がします（単に水であっても深い）。
εやμと光の相互作用なども勉強していきたいと思います。

100倍レンズなどの液浸は、実際の焦点距離よりどのくらい長くなるものなんでしょうか？計算で求められるものなのでしょうか？
よろしく、おねがいします。

> 100倍レンズなどの液浸は、実際の焦点距離よりどのくらい長くなるものなんでしょうか？計算で求められるものなのでしょうか？
> よろしく、おねがいします。

質問の趣旨は液浸系対物レンズの液を使わない時と液を使った時のワーキングディタンスの変化と言うことでしょうか？
それなら液の屈折率さえ判れば単純な話です。
例えば液無し（空気）での距離が１ｍｍだったとすると液を使った時は　１X　N　ｍｍとなります。（注：Nは液の屈折率）
平行平面の硝子等の空気換算長が　L　÷　Nd　となることの逆算です。

> > 100倍レンズなどの液浸は、実際の焦点距離よりどのくらい長くなるものなんでしょうか？計算で求められるものなのでしょうか？
> > よろしく、おねがいします。
>
> 質問の趣旨は液浸系対物レンズの液を使わない時と液を使った時のワーキングディタンスの変化と言うことでしょうか？
> それなら液の屈折率さえ判れば単純な話です。
> 例えば液無し（空気）での距離が１ｍｍだったとすると液を使った時は　１X　N　ｍｍとなります。（注：Nは液の屈折率）
> 平行平面の硝子等の空気換算長が　L　÷　Nd　となることの逆算です。

ちなみに液浸系に使われるセダ油の屈折率は１．５１６（ND）です。

> > 質問の趣旨は液浸系対物レンズの液を使わない時と液を使った時のワーキングディタンスの変化と言うことでしょうか？
はい、そうです。あいまいな、書き方ですみません。
> > それなら液の屈折率さえ判れば単純な話です。
> > 例えば液無し（空気）での距離が１ｍｍだったとすると液を使った時は　１X　N　ｍｍとなります。（注：Nは液の屈折率）
> > 平行平面の硝子等の空気換算長が　L　÷　Nd　となることの逆算です。
>
> ちなみに液浸系に使われるセダ油の屈折率は１．５１６（ND）です。
>>みなさん、お答えありがとうございます。勉強になりました。早速、Nを調べてみたいと思います。

対物側に凸レンズ、接眼側にピンホールを用いて望遠鏡のように覗くと、
レンズとピンホールの間隔を変えることでズームのように倍率が可変します。
これはどのような原理によるものなのでしょうか？

こんな感じですかねえ。
ピンホールの作用で像面以外でも結像して見えるところがミソではないかと。

いつも参考にさせて頂いております。
最近疑問に思っているのですが、LEDなどの赤外光をずっと見続けるのは
目に悪くないのでしょうか。よく、視線認識などで光を目に直射していますが。
人間は通常、眩しいと瞳孔を閉じて目への入射光量を減らしますよね。
しかし、目に見えない光だと瞳孔は閉じずに、大きな光量が目に入射して
悪影響がありそうな気がします。どうなんでしょう。
それとも、「そもそも人間の可視領域から外れているから害はない」と考えるべきなのでしょうか。
ご存知でしたらご教授くださいませ。
よろしくお願い致します。

> 最近疑問に思っているのですが、LEDなどの赤外光をずっと見続ける
私よりはるかに詳しい方がいますので後に回答が付くと思いますが、簡単に言うと、程度問題です。

強すぎる赤外線は当然目によくありません。
非常に強い赤外線（たとえばＹＡＧレーザなど）だと第二盲点が出来たりします。（要するに光の当たったそこの細胞が破壊される）

可視光でも紫外でも赤外でも、強すぎる光は目によくありません。
紫外や赤外だとその強さが視認できないので特に要注意です。

不可視領域のレーザを使うときには、不測の事態を避けるためにゴーグルが必須です。

ＬＥＤの赤外ですが、特に出力が大きいものはまずいでしょうね。
弱いもの（たとえばリモコンに使うものなど）であれば、大丈夫かと。

この議題からすると、それたことかもしれませんが、

某社の高級デジタルカメラのＡＦ補助光（暗闇でＡＦを働かすために撮影物体に「チャート」のような像を掃射し、ＡＦが働くようにするもの）に、レーザー使われているのではないか？との疑問があがり、「アイセーフレーザー」を調べた（検索しただけですが）経験があります。

レーザーが被写体の目に照射されて、危険性ということでＡＦ補助光使わないことが常識だと思っていたので、明るい所（レンズキャップする）で１０ｍ近く離れた白い壁に照射されてもはっきり見えるＡＦ補助光は正直驚きでした。

短時間で補助光が切れるならまだ話はわかりますが、レリーズを半押ししているあいだ、ずっとついています。

おそらく、製品にしたからは問題がないと思いますが、いまだに不思議です。

> 私よりはるかに詳しい方がいますので後に回答が付くと思いますが、

こう言われた後ろにResをつけるのもおこがましいような気がしますが，

波長より先に，レーザーであるかLEDであるかによって，危険度は桁
で違ってきます．これは光のコヒーレンスの問題で，例を挙げれば，
出力500mWのLEDをレンズで集光しても紙は燃えませんが，500mWのレーザー
なら簡単に煙が出ます．これを網膜に置き換えれば，危険性の違いは
おわかりかと思います．

だからといってLEDならOKというわけではないのでご注意．近赤外なら，
近似的に，白色LDで「まぶしい」と感じるW数なら直視はあぶないと思います．

レーザーの場合，直射しても大丈夫（Class1)は39μW未満だそうです．

http://member.nifty.ne.jp/fm-lasertec/ref/ref.html

> > 最近疑問に思っているのですが、LEDなどの赤外光をずっと見続ける
> 私よりはるかに詳しい方がいますので後に回答が付くと思いますが、簡単に言うと、程度問題です。
Laserさまの後に書いておりますが、きっと私のことではありません（笑）

> 可視光でも紫外でも赤外でも、強すぎる光は目によくありません。
> 紫外や赤外だとその強さが視認できないので特に要注意です。
可視光の場合、瞳孔が小さくなるよりも前に
まぶたを伏せるとか、横を向くという
といった反射が起きますが、見えない場合
それがおきないため、じっと見続けるといったことがあります。
レーザ光の場合のClass1とか言うような表記も
そういった反射が起きないレベルから、反射が起きても間に合わない
レベル等で規定してあったと思います。

> ＬＥＤの赤外ですが、特に出力が大きいものはまずいでしょうね。
> 弱いもの（たとえばリモコンに使うものなど）であれば、大丈夫かと。
十年位前だったと思いますが家電協でリモコンの赤外線は大丈夫か
という議論がなされ普通に使うレベルのリモコンなら大丈夫
（それ以上のパワーを出そうとすると電池が持たない：笑）
との結論だったと思います。
むしろ、赤外線で飛ばすワイヤレスヘッドホンのほうが、
出力レベルの決定が大変なようです。

また、視線入力の場合リモコンよりずっと弱いレベルの赤外光であり
さらに大半が眼球表面で反射するように設計されているものと
思います。

> Laserさまの後に書いておりますが、きっと私のことではありません（笑）

（笑）

> レーザ光の場合のClass1とか言うような表記も
> そういった反射が起きないレベルから、反射が起きても間に合わない
> レベル等で規定してあったと思います。
はい。シンプルに言うと、
Class1 は本質的に安全。つまり意識的に見続けても大丈夫。
Class2 は反射により安全。
Class3 以降は危険度が高いから気を付けよう
です。（本当はこれほど単純ではありませんが、基本知識としてはこれでＯＫです。）

こんなことを書くのは危険な行為なのかもしれませんが、事実として私の経験を書いてみます。

2年くらい前、1310nm波長のファブリペローレーザダイオードで光通信の実験をしていた時のことです。シングルモードファイバでの近距離受信パワーで1mWくらいありました。実験の途中、単なる興味でLDの中をルーペでのぞいて見ていたのですが、よく気をつけてみるとLDチップの一部がチカッと薄赤く光っていました。「何だろう」と思いながら見ていたのですが、電源を切り忘れていたことに気づき大慌てしました。かなり長い時間（数分間）見ていたと思うのです。

その日は気のせいか見ていた方の目だけ何か違和感がありましたが、以後は何の不都合もありません。人間ドックで眼底検査も受けましたが異常はありませんでした。ルーペが安物だと赤外線を通さないことがあるのでしょうか。

今思い出してもぞっとします。

では私も。
大学院時代に大学主催の市民講座のデモンストレーションとしてわかりやすい、ホログラムの作成をしました。Ｈｅ−Ｎｅレーザを使用して、条件出しやら、色んな面白そうなものを撮影していました。
露光時には光強度を強くして、再生時には当然弱めるわけですが、条件が上手くない場合はあまり見えなかったりして、そういうときには光量を上げて無理矢理見るなどして、朝から夕方まで丸一日没頭したところ、気が付くと右目と左目で色が違って見えるのです。
そう、ホログラムを見るときはいつも右目で見ていましたから、左目は正常だけど、右目の赤に対する感度が著しく低下してしまったわけです。

次の日には回復しましたが、以後気を付けるようにしました。
その日以降しばらくはビタミンＡの豊富な食材を選んでいました（笑）。

もちろん市民講座で見せる時には、パワーメータでＣｌａｓｓ１以下の基準になるように調節しました。

では。

> では私も。
尻馬に乗って…

学生のころ、ごく低出力でしたが、偶然Ｈｅ−Ｎｅの直接光を目に入れたことがあります。
＃わざとぢゃあ、ありません。振り向いたら５ｍくらい離れたところに
レーザチューブがこっちを向いていたって感じですが…
ビーム径３〜５ｍｍくらいでしょうか？高校とかの教材用にあるようなタイプだと思います。
暗い部屋だったので瞳は９ｍｍくらいにひろがってはいたはずです。
目の前が真っ赤になったと思った瞬間、硬くまぶたを閉じてすごい勢いで
顔を背けていました。
幸い、永久的な障害はもとより一時的にも障害は出ませんでしたが…

ただ、（ほぼ）平行光の筈のレーザ光を見てなぜ視野全体が真っ赤になったのは不思議です。

人間の目は本当は以外に強いものなのでしょうか。
携帯電話に対する心臓ペースメーカのように。

> 人間の目は本当は以外に強いものなのでしょうか。
> 携帯電話に対する心臓ペースメーカのように。
をっと…ペースメーカと来ましたか（笑）

まあ、どちらも実際に実験するわけにいかないし、
実験したところで個体のばらつきが大きいでしょうから
ざっくりとしたモデルで考えて、それに安全率を
ドカンと掛けるという感じではないでしょうか？

特に
実は網膜は血流で結構冷却されているのかな？
むしろ水晶体とか（特に白内障気味だったりすると…）のほうが
危ないのかな？
などと、思ったりします。

　NSC（Non-Sequential Components) with portsと
NSC without portsの2つのモードで、
1つの光源を持つ、ある光学系の構造を入力しました。

　この場合、像面（全体、または、ある範囲)、
あるいは、ディテクターで、
入射光に対して、何割の光が受光されるか、
具体的な数値を得ることはできますか?

　もし、直接的に算出ができなくても、素人考えですが^_^;
Detector Viewerがテキストファイルに落とせるならば、
その数値を足し合わせた値を参考にできるかなとも考えました。

　どなたか、アドバイスください。よろしくお願いします。

　ＬＥＤの発光のモデル化を試みています。
　ＬＥＤの前についている砲弾タイプの樹脂は一般にどのようなものが使われているのでしょう？屈折率、アッベ数、樹脂製造メーカ、樹脂製品名　等
の情報をお持ちの方教えて下さい。どのメーカのＬＥＤも同じような形状ですが、標準化されているのでしょうか？実質標準化されているのであれば
形状の情報も頂ければ幸いです。

シミュレーションでなくモデルなら適当な値でいいんじゃないですか。
私もやりましたが、細かい設計値がないと結局指向性などを現物合わせ
するため各値をチョコチョコいじる事になりますから。
使われている樹脂で私が知っているのはエポキシ系のものです。

視野角７ｍｍを光学分解能３μｍ以下に抑えたいのですが、そんなレンズって市販にありますか？
ちなみに使用予定のカメラは、
　1)400万画素CMOSカメラ(東京電子)---ピクセルサイズ 6μｍ×6μｍ
2)1200万画素CCD画素ずらしカメラ(マイクロテック)---ピクセルサイズ 6μｍ×6μｍ
です。理論的な分解能を得る為に高画素カメラを使用していますが、何か
他に良い方法は、ありませんか？

> 視野角７ｍｍを光学分解能３μｍ以下に抑えたいのですが、そんなレンズって市販にありますか？
> ちなみに使用予定のカメラは、
> 　1)400万画素CMOSカメラ(東京電子)---ピクセルサイズ 6μｍ×6μｍ
> 理論的な分解能を得る為に高画素カメラを使用していますが、何か
> 他に良い方法は、ありませんか？
TELIさんの400万画素CMOSカメラのイメージサイズは約12mm角です。↓
http://www.teli.co.jp/prod-doc/av-doc/csb4000cl.html
よってイメージサイズが対角17mm以上のレンズが必要です。
（このカメラ、何故かCマウントなんですよね。ケラレが心配です。）
また光学倍率は画面一杯使うとして、12/7=約1.7倍のレンズが必要です。
この条件で分解能3μmのレンズが市販されているか？は、残念ながら、私が探したところでは無いようです。
同じTELIさんのTFL2520レンズをリバースで使ってみるというのも考えられますが、試したことがないので実力はわかりません。
以上、ご参考まで。

> > 視野角７ｍｍを光学分解能３μｍ以下に抑えたいのですが、そんなレンズって市販にありますか？
> > ちなみに使用予定のカメラは、
> > 　1)400万画素CMOSカメラ(東京電子)---ピクセルサイズ 6μｍ×6μｍ
> > 理論的な分解能を得る為に高画素カメラを使用していますが、何か
> > 他に良い方法は、ありませんか？
> TELIさんの400万画素CMOSカメラのイメージサイズは約12mm角です。↓
> http://www.teli.co.jp/prod-doc/av-doc/csb4000cl.html
> よってイメージサイズが対角17mm以上のレンズが必要です。
> （このカメラ、何故かCマウントなんですよね。ケラレが心配です。）
> また光学倍率は画面一杯使うとして、12/7=約1.7倍のレンズが必要です。
> この条件で分解能3μmのレンズが市販されているか？は、残念ながら、私が探したところでは無いようです。
> 同じTELIさんのTFL2520レンズをリバースで使ってみるというのも考えられますが、試したことがないので実力はわかりません。
> 以上、ご参考まで。

実体顕微鏡用のレンズはどうでしょう？
例えばNikonの HR Plan Apo 1.6x/0.21 あたりは630本／mmを標榜してい
るので使えるかも知れません。

> 実体顕微鏡用のレンズはどうでしょう？
> 例えばNikonの HR Plan Apo 1.6x/0.21 あたりは630本／mmを標榜しているので使えるかも知れません。

興味があるので、教えてください！
顕微鏡用対物レンズのイメージサイズ（?）は、どのくらいの大きさがあるのでしょうか？
また何という用語で呼ばれるのでしょうか？

> 顕微鏡用対物レンズのイメージサイズ（?）は、どのくらいの大きさがあるのでしょうか？

これはとても難しい問題です。詳しくはレンズ設計者にお尋ねになるの
がよろしいと思いますが、一般的に
イメージサイズ＝接眼部の１次像の大きさ＝接眼レンズ筒の内径
と言われています。
接眼レンズ筒の内径は直径２０ｍｍ程度ですが、この数字は接眼レンズ
によって異なります。最近はこれが大きくなる傾向（広視野化）があり
２５ｍｍ位のものもあります。その場合、対物レンズは２５ｍｍ径まで
カバーしています。
しかし、厳密な意味で視野全域に渡って収差のとれた対物レンズは世界
中どのメーカーも供給していませんから注意が必要です。「無収差を期
待したら像高の３割しか使えなかった。」ということも起こり得ます。
逆に像に対する要求が甘い時はもっと広い視野を期待でき、装置に組み
込む時なんかは皆結構大胆なことをやっていますよ。要は結果オーライ
で、この辺のバランスをとるのが設計の妙味でしょうね。


> また何という用語で呼ばれるのでしょうか？

視野数と呼ばれ無次元で扱われます。
「この顕微鏡の視野数は２２」、という様な言い方をします。

> > 顕微鏡用対物レンズのイメージサイズ（?）は、どのくらいの大きさがあるのでしょうか？
>
> これはとても難しい問題です。詳しくはレンズ設計者にお尋ねになるの
> がよろしいと思いますが、一般的に
> イメージサイズ＝接眼部の１次像の大きさ＝接眼レンズ筒の内径
> と言われています。
> 接眼レンズ筒の内径は直径２０ｍｍ程度ですが、この数字は接眼レンズ
> によって異なります。最近はこれが大きくなる傾向（広視野化）があり
> ２５ｍｍ位のものもあります。その場合、対物レンズは２５ｍｍ径まで
> カバーしています。
> しかし、厳密な意味で視野全域に渡って収差のとれた対物レンズは世界
> 中どのメーカーも供給していませんから注意が必要です。「無収差を期
> 待したら像高の３割しか使えなかった。」ということも起こり得ます。
> 逆に像に対する要求が甘い時はもっと広い視野を期待でき、装置に組み
> 込む時なんかは皆結構大胆なことをやっていますよ。要は結果オーライ
> で、この辺のバランスをとるのが設計の妙味でしょうね。
>
> > また何という用語で呼ばれるのでしょうか？
>
> 視野数と呼ばれ無次元で扱われます。
> 「この顕微鏡の視野数は２２」、という様な言い方をします。

ありがとうございました。
とても勉強になりました。
また宜しくお願いいたします。

はじめまして。
最近Zemaxをさわりはじめたばかりで光学の初心者でがよろしくお願いします。
少々教えていただきたいのですが、ZemaxのWavefront Mapという機能は、3Dの波面のようなものが表示されているのだと思いましたが、解釈が間違っていないかご教授ください。
確認したいことは、下記二点になります。
�@このグラフ(Wavefront Map)では縦軸０の平面が理想球面で、それに対するズレ量がλで表されていると考えてよいのでしょうか？
�AZemaxのRMSは、(X,Y)メッシュのそれぞれの位置における理想球面に対するズレ量を二乗平均平方根したものでよいのでしょうか？
念のため、Wavefrontデータをテキスト出力し、RMSを計算してみました。
64x64のメッシュのうち、実際にデータの入っている円形状の領域内の個々のデータを使いました。式は
RMS=√[Σ{(個々のデータ)^2}/データ個数]
です。
しかし、RMS vs fieldのグラフで確認するとRMSが異なるようです。
どこか、おかしな勘違いをしていると思うのですが、それが何なのか分からないのでお教えください。よろしくお願い致します。

はじめまして。私は光導波路に光を高効率に入射する研究を卒研で行っています。開口数（NA）に関して質問さしてもらいます。

コア4.5μm　屈折率n1=1.45　n2=1.47　��=1.5%　NA=0.25
の導波路にレンズを使って光（ヘリウムネオンレーザ）を集光し入射し、マルチモードファイバで出力光を受け取りました。レンズのNAは0.1,0.25,0.4,0.8です。焦点距離も正確に測定して、それぞれの出力値を測定したところ。以下のような結果になりました。

9ｄB（NA=0.1）5.5dB(NA=0.25)3.4dB(NA=0.4)3.2dB(NA=0.8)

NA=0.1はコア径にあっていないので損失が大きくなるのはいいのですが、レンズのNAが導波路のNAより大きくても損失が見られないのが疑問で、投稿しました。　クラッドと空気の間で伝搬されているのか、または、NAの損失は入射される側の直径が大きければ関係ないのか、そのあたりもよければ、ご教授願います。
長々とすみませんでした。お願いします。

> コア4.5μm　屈折率n1=1.45　n2=1.47　��=1.5%　NA=0.25
> の導波路にレンズを使って光（ヘリウムネオンレーザ）を集光し入射し、マルチモードファイバで出力光を受け取りました。レンズのNAは0.1,0.25,0.4,0.8です。焦点距離も正確に測定して、それぞれの出力値を測定したところ。以下のような結果になりました。

レンズにレーザー（シングルモードと仮定）を入射する場合、レンズの入射瞳径とレーザーのスポット径を一致させると、ガウシアンビームのすその部分のエネルギーが失われます。また、この場合には結像位置でのビームはガウシアンではなくなります。
これを避けるために、レーザービーム径を入射瞳より小さくしますが、この場合、レンズのN.A.と実際のN.A.は一致しなくなります。
記載されているレンズのN.A.はレンズ自体のN.A.（顕微鏡対物などに記載されている値）なのでしょうか？それとも、ビーム径と焦点距離から計算されて値なのでしょうか？

また、ファイバーのN.A.を超えた入射光は、クラッド内に漏れ出しますが、クラッドの界面でも反射して伝播します（クラッドモード）
この漏れ光が計測されないようにするために、ファイバーの一部の被覆を剥いて、クラッドを露出させ、マッチングオイル等に漬けてクラッドモードを逃がす必要があります。

これらの点を考慮されて、再度実験してみてはいかがでしょうか？

「レンズのNA」という表現がひっかかりました．

この場合，NAの計算は

NA≒[レンズ上のビーム半径]／[焦点距離]

となりますが，大丈夫ですか？NA=0.8を実現するのは相当大変のようですが．

> また、ファイバーのN.A.を超えた入射光は、クラッド内に漏れ出しますが、クラッドの界面でも反射して伝播します（クラッドモード）
> この漏れ光が計測されないようにするために、ファイバーの一部の被覆を剥いて、クラッドを露出させ、マッチングオイル等に漬けてクラッドモードを逃がす必要があります。
＞＞さっそく、みなさま返信ありがとうございます。ファイバの方はクラッドむき出しなので、問題なさそうです。
>NA≒[レンズ上のビーム半径]／[焦点距離]
＞＞この場合のNA計算方法をお教えいただきありがとうございます。
最大でもNA=0.16程度なので、損失が少なく測定できそうです。
　ご教授ありがとうございました。

ファイバの方はクラッドむき出しなので、問題なさそうです。
>

クラッド剥き出しの場合、クラッドの外側は空気ということになると思いますが、それでは、クラッド内を光が伝播してしまいます。

クラッドの一部を、クラッドと同等の屈折率を持つ液体に漬けて、光を逃がす必要があります。

> クラッドの一部を、クラッドと同等の屈折率を持つ液体に漬けて、光を逃がす必要があります。
早速、ご返事ありがとうございます。寝起きのため、少し寝ぼけていました。クラッドはマッチングオイル等でコーティングしたいと思います。
また、レンズは対物レンズを使用して測定しています。何か気をつける点があれば、アドバイスお願いします。

マイケルソン干渉計についての質問なんですが、
ttp://www.fujinon.co.jp/jp/products/laser/kisotisiki4_2.htm（このページの図を用います）
ミラー２が変位するとき、この干渉計が識別できる変位の測定精度を上げるにはどうすればよいのでしょうか？

テスト前の対策問題として出されたのが、
「通常測定精度はλ／４程度であるが、これをλ／７００程度にあげるためには、どのような考え方に基づき、どのような干渉計にすればよいかを説明せよ」という問題だったのです。

よろしくお願いします。

ヘテロダイン検出法を使います。
あとは調べてみてください。ではテストがんばってください。

> マイケルソン干渉計についての質問なんですが、
> ttp://www.fujinon.co.jp/jp/products/laser/kisotisiki4_2.htm（ヘテロダイン検出法を使います。
あとは調べてみてください。ではテストがんばってください。

> > マイケルソン干渉計についての質問なんですが、
> > ttp://www.fujinon.co.jp/jp/products/laser/kisotisiki4_2.htm（ヘテロダイン検出法を使います。
> あとは調べてみてください。ではテストがんばってください。

ありがとうございます！頑張ります！

マイクロレンズアレイに用いられる単位でumマイクロがありますがその中で焦点距離がｆ１２０umとありました。通常ｍｍなら大体の視野角が理解できるのですがいまいちどれくらいなのかわかりません。３５ｍｍカメラのレンズでいうとどれくらいのレンズ画角なのでしょうか？ご存知の方教えて下さい。

どんな光学系なのか判りませんが、通常マイクロレンズアレイはLCDやCCDの開
口率を改善するために使われます。そしてその画角は組み合わされる投射レン
ズや撮影レンズのFナンバーによって(概略)決定されます。したがって焦点距
離のみでは画角を類推する事はできません。
デジカメレンズの画角が焦点
距離のみでは決まらないのと同様に(理由は違いますが)、レンズというものは
どのように使うかが重要です。

初めまして。
被写界深度というものに興味が湧き、色々調べているのですが
どうしても分からない点があり、質問させて頂く事にしました。

被写界深度というものについて式で表すと、

・被写界深度=前方被写界深度+後方被写界深度
・前方被写界深度=Lf=(δ・F・L^2)/(f^2+δ・F・L)
・後方被写界深度=Lr=(δ・F・L^2)/(f^2-δ・F・L)

δ:錯乱円の直径
F:Fナンバー
L:入射瞳から物体までの距離

f^2 = fの二乗

となる(近似)そうなのですが、
この式がどのように導き出されるかが理解できません。
ご存知の方いらっしゃれば、是非教えてください。

だぶるさん、SAさんお返事ありがとうございます。
少々時間が掛かりましたが、F値とレンズの公式および、許容錯乱円
から導出することができました。
過焦点距離も後方被写界深度より導出できました。

ところで、初学者が光学について学ぶ際、これを読むべきだ
などという書籍などありますでしょうか？
右も左も分からないので、紹介して頂けるとありがたいです。

参考書ではレンズーメーカーの式と書かれている近軸結像式と、許容錯乱円から、導き出されるものです。
その結果の式で求まる無限ピント時の許容近点距離を「過焦点距離」といいます。検索をかけると丁寧な説明サイトが沢山見つかりますよ。

まず結像公式や有限のFナンバーについて理解しておく事が必要なんですが、
いかがでしょうか？

人間の目の特性として、視感度曲線と云うものが有ります。
概ね、波長が５５０ｎｍ（緑）あたりにピークをもつ山形曲線をもち、
４００ｎｍ以下、７００ｎｍ以上では、ほとんど感度は有りません。

それで、質問なのですが、理想拡散板など（ＭｇＯ全拡散等）
可視域（４００〜７００ｎｍ）の範囲で、１００％反射を持っているのに、なぜ緑色に見えないのでしょうか？

> 可視域（４００〜７００ｎｍ）の範囲で、１００％反射を持っているのに、なぜ緑色に見えないのでしょうか？

白い光を当てて見ているからですね。
緑色の光を当てれば緑色に見えますよ。

フェニックスさんの質問は、人間の視感度には波長毎にばらつきがあるのに、何故全波長のエネルギーが等しい光（即ち白色光）を「白」と感じるか？と言う事でしょうか？
脳の中に感度補正テーブルが仕込んであって、白く見えるようになっている、んじゃないでしょうか？

昔からの疑問なんですが、自分が知覚している色と、他の人が知覚している色とは同じなんだろうか、と言うのがあります。
たとえば、私が「赤」だと知覚している色は、他の人には「黄色」に見えているが、教育によって「赤」だと意識しているのでは？と言うのが疑問なんです。
これは他人の身体とすり替わらないと検証出来ませんけど（同一種の生物なので、それほど機能の差はないだろうから、馬鹿げた疑問なんですが・・・・）。

> フェニックスさんの質問は、人間の視感度には波長毎にばらつきがあるのに、何故全波長のエネルギーが等しい光（即ち白色光）を「白」と感じるか？と言う事でしょうか？

細かい事ですが、「光学サロン」なので、訂正しておきます。
白は全波長のエネルギーが等しい光ではないです。白色のスペクトルは一意には決まりませんが、例えば太陽光では緑くらいにピークがあります。

一番強い光に対する感度が一番強いというのは理にかなった選択ですね。（生き物として）

> 白は全波長のエネルギーが等しい光ではないです。白色のスペクトルは一意には決まりませんが、例えば太陽光では緑くらいにピークがあります。

自分にツッコミ。
よくホワイトノイズと言いますが、考えてみると、あれおかしいよね。
ホワイトノイズは茶団子さんの言うとおりに、スペクトル密度が一定のノイズの事ですからね。
これは何色くらいになるのかな？マゼンタノイズ？

> フェニックスさんの質問は、人間の視感度には波長毎にばらつきがあるのに、何故全波長のエネルギーが等しい光（即ち白色光）を「白」と感じるか？と言う事でしょうか？
> 脳の中に感度補正テーブルが仕込んであって、白く見えるようになっている、んじゃないでしょうか？
>
> 昔からの疑問なんですが、自分が知覚している色と、他の人が知覚している色とは同じなんだろうか、と言うのがあります。
> たとえば、私が「赤」だと知覚している色は、他の人には「黄色」に見えているが、教育によって「赤」だと意識しているのでは？と言うのが疑問なんです。
> これは他人の身体とすり替わらないと検証出来ませんけど（同一種の生物なので、それほど機能の差はないだろうから、馬鹿げた疑問なんですが・・・・）。

馬鹿げた疑問ではなくて、そのことで悩んでいる人は多いです。
色盲では職業にも制限があります。

色盲の人がそのヒントを与えてくれます。

緑、赤が分からないという、色盲の人間はいます。
色盲には詳しくないのですが
何らかの神経伝達での酵素などの不足、とか合成障害で起こるようです。
性染色体の上にその決定遺伝子があるようです。
簡単に言えば、神経受容体・伝達過程での何らかの物質の不足で起こるようです。
言い換えれば、フイルムが白黒のようです。カラーフイルムではないのです。
詳しく、今度調べた時に、今までにわかっている範囲内で
ご説明させて頂きます。

先日年甲斐も無く？「画像情報技能検定」というのを受けたのですが、その問題中に「赤緑色盲のシミュレート画像」が出ていました。それによると確かに赤と緑の彩度が著しく低く「白黒」のような像でした。

緑と赤の区別が出来ない色盲の人が多いです。
これにも段階があります。
少しは分かる人とまったく区別できない場合まで
あります。
色弱から完全な色盲まで、

緑色の認識が困難な人が多いです。

男性が多いです。
遺伝子は二列になっています。
男性では片方が異常であれば発病します。
女性では両方の同じところの異常で発病するからです。
性染色体XXが女性で、XYが男性です。

Yの上に色盲に関す遺伝子がある様です。

動物の目は二つのことが多いですが、
昆虫は二つですが
目に角膜が沢山あります。目は二つですが、
複眼です。沢山の像が目に写っているようです。
それで何を見ようとしているのでしょうか？
人間とは同じ世界をかなり違うように見ているようです。
たぶん、紫外線とか赤外線とかが彼らにとっては
生きるために重要なのでしょう。
でも視角を認識する器官の基本的な構造は
大変よく似ています。
聴覚、平衡感覚、嗅覚に関しても似ています。
ただ、末端の感覚器が分化して違うだけのようです。
簡単に言うと回路は同じですがカメラとかスピーカー、とか
マイクが違うようなものです。
伝達する本質的な神経回路・神経伝達物質・神経受容体の構造は
似ている場合が多いです。
でも昆虫まで、それ以下の生物に関しては原始的な単純な構造で感覚器官の段階に達していない者も多いです。

> 動物の目は二つのことが多いですが、
私は左右の目で色が違って見えるように感じます。
色温度が5500Kと3000Kの違いくらいに。

> > 動物の目は二つのことが多いですが、
> 私は左右の目で色が違って見えるように感じます。
> 色温度が5500Kと3000Kの違いくらいに。
もともと目が2つあるのには、少し左右で違うのが意味がります。
もともと位置が少し違うので違うものが見えるのです。
右目の見る像と左目の見る像は僅かに違います。
それを脳で処理して、例えば簡単な例では、
立体視、距離感などが出来ます。
これは、簡単でありカメラを二つ用意して、写真を撮りその像を別々において、両目で見れば立体に見えます。
話が脱線していますが、

5500Kと3000Kでは、
どちらを脳が採用するかの問題です。

脳の働きのうちで、ひとつしか採用しないという事があります。
二つ見えてもどちらかしか採用しません。
ひとつのものを二つの目が違うように二つ見ても
片方だけを採用しています。
たまに、物が二重に二つ見えることもありますが、
混乱してきて、そのうち片方を消してしまったりします。
また。考えている事も同時期にはひとつです。
つまり、同時に二つのことをまったく同時には考えられません。
カメラとか、コンピュータには出来るのですが、人間では思考は同時期、同時間にはひとつしか認識・思考できません。
簡単に説明すると、脳の役割を二つに分けて
二人の人間が一人の人間の中にいるように
思考できないという事です。
このひとつしか認識できない性質のために極端に像が違うと
人間の場合は片方を使わずに、
子供では片方の目の認識・識別機能が発達せずに、
いわゆる弱視になります。
見えにくい状態の事です。
云いたいのは、二つ目は、少し違う見え方に大きな意味があるということです。
少しだけ違うとちょうど良いのです。
その差を利用して考えられるようなのです。

もっとも、沢山違うと
どちらが正しいのか混乱してしまう
または、片方の情報を消してします
ようですが

> > 動物の目は二つのことが多いですが、
> 私は左右の目で色が違って見えるように感じます。
> 色温度が5500Kと3000Kの違いくらいに。
私も両目で色の感じがわずかに異なります。
ただ、abさんほどでは無いですし、体調によっても違いますので普段はその差を感じる事ができません。
何かの時に、片目づつ目を閉じて比べると、少し違うなという程度です。

> > 動物の目は二つのことが多いですが、
> 私は左右の目で色が違って見えるように感じます。
> 色温度が5500Kと3000Kの違いくらいに。
ちなみに「がちゃ目」で、視力が左1.5、右0.7くらいです。
これも色味の感じ方に影響あるのでしょうか？

あると思います。
角膜の混濁の程度、水晶体の混濁の程度、網膜の認識の程度。視神経の伝達の仕方、その後、脳の上丘「脳の神経核です」それから視束、最後は脳の皮質の細胞に情報が行きます。
角膜、水晶体、網膜、感覚受容体、視神経、脳みその順です。
それと左右の情報を視神経で半分ぐらいは交差させます。
神経の受容体での情報の交換は、
物質であるホルモンによる。
神経の興奮は、神経膜の電気的な情報伝達です。

でもこれ以上は、まだ不明です。

> あると思います。
> 角膜の混濁の程度、水晶体の混濁の程度、網膜の認識の程度。
ご回答いただきありがとうございます。
現象は片目のほうが「黄ばんで見える」感じです。
以前は気にならなかったので、歳とともに黄色く濁ったのでしょうか。

考えられるのは白内障です。
矯正して視力が0.9-0.8以上出ない場合は
角膜、とか水晶体を見ます。次に網膜を次に眼圧を測ります。
眼圧は8−22までぐらいが正常です。
でも、普通は糖尿病とか高血圧が無ければ
頻度的に、水晶体のにごりの白内障を考えます。
でも矯正視力が0.8以下ならば眼科で調べてみてください。
占いのたぶんでは誤診のもとですから、
水晶体は中心部ににごりやすいところがあります。
渦巻状に薄い膜のようなものでレンズが出来ているのですが
中心部が核になっていてにごりやすいのです。
たまねぎの皮のように出来たレンズです。
角膜のにごりは外からでも鏡に映して見れば解かります。
特に、糖尿病とか高血圧とか膠原病は普通人より
早くなりやすいです。
普通人でも高齢になるとたいていは幾分かはなります。
視力障害が日常生活に支障・差し障りが出るかどうかです。
結論、
支障を感じれば、検査して調べて治療できれば治療してください。
白内障は、水晶体をとって綺麗な透明なレンズに変える手術で
約15−40分の手術です。もちろん術前検査は必要です。
日帰り手術が多いです。
保険適用あり。費用２−１０万円ぐらいか？
費用の事は忘れています。正確ではありません。聞いてきてください。
成功率は非常に高いです。
適用があれば成功率はほぼ100％に近いです。
でも上手くいかないことは時々ありますが、

1　水晶体の疾患
白内障、レンズの濁り
老眼、焦点距離を変えられる水晶体の厚さが
少ししか変えられなくなる事。
2　角膜の疾患
乱視、近視の進行、角膜の濁り、紫外線による障害等
3　網膜の疾患
網膜剥離、眼底出血など
4　緑内障
眼圧があがり視野が狭くなる事が多い。
電気の傘が二重に見えたりすることで気づくことが多い。
その他、ガラス体の濁り、
神経伝達路の異常とかもあります。
頻度は1,2,3,4です。

亀レスすみません。
人間ドックで少し眼圧が高いって云われたことがあります。
今度眼科に行って検査してもらうつもりです。
ありがとうございました。

> 亀レスすみません。
> 人間ドックで少し眼圧が高いって云われたことがあります。
> 今度眼科に行って検査してもらうつもりです。
> ありがとうございました。

眼圧の正常値は20−23以下です。
24−28以上ぐらいで視野が狭くなる事が急激に多くなります。
症状の第一は視野の狭窄「狭くなる事」です。
でもなんともない人も多くいます。
28以上はほとんどが
一応検査が必要です。

色盲は違う色を区別できないのであって、茶団子さんの疑問はちょっとそれとは違うのかなと感じました。例えば赤と緑が逆に見えている人がいたとするとこれは色盲ではありませんが、茶団子さんの見え方とは（多分）違うはずです。こうなると本当に感覚どうしを比較する方法がない以上どうすることもできないのでしょうね。少々脱線してしまいますが、数年前、痛さの世界共通単位ができたというデマが流れたことがありましたね。単位の名前を「ハナゲ」と命名したとかで、箪笥の隅に足の小指をぶつけるとおよそ3000ハナゲだそうで、分娩は２メガハナゲだとか・・・。このような感覚計測は永遠のテーマなのでしょうね。

白については多分に脳の補正が入っています。白いと思った紙でも、もっと白い紙を見るととたんに黄ばんで見えます。蛍光灯の光でも慣れると緑には見えません。カラーフィルムやプリンタや複写機や液晶など色を専門に扱っているエンジニアは何等かの色に対する定義を持っているのではないでしょうか。

> 数年前、痛さの世界共通単位ができたというデマが流れたことがありましたね。単位の名前を「ハナゲ」と命名したとかで・・・

どんどん脱線してしまいますが、よく砂糖の５００倍甘いとかありますよね。あれどうやって計るか知っていますか？
答えは、水で５００倍に薄めた時、同程度の甘さに感じるという事らしいです。
私は、それはちょっとおかしいのではないか？と思ったのですが、工業用途としてはこれで良いようですね。どの程度その甘味料を使えばよいのか、だいたい分かるからです。

この理屈だと、鼻毛を２００万本一度に抜くと分娩の痛みを知る事ができる事になりますね。（そんなに鼻毛ないけど）

> > 数年前、痛さの世界共通単位ができたというデマが流れたことがありましたね。単位の名前を「ハナゲ」と命名したとかで・・・
>
> どんどん脱線してしまいますが、よく砂糖の５００倍甘いとかありますよね。あれどうやって計るか知っていますか？
> 答えは、水で５００倍に薄めた時、同程度の甘さに感じるという事らしいです。
> 私は、それはちょっとおかしいのではないか？と思ったのですが、工業用途としてはこれで良いようですね。どの程度その甘味料を使えばよいのか、だいたい分かるからです。
>
> この理屈だと、鼻毛を２００万本一度に抜くと分娩の痛みを知る事ができる事になりますね。（そんなに鼻毛ないけど）

そうですね。医療とかの分野では理論よりも実用を優先しています。
とにかくそれで何とかやっているという事です。
現実に、痛みの測定方法が無い以上、取り合えず、
そのやり方で間に合わせておくというやり方です。
理論的には、おかしいことも多いです。
それはそれで使っておいて、もっと便利な単位が出来たらそれを
又使おうという事です。
痛みも、痛いとか、そんなに痛くないでは
あまりにも科学的ではないので、作ろうという試みの現れであると思います。
医学は、科学なのですが、
科学になったのはごく最近でありいい加減なところが多いのです。
ほんの少し前まで、占い師とかに近いものだったといっても過言ではないのです。
日本では、高々、５０年です。
西洋でも１５０年以内です。
科学といえるようになったのは、
私の感想ではここ30年間の急激な検査機器と遺伝子の事、測定機器、画像診断機器の発達したお陰です。

白色に関しては、人間の感覚器の方から説明してみますと、
色を認識する視神経での感覚受容装置は、3個しかなく
それぞれが、緑、青、赤を同じ程度に認識して興奮すると
何らかの興奮を脳に伝えて、脳で青、赤、緑の色と認識せづに白色と認識するようです。
でも訓練すれば色の濃さの程度の差を認識して
「赤みを帯びた白」「レッドホワイト」ホワイトレッド」とかとさらに細かく認識できるだろうと思います。
完全な白は、本当の真空が出来ないのと同様に、殆ど存在しないともいえると思います。
結論として、
人間の網膜には3つの色を認識する感覚受容体の器官しか無いという事です。その器官がたぶん3っの光を同程度に受信した時に
白色とたぶん認識するのだろうという事です。

> 色盲は違う色を区別できないのであって、茶団子さんの疑問はちょっとそれとは違うのかなと感じました。

でも結構よいところをついていますよ。
というのも実は自覚していない色盲の人というのが結構世の中にはいるのです。その人たちは白は白と認識していると自分では感じています。でも本当は赤とか緑とかに対する感度が普通の人よりも低いのです。
理由はわかっていませんが、人間の場合白を白と感じる幅はかなり広く、あいまいであり、また何を持って白とするのかは個人差もあるし、またそのときの状況でも変わります。

たとえば光源の色温度というのをご存知でしょうか。
実は太陽からの光のスペクトルは昼間と朝方・夕方では異なりますし、蛍光灯のスペクトルも異なります。これを色温度で通常表します。
とすると、人間の目に入る青・緑・赤のスペクトルはたえず違っているわけですから、同じ白に見えるということ自体がおかしいのです。
でも夕焼けの光であればさすがに白いものも赤く見えますが、大体は知らないうちに人間の脳内の処理で補正しています。

なので、そういう補正のないＣＣＤカメラやフィルムだとホワイトバランス（色温度補正を行います）を取らないとすごいことになるわけですね。

面白いのは現在の照明の色温度を自動的に頭の中で補正し、適切に白をしろと認識しますが、もちろん勝手に自由な補正をするわけではありませんので、赤を白と認識したりすることは無いのです。

色温度によるスペクトルはプランクが見つけた黒体放射式に他なりませんので、人間はみなこの方程式を頭の中に持っているということになります。

実に不思議な脳の機能だと思います。

> でも結構よいところをついていますよ。
> というのも実は自覚していない色盲の人というのが結構世の中にはいるのです。その人たちは白は白と認識していると自分では感じています。でも本当は赤とか緑とかに対する感度が普通の人よりも低いのです。

そうなんですか。やはり脳による学習と補正を抜きには考えられないわけですね。「区別できない」のは問題ですが、「誤解」しているのは案外実生活では問題にはならないのかもしれません。

ところで、太陽光の下で見た白いもの（酸化マグネシウムとか）を白いと感じたその白さをブラウン管や液晶モニターでも感じられるというもの考えてみれば不思議です。三原色をどんなに組み合わせてみても太陽光のようなスペクトラムには決してならないのですから、それでも同じ白に見える方が不思議です。

よく、可変色光源なるものが売られていますが、3色LEDをコントロールしているだけというものもけっこうあります。目で見ると滑らかにあらゆる色が出せるのですが、物理的には飛び飛びのスペクトラムであることには変わりないのですから、可変色と言ってよいものなのでしょうか。（色という語はあくまで人間の視覚を対象にした語なのでしょうか）

特に質問というわけではなく独り言にすぎませんが、数本のスペクトラムの異なる強度組み合わせに対して同じ色に感じるという組み合わせはあるのでしょうか。


> 実に不思議な脳の機能だと思います。
本当ですね。聴覚に対しても同様のことがあるようです。

> 特に質問というわけではなく独り言にすぎませんが、数本のスペクトラムの異なる強度組み合わせに対して同じ色に感じるという組み合わせはあるのでしょうか。

この疑問については，明確な答えが存在します．人間が色を識別するのは，
赤，青，緑に特に感度が強い三種類の感覚細胞があり，それぞれの細胞の
信号強度の比率が「色」として認識されているわけです．

従って，同じ刺激が与えられるような三種類の線スペクトルを与えて
やれば，人間には全く区別が付きません．

ところが，この視細胞の感度特性というのが複雑で，単に三原色を用意する
だけではだめというのが最近のデジタルカメラの話題です．

http://www.sony.jp/products/Consumer/DSC/DSC-F828/feat1.html

拙文に対して皆様から色々とお知恵を頂き有り難うございます。
もう少
し勉強してみようと思います。

目の色に関しての知覚では、補色残
像という現象があります。赤い物を見ておいて、パッと白い物を見ると暫く
緑に見える、と言う現象ですが、きっと目が赤色で飽和するのを防ぐために
、逆の色でオフセットを掛けて少しでもニュートラルな色（すなわち白）に
近く見るための補正手段なのでしょうね。
非常に賢く精緻な働きですが
、逆に意外と簡単にだまされる事もあって、例えばカラー印刷では、黄・赤
・青・黒の4色のインクだけで、写真に写った、金時計から人の肌、木材等
まで、そのものズバリ（と認識させるよう）に再現できると言うのも、思え
ば不思議な事です。これも知覚の不思議と言えるでしょうね。

やっ
ぱり「色の道は難しい」ですね

> エンジニアは何等かの色に対する定義を持っているのではないでしょうか。

測色用として、標準の光と言うものが定義されています。昼光タイプやタングステン（電球）タイプなど数種あります。それらと同等の分光分布を持つ光が「白色」です。
その他に、黒体放射に近似した分光分布も「白色」として扱われます。
モニタやデジカメの設定にある「色温度」と言うものがこれです。
もちろん人によらず「見え方」が同じになる保証はありません。

感覚には個人差が激しいようですね。
痛みは個人差が大きい。でも視感覚は人間同士では感覚の受けとりかたの差は小さいです。
聴覚・嗅覚は間違いが良くあります。
視角は生命の維持に非常に大切ですから
間違いとか受け取り方のさは小さいようです。
ちなみに幻覚がみえるとかなりの精神異常だろうとみなす事が出来ます。
幻の匂い、幻聴は良くあります。
普通人でも時々起こります。
話が、かなり脱線していますが、
結論
物理的な現象で起こる事と
感覚的な問題を区別して考える事。
両者を考えて総合的に再考・再認識する必要がある。
そうするとより正しい理解が得られるだろうとも思います。
でも両方は一人で勉強して理解するのは相当の
博学な哲人でないと難しい。
のかなーとも思います。

> 物理的な現象で起こる事と
> 感覚的な問題を区別して考える事。
> 両者を考えて総合的に再考・再認識する必要がある。
> そうするとより正しい理解が得られるだろうとも思います。

NSPです。鉄腕アトムさんは、まさに、正しく言い当てられていると思います。
３原色なのに、なぜ４色が必要なのかも、そこに原因があるのです。
人間が神経で感じる原色と現実世界の理論的（物理的）原色と光学材料の技術的制約の上に設定される原色はそれぞれ違います。

一番激しく違うのは神経の三原色です。
ＲＧＢそれぞれに相当する視神経があります。しかしこの刺激の色は私たちが知っている３原色とは違います。それぞれの神経の色選別機能がもともとシャープではないので、赤色の光は赤の神経のほかに一部緑の神経を刺激しています。また青の光も青神経のほかに一部緑を刺激しています。緑光はもちろん緑神経の刺激が一番強いのですが、なんと、３神経ともに刺激してしまいます。だから、視神経での純色（１神経だけが刺激される色）は誰もみたことがないのです。ただわかっていることがあります。

赤と赤外線の境界の赤と紫と紫外線の境界の色は、１神経刺激の純色だろうということです。緑の神経現色は幻覚以外、人は見たことがありません。

ＬＳＤなどで幻覚を見た人が鮮やかな、「色をみた」経験をするのはこの辺に理由があるのでしょう。　For Your Information

NSPです。
比較的読みやすくて、これらの内容が非常によく説明されている本があるので紹介します。
岩波新書　４４　色彩の科学　金子隆芳　著
私は、この１冊でずいぶん理解を広げることができました。
　同じく、この姉妹著書に　色彩の心理学　もあります。
専門書ではないので、わかりやすいです。（それに文庫本なので安い）
歴史的背景や、トピックが豊富で、知識欲を満たしてくれます。
、かなり高度の専門知識が身に付くと思います。

色盲のこと、色彩感覚の原理など広範囲のことにふれています。

おすすめです。

NSPです。
比較的読みやすくて、これらの内容が非常によく説明されている本があるので紹介します。
岩波新書　４４　色彩の科学　金子隆芳　著
私は、この１冊でずいぶん理解を広げることができました。
　同じく、このシリーズに　色彩の心理学　もあります。
専門書ではないので、わかりやすいです。
しかし、かなり高度の専門知識が身に付くと思います。

色盲のこと、色彩感覚の原理など広範囲のことにふれています。

おすすめです。

色の道は険しいですが、色は色々と楽しそうですね。
ついでに感覚器官のことも随分と分かってきているので
自分なりに「色の道を」研究してみます。

「色の道とは」変な意味ではない事もないです。

色気は人間には食欲以上に重要なもののようです。
女性にも色気は必要です。
もちろん男には不可欠です。

色彩の色も色気と同様に注意深く研究してみます。

小生の疑問が、思わぬ展開になり驚いています。
皆様のお話、大変興味深く拝見致しました。
でも、何か分かった様な気がして来ましたが、
それは、人間が絡む事象は、定量的、絶対的評価は困難なんだと云う事がです。
私の会社も最近評価システムとか導入され、勤務評価され始めてますが、
これこそ、「人が人の評価をすると云う神の領域を侵す暴挙」じゃない？
と給料の下がった一技術者の愚痴もでますね。
皆様、有難う御座いました。

> 私の会社も最近評価システムとか導入され、勤務評価され始めてますが、
> これこそ、「人が人の評価をすると云う神の領域を侵す暴挙」じゃな
評価のメリットとデメリット
評価には前提と目的と基準があります。
目的を社員の給料をケチおつけて下げるための場合は
大いに反対しましょう。
よいところを評価して所得を増やすような目的でぜひ超過するように

よい意味で評価システムを洗脳ししておきましょう。

「自由曲面プリズム方式」を採用した薄型レンズユニットを
オリンパスが発表しました。すごいですねえ。
http://www.olympus.co.jp/jp/news/2004a/nr040126fsluj.cfm

> 「自由曲面プリズム方式」を採用した薄型レンズユニットを
> オリンパスが発表しました。すごいですねえ。

よくこんなややこしい事をやる気になったなという所が、凄いですね（笑）
なんか妙に高度な技術が妙な目的に使われているなぁと感じました。
確かに、携帯があまり厚くなるのは嫌ですよね。

私は携帯の厚さがレンズの性能限界を決めてしまうと思っていましたが、あっさり破られてしまいそうです。必要に迫られれば進歩するんですね。

すごいですねぇ。
製造・組立精度がすごそうな気がしますが。あと信頼性も。

そこで、ひとつ質問です。
> 私は携帯の厚さがレンズの性能限界を決めてしまうと思っていましたが、
とありますが、光ピックアップのように立上ミラーをつかって、
光学系の軸をまげて設計する方法はどうですか？
レンズの径で厚さが決まりますが。
レンズのディメンジョンが全く分からないので、
まと外れな質問かもしれませんが、よろしくお願いします。

ダハプリズムの発展系といった感じですね。精度が必要なんでしょうね。

それと説明にある
「光路を幾重にも折り曲げて撮像素子へ入射する特長から、
CCDなどの撮像素子の中心から周辺部まで光を均等に垂直入射
させることができます。」
の理由がよく判らないのですが、どなたか判りやすく説明して頂けない
でしょうか？宜しくお願いします。

確かにすごいですねえ。

ここの会社は、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）用に自由曲面プリズムを使った光学系を開発した実績がありますので、それをさらに応用展開したのかもしれませんね。

古典的な共軸光学系は薄型化に限界がありますが、これはそれを打破する一つの有力な解ですね。
プリズムは２ケしか使っていませんが、光学的作用面は屈折面４、ミラー面３と比較的多くの自由度があるため、収差補正に成功したのだと思います。
それにしても大きな偏芯系ですから、設計者の方は相当な苦労をされたことでしょう。

上のご質問ですが、「像側テレセントリックにするには、絞りと像面の間の光学系の”前側焦点”に絞りを配置すればよい」という点を思い出してください。
構成図から推察すると、２個のプリズムの間の空間に絞りが配置されているように思えます。その絞りから像面までの距離が比較的長く、その間に正のパワーを持った面（凹面ミラーや凸屈折面）が配置されているので、その前側焦点と絞り面を合致できたのだろうと思います。

> 構成図から推察すると、２個のプリズムの間の空間に絞りが配置されて
> いるように思えます。
レンズ屋様、さすがですね。
今日会社で検索したら、まさに、
『２個のプリズムとその間に絞りを入れたことを特徴とする結像光学系』
（思いっきり要約）という特許がオリンパスから出ていました。

すみません、特許番号を失念してしまいました。
特願２０００−？？？？？？？、特開２００２−？？？？？？？
としか覚えておりません。

> 『２個のプリズムとその間に絞りを入れたことを特徴とする結像光学系』
> （思いっきり要約）という特許がオリンパスから出ていました。
>
> すみません、特許番号を失念してしまいました。
> 特願２０００−？？？？？？？、特開２００２−？？？？？？？
> としか覚えておりません。

特開2003-084200だと思います。
実施例を見ていると、いろいろ苦労があったんだろうな〜と思います。

自由曲面は研磨できるのでしょうか？
射出成形→ＭＯプレス
しかし、光路長でパワーを稼ぐとすればガラスではなく
プラスチックと言う選択になるように思いますが……

はて

> 構成図から推察すると、２個のプリズムの間の空間に絞りが配置されているように思えます。その絞りから像面までの距離が比較的長く、その間に正のパワーを持った面（凹面ミラーや凸屈折面）が配置されているので、その前側焦点と絞り面を合致できたのだろうと思います。

やはりテレセン系なのですね。
日経の記事には、「”ほぼ直角に”入射させる事が出来る」と、比較的正直というか、正確な記述がされていました。

> 確かにすごいですねえ。
>
> ここの会社は、ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）用に自由曲面プリズムを使った光学系を開発した実績がありますので、それをさらに応用展開したのかもしれませんね。
>
> 古典的な共軸光学系は薄型化に限界がありますが、これはそれを打破する一つの有力な解ですね。
> プリズムは２ケしか使っていませんが、光学的作用面は屈折面４、ミラー面３と比較的多くの自由度があるため、収差補正に成功したのだと思います。
> それにしても大きな偏芯系ですから、設計者の方は相当な苦労をされたことでしょう。
>
> 上のご質問ですが、「像側テレセントリックにするには、絞りと像面の間の光学系の”前側焦点”に絞りを配置すればよい」という点を思い出してください。
> 構成図から推察すると、２個のプリズムの間の空間に絞りが配置されているように思えます。その絞りから像面までの距離が比較的長く、その間に正のパワーを持った面（凹面ミラーや凸屈折面）が配置されているので、その前側焦点と絞り面を合致できたのだろうと思います。

これはガラス→プラと言うことでしょうか？

回折限界の式を数式でどうやって導くのでしょうか？

> 回折限界の式を数式でどうやって導くのでしょうか？
フレネル＝キルヒホッフの回折式からフランフォーファ回折式（レンズあり）を近似で導出して、それに円形開口を導入して解くと、ベッセル関数が出てきます。
それが回折限界を表しています。
円形開口が面倒であれば矩形開口という手もありますが、それだと１．２２（又は０．６１）の係数は出てきません。

よくわからなければ光学の本で円形開口のフランフォーファ回折式を導出している物を探して下さい。

では。

お世話になります。
デジカメの仕様のところにによく35ｍｍ
換算とありますがこの計算方法が良くわかりません。
例えばデジカメの焦点距離が5ｍｍぐらいだとしたら
35ｍｍ換算にするといくらになるのでしょうか？
できれば計算式も教えてください。
よろしくお願い致します。

CCDの大きさは多種多様なので、
まずはＣＣＤの大きさを把握する必要があります。

> CCDの大きさは多種多様なので、
> まずはＣＣＤの大きさを把握する必要があります。
CCDの大きさを把握しないとだめなんですか？
元になる計算式みたいなのは無いんでしょうか？

y=f・tanθ
上記の式で、yは像高（CCDの対角線長の半分が最大像高）、
fがレンズの焦点距離、θが画角です。
レンズ換算は画角θを同じにするfを求めることになるので
y（即ちCCDサイズ）がわからないといけません。

> y=f・tanθ
> 上記の式で、yは像高（CCDの対角線長の半分が最大像高）、
> fがレンズの焦点距離、θが画角です。
> レンズ換算は画角θを同じにするfを求めることになるので
> y（即ちCCDサイズ）がわからないといけません。
なるほど。
となるとたとえば像高が４で焦点距離５ｍｍだとしたら
y=f・tanθ
に代入してtanθを求めますよね。
そしたらtanθを同じにして３５ｍｍの焦点距離を
求めればよいのですか？
間違っていたらすみません。

その通りです。
yの値はレンズ設計では対角線長の半分として計算しますので、
ライカ判のカメラではy=21.633mm、1/2インチCCDではy=4.0mmです。
CCDの呼称とサイズは一致しませんので、注意ください。

2/3インチCCD： 8.8�o（W）×6.6�o（H）
1/2インチCCD： 6.4�o（W）×4.8�o（H）
1/3インチCCD： 4.8�o（W）×3.6�o（H）
1/4インチCCD： 3.6�o（W）×2.0�o（H）

みなさん初めまして。
私はレンズ設計の仕事をしています。
まだまだ未熟者ですがよろしくお願いします。

現在、デジタルカメラの受光素子のサンプリングによるＭＴＦ特性を
考えているのですが良く分かりません。
どうしてもＳＩＮ像の位相によって値が変わるので一意的に定義でき
ないような気がします。
よい考え方があれば教えていただけないでしょうか？
開口や補完などの影響はなんとなく分かるのですが。
また、良い書籍があれば教えてほしいと思います。

ＳＡさん、こんばんわ。
私は光学の専門ではないですが、質問内容は光学というより数学に近いので回答できると思います。

正弦波画像のＣＣＤ出力値が得られたなら、それからＭＴＦを求める事は原理的には何も難しくは無いと思いますが？

＞ＳＩＮ像の位相によって値が変わるので一意的に定義できないような気がします。

アナログ波形では、正弦波の振幅は最大値-最小値で出せますが、デジタルではちゃんとフーリエ変換する必要があります。フーリエ変換後に得られる値（振幅）は、正弦波の位相に関係なく一定となります。（同じ振幅の正弦波をサンプリングした場合）

開口率をゼロ、つまり理想的なサンプリングが行われた場合はサンプリング自体によってはＭＴＦは変化しません。実際にはＣＣＤの開口率はゼロではないので、ＭＴＦが変化します。（実用する場合、これは無視できないと思いますよ。）

ＳＡさんはどこでつまずいているのでしょうか?

村瀬さん、ご回答ありがとうございます。
私のつまづいているところは
、サンプリングによって発生するエリアジングの定量化の部分です。ピッチ
Ｐでサンプリングした場合、サンプリング前のフーリエ変換によって得られ
るＦ（ω）が、空間周波数１／Ｐごとに周期的に繰り返すエリアジングの効
果ですが、これが結果のみでなくフーリエ変換によってどう計算されるのか
（確かに光学よりも数学の基本的問題？）が良く分かりません。

例
えばですが、サンプリングピッチＰではなく、サンプリングピッチ２ＰのＣ
ＣＤをピッチＰ分横にずらして２つの画像を合体させるとき、横方向だけで
考えれば、ピッチＰが再現されるはずですが、それぞれ（２Ｐ）と（２Ｐで
Ｐずらし）で発生したエリアジングがどうキャンセルされてピッチＰのエリ
アジングになるのかが分からないというところです。

ＳＡさん、こんにちは。

サンプリングという行為に対する基本的な部分への質問ですね。
王道はデジタル信号処理の教科書を１冊全部読む事ですが、敷居が高いと思いますのでＳＡさんの疑問に付き合います。

まず最初に指摘しておきたいのは、エイリアシングとモアレは別物です。ＳＡさんの言われている現象はモアレと呼ばれるものです。
周期Ａの正弦波をＡ／２に近い周期でサンプリングすると、ビートしたように振幅の大きい部分と小さい部分が発生する事を言われているのですよね？
この状態は正しいサンプリング結果であって、何か余計な誤差が含まれている状態ではありません。このビート状の正弦波をフーリエ変換すると正しく元の正弦波の成分だけが正しいレベルで出てきます。余計な成分は出てきません。

ですので
＞サンプリングによって発生するエリアジングの定量化の部分です
これはゼロです。（モアレが発生しているだけなので）

モアレというのは、サンプリングされた周期的な波を人が見たときに変に感じる現象を指しているので、それ自体は何も問題はありません。正しくサンプリングが行われた結果です。

エイリアシングは折り返し歪みと言われるように、余計な成分が混合された状態です。例えば周期Ｐの波を周期Ｐでサンプリングすると直流成分のように見えます。これがエイリアシングです。正弦波の周期をサンプリングピッチの２倍より大きく選べば避ける事ができます。
エイリアッシングが発生するような条件で（つまりピッチＰの２倍以下の周期の正弦波を対象として）処理をしたいという事でしょうか？これはまったくお勧めしません。

> 私のつまづいているところは
> 、サンプリングによって発生するエリアジングの定量化の部分です。ピッチ
> Ｐでサンプリングした場合、サンプリング前のフーリエ変換によって得られ
> るＦ（ω）が、空間周波数１／Ｐごとに周期的に繰り返すエリアジングの効
> 果ですが、これが結果のみでなくフーリエ変換によってどう計算されるのか
> （確かに光学よりも数学の基本的問題？）が良く分かりません。

私も数学が苦手なのでフーリエが必要となる領域はさっぱりですが、sin波に限れば比較的簡単に導出できると思いますが。
たとえば入力波を
I(x) = Io x [sin{2πf(X+Xo)}+1]/2　(f:空間周波数、Xo:画素に対する位相差)
などとして、中心が座標 X にある開口A、ピッチPの画素が受ける光量S(X)は X-A/2 から X+A/2 まで定積分すれば得られます。
通常はこの式から最小値と最大値を求め
(MTF値) = {(最大値) - (最小値)} / {(最大値) + (最小値)}
などとするのですが、これでは不完全です。
S(X)をPで正規化する(P = 1/fs で割る)と見通しが良くなるのですが、そのときに
X = N x P = N / fs (Nは整数、画素の中心はPの整数倍の距離に並ぶ)
F = f / fs , 開口率:R = A / P
としてFやRやXoを変えながら、各画素の受ける光量をグラフ化してみると、ナイキスト周波数を超えるとモアレ(エリアシング)が発生する様子が解ります。

追記ですが、ナイキスト周波数においては位相によってはMTF値が0になります。この点最初にSAさんが「ＳＩＮ像の位相によって値が変わる」とお書きになったのは正しかったわけです。

村瀬さん、だぶるさんいろいろ教えてくださりありがとうございました。

一定の理解を得ましたので報告します。といっても自己流です。
線像分布関数をｆ（ｘ）とします。簡単のためにこれは左右対称な形にします。これを通常のフーリエ変換した関数Ｆ（ω）は、
Ｆ（ω）＝∫ｆ（ｘ）cos(2πωｘ）ｄｘです。
これはｄｘが十分小さいなら、ｘ＝npとして
　　　　≒∝　Σｆ（np）cos(2πωnp)
としてもいいことが言えます。
ＭＴＦは最後にＦ（０）＝１に規格化するので、dxは消しました。
しかしこれはほかならぬピッチＰでサンプリングしたものと同じです。
ピッチＰが十分小さければ、Ｆ（ω）を十分再現しているのですが、
じつはn=1,ω=1/pのときに、p<<1より、f(0)=f(p)とできて、同じ値がω=n/p周期に繰り返されていることが分かります。
これは、村瀬さんのおっしゃる、直流成分に相当するところと言えそうです。Pが十分小さいので、ωは例えば1000000000億万本とかであればなにも気にする必要はないのですが、これがP=0.003mmとかになると光学的な線像分布に対して無視できません。どうなるかというとつまりは、n=0としての正規像のＭＴＦと同じＭＴＦが、ω=1/pごとに繰り返し、これが折り返しとしてωの低周波成分に０以上の値を持って来た現象がモアレと思います。
そして、エリアジングというのはこのＭＴＦの折り返し全てを指し、モアレとの違いは、「エリアジングが低周波におよび、観察者に有害になるパターンを再生した現象をモアレ」と理解できるのではないでしょうか？

みなさんのおかげで私なりに一定の理解をえることができました。
ありがとうございました。

ＳＡさんの説明を読むと、多分間違った理解をされているのではないかと思います。

＞これがP=0.003mmとかになると光学的な線像分布に対して無視できません。どうなるかというとつまりは、n=0としての正規像のＭＴＦと同じＭＴＦが、ω=1/pごとに繰り返し、これが折り返しとしてωの低周波成分に０以上の値を持って来た現象がモアレと思います。

Ｐが対象画像に対して荒い場合（つまり対象画像が、２Ｐ以下の周期の正弦波を含む場合）たしかにエイリアシングが発生します。しかしそれは正規像のＭＴＦと同じＭＴＦがω=1/pごとに繰り返すのではありません。

たとえば周期1.5Pの正弦波をピッチＰでサンプリングしてフーリエ変換すると、周期0.5Pの位置に周期1.5Pの正弦波の成分が出ます。このとき、その強さは周期1.5Pの正弦波の振幅に比例するので、決して同じMTFが繰り返すというのではありません。
問題なのは、画像に周期0.5Pの正弦波と周期1.5Pの正弦波が同時に含まれている場合です。（これは一般的に起こりえます）
このときサンプリング後のフーリエ変換の結果は、周期0.5Pの位置に2つの正弦波の成分が合わさった物が出てきます。この結果から元の２つの正弦波の成分に分離する事は不可能です。これがまさにエイリアシングであって、結果を間違った物としてしまうので注意が必要です。

逆に考えれば、画像の正弦波の周期が1.5Pであってかつ、画像には0.5Pの周期の正弦波が存在しない事がわかっている場合、フーリエ変換後に0.5Pの位置に出た成分は1.5Pの正弦波の成分である事が特定できます。この方法によれば、CCDのピッチがPであっても周期2Pより細かい正弦波のMTFを測定できる事になります。このような手法をサブナイキストサンプリングと呼びます。ただ、現実にはCCDの開口はゼロではなく、サブナイキストサンプリング領域ではとても使い物にはならないはずです。

MTFがピッチPごとに繰り返すようなMTF波形は、もしかしてサンプリング後のデジタル値をナイキスト周波数を越えてフーリエ変換をかけた結果の事を言っておられるのではないでしょうか？これは確かにそうなります。しかしサンプリングデータに関係なくいつでもそうなります。（要するにMTFとか光学とか何も関係なくそうなる）。これは離散フーリエ変換の性質です。意味が無いので一般的にはナイキスト周波数より高い成分のフーリエ変換を求める事はありません。（ナイキスト周波数以上の成分を求めてはいけないという意味でもなく、求めた結果が正しくないという意味でもないです。求めるまでもなく予測可能という意味です。）

ありがとうございます。
ＭＴＦが周期的に繰り返しエリアジングになるというのはサンプリングのみの影響（つまり開口が理想的にゼロ）の場合は正しいと思うのですが。
村瀬さんのおっしゃるように画像信号の振幅が異なるのは開口巾（感度が平坦として）の影響によるＳＩＮＣ関数にならうと思います。
ですので、開口を0.001くらいに十分小さく考え、f/fsを、0.1, 0.9, 1.1, 1.9,,とシミュレーションすれば同じ振幅の信号形状になるのではないですか？
これは、サンプリングによって発生するエリアジングと理解できるのですが。デジタル信号になったあとはナイキスト周期以上の成分は考えないでよくなりますが、開口＆サンプリングまでは考慮が必要ではないのでしょうか？

もはや村瀬さんのお書きになっている内容については「なるほど」としか言えない私ですが、前記した計算方法でグラフ化してみました。
ひょっとして的外れな事やってますか？

> もはや村瀬さんのお書きになっている内容については「なるほど」としか言えない私ですが、前記した計算方法でグラフ化してみました。
> ひょっとして的外れな事やってますか？

グラフをUPすると見やすいですね。
開口100％だとこんな形のグラフになると思います。

f/fs=0.1とf/fs=0.9のグラフに注目すると、振幅だけが異なり同じ形をしています。これがエイリアシングと呼ばれる現象です。サンプリング後の波形（つまりグラフの波形）からこの２つを分離する事は不可能です。
このグラフはレンズ系のMTFは1で作られた（つまり周波数によらず同じ振幅の正弦波を入力した）と思いますが、f/fs=0.1とf/fs=0.9では振幅に差が出ています。これが開口が0では無い事による影響です。もし開口0なら同じ振幅となります。

この開口による影響をは、1画素の位置方向の感度分布が分かれば計算できます。感度分布関数をフーリエ変換した物が、開口による影響となります。矩形波状の感度分布なら、周波数が高くなるに従ってバウンドしながら下がるような波形になります。分かり難いですね（笑）。式で書くと

f(x)=sin(x)/x, x=a*w*pi
wの単位はcycle/mで、aは開口部の長さとなります。

実際の感度分布はなめらかな山形ではないかと想像しますが、実物のデータを見た事がないので良く知りません。知っておられれば教えて下さい。

解説ありがとうございます。
SAさんの質問に便乗した形で勉強させてもらいました。

> 実際の感度分布はなめらかな山形ではないかと想像しますが、実物のデータを見た事がないので良く知りません。知っておられれば教えて下さい。

すみません。手持ちの資料には見当たりませんでした。

> みなさん初めまして。
> 私はレンズ設計の仕事をしています。
> まだまだ未熟者ですがよろしくお願いします。
>
> 現在、デジタルカメラの受光素子のサンプリングによるＭＴＦ特性を
> 考えているのですが良く分かりません。
> どうしてもＳＩＮ像の位相によって値が変わるので一意的に定義でき
> ないような気がします。
> よい考え方があれば教えていただけないでしょうか？
> 開口や補完などの影響はなんとなく分かるのですが。
> また、良い書籍があれば教えてほしいと思います。

レンズ設計の技術者がこのような問題に興味を持たれるのは、固体撮像
素子が主流となった現在では非常に重要なことだと思います。


入力像がナイキスト周波数に近くなってくるとご指摘のように位相の影
響を大きく受けます。特に丁度ナイキスト周波数になると、入力画像と
サンプリングクロックの位相差が０の時、出力信号はＤＣ成分だけにな
ります。

ナイキスト周波数近辺では時間（画像の場合は場所）と共に包絡線が大
きく変化します。これが所謂モアレ縞で、モアレの発生は画像を非常に
見づらいものにしてしまいます。光学的な遮断周波数の方がナイキスト
周波数よりも低いと、この辺の問題（モワレ等）は一挙に好転しますか
ら、デジカメに光学的なローパスフィルタを入れるのはそのためです。

しかし、ローパスフィルタは解像力を低下させる方向に働きますから、
極限の解像力が欲しい機械には好ましくありません。そこで、そういう
機械の設計者は電気と光学、その他何でも総動員して「泥臭い」いろん
なことをやるのです。詳しくはHolst先生の下記3部作をご覧下さい。

Gerald C. Holst, "Electro-Optical Imaging System Performance"
JCD Publishing, USA, 1995

Gerald C. Holst, "CCD Arrays, cameras, and displays" JCD
Publishing, USA, 1996

Gerald C. Holst, "Sampling, aliasing, and data fidelity for
electronic imaging systems, communications, and data
acquisition" JCD Publishing, USA, 1997

直接の解答ではありませんが、カメラ映像機器工業会のサイトで公開されている規格「デジタルカメラの解像度測定方法」を参考にしてみてください。

ご回答ありがとうございました。
いろいろ参考になりました。
ですが残念ながら、サンプリングすることによるＭＴＦ特性は
得られませんでした。
簡単化のために開口率をゼロ（に極めて近い）として考えると、
空間周波数がゼロの時、ＭＴＦ＝１
空間周波数がナイキスト周波数の時、ＭＴＦ＝１
空間周波数がナイキスト周波数の２倍の時、ＭＴＦ＝０
になると思うのですが、それから進まないのです。
難しいですね。このような試み事態が無意味なのでしょうか・・・。

検索エンジンで最初にヒットしたのがCQ出版の「CCD/CMOSイメージ・センサの基礎と応用」でしたが、それによると、SAさんが初めに考えた「開口が0の極限」を素直に拡張すればよいようです。すなわち入力のsin波を開口の区間で足し合わせ（積分）して算出します。
なお、それによると開口0のときには周波数によらず（ナイキスト周波数以上においても）MTF=1になりそうです（式から明らかなように開口を小さくするというのは画素を小さくするのと等価になってしまいますから）。もちろん波形復元はできないので無意味とは思いますが。

ありがとうございます。
もう少しのところに来ました。
電気通信工学関連の資料を見ていると、理論的にはサンプリングによる
ＭＴＦ低下はなく、エリアジング（つまりモアレ）がサンプルピッチ毎
に発生するようになるようです。
確かにこんなＭＴＦがいくつも並んだグラフはよく見ます。
しかし、どうやって導出するのか分かりません。
ＬＳＦをf(x)→fs(x)=f(x)×�買ﾂ(x-np)
としてフーリエ変換すると出来そうなのですが途中で断念してしまいます。
お恥ずかしい話ですが数学苦手なので(^^;
ご教授してくださる方、お願いします。

いきなりですが、
対象物２０００ｍｍ超を反射レンズ（天体望遠鏡などで使っているレンズ）を使ってラインＣＣＤに結像したいと考えています。原理的には、結像させるような曲率をもたせた鏡と焦点のところに絞りとなるものがあればできそうですが、これであっているのでしょうか？

そのほか考えなければならないことなどを、どなたかご教授していただきますようお願いします。

始めまして、
ＣＣＤを設計しています。

デジカメとか携帯用とかで、射出瞳位置が短くなって
センサーへの入射角が大きくなっています。
カメラ屋さんからセンサーの長（Ｈ）端、短（Ｖ）端、対角端の
主光線角の仕様を貰うのですが、
普通に考えると、主光線角は短（Ｖ）端、長（Ｈ）端、対角端の
順で大きくなると思いますが、
最近貰った仕様では対角端の方が長端より主光線角が緩くなって
いました。
こういう事って、レンズの設計上あり得るのでしょうか？？
レンズは素人なので、わかりやすく教えて貰えないでしょうか？
お願いします。

さるさん、はじめまして。

非球面を多用していればおそらくありうると思います。
さるさんのおっしゃることは、球面が多いカメラ用レンズの場合は普通なのですが、レンズ枚数を減らしていくと、低次収差（３次）から十分な補正ができなくなり、結像性能に問題のない収差はどんどん無視していかないといけません。その結果、瞳の球面収差などは事実上結像性能とは関係ないために大きく残ってくるものと思います。
こんなレンズは、周辺に行くほど性能が悪くなるという前提も言い切れなくなってますので、細かな画角での評価が必要と考えれます。

もうひとつの可能性は、口径食のある場合です。
と言うかあるのが普通ですが、像高が長辺を超えたあたりで急に周辺光量比が低下するようなレンズのあるものは、そのような主光線角の変化をします。

> もうひとつの可能性は、口径食のある場合です。
> と言うかあるのが普通ですが、像高が長辺を超えたあたりで急に
>周辺光量比が低下するようなレンズのあるものは、そのような主光線角>の>変化をします。

だぶる様

有り難うございます。
口径食というのは瞳が円形でないと思ったら良いのでしょうか？
もしそうなら、そういう場合はF値の定義はどうなるのでしょうか？

口径食は、複数の絞りやレンズ枠を斜めから見込むことにより発生しますので、最も単純には「レモン形」になります。
また上記からわかる通り、口径食は軸外光束に関する現象ですので、通常の、軸上光束によって定義されるF値は当然口径食の影響は受けません。

はじめまして。
デジカメの購入を考えているのですが、どこのメーカーを買ったらよいか分かりません。何か推薦できるのがあれば紹介して下さい。
宜しくお願いします。

あ、あのう・・・(^^ゞポリポリ
このテの質問は、「価格.com」に、なさった方が詳しい助言が貰えると思い
ますが・・・　

下記のサイトは銀塩カメラのお話が主ですが、デジカメの話題もあります。
カメラの選び方の参考になりますので、ご覧あれ。
http://www.hi-ho.ne.jp/yas-inoue/photo/omise.htm

いつも、このＨＰを参考にさせていただいております。

今、色々な光学部品からなる系の任意の位置でのビーム径及び強度分布を計算しようとしています。

幾何光学的な光線追跡でもおおよそのビーム径は分かるのですが、光源がレーザであることや途中にスリットがあることから回折も考慮した計算が必要と考えています。

市販の光学ソフトのＺｅｍａｘやＣｏｄｅＶには「Physical Optics Propagation」や「回折に基づいたビーム伝播解析」という機能があるのですが、レンズの収差が大きかったり、途中のスリットでビームがケラレたりすると本当に正しいの？と思われる計算結果になるように思われます(明らかにおかしい時もあります)。

そこで、このような問題が無く、レンズに大きな収差があっても、途中でビーム径の半分以上のケラレがあっても、正確に回折を考慮したビーム伝播計算ができる光学ソフトはあるのでしょうか？


以上、よろしくお願い致します。

Lasersさんグーフィーさん情報ありがとうございました。

GLADの方は確かに、色々なレンズ系のビーム伝播計算が可能なように思えますが、よく理解していないと、何が正しいのか判断に迷いそうですね。

また、CodeVのビーム伝播については、以前、サポート基に問い合わせたところ、「位相が大きく変わってしまうような面がレンズ系にあると、計算できません。」と回答をもらい、現状では、そのようなレンズ系のビーム伝播計算をするアルゴリズムが無いと思いあきらめてしまっていたのですが...。

ほんとに、Laserさんの言われるとおりですね。背景の基本式から、気をつけるべきところに気を付けつつ、実際に簡単なモデルで検証して使うとよいのですね。どのツールも、ツールの力を最大限出すよううまく使ってやる事がポイントですね。

> また、CodeVのビーム伝播については、以前、サポート基に問い合わせたところ、「位相が大きく変わってしまうような面がレンズ系にあると、計算できません。」と回答をもらい、現状では、そのようなレンズ系のビーム伝播計算をするアルゴリズムが無いと思いあきらめてしまっていたのですが...。

う〜ん、それは残念ですね。もう一声欲しかったですね。つまり、どのくらい位相が大きく変わるとうまく計算できないのか知りたいところですね。どこまでならいいのかとかね。その点に質問の照準を定めて、うまく計算できなかったモデルと共に、再度、サイバネットさんに問い合わせて見られてはいかがでしょうか？
私も、困った時、大体具体モデルと一緒に疑問点を問い合わせるようにしています。「これ、これ、ここで困ってる!なんで？」って。

> GLADの方は確かに、色々なレンズ系のビーム伝播計算が可能なように思えますが、よく理解していないと、何が正しいのか判断に迷いそうですね。
そうですね。まあシミュレーション全般にそれは言えることですが、基本となっている計算はキルヒホッフの回折式ですから、何を近似しているのか、また量子化して計算していますから、適切な分割数、量子化誤差などを考えた上でやらないといけません。

なのでブラックボックスではなくて、式を立てることは出来るけど解析的に解けない計算を行うときに便利なツールと考えた方がよいと思います。
私はこれでマクロプログラムを組んだときには、まず単純な解析的に解ける、あるいは結果が予想出来るモデルを設定して、デバッグしてから使っています。

> 市販の光学ソフトのＺｅｍａｘやＣｏｄｅＶには「Physical Optics Propagation」や「回折に基づいたビーム伝播解析」という機能があるのですが、レンズの収差が大きかったり、途中のスリットでビームがケラレたりすると本当に正しいの？と思われる計算結果になるように思われます(明らかにおかしい時もあります)。
>
> そこで、このような問題が無く、レンズに大きな収差があっても、途中でビーム径の半分以上のケラレがあっても、正確に回折を考慮したビーム伝播計算ができる光学ソフトはあるのでしょうか？
>

CodeVの『ビーム伝播』オプションで大体の場合、問題なく行けますよ。私、結構使ってますよ。確かに、このオプションは、その他のCodeVのオプションと違って、デフォルト設定で大体OKの結果にならない場合もありますね。
そういう時は、出力リストに注目してます。もう1つ便利なのが、各面ごとの位相や強度のカラー出力ですね。これは視覚的に怪しい面というか、計算がうまく行っていない面を教えてくれますよね。計算がうまくいっていないと思われる怪しい面は、うまく行くよう調整すればいいんです。
私は常に、リストの最後あたりにまとめが出ているんですけど、そこのSurface Summary Table 2のGrid Through ApertureやSamples Through Apertureを、ちらりと見ています。ちらりと見て極端にサンプル数が少なくなっていないかを確認します。スリットや遮蔽を考慮しても少なくなりすぎていないか。。怪しい面は無いか確認します。カラー出力で怪しいと思った面もこのリストで確認します。
そして怪しい面が見つかったら、今は、面ごとに計算格子サイズを指定できるので、その面や、その面の1つ前の面に対して、適当なFFTの格子数(TGR)やサンプルピッチ間隔(GRI)を指定して、再実行して結果を確認します。
こんな感じで、光学系の最初から最後まで、"2層3層になっている歯磨き粉を最初から最後まで無駄なく使う"ポイントと一緒で、最初の面から最後の面まで光を順次過不足なくきれいに押し出せるよう設定して使うのがポイントのようですよ。
CodeV全体に言えることですけど、CodeVはリストを見れば、いろいろヒントが隠れていて、何度か救われたことがあります。お試しあれ!!

> そこで、このような問題が無く、レンズに大きな収差があっても、途中でビーム径の半分以上のケラレがあっても、正確に回折を考慮したビーム伝播計算ができる光学ソフトはあるのでしょうか？

GLADが候補になるでしょう。
http://www.aor.com/

ただしＺＥＭＡＸなどと違い、フーリエ光学に基づいた計算をしてくれる関数機能があるだけなので、自分でプログラミング（マクロプログラム）しなければなりません。
でも強力ですよ。頭を使えばかなりのことが出来ます。サンプルプログラムも非常に豊富です。

このＨＰを拝見してると皆さんCodeV等のシミュレーションソフト
をお使いになっているようですが，自ら最新の光学理論を理解して
．それをソフト化するような仕事をしている人はいないんでしょう
か？私は今年から某光学メーカでレンズ設計として採用されること
が決まっているのですが，ソフトのオペレーションに忙殺されるの
はスキルが向上しなさそうで非常にいやなのです．誰でもできるっ
ていうか．生意気だと思われますでしょうが，他の質問のようにソ
フトの使い方を質問するようなレンズ設計者には死んでもなりたく
ないのです．

> このＨＰを拝見してると皆さんCodeV等のシミュレーションソフト
> をお使いになっているようですが，自ら最新の光学理論を理解して
> ．それをソフト化するような仕事をしている人はいないんでしょう
> か？私は今年から某光学メーカでレンズ設計として採用されること
> が決まっているのですが，

Ｍ２さんは、仕事としてソフト開発をやりたいのでしょうか？
とすると、光学メーカに入ってレンズ設計をするのは、
選択した道が違う様に思えます・・・
（大手メーカならそう言う事もやっていると思いますが、
　　そう言う方との仕事は、能力差がありすぎて、
　　　最初から一緒に仕事は、出来ないでしょうね。）
そして、光学ソフトを製作するのを生業にしている方も居ますので、
本当にソフト設計を目指すのであれば、
そちらのメーカへの転職をお勧めします・・・。
ただし、そちらのメーカに行くにしても、光学を理解しているのが、
最低条件だと感じます。

そして、最新の光学理論を学ぶには、まずその本に引用されている古い本を
読む必要もあるかと思います。


レンズ設計者を目指すのであれば、
光学理論（久保田さんの「光学」（絶版）が良いかな？）
レンズ設計能力（ゼミ・講習会への参加、レンズ特許から学ぶ）
会社の製造能力の把握（製造可なレンズの把握、絵に描いた餅にならないように）
コスト低減（レンズ設計が最適であるかの判断能力）
etc、他にもやることは色々とあるかと思います。

長くなりましたが、
仕事をしていく中で、色々と壁に当たると思いますが、
そういう時に、こちらのサロンは非常に参考になると思いますので、
立ち寄ってみるのも一興と思います。

以上、乱筆・乱文をご容赦くださいませ。

レンズ設計、光学システムの設計というのはどちらかといえばアナログ的なんですよね。なもので、シミュレータがあるとはいうものの、得られる解は様々。コストを考慮したり、重量を考慮したり、などなどを盛り込んで最適な解とはなんぞや？となると豊富な知識が決定項となるのは言うまでもありません。
あくまでツール。
先の返信されている方のように、現実は学生さんの思うほど簡単ではありませんよ。会社に入られてからはその事実に十分に苦労されることでしょう。
なお、老婆心ながら、若い方に多いのは、「机上での計算にこだわりすぎて現場＆現実を知らない」人が多いということです。計算なんてのは複雑な現実事情を完全に網羅できないですから、そのあたりのノウハウというは汗をかきながら現物から得ること、それを心がけてください。
計算と実験、限られた予算と時間の中で事象を捉えていくことは、学生さんの研究以上に困難を強いられます。
その見る目が会社での技術者としての差を生んでいくものと思います。
頑張ってくださいね。

血気盛んな新人さんがこの業界に入ってきて心強いですね。
レンズ屋さん（光学技術者）と言ってもいろいろいて
自ら最新の光学理論を理解してそれをソフト化するような仕事をしている人
はどの会社にも必ずいるとは思います。
もしあなたが希望どおりの仕事にありつけた場合、あなたの作ったソフトを
使う他のレンズ屋さんはあなたのお客様です。
そのお客様があなたにソフトの使い方を質問しにきてもあんまり冷たくしな
いでね。

希望どおりの仕事にありつけることを祈ります。

あるレンズ設計者の記事を読んだことがあります。
昔は電卓も無かったころに、新人としてレンズ設計を始めた人の話しです。

当時はすべて手計算、あるいはその後も大きな電卓程度でしたから、大体一人の設計者に２０才前後の若い女性が１５人位ついていて、一人の設計者が出した設計図から、必要な収差計算などはその女性たちにお願いして手分けして行っていたそうです。
なので、レンズ設計者はいつも若くして結婚する人が多かったとか。

非常にうらやましい話です。

現代はというとそのお姉さんたちが一台のコンピュータとソフトウェアに置き換わってしまい、実に悲しい状況であると言っていました。

ちなみに今でもレンズ設計者には、自前の各種収差パラメータなどを計算するＥｘｃｅｌの表などを作り、レンズ設計の方針を検討している人もいます。（何度か私もその人と仕事をしたことがあります）
最近のレンズ設計ソフトではいろんなパラメータを表示する機能があるので、それを使う人は多いとも思いますけど、そのパラメータの数字からどこの面をどうすればよいか、、、ということが出来るにはやはり知識と経験が無いとだめですね。
わたしなどは実務でレンズ設計を行ったことはありませんので、多少はわかるものの仕事に出来るほどの能力はありません。

ということで、「レンズソフト」は「昔沢山いた麗しき若き女性たち」の代わりに過ぎないのです。

どちらを選ぶかといえば、私は時間とお金が許されるならば後者を選びたいところです。

雑談ですいません。

> 当時はすべて手計算、あるいはその後も大きな電卓程度でしたから・・・

人手による計算では、計算手（女性計算工さん達）を２班にわけて、１面１本の
光線追跡を同時に検算しながら進めたそうです。（１９世紀からのお話だそうで）
ですから近軸追跡による収差係数からレンズの素性を読み取り、どの面をどう
変更するかはレンズ設計者の腕（経験と理論）にかかっていたようです。
収差図を作ったりするのは膨大な計算を要しますから、全てのレンズ設計解に
ついて収差図を書くなんてのはもってのほかだったそうです。MTFなんか論外ですね。

その後計算尺が使われ、有名なタイガー計算機（手回し計算機）が使われるように
なると計算速度も劇的に向上したそうですが、カチャカチャとうるさかったそうです。
＃これはちょっと前に定年で退職した先輩のお話です。

コンピューターが導入されてからの計算速度の向上については、
「レンズ設計」高橋友刀著　東海大学出版会　P.6〜７に記載されてます。
それによると戦後40年間で計算機の能力は1000000倍になってるそうで・・・
＃設計者のスキルがこれに追いつくのは大変なことですね。
　「下手な鉄砲数撃ちゃあたる」にならないようにしなければ（自戒）

> なので、レンズ設計者はいつも若くして結婚する人が多かったとか。
私のようなコンピューター世代のレンズ設計者のまわりには逆に晩婚が多かったような・・・（笑)

私は電気回路設計が専門ですが、Ｍ２さんの文章を読んで違和感を覚える事は、学術的な知識が豊富＝スキルが高いと思われている点です。
どちらかと言うと、必要なツールを使いこなせている人はスキルが高く、理論ばかりで実際のツールを使えない人はスキルが低いです。どちらを高尚と思うかは人生感なので、Ｍ２さんの判断にまかせます。私はスキルが低くても、理論的な知識を得たい方です。

Ｍ２さんは現在のシミュレーションツールや自動設計ツールにやや誤解があるようですね。あれらは自動化電卓のようなものなので、勝手には設計してくれないです。
正確に表現すると、ツールによっては使い物になる結果を出すものもあります。しかし、その結果は経済的価値が低いです。理由は分かりますよね、誰もが簡単に作れる物は値段が低いのです（たとえ優れた結果であってもです）。値段は技術的な高さには無関係に決まります。
今後プロとして活躍していくならば、この辺の感覚を身に付けていく必要がありますね。

スキルの高い人というのは、他の人には出来ない事であってしかも経済的価値が高い事ができる人です。菜箸で米がつまめるというのをスキルが高いとは表現しません（笑）

私の業界では、自動設計ツールの使い方があまりに複雑になってしまったため、この部分を担当する人が特別に存在します。そして、その人はかなりスキルが高い人として扱われています。ツールの基本的な使い方は当然として、ツールのバグやその回避方法も含め『なんでそんな事知ってるの？』という感じで、とても私には真似できません。もちろん設計対象となる回路の知識も必要です。

> このＨＰを拝見してると皆さんCodeV等のシミュレーションソフト
> をお使いになっているようですが，自ら最新の光学理論を理解して
> ．それをソフト化するような仕事をしている人はいないんでしょう
> か？私は今年から某光学メーカでレンズ設計として採用されること
> が決まっているのですが，ソフトのオペレーションに忙殺されるの
> はスキルが向上しなさそうで非常にいやなのです．誰でもできるっ
> ていうか．生意気だと思われますでしょうが，他の質問のようにソ
> フトの使い方を質問するようなレンズ設計者には死んでもなりたく
> ないのです．


　いますよ、いっぱい。
　
　ちなみに光学技術者の業務の大半は、ソフトのオペレーションの
様な、学術的に崇高なものではなく、もっと低レベルの雑務が大半
です。やれ、レーザーからクレームが入った、どうしよう、だの、
やれコストダウンだ、だの…。

私は元レンズ設計者です。
M2さんの質問はだぶるさんやそねさん、電気屋さんがご指摘されたとおり
レンズ設計に携わるものにとっては少々不愉快な文面でしたが、これから
我々の業界に飛び込んでこられるということで、大目に見ることにして、
設計者の仕事について私の経験をお話します。

ソフトのオペレーションだけでレンズが設計できるわけではないというのは
先に回答レスを下さった皆さんの仰るとおりです。私はCODEVや自社ソフトを
使って設計をしておりましたが、レンズを1枚入れるか入れないかなどは
ソフト上で簡単にできることではありませんし、凸凹レンズの配置などは
これまた設計者のセンスの問題です。ソフトは与えられたモデルにおける
最適解（に近いと思われるもの）を提示してくれるに過ぎません。さらに
コストなどは最適化なかには恐らく入りませんし、入れたにしても各社で
製造ノウハウ違いなどで、普遍的なものにはならないでしょう。
一時期人工知能を用いた設計も話題になりましたが、その後は聞きませんね。

入社してすぐにレンズ設計業務の真似事を始めましたが、この道ン十年の
ベテランに敵うはずもなく、同じレンズタイプで設計を始めても、最適化の
目標値設定やソフトの癖の生かし方などは当然として、硝材の選定や解の
見切りのつけ方など、新卒ピヨピヨの私にはいつまでたってもまともなレンズ
などできはしませんでした。ですから各先輩の仕事を見て、手伝って、時に
なんでそんなことをするのか質問して、自分なりに理解をしていきました。
おかげさまで２年目には先輩の助けを受けながらも、他社さんに買って頂ける
レンズが設計できましたが、このときもソフトのオペに忙殺されてるという
感想は全くありませんでしたね。

もうひとつ付け加えると・・・
新卒の頃には光学理論の勉強が課せられましたね。夕方会議室に先輩と篭って
ボルン＆ウォルフの光学の原理やキャノンの松居先生の本などをゼミ形式で
勉強させられました。（当時の自分には嫌々でしたがね）
なんでこんなことをしたのかは今になってわかりましたが、やっぱり基礎の
勉強は大事だということです。
例えば像面湾曲を低減するのにペッツバール和が重要な指標になりますが、
「このペッツバール和って何？」と言ってるようではやはりレンズ設計者としての
業務に支障がでることは間違いないでしょう。
それと新人に課せられる仕事の一つに自社ソフトの改良がありましたね。
これも光学の理論がわかってないとできない仕事ですし、その後も設計に要求
されるテーマによっては設計やシミュレーションソフトを新規に作らなければ
ならないことも多く、こういう意味ではＭ２さんのいうようなソフト開発と
レンズ設計を兼任していたことになるかもしれません。

いまでは天然記念物並になったかもしれませんが、職場の先輩の中には
自分なりに光学設計理論を考え、多次元多項式の逆行列による解法（???）を
論文にしてるひとさえいましたからね。私にはできませんでしたが。
応用物理学会の光学設計研究会（だっけ？）などにはこのような猛者もまだまだ
いるはずですから、社会に出てからこのような場でこのような猛者との親交を
持たれるのもいいと思いますよ。
＃蛇足ですけど、そのような場で、最初の質問のような礼を失した発言は
　避けてくださいね。

> レンズが設計できましたが、このときもソフトのオペに忙殺されてるという
> 感想は全くありませんでしたね。

私が15年前に入社したとき光学設計部門が使用していたパソコンとミニコンに比較して、現在私が使っている「Celeron 1.1GHz 自作機」という古くて（プロ用としては）貧乏臭いマシンでも光線追跡速度がそれぞれ300倍・100倍になっています（今ベンチマークとりました）。それでもさっぱりオペレーションに忙殺されているようにはなっていません。むしろほとんどの光学設計者は、一息入れるひまも与えないほどに解を吐き出しつづけるシステムを渇望しているんじゃないでしょうか？

> が決まっているのですが，ソフトのオペレーションに忙殺されるの
> はスキルが向上しなさそうで非常にいやなのです．誰でもできるっ

私はソフトのオペレーションによって光学設計をしている者ですが、スキルが無ければ良いレンズはできません。
それからいわゆる光学設計ソフトというのは仕様を放り込めば自動的に適切なレンズを提示してくれるものではありません。ソフトがやってくれるのは設計者が与えたレンズ構成の近辺で最も仕様・目標に近いと思われる解を探す事（最適化）だけです。初期の設計が悪ければ良いレンズにはなりません。
最近はマシンパワーにものを言わせて非常に広い範囲を探索する手法が導入され始めていますが（最新の光学設計理論）、それとてもすべての可能性を網羅したかどうかはソフト自身には判断する能力はありません。
最終的には、設計者のセンスと経験と努力が優れたレンズを生み出すのです。

いずれにしてもレンズ設計のスキルとソフトの使いこなしのスキルは別物なので、自分の足りない能力を質問などで埋めていくのはプロフェッショナルとして当然の事です。

あなたがどのようなレンズを設計されるのかはわかりませんが、現役のレンズ設計者は特別天然記念物的に少数なので、頑張ってください。

ちなみに、ソフト開発とレンズ設計の両方を職業としている個人設計者を私は一人だけ知っています。

私は光学設計者ではないのでお役には立てないと思いますが、設計という作業に関してはどんな分野でも同じだと思うので一言。

シミュレーションソフトは便利な道具であって、便利な道具を使わないとそれこそ手計算や実験に忙殺されることになるのだと思います。ソフトの使い方を質問する方は、創造的でない作業に無駄な時間を使いたくないので質問されるのだろうと思います。シミュレーションソフトがどのようなものかを誤解されているように思えてなりません。

会議用の書類を10部作るのに、複写機を使わず10部全てを手書きしますか？複写機の使い方を知らないときは調べたり人に聞いたりしますが、その光景を「機械操作に忙殺されている」と見る必要はありません。あるいは、手書きしないと文章作成スキルが向上しないのでしょうか。そんなことはないですよね。シミュレーションソフトは設計者に時間余裕を与えてくれるものだと思うのです。

また、「他の質問のようにソフトの使い方を質問するようなレンズ設計者には死んでもなりたくないのです．」という文章はそのような質問をされた多くの方に大変失礼かと思います。このような場ではもっと気配りが必要です。設計という作業は何か無機質な作業であり人間的な気配りなどとは無縁だと感じるのであれば問題です。設計という仕事は、当然ながら製造する人のことや資材を調達する人のことや売る人のことや、その他たくさんの人のことをできるだけ多く考慮し、仕様書に書かれていなくても時間の許す限り「親切に」考える、という仕事です。

若い方にありがちなケースだと思いますが、思い込んだり決め付けてかからず、柔軟で思慮深い設計者になってください。勉強することはたくさんあります。

私も光学設計者ではないのですが…

そね様が、すでに書かれているのですが若干の補足を…
シミュレーションソフトは、あくまで便利な道具でしかありません。
時には、バグでうそをつきますし…

>仕様書に書かれていなくても時間の許す限り「親切に」考える、という仕事です。
たとえば、この硝材を使えばレンズが1枚減らせる。とか
レンズが１枚増えるけれどこっちの硝材なら資材が常備しているし安いし…でも組み立て工数は増えるよな…とか。

あと、周りへの気配りも必要です。こびへつらう必要はありませんが、不必要に相手の気分を損ねるいいまわしは慎むほうがよいと思います。
＃という私自身精進が足りませんが…