はじめまして。
レンズの製作図面に記載されている、アス、クセというのは、どういう意味なのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

> レンズの製作図面に記載されている、アス、クセというのは、どういう意味なのでしょうか？


アスとは、縦横のニュートン本数の差、クセとは、ニュートン縞の局所的な歪みを指します。
左の図は、アス、クセが無い場合
中央の図は、アスが１本ある場合
右の図は、中央部にクセが０．５本ある場合
を模式的に示したものです。

レンズ屋様
理解しやすい図説ありがとうございます。
アスは、縦横での曲率違い。（真球度）
クセは、部分歪という理解でいいんですよね。

ちなみに、英語表記では何て言うんでしょうか？

よろしくお願いいたします。

「アス」は "astigmatism" の短縮だと思います。
「クセ」に相当する表記は記憶に無いのですが、「アス」「クセ」を合わせて "irregularity" というのは良く見ます。

だぶる様
ありがとうございます。

全くのアテズッポですが、もしかして「クセ」はXenomorphic　のことかもしれません。ドイツ語読みではゼでなくクセとなりそうな気がします。「変な形」という意味なので当たっていそうではありませんか。あくまでもレンズ屋さんの解説を読んで思い当たっただけで、他には全く根拠がありませんので、悪しからず。

初めまして。
私は大学で光学について学んでいる学生です。
とつぜんですが一つ質問があります。
私は凹面ミラー２つと平面ミラー２つからなるボウタイ型キャビティを
設計しています。このとき凹面ミラーの傾きにより非点収差が起こると思われます。
非点収差をなるべく小さくするためには
傾きの角度をなるべく小さくした方がよいと思われます。
けれども角度を１５度程度にあわせると非点収差は丁度相殺されるとの話も耳にしました。
しかしながら私の調べた限りではどの文献もその理由が明確に述べられておりません。
このことについて論じられている教科書・論文等をご存じでしたらご紹介いただければ幸いです。

カメラ用の仕様に水平画角60度と書いてあったのですが
水平画角とはどこから見た角度なのですか？
教えてください。

> カメラ用の仕様に水平画角60度と書いてあったのですが
> 水平画角とはどこから見た角度なのですか？
> 教えてください。

http://cmehappy.fantastic-camera.com/articles/angleofview.html

ミラーを購入するにあたって、教えてください。
カタログ等に載っているミラーをみると、熱膨張係数についてのアピールが
あります。これは、熱膨張係数がゼロと書いてあるものや、低いと書いてあるものがあります。これは、光の熱による変化は無いことを意味し、ゼロの方が良いという認識でよいのでしょうか。
初歩的なことかと思いますが、教えてください。

レーザー用ミラーの場合，部分的にレーザー光が当たるとそこが
熱膨張し，曲率が変わってしまうので，温度が変わっても形状が
変化しない低熱膨張の材料が好まれるというのが一つの理由でしょう．

レーザー以外の応用でもメリットはありそうですね．たとえば温度差
で収差が出にくいとか．

ただし，そのために他の性能を犠牲にすることもあり得ますので，どの程度
低熱膨張が優先するかを考えて選択することが肝心です．

まず，低熱膨張のガラスは，そうでないガラスに比べ高い．

> レーザー用ミラーの場合，部分的にレーザー光が当たるとそこが
> 熱膨張し，曲率が変わってしまうので，温度が変わっても形状が
> 変化しない低熱膨張の材料が好まれるというのが一つの理由でしょう．
>
> レーザー以外の応用でもメリットはありそうですね．たとえば温度差
> で収差が出にくいとか．
>
> ただし，そのために他の性能を犠牲にすることもあり得ますので，どの程度
> 低熱膨張が優先するかを考えて選択することが肝心です．
>
> まず，低熱膨張のガラスは，そうでないガラスに比べ高い．

早速、教えていただきありがとうございました。
返信の中に”他の性能を犠牲にする”とありますが、一般的にどのようなことなのでしょうか。

透過率(とくに，特定の波長における)
破壊強度
屈折率

などがレーザーミラー基盤の性能として重要で，これら全てを高次元で満足する
材料はないということです．

ただし，たとえば透過率は，全反射ミラーとして使うならほとんど意味のない
数字ですし，破壊強度もmW〜W級のCWレーザーでは全く関係のない数字です．

高精度な表面を作りたいときには，「加工性」も性能に入りますね．

> 透過率(とくに，特定の波長における)
> 破壊強度
> 屈折率
>
> などがレーザーミラー基盤の性能として重要で，これら全てを高次元で満足する
> 材料はないということです．
>
> ただし，たとえば透過率は，全反射ミラーとして使うならほとんど意味のない
> 数字ですし，破壊強度もmW〜W級のCWレーザーでは全く関係のない数字です．
>
> 高精度な表面を作りたいときには，「加工性」も性能に入りますね．

有難うございました！！参考になりました。

> > 透過率(とくに，特定の波長における)
> > 破壊強度
> > 屈折率
> >
> > などがレーザーミラー基盤の性能として重要で，これら全てを高次元で満足する
> > 材料はないということです．
> >
> > ただし，たとえば透過率は，全反射ミラーとして使うならほとんど意味のない
> > 数字ですし，破壊強度もmW〜W級のCWレーザーでは全く関係のない数字です．
> >
> > 高精度な表面を作りたいときには，「加工性」も性能に入りますね．
>
> 有難うございました！！参考になりました。

もう一つ、教えてください。
使用目的によっても、ミラーの面精度の選択は変わってくると思いますが、一般的には、1/4λの面精度ではラフな精度になるのでしょうか。

偶然，こんなページを見つけました．

http://homepage2.nifty.com/t-shimada/spherical.htm

球面収差に関しては，λ/4がレイリーリミットと呼ばれ，像がぼけない
最低限度だとあります．実際に，二重星の像がどのように変化するかを
シミュレーションで計算していて，大変興味深い．

私の基準では，1μm，共振器用ミラー基盤としてはλ/4は「最低限度」です．

たとえば，CVIやシグマ光機はλ/10が標準品です．

λは633nmで計測しますから，赤外レーザーなら相対的に基準は甘くなります．

老婆心ながら・・・
ミラー自体の精度ももちろん大切ですが、この精度を損ねないように固定する方法が大事です。ガラスってイメージよりも柔らかく、保持方法で、すぐに歪みます。
ずれないように固定し、なおかつ環境温度の変化に対応（熱膨張を逃がす）する方法を見つけたら、大事なノウハウになります。

> 老婆心ながら・・・
> ミラー自体の精度ももちろん大切ですが、この精度を損ねないように固定する方法が大事です。ガラスってイメージよりも柔らかく、保持方法で、すぐに歪みます。
> ずれないように固定し、なおかつ環境温度の変化に対応（熱膨張を逃がす）する方法を見つけたら、大事なノウハウになります。

レーザー屋さん、とても参考になりました。有難うございます。そして、設置の仕方にも気をつけた方がよいとのことですが、私がみたカタログには、マウントに接着剤によって固定すると書いてありました。この方法は一般的なのでしょうか。接着剤で固定したあとは、環境の変化に気をつければよいのでしょうか。

> 私がみたカタログには、マウントに接着剤によって固定すると書いてありました。この方法は一般的なのでしょうか。

接着剤固定が一般的かどうかは判りかねますが、ご要求の仕様によって、色々な方法があると思います。
接着剤の貼り方一つにも、いろいろノウハウが有りますが、これも、要求される精度や固定強度、使用するミラーとマウントの強度・構造で、最適なものや、使い方が変わってきます。
簡単そうに見える事が意外と奥が深いんですよ。

アポダイジングスクリーンについて知っている方がいたら
教えてください。
よろしくお願いいたします。

バルサム(貼り合わせ)レンズに使う接着剤で、
150℃500時間、-40℃500時間、85℃RH85%500時間、
80℃30分-30℃30分1000サイクルに耐えられるものを探しております。
そういったものがありましたら、ご紹介下さい。
また、こういった温度試験では、加速試験はできますか？
温度を10℃上げると測定時間を半分にできるようなことを聞きましたが、
それを、レンズに適用できるでしょうか？

接着剤の性能に関しては詳しくないのですが、メーカの住友３Mに問い合わされては、いかがでしょうか？

初めまして。
今卒業研究で
ロケットに紫外線を感知するセンサを載せ、
太陽光の強度を測定し、オゾン量を測るという研究をしています。
この原理は国の機関でも行っており、
その装置は、
拡散板、干渉フィルタ、レンズ、紫外通過可視吸収フィルタ、フォトダイオードで構成されていました。

いくつか疑問をもったので、投稿させていただきました。
拡散板についてなんですが、
この場合は石英ガラスを使っていたのですが、
石英ガラスというのは入射した光を均一にし透過させる効果があるとあったのですが、入射した光に角度がついている場合でも、面に対して垂直に均一に透過されるものなのでしょうか？

> 石英ガラスというのは入射した光を均一にし透過させる効果があるとあったのですが、入射した光に角度がついている場合でも、面に対して垂直に均一に透過されるものなのでしょうか？

すりガラスに石英ガラスを使った理由は紫外線に対して透明だからでしょう。熱にも強いし使いやすいガラスです。

光を均一にというのは、「すりガラス」であることが重要です。
あとその後にある「レンズ」も重要な役割を担っています。
光学的には、ガラス面に当たる光の位置依存性を排除する目的があり、この構成はフライアイレンズ（別名インテグレータと呼ばれています）を使ったケーラー照明という照明方法と同じ原理です。
（と書きましたが具体的な構成を見ていないのであくまで推測です）

フライアイレンズに当たるのがすりガラスで、その後のレンズでフーリエ変換して、位置の依存性を消します。

ただ入射角角度依存性を消すことは出来ません。

では。

詳しいご説明ありがとうございます。

> ただ入射角角度依存性を消すことは出来ません。

ということは、すりガラスを通過した光はばらばらの方向に透過していくのでしょうか？

> ということは、すりガラスを通過した光はばらばらの方向に透過していくのでしょうか？

基本的にそのようになります。
理想的な拡散板ですと完全拡散面と同じように機能し、いま一点に垂直に光が入ったときには出射側の拡散強度分布はその光の当たっている点に接する球になります。
つまり、当たっている点と球の表面を結ぶ直線を描くと、その長さがその方向の光強度になるということです。

ただ、現実の拡散板は理想から外れています。

ありがとうございます。
> つまり、当たっている点と球の表面を結ぶ直線を描くと、その長さがその方向の光強度になるということです。

長さがというところが少しイメージできないところです。

太陽光強度をフィルタなどで特定波長にし測定する場合、
受光面が小さい場合
拡散板で透過したあと、
レンズなどで集光させ、
フィルタを通し、
受光面に入射させるのがベストなのでしょうか？

> 長さがというところが少しイメージできないところです。
図を書いてみました。拡散版に右から光が入り、色んな方向に拡散していきます。その方向に対する強度が直線の長さです。

> 太陽光強度をフィルタなどで特定波長にし測定する場合、
> 受光面が小さい場合
> 拡散板で透過したあと、
> レンズなどで集光させ、
> フィルタを通し、
> 受光面に入射させるのがベストなのでしょうか？

波長を選択するフィルタが吸収タイプの物（不必要な波長を吸収してしまう）であれば良いのですが、もし干渉フィルタを使用する場合は角度依存性があるので（角度により通過する波長が異なる）、

拡散版−干渉フィルタ−レンズ−小さな受光面

という配置で、レンズと受光面の間の距離はちょうどレンズの焦点距離にする必要があります。この場合レンズはちょうど受光面では角度−位置の変換をしてくれます。レンズの光軸上に置かれた小さな受光面に当たる光は、すりガラスから出た様々な方向の光のうち、光軸に平行な光のみを感じることが出来ます。
つまりこれにより干渉フィルタを通過した光のうち、特定の角度の光のみを取り出しますので、干渉フィルタの角度依存性が出ません。

同時にこれはケーラー照明になりますから、すりガラス面での光量分布の影響も出ないことになります。

お忙しいところもうしわけありません。
図のほうが真っ黒で見えないみたいなんですが。

＞もし干渉フィルタを使用する場合は角度依存性があるので（角度により通過する波長が異なる）、
朝日分光でフィルタを検討しているのですが、
角度により波長がシフトすると言っていました。

＞拡散版−干渉フィルタ−レンズ−小さな受光面
詳しいご説明ありがとうございます。なるほどと思いました。拡散板−干渉フィルタ間の距離はさほど気にする必要はないのでしょうか？

＞レンズの光軸上に置かれた小さな受光面に当たる光は、すりガラスから出た様々な方向の光のうち、光軸に平行な光のみを感じることが出来ます。
平行に入ってこない光はレンズによって反射されるのでしょうか？この場合放射強度を測定するということに影響（強度が弱まる）は出るのでしょうか？

> 図のほうが真っ黒で見えないみたいなんですが。
図が見えませんか、、pngのファイルを表示できないんですね。
では、
http://www.dango.ne.jp/anfowld/Lights.html
の完全拡散面の説明を見てください。ランベルトの余弦則といいます。

> 朝日分光でフィルタを検討しているのですが、
朝日分光さんでしたら干渉フィルタですね。

>拡散板−干渉フィルタ間の距離はさほど気にする必要はないのでしょうか？
程度問題ですね。あまり気にする必要はないと思います。

> 平行に入ってこない光はレンズによって反射されるのでしょうか？
その受光面以外の場所に集光していることになります。
検出器に取り込まれる光は当然弱くなります。これは精度よく測定するためにはやむをえないでしょう。やってくる光全部を取り込むのは効率の点ではよいのですが、特定波長の切り出しも出来ず、また場所依存性が強く出るので不正確になります。

どの道、拡散板、干渉フィルタ、レンズの透過率と、検出器の感度や増幅率などによる誤差を吸収するために、一度原器で校正することになりますから、安定に測れれば問題ないというわけです。

ありがとうございます。長さで強度が変わるというのがわかりました。

> その受光面以外の場所に集光していることになります。
> 検出器に取り込まれる光は当然弱くなります。
実験などで減光率をあらかじめ測定しておけば実測の時に解析できるということでしょうか？

朝日分光のバンドパスフィルタは金枠で何枚かのフィルタを合わせるようなのですが、有効面積と内部のフィルタの面積が違ってくる（有効面積が小さくなる）のですが、この影響もレンズでカバーできるのでしょうか？またレンズや拡散板などは有効面積に合わせて作ったほうが良いのでしょうか？

また調べた文献での装置は拡散板がドーム型になっていたのですが，平板と比べどのような特徴があるのでしょうか？

宜しくお願いします。

> 実験などで減光率をあらかじめ測定しておけば実測の時に解析できるということでしょうか？
そういうことです。校正しておくと言っても良いでしょう。
特殊なことを考えなければ線形応答しますので、難しくはありません。

> 朝日分光のバンドパスフィルタは金枠で何枚かのフィルタを合わせ
それは朝日分光独自のもので、波長選択反射ミラーを４枚組み合わせる物ですね。今回の用途に適しているかどうかは何とも言えません。光路長を必要とするので拡散光が基本となる今回の用途には難しいのではないかと推察します。普通の透過型を使われた方が無難かと。
もし使われるのでしたら何らかの工夫が必要でしょう。

> また調べた文献での装置は拡散板がドーム型になっていたのですが，平板と比べどのような特徴があるのでしょうか？
さあ、私はその文献を見たことがないのでよくわかりません。

反射型の拡散面でしたら積分球というものがありますが。

> 実験などで減光率をあらかじめ測定しておけば実測の時に解析できるということでしょうか？
そういうことです。校正しておくと言っても良いでしょう。
特殊なことを考えなければ線形応答しますので、難しくはありません。

> 朝日分光のバンドパスフィルタは金枠で何枚かのフィルタを合わせ
それは朝日分光独自のもので、波長選択反射ミラーを４枚組み合わせる物ですね。今回の用途に適しているかどうかは何とも言えません。光路長を必要とするので拡散光が基本となる今回の用途には難しいのではないかと推察します。普通の透過型を使われた方が無難かと。
もし使われるのでしたら何らかの工夫が必要でしょう。

> また調べた文献での装置は拡散板がドーム型になっていたのですが，平板と比べどのような特徴があるのでしょうか？
さあ、私はその文献を見たことがないのでよくわかりません。

反射型の拡散でしたら積分球というものがありますが。

色々お忙しい中ありがとうございました。

フレネルレンズにはエッジが多数存在しますが、プラスチックで成形する場合、型の加工上そのエッジが丸くなってしまうと考えられます。
一般的なフレネルレンズの

> フレネルレンズにはエッジが多数存在しますが、プラスチックで成形する場合、型の加工上そのエッジが丸くなってしまうと考えられます。
> 一般的なフレネルレンズの性能を維持するにはどのくらいのエッジの寸法精度が必要なのか教えて下さい。同様にどの程度の面精度が必要なのかも知りたいです。

この前はご回答どうもありがとうございました。
ちなみに私が前から読んでいる本はここでご紹介されてる本だったのでびっくりしました（笑）

またまたレベルの低い質問なのですが・・

コーティングについてです。コーティングは干渉を利用して反射防止をし、光の透過率をあげると私は聞いたのですが本当にそうなのですか？
私の考えとしては干渉を利用して反射光は抑えられるかもしれませんが結局透過率はかわらない（もしくは悪くなる）ような気がするのですが・・・・

> コーティングについてです。コーティングは干渉を利用して反射防止をし、光の透過率をあげると私は聞いたのですが本当にそうなのですか？
> 私の考えとしては干渉を利用して反射光は抑えられるかもしれませんが結局透過率はかわらない（もしくは悪くなる）ような気がするのですが・・・・


この問題については、本サイトＱ＆Ａコーナーの「過去ログ６」にある
投稿 #3047〜　「反射防止コーティングについて」
に興味深い議論がありますので、是非読んでみてください。

はじめまして
マルチコンフィグレーションについての質問です。

このモードでＰＳＦ（ポイントスプレッドファンクション）を表
示させようとすると、コンフィグのどれか１つについてしか表示され
ません。コンフィグの全てのデータを同時にＰＳＦに表示させること
は出来ないのでしょうか。

よろしくお願いします。

> マルチコンフィグレーションについての質問です。
> このモードでＰＳＦ（ポイントスプレッドファンクション）を表
> 示させようとすると、コンフィグのどれか１つについてしか表示され
> ません。コンフィグの全てのデータを同時にＰＳＦに表示させること
> は出来ないのでしょうか。


FFT PSF では表示できないようですね。

Huygens PSF　なら表示できます。
Settins → Configｕration → All
と選択します。

私まだレンズの光学のことには無知で今からはじめようかというレベルなのですが一つ質問よろしいでしょうか？
ある本に「光学ガラスはほとんどが無色透明です。もっとも一部の光学ガラスは屈折率を調整するためにやむなく紫色の透過率を犠牲にしています。」
とかかれていたのですが紫色の光の透過率を犠牲にするとどのような屈折率が得られるのですか？

> とかかれていたのですが紫色の光の透過率を犠牲にするとどのような屈折率が得られるのですか？

現実の話は単純ではありませんが、基本的に高屈折率のレンズを作ろう、あるいは波長分散の大きいレンズを作ろうとすると、この問題にぶち当たります。

基礎となる話は簡単で、吸収と屈折率はクロマース・クローニッヒという関係で一意に結び付けられています。
平たく言うと吸収が屈折率を生み出しているという話です。
この吸収ピークでは屈折率は１なのですが、それから長波長に行くと屈折率は急激に高くなり、そしてピークを迎えて以後ゆっくりと１に向かって小さくなっていきます。
これは物理学的に本質的な話であり、この関係を崩すことはできません。（理由をたどると因果律の話まで行き着きます）

そのため、ご質問のようなことが起きるのです。

> これは物理学的に本質的な話であり、この関係を崩すことはできません。

実際の光学ガラスでは同じ屈折率・分散のコンパチ硝種であってもメーカーやロット(!)によって短波長側の透過率が変わります。「その本」に書いてあるように、「屈折率を調整するため」の成分やアニール工程(加熱・冷却により歪の除去や屈折率の調整を行う)によっての影響が大きいようです。

> 実際の光学ガラスでは同じ屈折率・分散のコンパチ硝種であってもメーカーやロット(!)によって短波長側の透過率が変わります。「その本」に書いてあるように、「屈折率を調整するため」の成分やアニール工程(加熱・冷却により歪の除去や屈折率の調整を行う)によっての影響が大きいようです。

だから初めに現実はそう単純ではないと書いておいたんですね。
現実の吸収や透過率には、散乱によるものを初めいろんな要因が影響しますので、それらのなかにはクロマース・クローニッヒの関係（ＫＫ関係）とは関係がないものも含まれます。極端な話、同じＢＫ７でも、すりガラスにすれば透過率は極端に低下します。
表面面制度との関係は特に２００ｎｍ以下の紫外になると顕著に測定結果に現れます。

あと、現実の物質は複数の準位をもっていますので、これもＫＫ関係で説明できるとはいえ、単純ではありません。だからだぶるさんが言われるように同じようでいて異なるという話が出てきます。
特に透過率は屈折率よりもさまざまな影響を受けやすいですね。

ただ、ご質問者が始めに書いた、屈折率のために透過率を犠牲にせざるを得ないという話の理由としては初めに書いた通りの理解でよいと思いますよ。

ご回答どうもありがとうございました。
つまりは吸収が屈折を左右するということですね？

ちょっとクロマース・クローニッヒについて調べてみようと思います。

はじめまして。私は紫外光を拡散ドーム、拡散板から取り込み光を四十五度にビームスプリッタに入光させて1:1に分光させ、干渉フィルタ、ホトダイオードを通し検出したいと考えています。私はこのビームスプリッタの分光する原理が調べてもよく理解できなかったので質問したいと思います。ハーフミラ−は光が入ってくる面には誘電体薄膜を屈折率の大きいもの、小さいものを交互に波長の1/4の厚さで重ねた物らしく、ビームスプリッタはさらにその反対側に反射防止膜をコーティングしたものらしいのです。　そもそも誘電体薄膜を用いるとなぜ分光ができるのですか？　

普通それは分光とは呼びません。
ビームスプリッタで１：１に光を分岐しただけでしょう。
普通分光とは特定の波長の光を取り出すことを言います。

分光しているのはその後の干渉フィルタがその役割を担っています。

> 普通それは分光とは呼びません。
> ビームスプリッタで１：１に光を分岐しただけでしょう。
> 普通分光とは特定の波長の光を取り出すことを言います。

言葉の使い方が適切でありませんでした。分光はプリズムを通して
光をスペクトルに分けることなので光の分岐が正しい使い方だと思います。で、その分岐をする原理についてなのですがハーフミラーには
誘電体薄膜というものが何層かついていてそれが光を分岐しているらしく自分はこの分岐する原理を知りたいのですがもしよければ教えていただけないでしょうか？

ご質問者の興味は誘電体多層膜のことですね？
というのもビームスプリッタは要するに全部の光を反射しないだけですから特に不思議はなく、たとえばガラスの向こうも見えるけど、ガラス面に反射して物が見えるという話となんら違いはありません。ハーフミラーの時にはちょうどそれが１：１になるように反射材を中途半端に（全部反射してしまわないように）してあるだけですから。

基本的に反射というのは屈折率の違う物質の界面で発生します。空気の屈折率をｎ０として物質の屈折率をｎ１とすると、その界面で反射するわけです。

いま、二つの物質ｎ１，ｎ２を用意して、交互に積層します。すると、ｎ１，ｎ２，ｎ１，ｎ２という構造になります。
するとｎ１とｎ２の界面ではそれぞれ反射が起きます。説明しやすいように、その界面を表面からａ１，ａ２，ａ３，ａ４と名づけていきます。
で、ａ１からの反射とａ２からの反射とａ３からの反射が全部強めあうように各層の厚みを調節すると、反射は強くなります。逆に透過は弱くなります。

ａ１，ａ２，ａ３．．の各境界面での反射は弱くても、干渉の効果で強い反射が得られます。これが多層膜による光の反射の原理です。
全反射するミラーであっても、ハーフミラーであっても多層膜ミラーはこの原理で作られています。

逆にａ１，ａ２，ａ３．．．の各境界面からの反射が互いに打ち消されるように膜厚を調節すると、反射がほとんどなくなります。これは反射防止膜として使われています。

特徴としては、多層膜ミラーは吸収が非常に小さく出来るので、損失の少ないミラーを作ることが出来ます。

詳しく教えていただき有難うございます。
＞多層膜ミラーは吸収が非常に小さく出来るので、損失の少ないミラーを作ることが出来ます。
クロム膜というのは誘電体薄膜とは逆に光を1/3程吸収してしまい紫外光はさらにガラスによる光ロスで約15％損失してしまうと（シグマ光機の製品）書いてあったのですが波長、偏光および角度依存性が少なく、光学的にニュートラルだとありました。これは誘電体の場合と比べて角度の依存性がないということなのでしょうが具体的にどのように依存性がないというこのなのでしょうか？　

> 具体的にどのように依存性がないというこのなのでしょうか？　

偏光および角度依存性が少ない理由でしょうか？
これは逆に誘電体多層膜が依存性が強いと言うことです。
よく考えればわかると思いますが、多層膜では膜厚で光路差を付けて干渉の効果を利用していますので、斜めから入れるとその条件は崩れます。
また基本的にフレネル反射（透明体間の境界面の反射）なので偏光依存性は強くなります。（これもまた入射角依存性が強くなるもう一つの要因になります）

対してクロムミラーは金属反射で、偏光方向がどういう方向でも強い反射が得られますので、角度依存性や偏光依存性は少なくなります。
金属反射とは平たく言うと金属原子の集まりが光の進入を拒否するように働くために起きる物ですから、それがどういう角度で入ってきても、また偏光方向がどういう方向であっても強い反射が得られるのです。

なるほど。クロムミラーは金属原子による強い反射により、角度の依存性がなく、誘電体の場合は光路差による反射を得ているので違う角度からの入射では同じ反射が得られないということですね。では、もし拡散板により拡散された可視光や紫外光がビームスプリッタに行く場合、やはりクロムミラーの方がより多くの光を透過、反射するという意味で適切なのでしょうか？もちろん紫外光の場合はガラスは合成石英などにしなければならないと思いますが。

>やはりクロムミラーの方がより多くの光を透過、反射するという意味で適切なのでしょうか？

そうですね。散乱光がミラーに当たるときにその角度分布が広い場合だと、そのほうが適切と考えるのは合理的ですし、実際そういうケースもあるでしょう。（これは多層膜の設計次第のところもあります）

ただ、この話はそれで片付けてよいほど単純でもありません。
微弱な光に対してであれば、それでよいかもしれませんが、強い光を入れる場合（特に紫外光などは光エネルギーは強いため）、クロム膜の吸収が問題になる可能性もあります。
つまり吸収があるということは、長期的に使用するとクロム膜の劣化を引き起こす可能性があるということですから。

ということで、ケースバイケースで最適なものが何であるのかを考えていくということになります。もちろんクロム膜はコストが安いですからその点も考慮する必要がありますね。

ここまで来ると簡単にこれだからこれという解はなくてノウハウの世界に入っていきます。

はじめまして。レーザーのビーム径を小さくしたいのですが、
レンズを使う以外方法はあるのでしょうか。レンズだけでは必要な
大きさ（〜数十μｍ）までしぼることができません。わかる方がいらっしゃいましたらよろしくお願いします。

> はじめまして。レーザーのビーム径を小さくしたいのですが、
> レンズを使う以外方法はあるのでしょうか。

ミラーでも絞れます（通常の光学理論が使えますから・・・）。

どんなレーザを使用されるのか判らないので何ともいえませんが、数十ミクロンへの集光なら、どんなレンズを使用しても、楽勝パターンだと思いますけど・・・何か事情がおありなんでしょうか？

ご回答どうもありがとうございました。
光学に関しては学びはじめたばかりで、ほとんど素人同然なので非常に助かります。レーザーもレンズも市販のもので特別事情というようなものはないので単に技術的な問題なのかもしれません。とりあえずレンズとミラーを併用してやってみようと思います。

> 光学に関しては学びはじめたばかりで、ほとんど素人同然なので

心配になったので．

レーザー光がレンズまたはミラーで集光したあと，どの程度のスポットに
なるかは概略計算可能です．まずは，理論計算を行うようにした方が良い
でしょう．

いま，平行ビームをレンズで集光する場合を考えます．

必要なデータは

1)レーザービーム品質　　M2またはDθで与えられている．
2)レンズに当たったときのスポット径
3)レンズの焦点距離

です．たとえば，He-Neを「そのまま」f=100mmのレンズで絞ったとすると

1) M2=1 or Dθ=0.8[mm・mrad]
2) 約1mm (直径)
3) 100mm

となります．期待される集光点のスポット径[mm]は

0.8/((1/100)*1000)=0.08 [mm]

と，結構な大きさになってしまいます．ましてや，半導体レーザーの
ようにDθが大きいレーザーならなおさらです．

適切な光学系を組まないと，原理的にスポットが10μmのオーダーには
ならないので気をつけて下さい．上の例なら，一度ビームをエクスパンダー
で広げ，集光レンズ上で平行かつ10mmの大きさまで広げればよいだけです．

実際には光学系の収差が無視できないのでスポット径は上の計算より
大きくなりますが，収差の大きさを見積もるのはかなり専門的な議論になります．

> レーザー光がレンズまたはミラーで集光したあと，どの程度のスポットに
> なるかは概略計算可能です．まずは，理論計算を行うようにした方が良い
> でしょう．

御参考：理論計算については、以下の書籍に詳しいです。

A. Yariv著（多田邦雄・神谷武志訳）「光エレクトロニクスの基礎」（丸善）

この本、Amazonで検索すると、現在では少し名前が変わっているようです。内容が変更されているかどうかは判りません。
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/462104740X/ref%3Dpd%5Fsim%5Fdp%5F1/249-7879818-1392306#product-details

gokuさんの質問に便乗するかたちで申し訳ないのですが、ビームの
スポット径を求める計算式について詳しく教えていていただけないでしょうか。いろいろ調べてみると、ｗ＝1.27*λ*f/D というような
式があるようですが、この式にはビーム品質は考慮されているようには思えないのですが。非常に初歩的な質問なのかもしれませんが、よろしくお願いいたします。

>ｗ＝1.27*λ*f/D というような
> 式があるようですが、この式にはビーム品質は考慮されているようには思えないのですが。

これは、最低次モードであるTEM00と言う、ガウス分布を持った光線に適用されるものです。
お書きになった式は、焦点距離ｆのレンズで形成されるビームウェスト半径を表す近似式です（波長の二乗値を0に近似している）。
1.27＝4/πですね。

これはガウシアンビームの変換において、複素ビームパラメータと言うものがあり、これがレンズやミラーで変換される状態をせっせと変換して行くと得られます。
詳しくは、YARIVの本にあります（ここで全部の説明はし切れませんし、本を読まれた方が、判りやすく図解されているので、理解が早いと思います）。

光学実験のためレーザーの購入を考えており、いろいろなカタログやホームページを見ていると、性能評価のところにＭ２というものが出てきます。このＭ２というのはどのようなものなのでしょうか。基本的なことかもしれませんが教えてください。よろしくお願いします。

DIN規格で『sagittaを測定してください』っと言われました。
sagittaって何ですか？
2つの意味があるみたいですが、DIN規格で言うsagittaとは？？また、その測定方法は？？
教えてください。

はじめまして。RENTAROといいます。
レンズ関係でいろいろ探しているうち、ここを知りました。
現在某Ｏ社の１０倍ズームレンズのデジカメを使っています。
焦点距離が6.3mm-63mmということで、１０倍となっています。
原理的に考えると、6.3mmで撮影した中心部の小さな像が、
63mmで撮影すると長さで１０倍の像になると思うのですが、
実際には8〜9倍程度にしかならないようです。

これは、１０倍ズームというのが誇大表示なのでしょうか
それとも組み合わせレンズでは、焦点距離がそのまま倍率に
つながらないものなのでしょうか。お教えください。

恐れ入ります．
対物レンズと普通のレンズ(片平凸面レンズなど)はどのように違うのでしょうか?といいますのも，対物レンズは恒に平行に光が出てくると言うことを先日同僚から聞きましたが，その真偽(本当にそうしたレンズがあるものかどうか実は同僚の意見をかなり疑っています)となぜそうなるのかについて知りたいです．
焦点距離からずれたところに点光源があった場合には通常のレンズでしたら平行光は得られないはずなのに，なぜ対物レンズの場合には平行にコリメートできるのでしょうか?

> > 対物レンズは恒に平行に光が出てくると言うことを先日同僚から聞きました
>
> おそらく同僚の方は、無限遠補正された対物レンズの事を言われているのではないでしょうか？

具体的に何をしたいかといいますと，
光を集光した際のスポットサイズの計測をしたいのです．
始めに対物レンズとCCDを用いて光学系を組み，既知の大きさのものを対物レンズの焦点に配置してその像を測定して大きさの基準を記録しておきます．
次に集光レンズで光を集光します．集光点に(顕微鏡の)対物レンズの焦点が来るように調整したいのですが，この際の手順がわかりません．対物レンズとCCDは光の進行方向に沿って微調整可能になっています．
もし対物レンズからの光が恒に平行であるのであれば，CCD上に映る像が最も小さくなる点が対物レンズの焦点に光の集光点が来ているといえるのですが，本当にそれでよいのでしょうか？

対物レンズというのは、顕微鏡の対物レンズのことを言っているのですね？

顕微鏡の対物レンズは大きく分けて、

ａ）有限焦点対物レンズ（後側焦点位置が１５０〜２５０ｍｍになるようにしてあるもの）
ｂ）無限焦点対物レンズ（後側焦点位置が無限遠、つまり平行光になるようにしてある）
の二種類あります。使うものがどちらのものなのかを確認する必要があります。
基本的に金属顕微鏡はｂのタイプが主流で、生物顕微鏡だとａのタイプがあります。

さて、ａ，ｂの意味するところは、その状態になるように光学系を組むと、レンズの収差が最小になるという意味です。
つまりｂのタイプをａの対物として使うこともまたその逆も出来ますが、収差が大きくなる（つまり像の品質が悪くなる）ということです。

スポットサイズを計測するのであればこれはかなり問題になるでしょうから、たとえばｂの対物を使うのであれば、その後レンズを入れて焦点をどこかに結ばせてＣＣＤに入れることになります。

初めのご質問にある同僚の話というのはｂのことを指しているのでしょう。たしかに市販されている対物レンズはｂのタイプのほうが多いですから。

さて、焦点距離の調整ですが、いろんなやり方がありますので一概には言えません。たとえばｂの対物を使うとしましょう。
基本的にはたとえば点光源があったとき、その点光源を対物レンズを通して進んだ光が平行になっているかどうかを確認することで焦点を合わせることが出来ます。そしてそれにあわせて、後ろのレンズとＣＣＤの距離を調節して最小スポットになるようにします。

あとは、測定したいところにこの系をそのまま持っていき測定することになります。
基本的に対物−レンズ−ＣＣＤの距離を変更しない限り、対物の焦点位置での像がＣＣＤに写ることになります。

ご質問の集光レンズの集光点のスポットサイズを測定したいという場合、その集光点がどの位置にあるのかという問題があります。もしサイズ最小となる点を集光点と定義するのであれば、この対物−レンズ−ＣＣＤの系をそのまま光軸方向に移動させて最小に見える位置にすればよいでしょう。

では。

はじめまして。

ZEMAXで像面での輝度分布、照度分布を計算させる方法が解りません。
そもそも出来るものなのでしょうか？
教えてください
よろしくお願い致します。

> ZEMAXで像面での輝度分布、照度分布を計算させる方法が解りません。


Analysis → Illumination
は試してみましたか？

> Analysis → Illumination
> は試してみましたか？

Illuminationは照度分布ですか？そうすると、輝度分布も
計算するところがあるのでしょうか？
教えてください。よろしくお願いいたします。

> Illuminationは照度分布ですか？

そうです。


> そうすると、輝度分布も計算するところがあるのでしょうか？

輝度分布は計算できません。
光源の輝度分布は計算で求めるものではなく、実測するものだと私は認識しています。

はじめまして。現在、波長1064nm・出力100〜150mW程度のパルス光をビームプロファイラーで測定するためのディフューザー(拡散板)を購入検討中です。材質はBK7で、厚さ2mmのカタスリのものを購入しようと思うのですが、最も最適な砂番の条件がわかりません。どなたかご存知でしたら教えて下さい、よろしくお願いします。

下っ端社員さん、こんにちわ

ビームプロファイラで測定する場合、スリガラスで散乱させてしまうと、スペックルパターンと言われる干渉模様が発生するので、正確なビーム形状が測れないと思います。

プロファイラのセンサに対してパワーが強すぎるのであれば、NDフィルタで光量を落とす事が必要となります。
このフィルタの入れ方（ビーム対する角度等）が、測定結果に微妙に影響するので、充分な注意が必要です。

お世話になります。
口径食(vignetting)の設定を教えていただき
理解することができました.ありがとうございました。

さらに調べていく中で、過去ログの[240]のVCX,VCYを
自動で計算するようになる、というのをみつけ試してみましたが、
うまく設定できません。
SurfaceTypeでの設定法をご存知の方、教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

>口径食を生じる面の有効径を、LensDataEditorのSemi-Dia.だけで
>なく、SurfaceTypeにて入力したところ、VDX、VDYも
>計算するようになり、ケラレ光量もFootPrintAnalysisで
>計算できました。

semi-diameter(Automatic)値は、以前のバージョンではY方向値が表示
されていました。こればバグだということで、最新バージョン（Sep）
より、最大径が計算されるようになっています。（私の場合この
「バグ」は役にたっていたのに。）
X方向やY方向での光束径を算出する方法は別途あるのでしょうか。
宜しくお願いします。

> X方向やY方向での光束径を算出する方法は別途あるのでしょうか。

Analysis → Miscellaneous → Footprint Diagram

と選択すると、Ｘ，Ｙ，Ｒ方向の光線座標の最大最小値が表示されます。

> > X方向やY方向での光束径を算出する方法は別途あるのでしょうか。
>
> Analysis → Miscellaneous → Footprint Diagram
>
> と選択すると、X,Y,R方向の光線座標の最大最小値が表示されます。

レンズ屋様、いつもお世話になります。
Zenax のサポートに問い合わせるより、こちらが断然いいですね！
ありがとうございました。

はじめて投稿させて頂きます。

面精度の定義についてご存じの方いらっしゃいますでしょうか。
ミラー、レンズなどのカタログにλ/4、λ/10などと書いてありますが、
これは、理想的な面に対してのずれの最大値を指しているのでしょうか。
またはずれの量の平均値、rmsなど、定義は色々考えられるのですが、
よく分かりません。

ご存じの方おりましたら大変お手数で恐縮ですが、ご回答
いただけますでしょうか。

> 面精度の定義についてご存じの方いらっしゃいますでしょうか。
> ミラー、レンズなどのカタログにλ/4、λ/10などと書いてありますが、
> これは、理想的な面に対してのずれの最大値を指しているのでしょうか。
> またはずれの量の平均値、rmsなど、定義は色々考えられるのですが、


これは理想的な面（平面または球）からのずれの最大値（ＰＶ値）を指していると思います。
従来から光学部品の製造現場ではニュートン原器での検査が行われており、そのとき検査できるのはにニュートン縞の歪みの最大値（ＰＶ値）だからです。

ＲＭＳ値はより的確に面精度を表せますが、検査するには干渉計と縞解析プログラムが必要になります。

レンズ屋様

回答ありがとうございました。
大変参考になりました。

最大値だとすると一カ所だけずれが大きくて他の部分の
面精度が高い場合と
平均的にずれが大きい場合は、
同じ値になるのですね。

ただ、一般的には一カ所だけずれが大きくなるような場合は
少ないのかもしれませんが。

> これは理想的な面（平面または球）からのずれの最大値（ＰＶ値）を指していると思います。
> 従来から光学部品の製造現場ではニュートン原器での検査が行われており、そのとき検査できるのはにニュートン縞の歪みの最大値（ＰＶ値）だからです。
>
> ＲＭＳ値はより的確に面精度を表せますが、検査するには干渉計と縞解析プログラムが必要になります。

お世話になります。
質問があるのですがThrough Focus Geometric MTFとThrough Focus FFTとあるのですがカメラ用のレンズ評価に使うにはどちらの
MTFがよいのですか？
またThrough Focus Geometric MTFのセッティングでMultiply by Diffraction Limitのチェック欄があると思うのですが
これをチェックしたりしなかったりするとMTFがあがったり下がったり
します。どういう影響を与えているのですか？
回折現象が含まれているということなのでしょうか・・
またこれはチェックして使うのがいいのでしょうか？

すみませんが教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。

> Through Focus Geometric MTFとThrough Focus FFTとあるのですがカメラ用のレンズ評価に使うにはどちらのMTFがよいのですか？


これは「カメラ用レンズ」という用途で決まることではなく、回折限界に近い光学系か否かで決めるべき事だと思います。
回折限界に近い光学系であれば、ＦＦＴを使った波動光学的ＭＴＦで評価する必要があります。



> またThrough Focus Geometric MTFのセッティングでMultiply by Diffraction Limitのチェック欄があると思うのですが
> これをチェックしたりしなかったりするとMTFがあがったり下がったり
> します。どういう影響を与えているのですか？


回折限界のＭＴＦ値を掛けているのだと思います。



> またこれはチェックして使うのがいいのでしょうか？


チェックによってＭＴＦの値が変わるということは、回折の影響を受けているということなので、チェックすべきだと思います。
しかし、そもそも回折の影響を受けるような光学系であれば、Geometric MTF で評価するのではなく、FFT MTF で評価すべきだと思います。

はじめまして。
グレーティング（回折格子）について分かることがあったら、教えてください。

> はじめまして。
> グレーティング（回折格子）について分かることがあったら、教えてください。

分光器などで使われているグレーティングとは、簡単に言えば、多数の細長い刻みを等間隔に並べた物で、さまざまな波長がまざった光 （白色光）を波長ごとに分解するものです。光集積回路では、光の入出力にも使われたりします。

有り難うございます。
ちなみに、グレーティングをつかった分光のやり方はどういった方法があるのですか？

> 有り難うございます。
> ちなみに、グレーティングをつかった分光のやり方はどういった方法があるのですか？


光をグレーティングに入射させますが、このとき入射角を変化させることで、分光させることができます。
詳しくは、こちらを御覧ください。

http://www.jyhoriba.jp/product_j/img/mono_principle.pdf

はじめまして。
偏光について教えて下さい。お願いします。

こんにちは。光学素人のYKです。
直径5mm、NAが0.24のファイバから出射する光を
直径1.5mm、NAが0.6のファイバに集光したいのですが
どうしてもうまくいきません。
何かいい方法がありましたらご教授をお願いします。
光源はキセノンランプ光源を用いています。
また、出射から集光の間に6mm厚のフィルタを一枚入れたいのですが、それもあわせて
よい方法はありませんか？
よろしくお願いします。

> こんにちは。光学素人のYKです。
> 直径5mm、NAが0.24のファイバから出射する光を

「直径0.5mm」ですよね．

> 直径1.5mm、NAが0.6のファイバに集光したいのですが

これまた，すごいファイバーですね．

NA・dの組み合わせからいって，「楽勝」の部類に入るカップリングなの
ですが・・・・

二つのファイバーを向かい合わせに置いて，中間に単レンズを置く配置
になっていますか？細かいことはさておき，二つの焦点がファイバーの
端面に一致していますか？

> 「直径0.5mm」ですよね．

直径5mmです。
面光源といったほうがよいでしょうか。

> 二つのファイバーを向かい合わせに置いて，中間に単レンズを置く配置 になっていますか？細かいことはさておき，二つの焦点がファイバーの端面に一致していますか？

そのような配置になっておりますが、ファイバ端面で光の径が小さくなりません。
面光源では光の径を小さくすることは出来ないのでしょうか？
限界はどれくらいなのでしょうか。

> 直径5mmです。
> 面光源といったほうがよいでしょうか。

直径5mmのファイバーは世の中に存在しない(曲がらない)ので，これは
ファイバーバンドルですね．

すると，以下の議論は近似的にしか成り立ちませんが，参考までに．

ファイバーから射出するビームのビーム品質をNA・d(dは直径)で
表すと，NA・dの大きいファイバーから小さいファイバーへエネルギー
損失なしにカップリングすることは「原理的に」無理です．これは，
Maxwellの方程式から導出できる，基本的原理なので回避不能です．

懐中電灯の光を全てファイバーに入れようとしても無理なのは直感的にわかりますね．

いま，YKさんがやろうとしていることはそれと同じことです．もっと，品質の
良い光源を探すか，結果的に入射ファイバーへ望みのパワーが入ればいい
という考えに立てば，入らない部分を棄て，入力パワーを上げれば問題
解決です．

レーザー屋さん、ありがとうございます。
勉強不足ですいません。

NA・dの大きいファイバから小さいファイバにカップリングするときに
最大でどれくらいのエネルギーが保存できるのでしょうか。
NA・dの値によるのですか？

下の投稿は，間違って送ってしまったものです．済みません．

荒っぽい近似ですが，以下のように考えることが出来ます．

射出ファイバーのNAと直径をNA1，d1，入射ファイバーのNAと直径を
NA2，d2とします．

最も効率の良い入射方法は，射出光を角度NAでファイバーに入射させる
ことですが，このときファイバー入射面上のスポット径d'は

d'=(NA1/NA2)d1 (1)

となります．

このとき，ファイバーに結合するのは直径d2より小さい範囲ですので，スポットの強度分布を無視すれば，入射パワーをPとして，結合可能パワーは

P'=(d2/d')^2 P (2)

となります．(1)<-(2)より，結合率は結局

(NA2d2/NA1d1)^2

となります．

これは，光学のの基本原理から導いたもので，ファイバーの教科書には
もっと詳しい計算があるかもしれません．

まあ，オーダー的には正しいと言うことで．

レーザ屋さんいろいろとありがとうございました。
この掲示板はいろいろな話が載っててとても参考になります。
またよろしくお願いします。

> レーザー屋さん、ありがとうございます。
> 勉強不足ですいません。
>
> NA・dの大きいファイバから小さいファイバにカップリングするときに
> 最大でどれくらいのエネルギーが保存できるのでしょうか。
> NA・dの値によるのですか？

分光器を使って実験をしようとしているのですが、簡単に分光器について教えてください？

> 分光器を使って実験をしようとしているのですが、簡単に分光器について教えてください？

まず手近にある光学の本を探して、分光器について書かれているところを良く読んで理解することです。
簡単に説明することは出来ません。
簡単には、
http://global.horiba.com/
からジョバンイボン製品のHPに入れば色んな解説記事が見つかります。
（ジョバンイボン社は古くからある有名な分光器メーカの一つで最終的に日本の堀場製作所に買収されました。製品の性能は良いですよ。）

教えていただいて有り難うございます。

ご返事有り難うございます。
どういった本が良いのでしょうか？推薦できる本とかありましたらお願いします。

> どういった本が良いのでしょうか？推薦できる本とかありましたらお願いします。

そうですね。まずは私の紹介したＵＲＬにあるｐｄｆファイルをごらんになり、もしこれが理解できない場合は、初歩から始めないといけませんので、

http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4320034198/qid=1066222295/sr=1-15/ref=sr_1_0_15/250-3403564-8620238

http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4339006807/qid=1066222204/sr=1-13/ref=sr_1_2_13/250-3403564-8620238

あたりをごらんになれば良いかと思います。

ちょっと補足。具体的には、
http://www.jyhoriba.jp/product_j/monochro/index.htm
にある「分光器の原理」なるドキュメントをごらんになると良いでしょう。

はじめまして。
レンズの研磨業をしてる者です。
突然ですが、ドイツでレンズ研磨を勉強したいと思っているのですが、これは可能なことなのでしょうか？
語学力や専門知識など色々な難問があると思いますが、日本のレンズ業界とドイツのレンズ業界の違いも知りたいし、「良いレンズとは何か？」という漠然とした疑問の答えも出したい。
レンズの本場ドイツでそんなことも学びたいと思っているのですが、
どうしょうもない質問をすみません。ご意見下さい。

よくわかりませんが、カールツアイス（www.zeiss.de/C12567A80033F8E4?Open）
ではアプレンテイスとしてトレイニー
を定期的に募集しているようです。
講義・実習はもちろんドイツ語でしょうが。
> はじめまして。
> レンズの研磨業をしてる者です。
> 突然ですが、ドイツでレンズ研磨を勉強したいと思っているのですが、これは可能なことなのでしょうか？
> 語学力や専門知識など色々な難問があると思いますが、日本のレンズ業界とドイツのレンズ業界の違いも知りたいし、「良いレンズとは何か？」という漠然とした疑問の答えも出したい。
> レンズの本場ドイツでそんなことも学びたいと思っているのですが、
> どうしょうもない質問をすみません。ご意見下さい。

初めて投稿致します。役立たせて頂いています。

zemaxで組んだ光学系の収差が大きく悩んでいます。
光学系は、平行光をプリズム入射、ビームエキスパンダ入射（
BX1、BX2の間にカバーガラスあり）、
出射光をparaxialで集光してみています。

プリズムは屈折率の異なる硝材の貼り合わせに斜入出斜し、ビームは楕円ででていきます。
プリズムのみ、ビームエキスパンダのみでは収差は小さく問題ありません。
Decenterズレの可能性を考えてふってみましたがほとんどききません。
それぞれ単独では数mλ、組み合わせると数十λあります。（RMS）
実際に起こりえる現象とも思えません。

開口等設定など考えられることがあれば、ご教授いただきたくおもいます。
よろしくお願いします。

質問が曖昧だったため、絞ってお尋ねします。
組み合わせることで収差が悪化するという問題はプリズムの設計変更にあわせて解決しました。

しかし、Apertureの設定法について理解できずにいます。
�@General→Aperture
�ASurf:Typeをクリック→Aperture
の違いは何でしょうか？

�@ではNAの変化により収差の変化がおきますが、
�AではLayoutは変化しますが、収差は変化しません。

プリズムから出てくるビーム径が楕円のため、�@で大きめに設定し、
レンズ出射面に�Aで円の開口を与えてみたのですが、�Aでは収差が変化しないため、
必要な収差が得られていないようです。

以上、よろしくお願いします。

> �@General→Aperture
> �ASurf:Typeをクリック→Aperture
> の違いは何でしょうか？


�@は、光学系に取り込まれる入射ビーム径の定義です。
�Aは、各面の有効径の定義です。

回答ありがとうございました。

と、いうことは�Aでけられないように、�@の設定を行う
必要があると思いますが、
�@で楕円の径をもつ面に円の設定をすることは可能でしょうか？
その際、プリズム入射前のスポット径が楕円になります。

もしくは、�@で楕円のスポット径を定義することは可能でしょうか？

以上、よろしくお願いします。

> �@で楕円のスポット径を定義することは可能でしょうか？


入射ビーム形状を楕円にしたい場合は、短径側にビグネッティングの設定をすればＯＫです。
たとえば、Field Data で　VCX＝0.75　と設定すると、X方向に短軸をもつ1：4の楕円ビームになります。

レンズ屋さん、回答ありがとうございます。
ZEMAXのマニュアルでの記載位置も発見できました。
設定方法を確認して、トライしてみます。

今後ともよろしくお願いします。

はじめまして。
グレーティング（回折格子）について分かることがあったら、教えてください。

はじめまして、今回分からないことがあったので投稿しました。
散乱係数と吸収係数について教えてください。
宜しくお願いします。

　はじめまして。質問がありますので投稿させていただきます。
　設計したレンズの球面収差、コマ収差、非点収差を「〜λ(p-v値)」で評価したいのですが、ZEMAXではどのようにすればそれらの収差量をみる事ができるのでしょうか？
　投稿[260]から、「〜λrms」についてはゼルニケ係数(Zernike Fringe Coefficients)から、算出できることがわかったのですが、p-v値についても、ゼルニケ係数から算出するのでしょうか？
　どなたかご存知でしたら、教えて頂きたいです。よろしくお願いします。
　

レンズ屋様教えてください。
レンズ屋様のホームページ中の光学用語集に出てくる。
MTFで横軸にデフォーカス量をとった図がありますよね。
MTFの図の見方を教えてもらえないでしょうか？
赤線の像高0mmから青線の像高15mmは重ならないで離れていますが
これが離れているとどうなるのでしょうか？
像高15mmのメリディオナルとサジタルも重なっていませんが重なることは無いのでしょうか？
よろしくお願いします。

> 赤線の像高0mmから青線の像高15mmは重ならないで離れていますが
> これが離れているとどうなるのでしょうか？


像高０ｍｍと、像高１５ｍｍでピント位置が異なります。
つまり、像面湾曲があるということです。


> 像高15mmのメリディオナルとサジタルも重なっていませんが重なることは無いのでしょうか？

メリディオナルとサジタルのピーク位置が異なるのは、非点収差があるためです。
非点収差が無ければ重なります。

返事ありがとうございます。
もう１つ質問なのですが像高を±15mmにしたときメリディオナルとサジタル
同じフォーカスポイントになかった場合は何を意味するのでしょうか？

> もう１つ質問なのですが像高を±15mmにしたときメリディオナルとサジタル同じフォーカスポイントになかった場合は何を意味するのでしょうか？


非点収差があることを意味します。

> > もう１つ質問なのですが像高を±15mmにしたときメリディオナルとサジタル同じフォーカスポイントになかった場合は何を意味するのでしょうか？
>
>
> 非点収差があることを意味します。

上記と同じような質問なのですが設計上では像高±15mmでメリディオナルとサジタルが同じ位置で重なったとします。そして実際にレンズなどを作ってMTFを測った場合像高プラス15mmとマイナス15mmではメリディオナルとサジタルのフォーカスポジションが違うときも非点収差なのでしょうか？

> 実際にレンズなどを作ってMTFを測った場合像高プラス15mmとマイナス15mmではメリディオナルとサジタルのフォーカスポジションが違うときも非点収差なのでしょうか？


ご質問の趣旨は、像面が光軸に対して対称になっていないということでしょうか？
もしそうであれば、レンズの偏芯が原因ではないかと思います。
共軸になっていれば光軸に対して対称になるはずです。

メリディオナルとサジタルのピント位置が異なる現象自身は（原因が偏芯であれ）非点収差と呼んで差し支え無いと思います。

レンズ屋様
ありがとうございます。

共軸対称なら±で同じ値になるんですよね。


> メリディオナルとサジタルのピント位置が異なる現象自身は（原因が偏芯であれ）非点収差と呼んで差し支え無いと思います。

原因が偏芯であれ、非点収差と呼んで差し支え無いと思うとありますが
その意味は結局メリディオナルとサジタルのピント位置が異なってくるからという解釈でよろしいのでしょうか？

> 共軸対称なら±で同じ値になるんですよね。


その通りです。



> 原因が偏芯であれ、非点収差と呼んで差し支え無いと思うとありますが
> その意味は結局メリディオナルとサジタルのピント位置が異なってくるからという解釈でよろしいのでしょうか？

その通りです。
収差の呼称はその発生原因に対して付けられるものではなく、症状に対して付けられるものだと思います。

毎度お世話になっています。
ところで、先日フレア測定機の「黒体」を見て、「はたしてゼイマックス
でどのように設計するのか？（手計算でも良いですが）」と疑問がおこり
調査し考えたところ、ヒントもみつからず、このメールを出しました。
どなたか教えていただければ幸いです。

ちなみに黒体は以下の通りです。


黒体


形状：１）牛の角のような形状をしていて、内部は銀メッキがしてある。

　　　２）内部を覗くと、銀メッキがしてあるにもかかわらず「完全暗　　　　　　黒」に見える。

疑問点：入った光が複数回反射をし、光線が帰らなくなるそうだか
　　　　そのための最適な形状はどのように計算すればよいかわからな　
　　　　い。
　　　　ただたんに黒体の長さを長くすれば、「完全暗黒」になると
　　　　教えられたが本当か疑問が残る。

質問とは関係ない話ですが、「黒体」と言うと物理用語の黒体を想像してしまいます。
ご質問の黒体の作り方とは違いますが、でっかいダンボール箱の中を真っ黒に塗って光が入らないように密閉します。そのダンボールに小さい窓を開けると、ほぼ理想的な漆黒が出来ます。
こちらの方は誰でも簡単に作れます。場所がかさむのが欠点ですね。
ダンボールは大きいほど良いです。

これはウッヅのトラップとして知られているものです。

光は多重反射で減衰して帰って来なくなります。ちょっと不思議ですが
実験すると実によく機能します。散乱で光が帰って来ないように内面は
きれいな鏡面にしておくのが要ですね。

初出は
Robert W. Wood, "PHYSICAL OPTICS", The Macmillan Company,
New York, 1911
です。ご参考に。

> 初出は
> Robert W. Wood, "PHYSICAL OPTICS", The Macmillan Company,
> New York, 1911
> です。ご参考に。

自己レスですが、上記の本に形状の詳しい記述はありません。
P.624のFig.361に直径３cm, 長さ40-50cm, と出ているだけです。

> > 初出は
> > Robert W. Wood, "PHYSICAL OPTICS", The Macmillan Company,
> > New York, 1911
> > です。ご参考に。
>
> 自己レスですが、上記の本に形状の詳しい記述はありません。
> P.624のFig.361に直径３cm, 長さ40-50cm, と出ているだけです。
光の鉛筆（鶴田匡夫、新技術コミュニケーションズ、1984）の[35]黒にWoodの光トラップのことが記載されています。
ここには「簡単な反射回数の計算で形状を決め・・・驚くほどの吸収力をもった、正にブラックホールを作ることができます。」とあります。

> > > 初出は
> > > Robert W. Wood, "PHYSICAL OPTICS", The Macmillan Company,
> > > New York, 1911
> > > です。ご参考に。
> >
> > 自己レスですが、上記の本に形状の詳しい記述はありません。
> > P.624のFig.361に直径３cm, 長さ40-50cm, と出ているだけです。
> 光の鉛筆（鶴田匡夫、新技術コミュニケーションズ、1984）の[35]黒にWoodの光トラップのことが記載されています。
> ここには「簡単な反射回数の計算で形状を決め・・・驚くほどの吸収力をもった、正にブラックホールを作ることができます。」とあります。


メールありがとうございました。

私はてっきり「電波暗室のとげとげ」を設計するような方法
でやらなければならないと思っていましたが、、、、
とりあえずこの文献を読んでみようと思います。

私の知っている話では、そういう形状は数学的に求めるそうです。
クラインのつぼなどで出てくるような数学で求めることができるんだそうです。
残念ながら私はそういう数学（トポロジーでしたっけ？）には疎いので詳細はわかりませんけど。

ところで、黒体の「牛の角先端部分」を切断し、覗きこむと

やはり明るく光って見えるのでしょうか？

それとも、複数回反射するので、反射個所で少しづつ吸収されて　
０に近くなり　黒く見えるのでしょうか？

自分の予想としては、おそらく銀メッキの反射率が高いので　複数回反射しても「光って見える」と思うのですが、、、、

> 自分の予想としては、おそらく銀メッキの反射率が高いので　複数回反射しても「光って見える」と思うのですが、、、、

それはどの位置で切り取るのか、またどの位の光を入れるのかによりますね。
銀メッキの反射率が高いと書かれていますが、結構損失はありますよ。可視光領域だと反射率は０．９４〜０．９６程度ですから、１００回反射すると０．５％程度まで減衰してしまいます。

基本的には往復（先端まで進んで戻ってくる）でほぼ完全に吸収という事になりますので、その行程の半分以下ですから、光が見える可能性はあります。

この方法は「黒の箱」を作る方法としてプランクさんが試験した方法（プランク放射式を導いた、量子力学の端緒となる大事な試験）です。今でも理想的な黒体放射を得るために使われます。
（当時使われたのは内部が卵形で穴を開けて外から光を入れる方法でした）

では。

はじめまして、高田と申します。
ZEMAXで、平行光を凸面コーン
レンズ（円錐レンズ)に入射させるシミュレーションをしたいのです
が、普通のシーケンシャルモデルで、できるのでしょうか?また、ど
のSurface　Modelを指定すればいいんでしょうか？教えてください。

> ZEMAXで、平行光を凸面コーン
> レンズ（円錐レンズ)に入射させるシミュレーションをしたいのです
> が、普通のシーケンシャルモデルで、できるのでしょうか?また、ど
> のSurface　Modelを指定すればいいんでしょうか？教えてください。


もちろんシーケンシャルモードでできます。
入力方法は、過去ログの＃３７６をご覧ください。

いつもお世話になっております。

ＭＴＦについて教えていただきたいのですが、
ＭＴＦの波形が波打つような形状になっており、
それを山の形に直したいのですが、
どのようにすればよろしいでしょうか？

> いつもお世話になっております。
>
> ＭＴＦについて教えていただきたいのですが、
> ＭＴＦの波形が波打つような形状になっており、
> それを山の形に直したいのですが、
> どのようにすればよろしいでしょうか？

いつも勉強させてもらい、感謝しております。

どう考えて良いかわからなくなってしまいましたので、
どなたかご存じの方、お教えください。

物理学辞典を引きますと、”散乱”は、

波動または粒子が障害物や散乱体などによって自由進行を乱される現象

となっていますが、乱反射もあてはまる様に思えます。
乱反射は、散乱の一部なのでしょうか？
例えば、回折限界まで絞った集光点での波長程度の凹凸よりの反射は、
散乱であり乱反射なのでしょうか？

また、この様な用語の”標準的”意味を
定義しているものはあるでしょうか？

よろしくお願い致します。

> 乱反射もあてはまる様に思えます。
「乱反射」の定義がなにか？だと思いますよ。
国語辞典を開くと、

波あるいは粒子が、小さい凹凸のある境界面に当たって跳ね返され、種々の方向に進む現象。

だそうですから、散乱の中にはこの乱反射の定義によるものも含まれていると考えてもよさそうですね。

ただ散乱には上記では説明できない前方散乱とか、波長依存性のある散乱とか、あるいは非弾性散乱（散乱光の波長が変化する）などかありますので、それはもちろん乱反射とは呼ばないと思いますけどね。

> > 乱反射もあてはまる様に思えます。
> 「乱反射」の定義がなにか？だと思いますよ。
> 国語辞典を開くと、
>
> 波あるいは粒子が、小さい凹凸のある境界面に当たって跳ね返され、種々の方向に進む現象。
>
> だそうですから、散乱の中にはこの乱反射の定義によるものも含まれていると考えてもよさそうですね。
>
> ただ散乱には上記では説明できない前方散乱とか、波長依存性のある散乱とか、あるいは非弾性散乱（散乱光の波長が変化する）などかありますので、それはもちろん乱反射とは呼ばないと思いますけどね。

どうも丁寧な説明ありがとうございます。
手元の物理学事典には、”散乱”は載っていても”乱反射”が載っていません
でしたので、物理的な差があるものなのか、ないものなのかが判らなかったのです。
入射した光がそのまま種々の方向に進むのでしたら、
”散乱”でも”乱反射”でも良いということですね。

ありがとうございました。

ありきたりの初心者です。教えてください。
使用温度が変わった時に焦点位置に影響及ぼす事項を知りたいです。
どのくらいを「影響」と考えるか、は問題ですが。
＜条件＞
・機器：ＣＣＤカメラ＋レンズ＋ＬＥＤ照明（５５０ｎｍ）
・空気中使用で０度〜４０度まで
・カメラ・レンズの取付位置の温度変化での動きは無視
・ＮＡ０．２、レンズ−物体間は１０ｍｍとします（関係あるかな？）。

Ｑ１．下記だと思うのですが、いかがでしょうか。
1)ＬＥＤ発光中心波長変化
2)レンズの膨縮での屈折量変化
3)屈折率変化（空気温度・レンズ温度が変わるので）

Ｑ２．上記、他があればそれらの中で、
数ｕｍの影響を与えそうなものはどれでしょうか。

こんにちは

熱吸収ガラスとIRカットフィルタはどう違うのでしょう？
赤外域を透過させないという意味では同じなのでしょうか

> 赤外域を透過させないという意味では同じなのでしょうか
そういう意味では同じですが、ＩＲカットという場合は、「吸収」ではなく反射でカットすることがあります。
違いは熱を持つかどうかですね。

それでは、IRカットフィルターとホットミラーはどう違うのでしょうか？

IR光の行き先はどこでしょう？

> それでは、IRカットフィルターとホットミラーはどう違うのでしょうか？
基本的には赤外線を反射するという意味で同じです。（ＩＲの場合は必ずしも反射とは限りませんが）

ただホットミラーは、必ずしも正反射とは限りません。用途は主にハロゲンランプなどの光源に使われます。

ＩＲカットフィルターは、普通は光源に使う名称ではなくＣＣＤなどの赤外線感度を遮断する目的で使うフィルターによく使われます。

赤外線を遮断するという意味では同じですが、赤外線にも色々ありますのでねより詳細にいうと赤外線のうちどの部分に注目しているのかという話になります。

> IR光の行き先はどこでしょう？
反射型であれば普通に反射の法則で反射されます。

> > 赤外域を透過させないという意味では同じなのでしょうか
> そういう意味では同じですが、ＩＲカットという場合は、「吸収」ではなく反射でカットすることがあります。
> 違いは熱を持つかどうかですね。
波長にもよるのでしょうが、光源関係では、防熱フィルタとコールドフィルタとしています。↓
http://www.htkgp.co.jp/tokuhin/index.html
画像関連では近赤外光を対象にしていますので、「熱」という表現は使っておらず「IRカット」です。

ZEMAXの解析について相談させて頂きたくおもいます。

解析したい内容は、
雰囲気温度変化　→　レンズ発熱、冷却による形状変化　→　光学特性（収差等）の解析
　です。

　このような解析はZEMAXの機能ではできないものでしょうか？
尚、ZEMAXのバージョンはJune24　2003です。

> 解析したい内容は、
> 雰囲気温度変化　→　レンズ発熱、冷却による形状変化　→　光学特性（収差等）の解析
> 　です。
>
> 　このような解析はZEMAXの機能ではできないものでしょうか？
> 尚、ZEMAXのバージョンはJune24　2003です。


ZEMAX のグレードが EE なら、可能です。
THERMAL ANALYSIS という機能です。
ただし、この解析は静的温度解析、つまり光学系がその温度に長時間置かれて安定した後の解析です。
動的温度解析（温度変化中＝光学系の中に温度勾配がある場合の解析）は、できません。

> ZEMAX のグレードが EE なら、可能です。
> THERMAL ANALYSIS という機能です。
> ただし、この解析は静的温度解析、つまり光学系がその温度に長時間置かれて安定した後の解析です。
> 動的温度解析（温度変化中＝光学系の中に温度勾配がある場合の解析）は、できません。

　ありがとうございました。
ご指示にのっとり、マニュアルを閲覧したところ、
屈折率の温度勾配は考慮された解析のようですが、
膨脹率などのデータを使ってないようなので、形状自体は
変わらないという定義で解析してると考えていいのでしょうか？

　ちなみに、くだらない質問ですが、
ZEMAXツールバーのどこに　ThermalAnalysis　の機能が隠れているのでしょうか？
ＥＥバージョンですが、見つけられません。。。

> ご指示にのっとり、マニュアルを閲覧したところ、
> 屈折率の温度勾配は考慮された解析のようですが、
> 膨脹率などのデータを使ってないようなので、形状自体は
> 変わらないという定義で解析してると考えていいのでしょうか？


私の認識では、
1.　硝材は、硝材カタログ記載の線膨張係数を使って体積膨張
　（結果として、面の曲率半径、直径及び硝材厚が変わる）
2.　硝材の屈折率は、硝材カタログ記載の屈折率温度変化係数を使って変化
3.　鏡筒の線膨張係数は、Lens Data Editor 右端から2列目のTCE欄に記入した線膨張係数を使って伸縮
　　（結果として面間隔が変わる）
です。

屈折率の温度勾配は考慮されないと思います。



> ZEMAXツールバーのどこに　ThermalAnalysis　の機能が隠れているのでしょうか？


Editors → Multi Configraton Editor → Tools→ Auto Thermal
です。

>
> 私の認識では、
> 1.　硝材は、硝材カタログ記載の線膨張係数を使って体積膨張
> 　（結果として、面の曲率半径、直径及び硝材厚が変わる）
> 2.　硝材の屈折率は、硝材カタログ記載の屈折率温度変化係数を使って変化
> 3.　鏡筒の線膨張係数は、Lens Data Editor 右端から2列目のTCE欄に記入した線膨張係数を使って伸縮
> 　　（結果として面間隔が変わる）
> です。
>
> 屈折率の温度勾配は考慮されないと思います。
>

丁寧な回答ありがとうございました。

　尚、屈折率温度変化係数というのが、ガラスデータから見つけられないのですが、どこに記載してるのでしょうか？

　また、レンズ材の膨張は鏡筒によってどこを固定されてるかによって異なるとおもわれますが（レンズ端厚全て円周３６０°保持の場合、レンズ端厚中心１ｍｍ円周１８０°保持ｅｔｃ）、ＺＥＭＡＸの定義では、レンズのどこを鏡筒によって固定されてることになっているのでしょうか？

> 　尚、屈折率温度変化係数というのが、ガラスデータから見つけられないのですが、どこに記載してるのでしょうか？


Glass catalog 右上に記載されている Ｄ0 だと思います。



> 　また、レンズ材の膨張は鏡筒によってどこを固定されてるかによって異なるとおもわれますが（レンズ端厚全て円周３６０°保持の場合、レンズ端厚中心１ｍｍ円周１８０°保持ｅｔｃ）、ＺＥＭＡＸの定義では、レンズのどこを鏡筒によって固定されてることになっているのでしょうか？


私は、１つのレンズ端から次のレンズ端までが鏡筒に保持されているものとして取り扱われているものと理解しています。
詳細はマニュアルをご覧ください。

> > 　尚、屈折率温度変化係数というのが、ガラスデータから見つけられないのですが、どこに記載してるのでしょうか？
>
>
> Glass catalog 右上に記載されている Ｄ0 だと思います。
>
>
>
> > 　また、レンズ材の膨張は鏡筒によってどこを固定されてるかによって異なるとおもわれますが（レンズ端厚全て円周３６０°保持の場合、レンズ端厚中心１ｍｍ円周１８０°保持ｅｔｃ）、ＺＥＭＡＸの定義では、レンズのどこを鏡筒によって固定されてることになっているのでしょうか？
>
>
> 私は、１つのレンズ端から次のレンズ端までが鏡筒に保持されているものとして取り扱われているものと理解しています。
> 詳細はマニュアルをご覧ください。

ありがとうございました。

屈折率温度変化係数のオーダーは　１０＾−６／℃　みたいですね。

膨張による形状変化については、明確な記載がないように思われます。
　ヤング率等の物性値もなく、線膨張係数のみでどうやって計算してるか
非常に疑問でね。

プリズム結合ってありますが、なぜ、プリズムが必要であるのかわからなくなってきました。
プリズム結合は、ガラス基板などに光を導波させるときに使われますが、なぜ、プリズムが必要なのでしょうか。
全反射は、高屈折率から低屈折率へ光が進んだときにおこるといいます。ガラス基板などの表面から光を入射させても、透過するわけですから、光が高屈折率から低屈折率になる環境の部分があると思うのですが、、なぜ、プリズムを使わないと導波してくれないのでしょう。

落ち着いてよく考えてみてください。
スネルの法則では、
sinA=n*sinB A:n1中の角度, B:n2中の角度, n=n2/n1
です。全反射の条件は、n*sinBが1以上のときです。
つまり、n*sinBが1のとき、角度Aが90度(境界面に平行)になり、n*sinB>1となれば光が出て行く条件はなくなります。
だから全反射します。

逆に言うと、n2の物質中で角度Bがn*sinB>=1を満たす（つまり全反射条件を満たす）ようにする、入射角の条件はありません。
だから端面から入射させるかプリズムカップリングするしか方法がないのです。

プリズムカップリングは全反射する場合でも、エバネッセント波がプリズム外に出ます。それが導波路中に浸透すると、この波は導波路内の電磁波を誘起し、またそれによって生じたエバネッセント波がプリズム内に浸透してプリズム内に電磁波を誘起するという繰り返しが起こります。これを利用してちょうど導波路に電磁波が移ったときにカップリングが切れるようにすると、無事導波が成功します。

では。

> 落ち着いてよく考えてみてください。
> スネルの法則では、
> sinA=n*sinB A:n1中の角度, B:n2中の角度, n=n2/n1
> です。全反射の条件は、n*sinBが1以上のときです。
> つまり、n*sinBが1のとき、角度Aが90度(境界面に平行)になり、n*sinB>1となれば光が出て行く条件はなくなります。
> だから全反射します。
>
> 逆に言うと、n2の物質中で角度Bがn*sinB>=1を満たす（つまり全反射条件を満たす）ようにする、入射角の条件はありません。
> だから端面から入射させるかプリズムカップリングするしか方法がないのです。

>
> プリズムカップリングは全反射する場合でも、エバネッセント波がプリズム外に出ます。それが導波路中に浸透すると、この波は導波路内の電磁波を誘起し、またそれによって生じたエバネッセント波がプリズム内に浸透してプリズム内に電磁波を誘起するという繰り返しが起こります。これを利用してちょうど導波路に電磁波が移ったときにカップリングが切れるようにすると、無事導波が成功します。
>
> では。

何度で入射すればよいのか、どうやってしることができますか？

> > 落ち着いてよく考えてみてください。
> > スネルの法則では、
> > sinA=n*sinB A:n1中の角度, B:n2中の角度, n=n2/n1
> > です。全反射の条件は、n*sinBが1以上のときです。
> > つまり、n*sinBが1のとき、角度Aが90度(境界面に平行)になり、n*sinB>1となれば光が出て行く条件はなくなります。
> > だから全反射します。
> >
> > 逆に言うと、n2の物質中で角度Bがn*sinB>=1を満たす（つまり全反射条件を満たす）ようにする、入射角の条件はありません。

> > だから端面から入射させるかプリズムカップリングするしか方法がないのです。
>
> >
> > プリズムカップリングは全反射する場合でも、エバネッセント波がプリズム外に出ます。それが導波路中に浸透すると、この波は導波路内の電磁波を誘起し、またそれによって生じたエバネッセント波がプリズム内に浸透してプリズム内に電磁波を誘起するという繰り返しが起こります。これを利用してちょうど導波路に電磁波が移ったときにカップリングが切れるようにすると、無事導波が成功します。
> >
> > では。
>
> 何度で入射すればよいのか、どうやってしることができますか？

先ほどの続きですが、入射角は、臨界角以上で入射すればいいのでしょうか。また、文献などには、プリズム底面の直角コーナ近くに入射させると基板となるガラス等に導波すると書かれていますが、どうしてコーナ近くなのでしょう。

> > 何度で入射すればよいのか、どうやってしることができますか？
言葉だけで説明するのは大変なのですが、ちょうどよい図がありましたので、
http://www.sigma-cybertech.sytes.net/sct_opt/eigyou/B2/11.htm
をご覧ください。

>プリズム底面の直角コーナ近くに入射させると基板となるガラス等に導波すると書かれていますが、どうしてコーナ近くなのでしょう。

この理由はすでに説明した中にあります。
＞ちょうど導波路に電磁波が移ったときにカップリングが切れるようにする

ためです。

こんにちは。光学初心者です。
私はプラズマから放射される光強度を測定しているのですが、今、レンズを使用した多チャンネルの検出器を設計しております。
プラズマは円柱であるとして、径方向をｘ軸としましてその原点をプラズマの中心とします。
ｘ軸の原点からの放射とプラスマイナス何点かからの放射をレンズで集光して光ファイバーの受光面に結像したいのですが、レンズの光軸上にあるプラズマ中心以外の光軸から離れた点はレンズの公式で求めた結像位置とずれてしまうことはわかるのですが具体的にはどのように求めればよいのでしょうか？手計算では無理ですか？
レンズはアクロマティックレンズを考えております。市販されているものなので焦点距離、曲率半径などののデータは与えられております。
分かりづらい文章で申し訳ありません。よろしくお願いします。

> レンズの光軸上にあるプラズマ中心以外の光軸から離れた点はレンズの公式で求めた結像位置とずれてしまうことはわかるのですが具体的にはどのように求めればよいのでしょうか？


物面において光軸から距離Ｒだけ離れた点から出た光は、像面において光軸から距離ＭＲだけ離れた点に集光します。
ここでＭは結像倍率です。

> > レンズの光軸上にあるプラズマ中心以外の光軸から離れた点はレンズの公式で求めた結像位置とずれてしまうことはわかるのですが具体的にはどのように求めればよいのでしょうか？
>
>
> 物面において光軸から距離Ｒだけ離れた点から出た光は、像面において光軸から距離ＭＲだけ離れた点に集光します。
> ここでＭは結像倍率です。

レスありがとうございます。
理想的にはＭＲ離れた点に集光するのは分かるのですが、光軸から離れた点からの光は光軸に垂直な像面に結合せず、湾曲してしまうというのを本で読みました。
その結合する位置にファイバーの受光面を置きたいのですが、どのようにもとめればよいのでしょうか？

> 理想的にはＭＲ離れた点に集光するのは分かるのですが、光軸から離れた点からの光は光軸に垂直な像面に結合せず、湾曲してしまうというのを本で読みました。


ああ、像面湾曲のことですね。
像面湾曲の曲率半径ｒは、簡便には
ｒ＝Ｎｆ
で計算できます。
ここで、Ｎはレンズの屈折率、ｆはレンズの焦点距離です。
たとえば、Ｎ＝１．５、ｆ＝１００ｍｍなら、
ｒ＝１５０ｍｍ
ですから、像面は曲率半径１５０ｍｍの球面ということになります。
方向は凸レンズに向かって凹面です。

もっとも、この計算式を使うときには以下の注意が必要です。
第１に、この計算式が成立するのは、像高が小さい領域に限られること。
第２に、像面湾曲の他に、通常は非点収差があること。

実際には、上の式で求めた像面湾曲によるピント移動量が焦点深度を下回る程度であれば、像面湾曲や非点収差を無視できると考えてよいかと思います。
焦点深度を上回るのであれば、光線追跡計算によって具体的に非点収差も含めて計算する必要があります。

> > 理想的にはＭＲ離れた点に集光するのは分かるのですが、光軸から離れた点からの光は光軸に垂直な像面に結合せず、湾曲してしまうというのを本で読みました。
>
>
> ああ、像面湾曲のことですね。
> 像面湾曲の曲率半径ｒは、簡便には
> ｒ＝Ｎｆ
> で計算できます。
> ここで、Ｎはレンズの屈折率、ｆはレンズの焦点距離です。
> たとえば、Ｎ＝１．５、ｆ＝１００ｍｍなら、
> ｒ＝１５０ｍｍ
> ですから、像面は曲率半径１５０ｍｍの球面ということになります。
> 方向は凸レンズに向かって凹面です。
>
> もっとも、この計算式を使うときには以下の注意が必要です。
> 第１に、この計算式が成立するのは、像高が小さい領域に限られること。
> 第２に、像面湾曲の他に、通常は非点収差があること。
>
> 実際には、上の式で求めた像面湾曲によるピント移動量が焦点深度を下回る程度であれば、像面湾曲や非点収差を無視できると考えてよいかと思います。
> 焦点深度を上回るのであれば、光線追跡計算によって具体的に非点収差も含めて計算する必要があります。

ありがとうございます。
像面の曲率を表す r=Nf という式を使うには像高が小さい事が条件ということですが、小さいとはどのくらいでしょうか？
また使用するレンズとしてアクロマティックレンズを考えているのですが、二枚の異なる屈折率のレンズを組み合わせた光学系の場合のNはどのようにもとめるのでしょうか？
各々のレンズの屈折率と、そのアクロマティックレンズの焦点距離はわかっております。
よろしくお願いします。

> 像面の曲率を表す r=Nf という式を使うには像高が小さい事が条件ということですが、小さいとはどのくらいでしょうか？


半径ｒの球面上を、光軸からの像高分だけ移動するわけですから、ピントの移動量は作図で求まります。
そのピント移動量と、焦点深度を比較してみてください。


> また使用するレンズとしてアクロマティックレンズを考えているのですが、二枚の異なる屈折率のレンズを組み合わせた光学系の場合のNはどのようにもとめるのでしょうか？

１枚目のレンズの屈折率をＮ1、焦点距離をｆ1
２枚目のレンズの屈折率をＮ2、焦点距離をｆ2
とすると、
像面の曲率半径ｒは、

1/ｒ＝1/（Ｎ1ｆ2）＋1/（Ｎ2ｆ2）

で求まります。

はじめて投稿させて頂きます。
ZEMAXはまだまだ初心者のものですが、どうかよろしくお願いします。
バージョンはーEEを使っています。

ZEMAXで２つの光源を作り、Y方向にずらして平行にレンズに
入射させることは可能なのでしょうか？

Generalから光源の定義を行なうと思うのですが、この後にどこを
変えればよいかわかりません。
もしくはストップ面を使うのでしょうか？

よろしくお願いします

> ZEMAXで２つの光源を作り、Y方向にずらして平行にレンズに
> 入射させることは可能なのでしょうか？


Non-sequential mode では複数光源の設定が可能なようですが、私には詳細はわかりません。

大学でパターン投影法の研究をしています。
金属の球体の測定をしたいのですが、斜光照明だとどうしても反射光が入ってその部分がうまく測定できません。

光量を下げて見ると反射している部分は少なくなるのですが、他の部分が撮影できなくなります。

斜光照明で金属をうまく撮影することはできるのでしょうか？
光源は白色LEDを使用しています。
光源の波長を変えたり、偏光の向きなどで反射をなくすようなことはできないのでしょうか？

> 金属の球体の測定をしたいのですが、斜光照明だとどうしても反射光が入ってその部分がうまく測定できません。


表面の光る球体を撮影しようとすると、必ず照明光の反射像が写り込んでしまうと思います。
対策としては、球体を全方位から均一に照明することが考えられます。
たとえば、球を積分球の中に入れ、間接照明下で撮影してみてはいかがでしょうか。

返信ありがとうございました。
確かに全方位からの光では撮影が最善の方法だと思います。
ただ、格子投影の原理から一方方向の斜光照明なので。

では、測定物に当てる波長を変えたり、偏光を変えたりするとカメラで
撮影したときに変化はありますか？

半導体でははんだ面を撮影するのに赤色の光を当てたりしますよね。
水面の反射を抑えるためには、偏光板を入れたりしますよね。

何かあればお願いいたします。

ご質問の意味を正しく理解していないかもしれませんが、照明を暗くして映らなくなるのを解決すれば良いのでしょうか。

高速道路の料金所などに設置されているカメラは車のヘッドライトもナンバープレートもどちらも写るようになっています。撮れた画像を見るとコントラストが低くなってはいますが、白く飛んでいる部分はなく、もちろん暗くて写らない部分もありません。

このような画像が得られれば良いのでしょうか。上記は撮影に特殊なカメラを使っていますが、これは相手が高速で動くからであり、静物を撮るのであれば普通の画像処理でできます。

具体的にどうするのかは様々なアプローチがありますが、一言で言うと露出を変えてたくさん撮って、よいところだけを集めた画像を合成するということになります。

はじめまして、ＺＥＭＡＸ初心者の一匹オオカミと申します。
Ｚ
ＥＭＡＸのノンシーケンシャルを使用してレーザダイオードの光源設
定を行いたいのですが．．．初心者な者で上手く設定できません。r>ＺＥＭＡＸの先輩方、ご教授いただけないでしょうか。宜しくお願
いいたします。

> ＺＥＭＡＸのノンシーケンシャルを使用してレーザダイオードの光源設定を行いたい


私にはノンシーケンシャルを使った設定方法はわかりません。
本サイトのＱ＆Ａコーナーの１１１「ガウシアンビーム」の項に、ＸＹ方向で拡がり角が異なり、非点隔差があるＬＤ光源の設定方法を掲載していますので参考にしてください。

レンズ屋さまZEMAXでファインダーの簡単な設計データを
教えていただけないでしょうか？

長さ、及び材質など様様なプリズムを用いて
光学設計を行おうとしているのですが、そのオブジェクト
を作成する方法を教えていただけないでしょうか。
またそれを組合せて光学設計を行いたいのですが
ZEMAXのテキストだけではよくわかりません。
そのあたりのことを御教授いただければと思います。
どうかよろしくお願いします。

> 長さ、及び材質など様様なプリズムを用いて
> 光学設計を行おうとしているのですが、そのオブジェクト
> を作成する方法を教えていただけないでしょうか。


私にはオブジェクトの作成方法はわかりません。

ZEMAX に添付されている Samples → Non-sequential → Prisms
の中にプリズムのサンプルがたくさんありますので参考にされてはいかがでしょうか。

> > 長さ、及び材質など様様なプリズムを用いて
> > 光学設計を行おうとしているのですが、そのオブジェクト
> > を作成する方法を教えていただけないでしょうか。
>
>
> 私にはオブジェクトの作成方法はわかりません。
>
> ZEMAX に添付されている Samples → Non-sequential → Prisms
> の中にプリズムのサンプルがたくさんありますので参考にされてはいかがでしょうか。


サンプルを参照して考えてみたいと思います。
どうもありがとうございます。

輝線を細くする方法教えてください．
現在，650nm半導体レーザを使い，凸レンズとシリンダレンズを組み合わせて，対物距離500mm(レンズからの)程度の物体上に輝線を描かしています．
輝線の長さは20mm以上，幅を数〜10μmくらいにしたいと思っています．
現在は，幅が50〜80μmあります．
光切断計測に用いるため，輝線はCCDカメラで捉えられるほどの明るさが必要となります．
・可能かどうかと，手段を教えていただけないでしょうか．
・スリットで光を細くするという方法を取っている装置を見かけたことがあるのですが，回折などで返って太くなると言うことはないのでしょうか．
(実験では，スリットあった方が少し細くなったように見えます)

結像の幅を小さくする唯一の道は，NAを大きくすることです．
おそらく，LDをコリメートしてからf=500mmのレンズで集光していると
推測しますが，レンズ上のスポットが5mm位ではないでしょうか．

端面放射LDのばあい，ダブルヘテロ接合に垂直な面には基本ガウスモード
で発振と近似できます．その場合，Dθは約0.8[mm・mrad]ですから，集光位置に
おけるDを10μmとするとθは80mrad．これにf=500mmを掛けるとレンズ上
のスポットは10mmとなります．理論的に，これ以下のスポット径で10μm
に集光することができないことが示されます．

既にこの基準をみたされているとすると，原因はレンズの批点収差など
別のところにあることになりますが，それでもNAを大きくする方法は
有効です．

返信ありがとうございます．
ちょっと間違えていました．読み返していたのにすみません．
f=500mmとあるのを見て，はっとしました．対物距離は50mmです．
ですから現在は f=50mm程度で用いています．

> 結像の幅を小さくする唯一の道は，NAを大きくすることです．
つまり，対物距離をかえられないのであれば，
入射瞳の径を小さくすれば良いと理解してよいのでしょうか．

> 端面放射LDのばあい，ダブルヘテロ接合に垂直な面には基本ガウスモード
> で発振と近似できます．
すみません．ど・ど・ど・素人なもので，上記の難しい言葉はわかりません．
再度，調べ理解した上で下の計算もし返信します．

>Dθは約0.8[mm・mrad]ですから，集光位置に
> おけるDを10μmとするとθは80mrad．これにf=500mmを掛けるとレンズ上
> のスポットは10mmとなります．理論的に，これ以下のスポット径で10μm
> に集光することができないことが示されます．
現在半導体レーザをそのまま用いています．
半導体レーザの特徴上X方向とY方向の広がり角が異なりますよね．
現在はこれを無視して行っているのですが，
少なからず放射角を同等にするよう整調して使った方がよいと言うことでしょうか．
f=50mmの計算は次の回までにやってみます．
(できない場合は再度help出します．)

ヒントを下さったレンズ屋さんにまずお礼したく返信いたしました．
再度，調査してから登場したいと思います．ありがとうございます．

ZEMAXで干渉計の設計でわからない点が２点あります。
１、入射光をマスクで隠して２つの光束にわける方法を教えてください
　　設定で入射光を２つにする方法があれば教えてください
２、２つの光束を同時に設計していく方法を教えてください

どんな情報でもいいのでお願いします

ZEMAXにおいて前側焦点距離,後側焦点距離を求めたいのですが計算する項目などがあるのでしょうか？
ちなみにレンズ枚数は１枚ではなく複数です。

> ZEMAXにおいて前側焦点距離,後側焦点距離を求めたいのですが計算する項目などがあるのでしょうか？
> ちなみにレンズ枚数は１枚ではなく複数です。


1.　Reports → Priscription Data
　　と選択します。

2.　表示されたWindow左上の Settings をクリックし、
　　Cardinal Points
　　にチェックを入れてOKを押します。

3.　物空間及び像空間における光学系全体の Focal Length が表示されます。

レンズ屋様
ありがとうございます。
今度は別の質問なんですが、レンズ複数あるときの倍率と共役長を求めたいのですが無限で考えたとき倍率はゼロでいいんですよね？バカな質問でしたらすいません。
共役長も求められないのでしょうか？
もし有限で考えた時、ZEMAXの近軸倍率はどのような計算式なのでしょうか？
倍率の式はB＝像側高さ／物体側高さで考えてるとおもうのですが。
ZEMAXのfield heightは像面側の高さなので像面高さはわかるのですが
物体側高さはどのようにもとめるのですか？
変な質問をしていたらすみません。

> 無限で考えたとき倍率はゼロでいいんですよね？


その通りです。


> もし有限で考えた時、ZEMAXの近軸倍率はどのような計算式なのでしょうか？

1.　Reports → Priscription Data
　　と選択します。

2.　表示されたWindow左上の Settings をクリックし、
　　General Data
　　にチェックを入れてOKを押します。

3.　近軸倍率が、Paraxial Magnification の項に表示されます。

レンズ屋さま
返事ありがとうございます。
聞きたかったこととちょっと違ってました。
私の質問が悪かったみたいですみません。
近軸倍率が、Paraxial Magnification の項に表示されるのは
知っているのですが、例えば無限からある距離に物像間距離を決めたとき物体側
から光線がでますよね。(物体高は決めないでfieldの像高値を入れた状態)
そのときの物体側の最大物体高さである光線位置はどうやって決まるのでしょうか？
なにか計算でだせるのでしょうか？

> 物体高は決めないでfieldの像高値を入れた状態の物体側の最大物体高さはどうやって決まるのでしょうか？


1.　近軸倍率は既知である
2.　近軸像高が指定されている

上記条件のとき、ジローさんならどうやって物高を算出しますか？

近軸倍率がわからなくてZEMAXで例えば物像間距離を300mmに設定すると
ZEMAXは物体側のある位置から光線がでていますよね。
その光線の位置はどうやって計算しているか知りたいのですが・・
もし倍率がわかってて像高が決まっているとすると
物体高＝像高／倍率ででるとおもうのですが。
あっているでしょうか？

> 近軸倍率がわからなくてZEMAXで例えば物像間距離を300mmに設定すると
> ZEMAXは物体側のある位置から光線がでていますよね。
> その光線の位置はどうやって計算しているか知りたいのですが・・


近軸倍率がわからない場合は、ZEMAXも物高を決めるのは困難かもしれません。
しかし、物体距離と光学系が定義されれば近軸倍率は算出できるので、ZEMAXが近軸倍率を算出できないという状況は想定しにくいです。


> もし倍率がわかってて像高が決まっているとすると
> 物体高＝像高／倍率ででるとおもうのですが。
> あっているでしょうか？

あっていると思います。
私は、ZEMAXが内部でどのような計算をしているかは存じませんが、もしも私がZEMAXの開発者であったなら、上の式を使って物高を決めます。

レンズ屋 様　いつも参考にさせていただいております。
Optalixという光学設計ソフトを検討しているのですが
ZEMAXと比較して機能的に大きな違い等ご存じでしたら
教えていただけませんでしょうか。
ご近所なので返答しづらいかもしれませんが
宜しくお願いします

> Optalixという光学設計ソフトを検討しているのですが
> ZEMAXと比較して機能的に大きな違い等ご存じでしたら
> 教えていただけませんでしょうか。


私にはわかりません。
取り扱っている処に問い合わせてみてください。

お手数かけてすみません。
有り難うございました。

自然光を反射させると偏光の影響がありますが、この偏光した光を無偏光にするにはどのようにすればよいのでしょうか。
教えてください、、。

> 自然光を反射させると偏光の影響がありますが、この偏光した光を無偏光にするにはどのようにすればよいのでしょうか。
> 教えてください、、。

一応偏光解消板なる光学素子はありますが、御用途に適しているかどうかはわかりません。意外と難しい話です。

> > 自然光を反射させると偏光の影響がありますが、この偏光した光を無偏光にするにはどのようにすればよいのでしょうか。
> > 教えてください、、。
>
> 一応偏光解消板なる光学素子はありますが、御用途に適しているかどうかはわかりません。意外と難しい話です。

返信、ありがとうございます。
その偏光解消板というものについて、もう少し教えていただけないでしょうか。また、レンズを組み合わせて無偏光にする方法をご存知であれば、教えて
戴きたいのですが。どうぞ宜しくお願いいたします。

> その偏光解消板というものについて、もう少し教えていただけないでしょうか。
http://www.sigma-koki.com/
で取り扱っています。
ただ本当の意味で無偏光にしているといえるのかどうかは？です。

>また、レンズを組み合わせて無偏光にする方法をご存知であれば、教えて
どういうことを考えていらっしゃるのかわかりませんのでなんとも答えられません。単純に答えるならばレンズで無偏光にすることは出来ませんという答えになります。

通常偏光依存性のある素子を使いたいので光の偏光特性を消したいという場合は、１／４λ板で円偏光にするのが一般的です。

厳密な意味で無偏光というのは難しいかと。

> > その偏光解消板というものについて、もう少し教えていただけないでしょうか。
> http://www.sigma-koki.com/
> で取り扱っています。
> ただ本当の意味で無偏光にしているといえるのかどうかは？です。
>
> >また、レンズを組み合わせて無偏光にする方法をご存知であれば、教えて
> どういうことを考えていらっしゃるのかわかりませんのでなんとも答えられません。単純に答えるならばレンズで無偏光にすることは出来ませんという答えになります。

>
> 通常偏光依存性のある素子を使いたいので光の偏光特性を消したいという場合は、１／４λ板で円偏光にするのが一般的です。
>
> 厳密な意味で無偏光というのは難しいかと。

教えていただき、有難うございました。
無偏光で扱うというのは、根本的に困難であることがわかりました。
ただ、もし、反射した自然光、つまり、偏光をもった光を円偏光にしたい場合は、１／４λ板を使うだけでよいのでしょうか。宜しくお願いします。

> ただ、もし、反射した自然光、つまり、偏光をもった光を円偏光にしたい場合は、１／４λ板を使うだけでよいのでしょうか。宜しくお願いします。

ひかりさんは一眼レフカメラなどで使う円偏光フィルターをご存じでしょうか。これの構造は偏光板がありその後に波長板（λ／４）を配置してあります。
これは意図的に自然界で反射した光のうち特定方向の偏光のみを取り出すために使い、たとえば水面の反射を押さえるなどが可能になります。
しかし、偏光板のみですとその後のカメラのフォーカス機能や特に測光機能に偏光依存性があるため、波長板で円偏光にします。

きれいな円偏光にするにはどうしても波長板に入れる光の偏光を１：１にする必要があります。上記のフィルターの場合は手前に偏光子があるので、偏光子と波長板の角度が１：１の配分になるように固定すれば事足ります。

しかし、自然界からの直接の光ですといちいちアライメントを取らなければなりません。その点で少々厄介になります。

単純に強度を測定するだけであれば、積分球で集めてしまえばよいのですが、なかなか厄介な問題であることは確かです。

> > ただ、もし、反射した自然光、つまり、偏光をもった光を円偏光にしたい場合は、１／４λ板を使うだけでよいのでしょうか。宜しくお願いします。
>
> ひかりさんは一眼レフカメラなどで使う円偏光フィルターをご存じでしょうか。これの構造は偏光板がありその後に波長板（λ／４）を配置してあります。
> これは意図的に自然界で反射した光のうち特定方向の偏光のみを取り出すために使い、たとえば水面の反射を押さえるなどが可能になります。
> しかし、偏光板のみですとその後のカメラのフォーカス機能や特に測光機能に偏光依存性があるため、波長板で円偏光にします。


>
> きれいな円偏光にするにはどうしても波長板に入れる光の偏光を１：１にする必要があります。上記のフィルターの場合は手前に偏光子があるので、偏光子と波長板の角度が１：１の配分になるように固定すれば事足ります。
>
> しかし、自然界からの直接の光ですといちいちアライメントを取らなければなりません。その点で少々厄介になります。
>
> 単純に強度を測定するだけであれば、積分球で集めてしまえばよいのですが、なかなか厄介な問題であることは確かです。

色々教えていただき有難うございました。
円偏光フィルターはカタログ等でみたことがあります。
いま、下図（見づらいですが、、）のようにファイバー光をミラーで反射させ、その反射した光を円偏光にしたいのですが、その場合もアライメントが必要となるのでしょうか。

　　　　　　　　/←-----ファイバー　　　　　　　　　　　　　　
　 　　　　　　　↓
　　　　　　　反射光　
　　　　　　　（↑円偏光したい光）

すいません、反射光が左に少しずれています。。
スラッシュはミラーのつもりです。

光ファイバーに入射する光が特定偏光方向の光というわけですね。
この場合は少し厄介です。ファイバーを通過した後の光の偏光方向は不定で、ある程度ランダムになりますが、長さやその形状により変化します。つまり、かなり直線偏光的な場合もあれば、異なる場合もあり、またそれがファイバの形状を変化させる（手に持ってゆするなど）した時には変化してしまうので、厄介なのです。

光量が変化してもよければ偏光版−１／４λ板という校正が考えられますが、もし光量も安定させたいのであれば、光ファイバに導入する前に１／４板で円偏光にしてしまうのがよいでしょう。

偏光保持ファイバという代物もありますが、これを使わなくても上記で対応可能と思います。

光ファイバに入射する光の偏光方向が一定でない場合は、ご質問の情報からだけでは解決策はわかりません。

> 光ファイバーに入射する光が特定偏光方向の光というわけですね。
> この場合は少し厄介です。ファイバーを通過した後の光の偏光方向は不定で、ある程度ランダムになりますが、長さやその形状により変化します。つまり、かなり直線偏光的な場合もあれば、異なる場合もあり、またそれがファイバの形状を変化させる（手に持ってゆするなど）した時には変化してしまうので、厄介なのです。
>
> 光量が変化してもよければ偏光版−１／４λ板という校正が考えられますが、もし光量も安定させたいのであれば、光ファイバに導入する前に１／４板で円偏光にしてしまうのがよいでしょう。
>
> 偏光保持ファイバという代物もありますが、これを使わなくても上記で対応可能と思います。
>
> 光ファイバに入射する光の偏光方向が一定でない場合は、ご質問の情報からだけでは解決策はわかりません。


光ファイバには、ハロゲン光を想定しています。っということは、偏光方向が一定ではないので、困難になるということですね、、
ただ単に、ミラーで反射した光を円偏光板を透過させれば良いというわけにはいかないのですね。

> 光ファイバには、ハロゲン光を想定しています。っということは、偏光方向が一定ではないので、困難になるということですね、、

光ファイバに入射する光がハロゲン光で事実上無偏光の光を入射するのであれば出射光も無偏光と考えて良いですから、そもそも波長板を入れる意味がないと思いますが？

ひかりさんの説明(4446)によると，ファイバー射出光を斜め反射させ，
それを無偏光として利用したいように理解できます．この場合，斜め
反射により強度の偏光依存が出ますので，それを解消したいということ
ではないでしょうか．推測ですが．

で，欲しいのは「ランダム偏光」でなく単に「強度が偏波依存でない光」
なら，もとがランダム偏光にs-p強度依存が生じただけの光源なので，
λ/4を通過させれば目的が達せられると思います．

> ひかりさんの説明(4446)によると，ファイバー射出光を斜め反射させ，
> それを無偏光として利用したいように理解できます．この場合，斜め
> 反射により強度の偏光依存が出ますので，それを解消したいということ
> ではないでしょうか．推測ですが．
>
> で，欲しいのは「ランダム偏光」でなく単に「強度が偏波依存でない光」
> なら，もとがランダム偏光にs-p強度依存が生じただけの光源なので，
> λ/4を通過させれば目的が達せられると思います．

すいません、基礎知識が未熟なため混乱してしまいました。
λ/4の波長板をいれれば良いということがわかったのですが、波長板について
調べると、「長板の光学軸に対して入射光の偏向軸が角度45°であるように配置すると、直線偏向を円偏向に変換できます。」などと書かれています。
この光学軸というのはどのようにしたらわかるのでしょうか。ただ単に入れるだけでは駄目ということでしょうか。

> > 光ファイバには、ハロゲン光を想定しています。っということは、偏光方向が一定ではないので、困難になるということですね、、
>
> 光ファイバに入射する光がハロゲン光で事実上無偏光の光を入射するのであれば出射光も無偏光と考えて良いですから、そもそも波長板を入れる意味がないと思いますが？

無偏光の光をミラーで反射させると、偏光の影響がでると思うのですがいかがなものでしょう？その反射させた光を再び無偏光にしたいと思っています。そのために、円偏光フィルターが必要になるのかと思ったのですが、、、
すいません、説明がわかりづらくて。。

そういうことでしたか。わかりました。レーザー屋さんもコメントありがとうございます。

まずミラーは何をお使いになるのでしょうか？全反射のアルミコートミラーであれば偏光依存性といっても微々たる物ですから、通常は無視できるレベルです。

ハーフミラーやガラス基板で一部の光を反射させたいのであれば確かに強い偏光特性は現れることがあります。（ハーフミラーでは完全ではないですが、偏光依存性が小さくなる特性のミラーを売っていたりします）

どちらにしても上記の偏光状態のアンバランスを解決したい場合は、始めにお話した波長板を入れて調節（波長板の後に偏光板を入れて、偏光板を回転させて光強度が変化しないところを見つける）すればよいかと思います。

ただですね、もし２回反射させることが可能であれば、はじめのミラー、ハーフミラー、ガラス基板でｓ反射した光についてはｐ反射、ｐ反射した光についてはｓ反射となるようにもう一度反射を同じ反射角で行うと、機械的な配置だけで簡単にもとの偏光状態に戻せます。

つまり、ファイバーからの光が地面に平行に進み、ミラーで４５度反射しそれもまた地面に平行（つまり地面と平行な面内での反射）であれば、今度は地面に垂直方向に反射すればよいということです。

後者の２回反射の方法は安定度が高く、またかなり良好な成績を収めます。


ご参考になれば幸いです。

> そういうことでしたか。わかりました。レーザー屋さんもコメントありがとうございます。
>
> まずミラーは何をお使いになるのでしょうか？全反射のアルミコートミラーであれば偏光依存性といっても微々たる物ですから、通常は無視できるレベルです。
>
> ハーフミラーやガラス基板で一部の光を反射させたいのであれば確かに強い偏光特性は現れることがあります。（ハーフミラーでは完全ではないですが、偏光依存性が小さくなる特性のミラーを売っていたりします）

>
> どちらにしても上記の偏光状態のアンバランスを解決したい場合は、始めにお話した波長板を入れて調節（波長板の後に偏光板を入れて、偏光板を回転させて光強度が変化しないところを見つける）すればよいかと思います。
>
> ただですね、もし２回反射させることが可能であれば、はじめのミラー、ハーフミラー、ガラス基板でｓ反射した光についてはｐ反射、ｐ反射した光についてはｓ反射となるようにもう一度反射を同じ反射角で行うと、機械的な配置だけで簡単にもとの偏光状態に戻せます。
>
> つまり、ファイバーからの光が地面に平行に進み、ミラーで４５度反射しそれもまた地面に平行（つまり地面と平行な面内での反射）であれば、今度は地面に垂直方向に反射すればよいということです。
>
> 後者の２回反射の方法は安定度が高く、またかなり良好な成績を収めます。
>
>
> ご参考になれば幸いです。

Laserさん、レーザー屋さん、本当に有難うございます。

もう少し教えてください。
λ/4波長板だけではなく、偏光板も必要となるのですが？
波長板をいれると光は円偏光になり、そのあとに偏光板をいれるということはどういうことなのでしょうか。
初歩的な質問になっていると思いますが、どういうことなのか教えていただけないでしょうか？宜しくお願いいたします。

> λ/4波長板だけではなく、偏光板も必要となるのですが？
説明不足ですいません。
偏光板は波長板の回転角を偏光依存性がなくなる角度に調整する目的の為だけに使います。つまり調整後は取り払います。

最適な角度はミラー等のｓ，ｐ波の反射特性などにより異なりますので、ミラーなどの特性が完全に分かっていれば事前に最適角度を求められますが、不明であれば、先に述べた方法で調整してしまうのが簡単です。

> > λ/4波長板だけではなく、偏光板も必要となるのですが？
> 説明不足ですいません。
> 偏光板は波長板の回転角を偏光依存性がなくなる角度に調整する目的の為だけに使います。つまり調整後は取り払います。
>
> 最適な角度はミラー等のｓ，ｐ波の反射特性などにより異なりますので、ミラーなどの特性が完全に分かっていれば事前に最適角度を求められますが、不明であれば、先に述べた方法で調整してしまうのが簡単です。

沢山教えていただき、本当に有難うございました。
教えていただいたように、実際にやってみたいと思います。
有難うございました！

> > ただ、もし、反射した自然光、つまり、偏光をもった光を円偏光にしたい場合は、１／４λ板を使うだけでよいのでしょうか。宜しくお願いします。
>
> ひかりさんは一眼レフカメラなどで使う円偏光フィルターをご存じでしょうか。これの構造は偏光板がありその後に波長板（λ／４）を配置してあります。
> これは意図的に自然界で反射した光のうち特定方向の偏光のみを取り出すために使い、たとえば水面の反射を押さえるなどが可能になります。
> しかし、偏光板のみですとその後のカメラのフォーカス機能や特に測光機能に偏光依存性があるため、波長板で円偏光にします。


>
> きれいな円偏光にするにはどうしても波長板に入れる光の偏光を１：１にする必要があります。上記のフィルターの場合は手前に偏光子があるので、偏光子と波長板の角度が１：１の配分になるように固定すれば事足ります。
>
> しかし、自然界からの直接の光ですといちいちアライメントを取らなければなりません。その点で少々厄介になります。
>
> 単純に強度を測定するだけであれば、積分球で集めてしまえばよいのですが、なかなか厄介な問題であることは確かです。

色々教えていただき有難うございました。
円偏光フィルターはカタログ等でみたことがあります。
いま、下図（見づらいですが、、）のようにファイバー光をミラーで反射させ、その反射した光を円偏光にしたいのですが、その場合もアライメントが必要となるのでしょうか。

　　　　　　　　/←-----ファイバー　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　↓
　　　　　　　反射光　
　　　　　　　（↑円偏光したい光）

分光器と偏光について詳しく教えてください！
また、空間分解能と時間分解能の意味も教えてください。

先日はご返事ありがとうございます。

さて標題の件ですが、現在外径を制限したいと思っているのですが、ＤＭＧＴ　ＤＭＬＴでよろしいのでしょうか？

> さて標題の件ですが、現在外径を制限したいと思っているのですが、ＤＭＧＴ　ＤＭＬＴでよろしいのでしょうか？


その通りです。

ZEMAX-EEでユーザー定義面を作成しています。
USER_DATA構造体にsag1,sag2という変数があり、
説明には、
the sag and alternate hyperhemispheric sag
とありますが、意味がわかりません。

sag2とは何なのでしょうか？

前回はＭＴＦに関して返答していただきありがとうございました。

今回は射出瞳と射出角度の関係についてですが、現在、光線が像面に達する時の射出角度を抑えたいのですが、射出瞳の位置を長くとればよろしいのでしょうか？
またＺＥＭＡＸではどのようなオペランドを組み合わせればよろしいでしょうか？

> 今回は射出瞳と射出角度の関係についてですが、現在、光線が像面に達する時の射出角度を抑えたいのですが、射出瞳の位置を長くとればよろしいのでしょうか？


その通りです。


> またＺＥＭＡＸではどのようなオペランドを組み合わせればよろしいでしょうか？


EXPP で射出瞳距離を指定できます。

レーザーの初歩かと思いますが、教えてください。
レーザー光が楕円になっている場合、縦長になっているほうが、p波の影響が強いと考えてよろしいのでしょうか。

レーザー光の電界ベクトルの向きとビームの空間的な広がりは全く
無関係です．縦に長い楕円で電界方向が横向き，またその逆の
ビームも意図的に作れます．

たとえば半導体レーザーのように，共振器構造がビームの広がり，電界
振動の方向と強く結びつくものは，「狭い方が電界振動方向」と言って
しまっても良いかもしれませんが，これは乱暴な議論で一般化出来ません．

従って，「計測してみなければわからない．たとえば偏光がランダムという
可能性も充分あり得る」というのが答えです．

> レーザー光の電界ベクトルの向きとビームの空間的な広がりは全く
> 無関係です．縦に長い楕円で電界方向が横向き，またその逆の
> ビームも意図的に作れます．
>
> たとえば半導体レーザーのように，共振器構造がビームの広がり，電界
> 振動の方向と強く結びつくものは，「狭い方が電界振動方向」と言って
> しまっても良いかもしれませんが，これは乱暴な議論で一般化出来ません．
>
> 従って，「計測してみなければわからない．たとえば偏光がランダムという
> 可能性も充分あり得る」というのが答えです．


返信ありがとうございました。助かりました。早速、測定してみます。

> > レーザー光の電界ベクトルの向きとビームの空間的な広がりは全く
> > 無関係です．縦に長い楕円で電界方向が横向き，またその逆の
> > ビームも意図的に作れます．
> >
> > たとえば半導体レーザーのように，共振器構造がビームの広がり，電界
> > 振動の方向と強く結びつくものは，「狭い方が電界振動方向」と言って
> > しまっても良いかもしれませんが，これは乱暴な議論で一般化出来ません．
> >
> > 従って，「計測してみなければわからない．たとえば偏光がランダムという
> > 可能性も充分あり得る」というのが答えです．
>
>
> 返信ありがとうございました。助かりました。早速、測定してみます。

教えてください、計測とはどのような方法ですか。

こんにちは。

１つお聞きしたいのですが、λ/4板などとして使われる
複屈折板に通常直線偏光を垂直入射して（板の軸に対して45°の
角度で入射して）円偏光を作りますが、これが斜入射になった時
円偏光ででますでしょうか？ならないとしたらどのような理屈で
ならないのでしょうか？式などの説明があるとありがたいです。

よろしくお願い致します。

> 角度で入射して）円偏光を作りますが、これが斜入射になった時
> 円偏光ででますでしょうか？ならないとしたらどのような理屈で
> ならないのでしょうか？式などの説明があるとありがたいです。
光学異方性結晶中の光の伝播は簡単ではありませんので、この掲示板で説明するというのはかなり大変な作業です。
偏光がどうなるのかという話も斜めに入れると一言で言っても光学軸に対してどういう角度で入れるのかというのも問題になりますし。

一度専門書をご覧になっていただいたほうがよさそうです。
大抵の光学の本には書かれています。（たとえば「光エレクトロニクスの基礎」丸善など）

式はマクスウェル方程式が元になりますが、電気感受率はテンソルになりますのでややこしくなります。

Laserさん、どうもありがとうございました。
本を見て式を解いて、いろいろやってみます。
『斜入社→斜入射』でした。m(_ _)mペコ。

今現在諸収差が０に近い状態です。（若干色収差が大きい状態ですが）
しかしフィールドごとのＭＴＦのピークのずれが大きいのですが、
どのようにすれば一致してくれるのでしょうか？
またＺＥＭＡＸのオペランドで、用いていい方法があるでしょか？

> 今現在諸収差が０に近い状態です。（若干色収差が大きい状態ですが）
> しかしフィールドごとのＭＴＦのピークのずれが大きいのですが、


ピークとは、デフォーカスＭＴＦのピークですか？

> > 今現在諸収差が０に近い状態です。（若干色収差が大きい状態ですが）
> > しかしフィールドごとのＭＴＦのピークのずれが大きいのですが、
>
>
> ピークとは、デフォーカスＭＴＦのピークですか？

すいません。そのとおりです。デフォーカスＭＴＦです。

デフォーカスＭＴＦのピーク位置がフィールドごとに異なるなら、像面湾曲があるのではないかと思いますが、いかがですか？

> デフォーカスＭＴＦのピーク位置がフィールドごとに異なるなら、像面湾曲があるのではないかと思いますが、いかがですか？

ご返事ありがとうございます。
ＺＥＭＡＸで像面湾曲を補正しようと思えば、
自動設計でどのようなオペランドを使えばよろしいでしょか？
ちなみにＦＣＵＲ、ＢＳＥＲではうまくいかなかったです。

> ＺＥＭＡＸで像面湾曲を補正しようと思えば、
> 自動設計でどのようなオペランドを使えばよろしいでしょか？


FCGT、FCGS　が有用です。

各メーカーさんで倍率がちがいます。
初歩的な質問になるのですが、光学倍率、顕微鏡倍率、モニター倍率の違いをしりたいのですが？教えていただけませんでしょうか?

> 光学倍率、顕微鏡倍率、モニター倍率の違いをしりたいのですが？


被写体の像をモニター上に表示する場合、通常以下の手順を踏みます。

１.　光学系を利用して、撮像素子（ＣＣＤなど）の表面に被写体の光学像を作る。
２.　撮像素子に写った光学像を電子回路を使ってモニターに表示する。

このとき、１.の段階で、被写体の大きさと光学像の大きさの比率を「光学倍率」と呼びます。
たとえば、１ｍｍの物体が、２ｍｍの像になれば、光学倍率２倍です。

２．の段階では撮像素子上の像が電子的に拡大されてモニター上に表示されるわけで、通常は撮像素子の撮像面のサイズとモニターサイズの比だけ拡大されます。これは「電子倍率」などと呼ばれるようです。
たとえば、１／２型ＣＣＤ（対角８ｍｍ）が、対角３５２ｍｍのモニターに接続されれば、電子倍率は４４倍となります。

上記の場合、被写体のサイズとモニター上に表示された像サイズの比率は、
光学倍率×電子倍率
で表され、これを「モニター倍率」と呼ぶようです。

「顕微鏡倍率」は私にはわかりません。

> > 光学倍率、顕微鏡倍率、モニター倍率の違いをしりたいのですが？
>
>
> 被写体の像をモニター上に表示する場合、通常以下の手順を踏みます。
>
> １.　光学系を利用して、撮像素子（ＣＣＤなど）の表面に被写体の光学像を作る。
> ２.　撮像素子に写った光学像を電子回路を使ってモニターに表示する。
>
> このとき、１.の段階で、被写体の大きさと光学像の大きさの比率を「光学倍率」と呼びます。
> たとえば、１ｍｍの物体が、２ｍｍの像になれば、光学倍率２倍です。
>
> ２．の段階では撮像素子上の像が電子的に拡大されてモニター上に表示されるわけで、通常は撮像素子の撮像面のサイズとモニターサイズの比だけ拡大されます。これは「電子倍率」などと呼ばれるようです。
> たとえば、１／２型ＣＣＤ（対角８ｍｍ）が、対角３５２ｍｍのモニターに接続されれば、電子倍率は４４倍となります。
>
> 上記の場合、被写体のサイズとモニター上に表示された像サイズの比率は、
> 光学倍率×電子倍率
> で表され、これを「モニター倍率」と呼ぶようです。
>
> 「顕微鏡倍率」は私にはわかりません。

「顕微鏡倍率」は普通に、「対物レンズの倍率」ｘ「接眼倍率」です。

三眼鏡筒が付いていて、モニタ観察と目視観察が切り替えられる装置
で使われます。

はじめまして。
早速ですがTVカメラについて教えてください。
FA用途に用いるカメラとして、CCDとCMOSがありますが、ユーザーの立場としては、どのように違うのでしょうか？
メリット、デメリット、特殊な機能等についてお教えください。
以上、宜しくお願いいたします。

>CCDとCMOSがありますが、ユーザーの立場としては、どのように違うのでしょうか？
> メリット、デメリット、特殊な機能等についてお教えください。

数年前はCMOSカメラはノイズが多くて精密な用途やプロの映像屋には使えない性能でしたが、今はほとんど遜色ないレベルにまで来ていると思います。

一番大きな違いは画素データの回収方法のバリエーションです。CMOSカメラは（原理的に）部分読み出しが出来ます。例えば300万画素のCMOSカメラのデータ読み取り速度はあまり速くなりませんが、画像のうちの一部、例えば10万画素だけを読み出すのであれば、高速にデータ回収ができます。

どの程度フレキシブルにできるかは素子の設計次第です。どのくらいの自由度があるかはそれぞれのカタログをご覧ください。

ただ、TV用に限るとユーザとしてはあまりメリットはないのかもしれません。つまり、高速読み出しをしてもNTSC等の規格から外れるわけにはいかないからです。マシンビジョンなどでは検査を高速化する等の理由でCMOSが使われます。

早速のご回答、ありがとうございました。
> 一番大きな違いは画素データの回収方法のバリエーションです。CMOSカメラは（原理的に）部分読み出しが出来ます。例えば300万画素のCMOSカメラのデータ読み取り速度はあまり速くなりませんが、画像のうちの一部、例えば10万画素だけを読み出すのであれば、高速にデータ回収ができます。
これはWOIと呼ばれる機能ですね。
処理速度が速くなるようなので注目はしていましたが、CCDでは原理的に出来ないということでしょうか。
> ただ、TV用に限るとユーザとしてはあまりメリットはないのかもしれません。つまり、高速読み出しをしてもNTSC等の規格から外れるわけにはいかないからです。マシンビジョンなどでは検査を高速化する等の理由でCMOSが使われます。
EIAではあまりメリットが無いわけですね。
ただWOIを使うにしてもPCが必要みたいですから、TV規格にこだわる必要はありませんでした。

> これはWOIと呼ばれる機能ですね。
> 処理速度が速くなるようなので注目はしていましたが、CCDでは原理的に出来ないということでしょうか。
CCDカメラではパーシャルスキャンといって垂直方向のみの部分読み出しができるものがあります。
参考に、以前話題になっていたTELIさんのCMOSカメラを紹介します。
http://www.teli.co.jp/prod-doc/camera_high1.html

> > これはWOIと呼ばれる機能ですね。
> > 処理速度が速くなるようなので注目はしていましたが、CCDでは原理的に出来ないということでしょうか。
> CCDカメラではパーシャルスキャンといって垂直方向のみの部分読み出しができるものがあります。
ありがとうございました。
素子の構造の違いで、機能も随分違うようですね。

どなたかご存知の方　教えてください

ZEMAX10.0を使っています。
光源を一列に並べて照明したとき　どのように照明されるのかをシミュレートしたいと思っています。

光源はシリンドリカルレンズの焦点においてY方向は平行光にしています。

フィールドの定義でobject　Heightをいくつか増やしてやってみたのですが、複数光源のような定義はできませんでした。
ZEMAXで複数光源を表現することはできないのでしょうか？

> ZEMAXで複数光源を表現することはできないのでしょうか？


Sequentialモードでは、複数の物点を定義することはできますが、複数の物面を定義することはできないと思います。

Non-Sequentialモードでは、複数の物面を定義できるのかもしれませんが、私にはよくわかりません。

複数の物点というのは
fieldのobject　heightで定義する方法のことでしょうか？
どの物点も同じ光軸に向かって光線が出て行くのですが。。。

LEDを並べてシリンドリカルレンズを使ってライン状の光を作りたいと考えてます。

> 複数の物点というのは
> fieldのobject　heightで定義する方法のことでしょうか？


はい、その通りです。


> どの物点も同じ光軸に向かって光線が出て行くのですが。。。


各物点から出射された光は、原則としてＺＥＭＡＸ上でユーザーが設定した入射瞳の中心に向かって出射されます。

> 各物点から出射された光は、原則としてＺＥＭＡＸ上でユーザーが設定した入射瞳の中心に向かって出射されます。

ヒントをありがとうございました。
STOPを無限遠に定義してやってみました。
一応意図したとおりできました。

始めまして
レーザー加工機で最近光ファイバーでレーザー光を導入しているケースが多々あります。
光ファイバーの出射端にコリメータを入れ平行光として集光レンズ
集光する時のスポットサイズはどのように計算すれば良いのでしょうか？　

光ファイバーはマルチモード、コア径２００μ
波長はNｄYAG基本波(λー１．０６μ）
　コリメート径２０ｍｍ（ｄ０）　レンズしょうｔ
単純に　Sposize＝ｆθ で近似できないと思いまして・・・・
近似式でもわかれば教えて下さい。
以上

まず，ファイバーから出たビームの(Dθ)を求める必要があります．
光ファイバーのNAがわかっていれば，射出ビームの(Dθ)はコア径dを使い2dNA
と近似できます．わからなくとも，コリメータレンズの焦点距離fとコリメ
ートされたビームの直径Dから(Dθ)=dD/fと求められます．

(Dθ)がわかれば，集光レンズの焦点距離Fを用い，焦点の直径D'は

D'=(Dθ)F/D

となります．集光レンズ上でもビームが直径Dであることが仮定されています．

(Dθ)は「ディーシータ」と読み，ビーム品質を表す指標です．単位は通常
[mm・mrad]．

>有難うございます
よくわかりました。

> まず，ファイバーから出たビームの(Dθ)を求める必要があります．
> 光ファイバーのNAがわかっていれば，射出ビームの(Dθ)はコア径dを使い2dNA
> と近似できます．わからなくとも，コリメータレンズの焦点距離fとコリメ
> ートされたビームの直径Dから(Dθ)=dD/fと求められます．
>
> (Dθ)がわかれば，集光レンズの焦点距離Fを用い，焦点の直径D'は
>
> D'=(Dθ)F/D
>
> となります．集光レンズ上でもビームが直径Dであることが仮定されています．
>
> (Dθ)は「ディーシータ」と読み，ビーム品質を表す指標です．単位は通常
> [mm・mrad]．

はじめて投稿させて頂く、光学初心者です。
皆様の分野とは異なるとは思いますがご存知でしたら
教えてください。
当方、VCSELを使用しており、このレーザーはマルチモードの光を
出射します。FFPでも光軸近辺ででこぼこが見えました。
この光をコリメートし、ハーフミラーなどで分岐させル事は
可能でしょうか。
また、解析できるようなツールが有りますでしょうか。

マルチモードレーザーの伝搬は，シングルモードの場合と全く同様に
考えてかまわないのです．なぜなら，TEM_mnモードの数学的表現は，
TEM00モードにエルミート関数を掛ける形で表現でき，レンズによる変換
は，このTEM00モードの部分の複素ビームパラメータを変換する作用に
他ならないためです(Yarivの教科書を読みましょう)．

特定のモードだけを取り出す魔法のハーフミラーはありません．全ての
モードがTEM00と同じように分割します．その意味では，ABCD行列は
TEM00モードについてのみ計算すれば十分と言うことです．

あるモードだけを取り出そうとするときは，モード毎に異なる空間分布
を利用します．もっとも簡単でかつ有効なのが，TEM00モードの大きさと
おなじ大きさの穴をくぐらせる方法．これで，高次モードが遮断されTEM00
モードだけが取り出せます．
Spatial filterというキーワードで検索すればもっといろいろと
わかるでしょう．

スペイシャルフィルターを通すだけでマルチモードをTEM00化できるという
のは初耳ですね。マルチモードでは縦モードもTEM00とは明確に異なるはず
で、これを空間制限するだけでTEM00化できるというのは誤解でしょう。Yar
ivをしっかり読みましょうね。

> マルチモードレーザーの伝搬
は，シングルモードの場合と全く同様に
> 考えてかまわないのです
．なぜなら，TEM_mnモードの数学的表現は，
> TEM00モードにエルミ
ート関数を掛ける形で表現でき，レンズによる変換
> は，このTEM00
モードの部分の複素ビームパラメータを変換する作用に
> 他ならな
いためです(Yarivの教科書を読みましょう)．
>
> 特定のモ
ードだけを取り出す魔法のハーフミラーはありません．全ての
> モ
ードがTEM00と同じように分割します．その意味では，ABCD行列は
>
TEM00モードについてのみ計算すれば十分と言うことです．
>
&g
t; あるモードだけを取り出そうとするときは，モード毎に異なる空間分布<
br>> を利用します．もっとも簡単でかつ有効なのが，TEM00モードの大
きさと
> おなじ大きさの穴をくぐらせる方法．これで，高次モード
が遮断されTEM00
> モードだけが取り出せます．
> Spatial f
ilterというキーワードで検索すればもっといろいろと
> わかるでし
ょう．

いちおう，Zenさんの間違った理解をただすために解説しておきましょう．

縦モードがマルチでも，全ての縦モードにおいてTEM00はTEM00です．
従ってって，空間的なビームの広がりは縦がマルチモードでもシングル
モードでも全く変わりません．

ガスレーザーなどは幾つかの等間隔の周波数で発振することが知られて
いますが，空間的な伝搬を扱うときは全ての発振周波数を近似的に同じ
と考えて良いので，区別する必要はないのです．

非常に帯域の広いTi:Sapphireなどは別ですが．

従って，TEMnmをspatial filterで制限するとTEM00が取り出せるという
説明に間違いはありません．
("シングルモード"になるとは誰も言っていない)

あと，VCSELは縦シングルモードなのでお忘れ無く．

スペイシャルフィルターは共振器外に置くことを前提にされているのだと思
いこんでいました。共振器内に置けばTEM00が得られるのは当然です。ただ
共振器外に出てしまったレーザーにどのようなフィルターをかけてもTEM00
にはならないはずです。

TEM00横モードのレーザの縦モードは基本
的に共振器形状（Confocal、Hemispherical・・・etc）によることはご存知
のはず（媒質によっても異なりはしますが）、前述の共振器内フィルター（
アパーチャですね）を緩めて横マルチモードにすると、必然的に縦モードも
変化してしまいます。このことが言いたかったのですが・・

> 共振器外に出てしまったレーザーにどのようなフィルターをかけてもTEM00
> にはならないはずです。
マルチモードの光からとのことですから、TEM00を含む光からTEM00を切り出すという意味で、普通は理解すると思いますよ。（完全にTEM00のみではありませんが）

> TEM00横モードのレーザの縦モードは基本
> 的に共振器形状（Confocal、Hemispherical・・・etc）によることはご存知のはず

共振器形状ではなく「共振器長」では？
縦モードの基本は、媒質のゲイン幅と共振器長できまるＦＳＲ周期というのがレーザの基本と思いますが。

>前述の共振器内フィルター（
> アパーチャですね）を緩めて横マルチモードにすると、必然的に縦モードも
> 変化してしまいます。
これは一般的法則としてはいえませんけど、結果として起きることもあるでしょう。

> 従って，TEMnmをspatial filterで制限するとTEM00が取り出せるという

誰かにつっこまれる前に自己フォローしておくと，filterとはあくまで
「もとからあるものをよりわける」もので，マルチモード発振するレーザー
ビームにもともとTEM00が含まれていなければ，TEM00を取り出すことは
できません．そして，「モード」とは互いに直交するからモードである
わけで，あるモードを変換操作で別のモードに変えることも出来ません．

・・・この辺がよくわかっていない人が多い．

VCSELのなかにはドーナツモードで発振するものもあるそうですから，この
場合がそれに相当します．

たまたま、この掲示板を拝見させていただいたのですが、少し気になり
ましたので、つっこまさせてください。

摂動が加われば、モード間の遷移が起こりますから、もともとTEM00成分
を含んでいなくても、TEM00成分を含む光に変換することはできると思い
ます。
摂動は、ビーム形状が変化することなら、何でも良くて、ピンホールを
通しても、位相マスクを通しても、何でも構わない思います。
変換効率は低いですし、同時に他の無数のモードが発生しますが。

それと、これは良く分からなかったのですが、spatial filterで、
マルチモード発振しているレーザから、TEM00だけを効率良く取り出せる
でしょうか？
VCSELのビームを理想的なレンズで集光すれば、集光位置では、発光領域
の強度分布がそのまま再現される気がします。基本モードと、
高次モードで中心付近の強度差はありますから、ピンホールで、周辺の
光をカットすれば、基本モードの比率が増加するのは分かります。
ただ、空間的にかなりオーバーラップしているので、基本モードも
かなり蹴らないといけない気がして、果たしてそれは実用的な効率なの
だろうかというのが私の疑問です。
考え違いなどありましたら、ご指導頂ければ幸いです。

> 摂動が加われば、モード間の遷移が起こりますから、もともとTEM00成分
> を含んでいなくても、TEM00成分を含む光に変換することはできると思い
> ます。

> それと、これは良く分からなかったのですが、spatial filterで、
> マルチモード発振しているレーザから、TEM00だけを効率良く取り出せる
> でしょうか？

上に関しては，「モード間の摂動」は，伝搬するビームの場合は増幅
作用を考えなくて良いため，事実上無視して良い話だと思います．
いま，議論はある一組の球面ミラー共振器から出た「あと」のエルミート-
ガウスモードの話に限定されておりますので．
いったん部分的に切り取られた高次モードは，TEM00と同じ空間を占める
エネルギーが伝搬にしたがって急激に減衰します．

2番目に関しては，効率は必ずしも良くはないし，TEM00だけが「すぱっと」
切れる様なものではありません．ある共振器から出るビームのTEM00と
TEM20を重ねて表示したものを図に示します．エネルギーは同じになるように調整しました．イメージ的にはこんな感じで切り取られるので，アパーチャ
通過直後はモードの純度は高くありません．しかし，真ん中だけ切り取ら
れたTEM20はそのご急激に拡散します．したがってビーム伝搬を組み合わせ
れば分離は可能です．いずれにしても，「効率良く」とはいきませんね．

従って，Zenさんが勘違いしていたように，spatial filterは本来は共振器
内の横モード次数を制限するためにこそ有効なツールです．
ただしVCSELの場合は，共振器にユーザーが手を加えるわけにはいかないの
で，モードをクリーニングする手段としては「あり」だと思いますよ．

> VCSELのビームを理想的なレンズで集光すれば、集光位置では、発光領域
> の強度分布がそのまま再現される気がします。

理解としてはその通りでよいと思います．ここで一つ補足したいのは，
エルミートガウスビームは，光軸に垂直な「あらゆる」面で基本モードと
高次モードの大きさの比率が一定と言うことです．レンズで絞った焦点
は確かにスポットは小さいですが，横モード分布はコリメートされたビーム
と「全く同一」になります．レンズ焦点面やレーザー射出面だけが特別な点
ということはないということは強調しておきます．

解説ありがとうございます。
後半の疑問は良く分かりました。

ただ前半に関し、自分の説明がまずく、真意が伝わっていなかった
ようですので、再度書き込みさせてください。

改めて言うまでもありませんが、あるビームに含まれる特定のモード
の量を知るには、そのモードとの内積（重なり積分）を取ります。

例えば、レーザー屋さんが、図に示された、TEM00と、TEM20は、
直交していますから、（強度ではなく）振幅で重なり積分を取れば
0です。

今、仮に、TEM20モードの脇のピークを遮断して、中央のピークのみ
抜き出したとします。その状態で、TEM00との重なり積分を取れば、
有限の値を持つようになります。

つまり、もともとTEM00を含まない、TEM20ビームが、ビームの一部を
遮断するという変換操作（摂動）で、TEM00を含むようになる
ということです。

どうやら，モードについてよくわかっていないので，「含む」という
表現になってしまっているようですね．

> つまり、もともとTEM00を含まない、TEM20ビームが、ビームの一部を
> 遮断するという変換操作（摂動）で、TEM00を含むようになる
> ということです。

穴を通過した直後は，強度的には確かにTEM00と一部を切り取られた
TEM20が同じ空間を占めています．しかし，その後の運命が違うのです．

TEM20の中心を切り取ったものは，もはやTEM00と同じ広がり
角度で伝搬することは出来ません．つまり，全く別々のビームを穴の
位置で重なるように合成したものと同じになります．これを分離するのは，
穴から離れた場所で待てばよいので，その意味ではTEM00はTEM20から
分離されたことになります．

TEM20の中心部分が，今問題にしているTEM00を一部増幅するように
働くと考えているなら，そこが誤解です．

中心を切り取られたTEM20は，「全くビームパラメーターの異なるTEM00」
の成分を持つと考えるのは間違いではありませんが．

レーザー屋さんを弁護するわけではありませんが、、、゜

> スペイシャルフィルターを通すだけでマルチモードをTEM00化できるというのは初耳ですね。
元の光がTEMnmだけであれば、完全とは言わないまでもそうなってしかるべきと思いますが、、、
（ＴＥＭ００でレーザ発振させるときにもよく使われる手法です）

> マルチモードでは縦モードもTEM00とは明確に異なるはず
マルチモードという言い方は縦モードに対しても横モードに対しても使われます。基本的には両者は独立したものです。
（縦マルチ、横シングルの光もあれば、縦・横シングルもあるし、前者の逆もまたある）

気になったのでコメントさせていただきました。

レーザー屋様

　ご回答ありがとうございます。
　ついでにと言っては失礼ですが、以下の点はどのように
　考えたら宜しいのでしょうか。
　　ファイバによる双方向通信を行う場合、レーザー出力を
　ファイバへ入射し、一方その入射端からのファイバ出力を、
　レーザーに併設した受信機で取り込みます。
　　その場合の構造は、
　送信時
　レーザー　→　コリメート　→　ハーフミラー（透過）　→　ファイバ
　受信時
　ＰＤ　←　集光レンズ　←　ハーフミラー（反射）←　ファイバ

　この場合、マルチモード光がコリメートレンズを透過したときに、
　モードに関わらず、すべて同じ径の幅で、コリメートされる
　ということで宜しいのでしょうか。



> マルチモードレーザーの伝搬は，シングルモードの場合と全く同様に
> 考えてかまわないのです．なぜなら，TEM_mnモードの数学的表現は，
> TEM00モードにエルミート関数を掛ける形で表現でき，レンズによる変換
> は，このTEM00モードの部分の複素ビームパラメータを変換する作用に
> 他ならないためです(Yarivの教科書を読みましょう)．
>
> 特定のモードだけを取り出す魔法のハーフミラーはありません．全ての
> モードがTEM00と同じように分割します．その意味では，ABCD行列は
> TEM00モードについてのみ計算すれば十分と言うことです．
>
> あるモードだけを取り出そうとするときは，モード毎に異なる空間分布
> を利用します．もっとも簡単でかつ有効なのが，TEM00モードの大きさと
> おなじ大きさの穴をくぐらせる方法．これで，高次モードが遮断されTEM00
> モードだけが取り出せます．
> Spatial filterというキーワードで検索すればもっといろいろと
> わかるでしょう．

レーザー屋さんはご多忙のようなので代わりにお答えすると、

ご質問の場合ファイバ導入時にモードの制限を受けます。
つまりマルチモードのうち高次モードはファイバ内に導入できず、シングルモードファイバであれば結局出てくる光はシングルモードになります。

ZEMAXのray funについて教えてください。
ZEMAXのray funをみるだけでどんな収差が
でているかわかると聞きましたが球面収差以外の見方がよくわかりません。
どなたか詳しい見方を教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

> ZEMAXのray funをみるだけでどんな収差が
> でているかわかると聞きましたが球面収差以外の見方がよくわかりません。


ここに書くには分量が多すぎるので、光学の教科書を参考にしてください。
たとえば、「光学入門」（岸川利郎著、オプトロニクス社）ｐ86〜に説明があります。
一通り理解された上で不明点があれば、再度お問い合わせください。

レンズ屋さま
返事ありがとうございます。
早速、本屋で「光学入門」（岸川利郎著、オプトロニクス社）
を買ってきていまみています。
わからない点がでてきたときまた質問させていただきます。
漠然とした質問をして大変申し訳ありませんでした。
これからもよろしくお願いいたします。

始めまして
レーザー加工機で最近光ファイバーでレーザー光を導入しているケースが多々あります。
光ファイバーの出射端にコリメータを入れ平行光として集光レンズ
集光する時のスポットサイズはどのように計算すれば良いのでしょうか？　

光ファイバーはマルチモード、コア径２００μ
波長はNｄYAG基本波(λー１．０６μ）
　コリメート径２０ｍｍ（ｄ０）　レンズしょうｔ
単純に　Sposize＝ｆθ で近似できないと思いまして・・・・
近似式でもわかれば教えて下さい。
以上

シリコーンレンズ　と　アクリル樹脂レンズ　と　ガラスレンズ　
を製作する上でメリットとデメリットを教えて下さい。

色々、HPをまわったのですが、
その製品に携わる人携わらない人でよくもわるくも書いてあり、
客観的な見方でのメリットとデメリットを聞きたいと思います。

宜しくお願い致します。

> シリコーンレンズ　と　アクリル樹脂レンズ　と　ガラスレンズ　
> を製作する上でメリットとデメリットを教えて下さい。

何の用途のレンズなんでしょうか？
用途によっては、あるレンズのメリットがデメリットにもなりますので。
一般的には大学院生さんの言われた内容で間違っていませんが、
例えば、アクリルレンズの製法上のメリットである「熱可塑性樹脂がつかえる」ということは、
逆に言えば、「耐熱性の高い用途には使えない」ということになります。
このあたりの情報を書き込んで頂いたほうが、より的を得た回答を得られると
思いますよ。

> シリコーンレンズ　と　アクリル樹脂レンズ　と　ガラスレンズ　
> を製作する上でメリットとデメリットを教えて下さい。
> 色々、HPをまわったのですが、
> その製品に携わる人携わらない人でよくもわるくも書いてあり、
> 客観的な見方でのメリットとデメリットを聞きたいと思います。
まさしくその通りだと思います。
費用面では、コスト重視ならば樹脂レンズを考えたいですね。
もし量産するのであれば、金型費用の償却ができるので非球面樹脂レンズを採用できる可能性があるでしょうが、少量ならば通常のガラス球面レンズしか手が出せません。
素材面ではガラスはかなり選択肢が広いのですが、樹脂は比較的限られています。
光学設計の微妙なところが、樹脂レンズだけだと難しさがあるようです。
まずはガラスで考え、コスト、性能で不都合があれば樹脂を考えるのが一般的と私は思います。

ありがとうございます。
貴重な回答。大変、参考になりました。

私は量産を考えているのですが、
樹脂にすべきか　ガラスに手を出すべきかかなり迷っています。
また、弊社の射出成形技術はLEDパッケージのような樹脂モールド成形しか
技術がないので、かなり困惑状態です。
しかし、新商品開発を掲げた以上、やり遂げたいと思っています。

今後とも宜しくお願い致します。

単軸結晶のC軸が結晶の境界面に対して傾いている場合、境界面に垂直に光を入れると、常光線は直進して、異常光線は屈折するんですよね？
それで位相差が生じると思うんですけど、その2つの光は横ずれが小さければ干渉して1つの光として観測されるんですか？

通常光と異常光は偏光面が直交しているため、いわゆる「干渉」はしません。
＞1つの光として観測されるんですか？
ですが、１つの光ってどういう光の事を想像されていますか？
光子１個の事でしょうか？

多分質問とは関係ないとは思いますが、光子１個が「通常光と異常光」に分裂するかどうかは、興味深い話題ですね。

> 通常光と異常光は偏光面が直交しているため、いわゆる「干渉」はしません。

なるほど。それは干渉って言わないんですね。

直線偏光を持った光子1個が、楕円偏光の光子1個になるんですか？
それとも直交した直線偏光の光子2個になるんですか？

> 直線偏光を持った光子1個が、楕円偏光の光子1個になるんですか？
> それとも直交した直線偏光の光子2個になるんですか？
一個の光子はあくまで一個の光子です。２個に増えることはありません。
なので楕円偏光の光子１個です。光子の量子状態の中にその情報があります。

ちなみに直線偏光の光子一個を、その偏光に対して４５度の偏光板を通すと、確率が５０％で通過するか通過できないかが決まります。そのときにも光子の偏光状態は変化します。
その結果、光子の集合体としてはマクロに見る光の特性と同じ物が得られます。
この話はヤングの干渉試験で光子を一つずつ放射したときにどうなるかという話と並んで有名な物の一つです。

> > 直線偏光を持った光子1個が、楕円偏光の光子1個になるんですか？
> > それとも直交した直線偏光の光子2個になるんですか？
> 一個の光子はあくまで一個の光子です。２個に増えることはありません。
> なので楕円偏光の光子１個です。光子の量子状態の中にその情報があります。

でも、複屈折のあるものを通してみると物が2つに見えるって言う話ってありますよね？それは1個の光子が2個の光子になったということではないんですか？

> でも、複屈折のあるものを通してみると物が2つに見えるって言う話ってありますよね？それは1個の光子が2個の光子になったということではないんですか？

人間は光子１個だけを見ているのではありません。ものの形に見えるには少なくとも数百個以上の光子を見ています。
で、ある光子は常光、ある光子は異常光として進みます。どちらが選択されるのかは「確率」で決まります。
そして、全体としては常光と異常光の両方が見えるわけです。

量子力学では、この確率がミクロな現象とマクロな現象をつなぎます。

なんとなく誤解がわかりました。
ありがとうございます。

始めまして。
このサロンは、興味深く拝見しておりました。

装置設計にあたり、以下のような光学系の設計に迫られております。

　作動距離　８０ｍｍ以上
　倍率　　　１５倍
　解像度　　１μｍ（やむをえなければ、３μｍまでは許容)

解像度を稼ぐためには、対物レンズの径を大きくして、ＮＡを大きく
とるという手段が考えられますが、この作動距離では、あまりにも
大きくなってしまいます。
また、装置の配置の関係上、紫外線を用いることが出来ません。

何か、レンズの径を大きくする以外で、解像度を稼ぐ手段はない
ものでしょうか？

何かヒントがあれば、ご教授ください

> 始めまして。
> このサロンは、興味深く拝見しておりました。
>
> 装置設計にあたり、以下のような光学系の設計に迫られております。
>
> 　作動距離　８０ｍｍ以上
> 　倍率　　　１５倍
> 　解像度　　１μｍ（やむをえなければ、３μｍまでは許容)
>
> 解像度を稼ぐためには、対物レンズの径を大きくして、ＮＡを大きく
> とるという手段が考えられますが、この作動距離では、あまりにも
> 大きくなってしまいます。
> また、装置の配置の関係上、紫外線を用いることが出来ません。
>
> 何か、レンズの径を大きくする以外で、解像度を稼ぐ手段はない
> ものでしょうか？
>
> 何かヒントがあれば、ご教授ください

もう少し詳しく書かれた方が回答者の方々に親切かも知れません。

例えば、テレセントリック性要求の有無、視野、使用波長、像面湾曲
に対する要求、等々です。撮像対象の情報もあった方が良いと思いま
す。

解像力の向上には、液浸とか、コンフォーカルとかの方法もあります。
しかし、一般的に液浸は御法度でしょう。また、コンフォーカルは低
倍率だとスキャナーがネックになって性能が出ません。この辺の隘路
を探るのにもう少し情報が必要だと思います。

質問方法に関するアドバイス、有難うございました。

　・テレセントリック性の要求はありません
　・使用波長は、開放系のため、人体に悪影響を与えない範囲であること
　　が、制約条件となります。
　　紫外線や、高出力のレーザーは使用できません。
　　発熱を避けるため、LED照明が望ましいですが、必須ではありません。
　・顕微鏡で確認した際、同軸照明で像が確認できたため、同軸照明を
　　基本に考えていますが、これは必須ではありません。
　　ただし、作動距離８０ｍｍは、照明に関しても必要です。
　・視野は、一辺３００μｍです
　・撮像は、ＣＣＤカメラを用います
　・撮像対象は、刻印されたシリコン面です
　・刻印内容の確認が撮像の目的のため、刻印内容が確認できる範囲で
　　あれば、像面湾曲は許容できます。

視野が狭いのでf=100mm程度のアクロマートでも実現可能かと思いますが、
口径は40mm程度になります。これでは大きすぎますか。
また、この場合レンズより後ろ側に1.5m程度の光路長が必要になります。
折り返して小型化という手もありますがそれにしても長いです。これが許容
できるかどうかも問題ですね。
両方ＯＫなら市販のアクロマートを組み合わせて使えると思います。

口径40mmは、許容限界ぎりぎりです。
ただし、光路長1.5mは、流石に装置に組み込めそうにありません。
30cm程度に収めたいのですが、折り返しでもちょっときつそうですね。

このままでは使えないようですが、アクロマートというレンズは知
らなかったので、調べてみることにします。

> 口径40mmは、許容限界ぎりぎりです。
> ただし、光路長1.5mは、流石に装置に組み込めそうにありません。
> 30cm程度に収めたいのですが、折り返しでもちょっときつそうですね。
>
> このままでは使えないようですが、アクロマートというレンズは知
> らなかったので、調べてみることにします。

アクロマートは基本レンズの一つですから調べて損はないと思います。
軸外に弱いのが欠点ですが、この応用では画角が狭いので大丈夫でしょう。
1.5mは望遠設計で0.6mに短縮し、折り返して0.3mも不可能ではないと
思いますがちょっと費用がかかりそうですね。

一番肝心の許容できる対物レンズ径はどの位ですか？

ZEMAXで設計したデータを2Dレイアウトで(光線設定はmarginal ray Height)
軸上の光線を像面位置でみたら上光線と下光線が集束しないでめり込んでしまいました。
こういう状態の場合性能的にどうなるのでしょうか？
やはり像面位置で結像しないといけないのでしょうか？
説明が下手で申し訳ないのですがお教えください。

> ZEMAXで設計したデータを2Dレイアウトで(光線設定はmarginal ray Height)
> 軸上の光線を像面位置でみたら上光線と下光線が集束しないでめり込んでしまいました。
> こういう状態の場合性能的にどうなるのでしょうか？
> やはり像面位置で結像しないといけないのでしょうか？
> 説明が下手で申し訳ないのですがお教えください。
性能は各収差、MTF等で判断します。
Marginal Ray Heightを解除し、少しずつバックフォーカスを変えて、前記方法で性能を確認してみてください。
すぐお判りになりますよ。

自動設計を実行する時、ウエイトが、大きいかどうかは分かりませんが、動かなくなる時があります。どのくらいのウエイトの大きさがよろしいでしょうか？
諸収差を同時に補正したい時もこのような現象がおきます。個別に
収差を補正するしかないのでしょうか？
どなたか詳しい人お願い致します。

> 自動設計を実行する時、ウエイトが、大きいかどうかは分かりませんが、動かなくなる時があります。どのくらいのウエイトの大きさがよろしいでしょうか？


私は、１を基本にその１０００倍から１０E−７の範囲で設定することが多いです。
ウエイトは各オペランドの相対比には関連するでしょうが、絶対値が大きいかどうかは、最適化効率には関連しないと思います。


> 諸収差を同時に補正したい時もこのような現象がおきます。個別に
> 収差を補正するしかないのでしょうか？

詳しい状況がわかりませんが、通常は、諸収差を同時に補正しなくては意味がありません。
最適化が順調に動かない場合は、オペランド相互間に矛盾がないかよく調べてみることをお奨めします。

ありがとうございます。１０Ｅ−７の範囲まではウエイトをかけてなっかたです。
もう１つ聞きたいのですが、設計段階で制限オペランドのウエイトに
-１を効果的に使いたいのですが、何か言い方法はありますか？




> > 自動設計を実行する時、ウエイトが、大きいかどうかは分かりま

せんが、動かなくなる時があります。どのくらいのウエイトの大きさがよろしいでしょうか？
>
>
> 私は、１を基本にその１０００倍から１０E−７の範囲で設定することが多いです。
> ウエイトは各オペランドの相対比には関連するでしょうが、絶対値が大きいかどうかは、最適化効率には関連しないと思います。
>
>
> > 諸収差を同時に補正したい時もこのような現象がおきます。個別に
> > 収差を補正するしかないのでしょうか？
>
> 詳しい状況がわかりませんが、通常は、諸収差を同時に補正しなくては意味がありません。
> 最適化が順調に動かない場合は、オペランド相互間に矛盾がないかよく調べてみることをお奨めします。

いつも参考にさせていただいております。レンズ屋さんの本も読んで
おります。

とあるメーカーにミラーの面精度を問い合わせたところ，
「ニュートンリング ５本（ＮＲ５）」であるとの回答を得ました。

私は，λ／４とか，λ／１０とかの面精度にはなじみがあるのですが，
ニュートンリングの数で表現されるのはよくわかりません。
また通常のミラーのカタログにもこのニュートンリングで表記されて
いるものは見つかりませんでした。いろいろ調べてみたのですが，
具体的に，このＮＲ５がどれくらいの面精度に相当するのかわかりませんでした。

そこで，このＮＲ５というのはどれくらいの面精度なのかどなたか
教えていただけませんでしょうか。
もし，可能でしたら，応用が利くように，その計算式もお教え頂ければ幸いです。

なお，ミラーの大きさは，25 mm×25 mmくらいのものだと思われます。

よろしくお願い申し上げます。

> そこで，このＮＲ５というのはどれくらいの面精度なのかどなたか教えていただけませんでしょうか。


本をお読みいただき、ありがとうございます。

さて、ニュートン本数による面精度表示は、レンズやミラーの加工現場ではよく使われています。
ニュートンリングは、原器と被検面の隙間がλ／２の整数倍になるごとに１本観察されます。
ですから、ニュートン１本はλ／２に相当し、ニュートン５本は、２．５λに相当することになります。

レンズ屋様，詳しい説明ありがとうございました。
大変参考になりました。

取り急ぎ，御礼申し上げます。

皆様始めまして。光学のことは全く分からず大変恥ずかしい質問ですが、
面発光体からの拡散光を、レンズを介すことによりその部分だけ平行光にすることは可能でしょうか？
あくまでイメージですが、添付図をご参考にアドバイスを頂けたら幸いです。
面発光体にレンズを接着するイメージです。

> 面発光体からの拡散光を、レンズを介すことによりその部分だけ平行光にすることは可能でしょうか？

面発光体とレンズの間にピンホールを置き、レンズと発光体の距離を焦点距離にすれば出来ますよ。
上記配置のレンズは位置−＞角度という変換をしてくれます。
位置が一カ所、一点であれば角度も一つになるから平行光が出来上がります。

発光体全面を使う場合は平行光にすることは出来ません。

たいへん申し訳ありません。私はNo.4353のど素人さんとは全くの別人です。
見落としておりました。No.4353のど素人さんには大変失礼致しました。
名前を改めさせていただきます。

基本的なフィゾーレンズ設計の
やり方と発散の場合の設計のやり方を教えてください。

色収差を補正するレンズとして、アクロマティックレンズがありますが、
偏光を補正するものは、何かないのでしょうか？

こんにちは

コヒーレント長についてお聞きしたいのですが、
・キセノン
・高圧水銀
・メタルハライド
・ハロゲン
についてのコヒーレント長をどなたかご存知の方
教えてください。
よろしくお願い致します。

> コヒーレント長についてお聞きしたいのですが、
> ・キセノン
> ・高圧水銀
> ・メタルハライド
> ・ハロゲン
> についてのコヒーレント長をどなたかご存知の方
どれも波長フィルタなどを使わなければミクロンオーダ以下しかありません。

> > コヒーレント長についてお聞きしたいのですが、
> > ・キセノン
> > ・高圧水銀
> > ・メタルハライド
> > ・ハロゲン
> > についてのコヒーレント長をどなたかご存知の方
> どれも波長フィルタなどを使わなければミクロンオーダ以下しかありません。

返信ありがとうございます。
数ミクロンというのはわかるのですが、どなたか精密に測定した方はいらっしゃらないのでしょうか？また、干渉フィルタを付けた際のコヒーレント長もわかると非常にありがたいです。
どうしても知りたいです
よろしくお願い致します

> 数ミクロンというのはわかるのですが、どなたか精密に測定した方はいらっしゃらないのでしょうか？

いないと思いますよ。意味がありませんので。
一度ご自身で測定されると理解できると思います。
波長オーダー以下の精度で測定すること自体に無理があります。

>また、干渉フィルタを付けた際のコヒーレント長もわかると非常にありがたいです。
特定スペクトルラインを切り出すということでしょうか？
簡単にはその切り出したスペクトルラインの幅で推定すればよいでしょう。
励起寿命時間をτとすれば、コヒーレント長はｃτ（ｃ：光速度）で、スペクトル幅Δωは、Δω・τ＝２π程度となります。

もちろんこれもスペクトル幅はランプによって微妙に違いますし、測定条件でも変わりますから、コヒーレント長もまた然りです。

イタリアでデザインをしています。
照明器具をつくっているのですが、疑問が出てきました。

急ぎで、“小学校の授業などで使われた「スライドプロジェクター」の仕組み”を教えて頂きたいのです。
できることであれば、簡単な図解も頂けると嬉しいです。(メールでも)
光源と像とレンズとの位置関係、できたら光路図も。

勉強不足でもうしわけありませんが、よろしくお願いします。

> イタリアでデザインをしています。
> 照明器具をつくっているのですが、疑問が出てきました。
>
> 急ぎで、“小学校の授業などで使われた「スライドプロジェクター」の仕組み”を教えて頂きたいのです。
> できることであれば、簡単な図解も頂けると嬉しいです。(メールでも)
> 光源と像とレンズとの位置関係、できたら光路図も。
>
> 勉強不足でもうしわけありませんが、よろしくお願いします。

> > イタリアでデザインをしています。
> > 照明器具をつくっているのですが、疑問が出てきました。
> >
> > 急ぎで、“小学校の授業などで使われた「スライドプロジェクター」の仕組み”を教えて頂きたいのです。
> > できることであれば、簡単な図解も頂けると嬉しいです。(メールでも)
> > 光源と像とレンズとの位置関係、できたら光路図も。
> >
> > 勉強不足でもうしわけありませんが、よろしくお願いします。

光源（フィラメント）、コンデンサレンズ（フレネルレンズ）、
フイルム（ＬＣＤ）、投影レンズ、スクリーンの位置関係は、
au by KDDIさんより教えていただいた計算式をご利用になったら
いかがでしょうか。
過去ログ3893

> 急ぎで、“小学校の授業などで使われた「スライドプロジェクター」の仕組み”を教えて頂きたいのです。

まずは、
http://www.cybernet.co.jp/optical/course/optwords/ka7.shtml
をご覧ください。これは代表的な光学系です。
このケーラー照明では、光源に対する光学系と、フィルムとスクリーンに対する光学系に分けて考えることができます。

まず光源から出た光はレンズ（コンデンサーレンズと呼ばれています）を通ってフィルムを通過し、その後のレンズで集光され結像します。ポイントは光源の各点から出た光はおのおのフィルム全体をカバーしていることです。光源となるハロゲンランプなどは輝度が均一ではなくむらがありますが、フィルムの位置では各点が全体に広がっていますので、むらの影響を受けにくいのです。

照明されたフィルム面はその後のレンズ系でスクリーン上に結像します。もうひとつ重要なのは、この結像レンズ系の入射瞳と呼ばれる場所があり、先のランプの結像する位置をここに合わせて、またランプ像が瞳の中に入るようにすることで、照明光を無駄なく使うことができます。
レンズ系の入射瞳というのは、単レンズだと単純にレンズを保持している枠の大きさ、位置になります。組みレンズだとその位置はややこしくなります。平たく考える場合は、光源の像が全部その後のレンズの中を通るようにと考えればよいでしょう。

では。

レンズは、エドモンドのカタログから選択することができますが、ミラーも同じように選択できないのでしょうか。自分で設定することしかできないのでしょうか。教えてください。

> ミラーも同じように選択できないのでしょうか。自分で設定することしかできないのでしょうか。

特に仕様にこだわりがなければ、メーカ標準品を使用された方が簡単で価格も安いと思います。
製品に使うのであれば、設計上色々な制約も多くなってくるので、だいたい専用に製作していただくことが多くなってきます。

以下のメーカさんは価格も掲載されているので、私は結構使います。
ただし、身近なメーカを使われた方が、小回りが利いたり、いろいろと便利かと思いますが・・・
どこでも扱っていますしね。
ご参考になりましたら幸いです。

> > ミラーも同じように選択できないのでしょうか。自分で設定することしかできないのでしょうか。
>
> 特に仕様にこだわりがなければ、メーカ標準品を使用された方が簡単で価格も安いと思います。
> 製品に使うのであれば、設計上色々な制約も多くなってくるので、だいたい専用に製作していただくことが多くなってきます。
>
> 以下のメーカさんは価格も掲載されているので、私は結構使います。
> ただし、身近なメーカを使われた方が、小回りが利いたり、いろいろと便利かと思いますが・・・
> どこでも扱っていますしね。
> ご参考になりましたら幸いです。

すいません、間違ってsensorさんの返信をそのまま投稿してしまいました。改めて、返信ありがとうございました。早速、みてみたいと思います。

2回目の投稿となります。
以前、相談に乗っていただき、レンズに非常に興味がわきましたので
ただいま勉強中です。
「レンズがわかる本」非常にわかりやすくて気に入っています。

そこで質問なのですが、
結像場所とピントがあっている場所の違いについてよくわかりません。
結像とは「物体の一点から出た光線群が、像面の一点に集まる現象」
とあります。結像しているということは写っている物体の表面の光の分布
と理解しました。それに対応してピントが合っているとはどういう意味と
とらえていいものでしょうか？
結像するようにレンズが正しく配置されているということでしょうか？
ピントがずれている像（例えば、物体表面より奥にピントがあっている
場合）はそのピントが合っている奥の位置における（屈折率の影響はおいておいて）光の分布と考えていいものでしょうか？
それとも表面の光の分布がレンズによって曲げられて意味のわからない
分布となっているものなのでしょうか？
どうかご教授ください。

周辺光量の定義について教えてください。
周辺光量100％（正方形画面対角：物体面でΦ30mm位置）とは、
どういう風に理解すればよいのでしょうか？

> 周辺光量の定義について教えてください。
> 周辺光量100％（正方形画面対角：物体面でΦ30mm位置）とは、
> どういう風に理解すればよいのでしょうか？
一般に周辺光量は画面中心に対する相対比で表しています。
周辺光量が100%とは、周辺部も中心と同じ光量があるということになります。

下記の質問と少しかぶるのですが、射出瞳距離が＋というのがイメージわきません。像面より後ろに絞りの像ができるわけですよね？
射出瞳距離が＋になるような光学系を使用している製品て例えば何があるのでしょうか？

> 下記の質問と少しかぶるのですが、射出瞳距離が＋というのがイメージわきません。像面より後ろに絞りの像ができるわけですよね？
> 射出瞳距離が＋になるような光学系を使用している製品て例えば何があるのでしょうか？
No.4337では撮影用レンズを前提として回答しましたが、他の光学系では基準面が違うかもしれません。
ど素人さんはどのような光学系で＋のものを見たのですか？

ZEMAXで射出瞳の位置をある値に合わせたいのですが
合わせる方法があったら教えてください。
また射出瞳はどの値(例:曲率,厚み)を変えると変化するのでしょうか？

> ZEMAXで射出瞳の位置をある値に合わせたいのですが
> 合わせる方法があったら教えてください。
exppだと思います。

最適化のOSCDコマンドを調べましたが、理解できなかったので簡単に教えてください。あとどのような時に使うのかも教えて頂けたら
ありがたいです。

> 最適化のOSCDコマンドを調べましたが、理解できなかったので簡単に教えてください。あとどのような時に使うのかも教えて頂けたらありがたいです。
ZEMAX使っているなら光学関係のテキストはお持ちですよね
その中にOSD'というのがあると思います
コマ収差についての判断基準になってます

初めて投稿いたします。光学初心者と申します。
非球面レンズ（片側、もしくは両側）の偏芯の規格で、
通常の透過偏芯1分と制限しただけで、光軸と、非球面軸のタオレも制御できるものなのでしょうか・・・
せっかく、1分で芯取りしてもらっても、非球面軸と光軸のタオレがあって、ポイント像などが、流れ星のようになってしまうのは悲しいので。。。認識不足な説明かもしれませんが、何かあれば、教えてください。よろしくお願いいたします。

> 非球面レンズ（片側、もしくは両側）の偏芯の規格で、
> 通常の透過偏芯1分と制限しただけで、光軸と、非球面軸のタオレも制御できるものなのでしょうか・・・


球面レンズの場合は、レンズ表裏の２つの面の球心を結ぶ直線が光軸なので、研磨後に光軸を中心とした芯取加工（外形加工）で偏芯を除去することができます。

しかし、非球面の場合は、１つの面だけで対称軸の位置と方向が決まってしまうので、表裏２面だけで光学的偏芯量が決まります。ですから、その後の外形加工で偏芯を除去することはできないと思います。

球面レンズの透過偏芯を測定する場合は、レンズの外形を基準としてレンズを回転させて集光点のフレを見ます。
しかし、非球面レンズの場合は上述のように各面に軸がありますので、各面ごとに反射偏芯を測定（規定）する必要があると思います。

Res遅くなり申し訳ございません。
ご回答本当にありがとうございました。
大変参考になります。
非球面軸と光軸のタオレの結像への影響を懸念していたので、
これを参考に、少し、調べてみようと思います。
本当にありがとうございました。

現在、実験用途でCCD(2/3inch)を使っているのですが、
これに取り付けているレンズ系が、
2/3サイズに結像させるようになっています。
CCDを1/3inchのものに交換したいのですが、
いまのレンズ系では有効面積から画像がはみ出してしまいます。
このような場合に変換アダプタのようなものは市販されているのでしょうか。

もし存在するならば、検索keywordを教えて下さい。

自己レス。

ワイドバータというのが存在するようですが、
これだとレンズの前段に取り付けるため、実験装置の邪魔になります。
テレコンバータというのは、私の使用目的の逆で、
視野を狭めるようです。
テレコンバータのように、レンズの後段に取り付けられるワイドコンバータは、
存在しないものなのでしょうか。

> テレコンバータのように、レンズの後段に取り付けられるワイドコンバータは、
> 存在しないものなのでしょうか。

私も、在れば欲しいのですが探しても何故かTVレンズ用が存在しません。
他の光学系ではレデューサと言う物が存在するようです。
http://homepage2.nifty.com/STARCAMP/sub0420.html
http://www.be.wakwak.com/~h.maki/reducer.htm
これによれば視野は拡大（小さく結像）されるようですが、それなりに収差も考慮しなければならないようです。又、像点位置も変化するので単純に凸レンズ系を挿入する訳には行きません。どちらかのレンズメーカでTVレンズ用を開発してくれないでしょうか？
ちなみに私は色消しの凸レンズを接写リング内にセットするキットを購入し光学要素の劣化を我慢して目的を達しております。以下、参照。
http://www.sugitoh.com/jp/cmounted.html
http://www.sakai-g.co.jp/optmenu.htm
http://www.edmund.co.jp/category/2003products/products-VID.htm

こちらに相談されてはいかかでしょうか？
http://www.koheisha.jp/
（有）光映社
望遠鏡用の観測用のアタッチメントを制作している会社ですが、
かなり痒い所に手が届いてます。
特注の制作も頼めるみたいなので相談してみると道が開けるかもしれませんよ。
レデューサーも35mm用はあちこちであります。
イメージサイズがはまればなんかしら手はありそうな気もするんですが…。

波長板のことですが、進相軸の方が屈折率が大きくて、遅相軸の方が屈折率が小さいということであってますか？

> 波長板のことですが、進相軸の方が屈折率が大きくて、遅相軸の方が屈折率が小さいということであってますか？

速度は屈折率が大きいほど低速になります。
速度ｖ＝ｃ／ｎ　ｃ：真空中の光の速度、ｎ：屈折率です。
だから逆です。

> > 波長板のことですが、進相軸の方が屈折率が大きくて、遅相軸の方が屈折率が小さいということであってますか？
>
> 速度は屈折率が大きいほど低速になります。
> 速度ｖ＝ｃ／ｎ　ｃ：真空中の光の速度、ｎ：屈折率です。
> だから逆です。

低速だと波長が短くなってその結果位相は進む、と考えたのですが、どうなんですか？？何か考え方が間違ってるんでしょうか。

> 低速だと波長が短くなってその結果位相は進む、と考えたのですが、どうなんですか？？何か考え方が間違ってるんでしょうか。

どういう意味でしょうか？
「低速だと波長が短くなって」はその通りですが、
「その結果位相は進む」が理解できません。

「波の速度が遅くなれば位相は遅れる」は光に限らずどんな波でも成立する基本的な物理ですが。周波数は変化しませんからその点を心に留めて考えてみて下さい。

そうですね、よく考えたら間違えてました。ありがとうございま〜す。

像面照度と分光特性をZEMAX上で見るにはどのようにすれば良いのですか？
操作方法を教えてください。

再びすいません。RSCEとRSCHを両方使っているのですが、その違いを教えてください。
またどのくらいのウエイトをかけてやればよろしいのでしょうか？

> 再びすいません。RSCEとRSCHを両方使っているのですが、その違いを教えてください。
> またどのくらいのウエイトをかけてやればよろしいのでしょうか？
RSCE: RMS spot size with respect to the geometric image centroid, measured in lens units. This operand is similar to RSCH, except the reference point is the image centroid instead of the chief ray.
RSCH: RMS spot size with respect to chief ray. This operand uses a Gaussian quadrature method to estimate the RMS spot size at a specified field coordinate and wavelength.

最近、全然自分で調べもしないで聞いてくるひといるけど、どうします？

「教えたがり」の需要はみたしているんだから，いいんじゃない？
うざったいと思ったらスレッドを開かなければ良いんだし．
そのための，スレッド式掲示板．

> 「教えたがり」の需要はみたしているんだから，いいんじゃない？
> うざったいと思ったらスレッドを開かなければ良いんだし．
> そのための，スレッド式掲示板．
了解

ＺＥＭＡＸではフィールドを１２個しか入れられないようですが、
１２個以上のフィールドを入れて設計したい場合、皆様どのようにして
ますでしょうか？

> ＺＥＭＡＸではフィールドを１２個しか入れられないようですが、
> １２個以上のフィールドを入れて設計したい場合、皆様どのようにして
> ますでしょうか？

偏心光学系の設計で偏心収差の補正にフィールドをいっぱい入れたいのですが無理のようですね。

よろしくお願いします。
ＺＥＭＡＸのレンズデータエディタですが、
１００行近くなると流石に何が何だか分からなくなってきます。
行単位に色分け出来れば少しは見やすくなると思ったのですが、
そんなことは出来るものでしょうか？

> ＺＥＭＡＸのレンズデータエディタですが、
> 行単位に色分け出来れば少しは見やすくなると思ったのですが、そんなことは出来るものでしょうか？
4月ぐらいのアップデートより、硝子などの行が色分けされています
まだのようでしたらアップデートしてみてはどうでしょうか？
ただし年間サポート契約が必要です

> 4月ぐらいのアップデートより、硝子などの行が色分けされています

　早速トライしました。
　非常に見やすくなりました。
　どうもありがとうございます。

> > 4月ぐらいのアップデートより、硝子などの行が色分けされています
> 　早速トライしました。
> 　非常に見やすくなりました。
> 　どうもありがとうございます。
さらにVer. Sep 4, 2003でMCE, MFEも色分けされました。

ド素人質問ですいません。

射出瞳位置ってどこからの距離の事を言っているのでしょうか？
単位がマイナスになっているのがわかりません。

よろしくお願いします。

> 射出瞳位置ってどこからの距離の事を言っているのでしょうか？
> 単位がマイナスになっているのがわかりません。
一般に像面からの距離です。
物体方向をマイナスとしています。

現在、周辺の収差を補正するオペランドがわかりません。
球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差、軸上色収差、倍率色収差を単独で補正するオペランドと、セッティングの仕方を教えてください。

> 球面収差、コマ収差、非点収差、歪曲収差、軸上色収差、倍率色収差を単独で補正するオペランドを教えてください。
spha, coma, asti, axcl, laclだと思います。

ZEMAXのオペランドで
ある面について曲率半径を制限したいのですが
そのようなオペランドはありますか？
よろしくお願いします。

> ある面について曲率半径を制限したいのですがそのようなオペランドはありますか？
cvgt, cvltだとおもいます。

ＺＥＭＡＸで、意図的な収差を与えたいと考えています。

　多分、Ｚｅｒｎｉｋｅ　Ｆｒｉｎｇｅ　Ｐｈａｓｅ面でよいと思うのですが、ＥＸＴＲＡ　ＤＡＴＡへ入力した数値とＺｅｒｎｉｋｅ展開したときの計算結果の関係が分かりません。
　
　マニュアルを見ると
　位相差＝２π×Ｍ×Ａ×ゼルニケ展開の値

と読め、多分、Ｍ＝１。Ａが分かりません。

宜しくお願いします。

対物レンズを使いCCDカメラに結像することを考えています。
そのとき共筒長を考慮する必要があるかないかを知りたいです。
たとえば160mmの共筒長用対物レンズを80mmにして使用すればどうなるのでしょうか？
初歩的なことですみません。

> 対物レンズを使いCCDカメラに結像することを考えています。
> そのとき共筒長を考慮する必要があるかないかを知りたいです。
> たとえば160mmの共筒長用対物レンズを80mmにして使用すればどうなるのでしょうか？
> 初歩的なことですみません。


球面収差が大きく発生して画像は明らかに劣化します。

劣化の程度はＮＡによって変わりますし、それが許容できるかどうかは
システム次第なので何ともお答えできません。

１ｍを超えるような板ガラスや大型反射鏡の内部応力を測定したいと思います。非破壊を前提にし、必ずしも光学的な方法にこだわりません。
測定物体は光学的に等方透明であることの証明ができれば良いのですが検査器と言ってもいずれも小型で実用になりません。又、偏光板程度の測定感度では問題があります。どなたかヒントでもよろしいのでご教示下さい。

始めまして．大学の研究で出来るだけ細い平行光，
もしくは光軸付近に強く分布した光が得られないかと調べています．
直径10ｍｍぐらいの装置を製作していて，
今はNA=0.22のファイバからの光を使っています．
10mm未満のレンズだけでファイバからの光をこのように加工することは
可能でしょうか？
ファイバ用のコリメートレンズで数ｍｍのビーム径が得られるものは
見つけたのですが，数μｍのビーム径を得ることは可能でしょうか？

細い平行光線については過去に話題になっています。
ワード検索から「コリメート」で検索すると引っかかりますので参考にして下さい。

早速検索させていただきました．参考になりました．
ひとつ質問なんですが，[539]に書かれた発散光の式，
ω＝ω0×SQRT（１＋（λｚ／（π×ω0＾2）＾2））
これは常に成り立つんですか？例えば波長のそろったレーザー光でも
徐々に発散していくものなのでしょうか？

> ω＝ω0×SQRT（１＋（λｚ／（π×ω0＾2）＾2））
> これは常に成り立つんですか？例えば波長のそろったレーザー光でも
この式が成り立つ条件はレーザであればＴＥＭ００モード、すなわちガウスビームであるということです。とはいえ、

> 徐々に発散していくものなのでしょうか？
程度の差こそあれ広がっていく点だけは間違いありません。
一番広がりが少ない条件はベッセルビーム（無回折ビーム）ですが、それでもいずれは広がります。
無限に大きなビーム径であれば広がりませんが。
波長はここでは本質的な問題ではありません。

KDDIさん、abさん、ハム太郎さん
「ゴースト」に対する質問の回答ありがとうございました。
　たいへん感謝しています！！

　ところで、別件なのですが、
　RGB⇒Labの変換方法を教えていただきたくメールを出しました。

　当初
　RGB⇒変換式を使いXYZ⇒これも変換式を使いLaｂを使えば簡単かな？
　と思っていたのですが　
　XYZ⇒Labへの変換式に「白色の三刺激」を
　いれなくてはならないと書いてあり通常「白色の三刺激」をいれてよい　かわからず困っています。
　
　どなたか、ご教授をお願いします。

> 　XYZ⇒Labへの変換式に「白色の三刺激」を
> 　いれなくてはならないと書いてあり通常「白色の三刺激」をいれてよい　かわからず困っています。
> 　どなたか、ご教授をお願いします。
↓を参考にされたら如何でしょうか
http://www.d2.dion.ne.jp/~yoshih/color_abc_5.html

> > 　XYZ⇒Labへの変換式に「白色の三刺激」を
> > 　いれなくてはならないと書いてあり通常「白色の三刺激」をいれてよい　かわからず困っています。
> > 　どなたか、ご教授をお願いします。
> ↓を参考にされたら如何でしょうか
> http://www.d2.dion.ne.jp/~yoshih/color_abc_5.html

ありがとうございました。
これによると、「白色の三刺激」を自分で入力しないと計算できないと
書かれてありますが（Labの考え方から考えると当然ですが）

フォトショップにデジタル画像を入れると自由に「RGB」や「Lab」を計算
してくれますが、これは適当な「白色の三刺激」が入っているのでしょうか？

射出成形で樹脂レンズをつくるには
何から行えば良いのか？（装置、設備、どんな知識が必要か？）
経験や知識のある方にご教授いただきたいと思います。

材質としてはシリコーンを主に考えています。

何卒、宜しくお願い致します。

シリコーンでレンズの射出成形というのはあまり一般的ではありません。
というのも、通常の射出成形で扱う熱可塑性樹脂とは違った特性をもつ
材料のため、生産性や汎用性の点で課題が多いのです。
どうしてもシリコーンでというのであれば、それなりの成形設備を用意する
必要がありますが、私はこちらには詳しくないので割愛します。
アクリルやポリカーボネイトでよければ通常の射出成形設備を用意します。
�@射出成形機・・・レンズの大きさや取り個数でサイズを決めます。
�A金型・・・レンズを作る最も重要な設備
�B金型温調機
�Cゲート処理機、取出しロボット、材料乾燥機などの補機類
レンズの精度にもよりますが、このほかに空調設備や色々あります。
全部で数千万円の投資が必要になるでしょうね。
面精度の管理や成形条件の管理など、光学以外の技術が要求されますし、
通常の射出成形品とは違った管理も必要になるので、レンズの精度にも
よりますが、金さえかければ誰でも成形できる代物ではないと思ってください。

ありがとうございます。
貴重なご意見を頂戴しました。

設備費など、まだまだ未知なところが多く、
また光学系をしっかりと精度をとるには
難しそうですね
乗り越えられるかどうか、もっと検討してみたいと思います。

宜しくお願いします。

　ＺＥＭＡＸの面で、ＰＡＲＡＸＩＡＬ面と言うものが
ありますが、この面を通った光を例えば、焦点距離２ｍｍ、
ＮＡ０．６としたいとき、どのようにすればよいのでしょうか？

　また、ＰＡＲＡＸＩＡＬ面とは、理想レンズ＝収差を出さない
と解釈しているのですが、それでよいものでしょうか？？

　どなたかお願いします。

> 　ＺＥＭＡＸの面で、ＰＡＲＡＸＩＡＬ面と言うものが
> ありますが、この面を通った光を例えば、焦点距離２ｍｍ、
> ＮＡ０．６としたいとき、どのようにすればよいのでしょうか？


Parameter1 の欄に焦点距離 ２ を入力します。
あとは有効径を適切に指定すれば、ＮＡ０．６になるはずです。


> 　また、ＰＡＲＡＸＩＡＬ面とは、理想レンズ＝収差を出さない
> と解釈しているのですが、それでよいものでしょうか？？

はい、それでよいと思います。

レンズ屋さん、どうもありがうございます。

> > 　ＺＥＭＡＸの面で、ＰＡＲＡＸＩＡＬ面と言うものが
> > ありますが、この面を通った光を例えば、焦点距離２ｍｍ、
> > ＮＡ０．６としたいとき、どのようにすればよいのでしょうか？
>
>
> Parameter1 の欄に焦点距離 ２ を入力します。
> あとは有効径を適切に指定すれば、ＮＡ０．６になるはずです。
>

　有効半径／焦点距離＝ＮＡ

　と考え、

　ＺＥＭＡＸのGeneral−Apertureの中で、
　Entrance　Pupil　Diameterを選び、
　Aperture　Valueを2.4とします。

　しかし、ＮＡ０．６にならずＮＡ０．５１になってしまいます。
　
　あるいは、
　Paraxial面の前の面で、半径1.2のApertureを設定します。
　Setvig後、やはりＮＡ０．５１になってしまいます。

　何処か根本的な間違いをしているような気がします。
　アドバイスいただけると助かります。

> 　有効半径／焦点距離＝ＮＡ
> 　と考え、
> 　ＺＥＭＡＸのGeneral−Apertureの中で、
> 　Entrance　Pupil　Diameterを選び、
> 　Aperture　Valueを2.4とします。
> 　しかし、ＮＡ０．６にならずＮＡ０．５１になってしまいます。


私は以下のように考えました。

1.　媒質の屈折率をＮ、集光角をθとすると、
　ＮＡ＝Ｎ・sinθ
　と表されます。

2.　空気中ならＮ＝１なので、ＮＡ＝０．６ にするには、
　θ＝ASIN（０．６）
　　＝３６．８７°
　で集光させる必要があります。

3.　ZEMAX の Paraxial面を光路図で眺めると、平坦に描かれています。
　ですから、この面は正弦条件は満たさない、ただの平面に違いありません。正弦条件を満たす面にすると、Paraxial面を球面にせねばならず、光路図が描きにくい問題があるのです。（ZEMAX開発者の苦吟が忍ばれます）

4.　有効径Ｄ、焦点距離ｆの平面レンズの集光角θは、
　tanθ＝Ｄ／２ｆ
　と表されます。
　これにθ＝３６．８７°、ｆ＝２を代入すると、
　Ｄ＝３
　を得ます。

5.　実際に ZEMAX の General−Apertureで、Entrance　Pupil　Diameterを３に設定したところ、Image Space NA が０．６になりました。

　どうもありがとうございました。
　事なきを得ました。

平凸レンズと焦点距離の関係がわかりません。
たとえば焦点距離より内側に点光源が
ある場合光はどのように屈折するかです。
また、平行光の照明半径によって
光の集まり方はどう変わってくるのかです。
平凸レンズと焦点距離の関係を教えてください

いきなり質問書いてすいません。。
はじめまして、べにと申します。
よろしくお願いします。

追加の質問です。
焦点距離がわからないレンズが
あるのですが、どうやって測ったらいいでしょうか。

カメラのズームについて教えてください。
よく０００万画素の2倍ズーム
とかってありますが。
この2倍とかってなにが2倍なんですか？
基本的なことだったらすいません。

> カメラのズームについて教えてください。
> よく０００万画素の2倍ズーム
> とかってありますが。
> この2倍とかってなにが2倍なんですか？
> 基本的なことだったらすいません。

　焦点距離の移動量が５０ミリ〜１００ミリで２倍です。

> 　焦点距離の移動量が５０ミリ〜１００ミリで２倍です。
焦点距離の移動量のことを言っていたのですね。
勉強になりました。ありがとうございます。

お世話様です。

ZEMAXの
Analysis→Calclations→RayTrace
において、
REALRayTrace　と　ParaxialRayTrace
の２種類がございますが、これらの違いは何なんでしょうか？

よろしくお願いいたします。

> ZEMAXの
> Analysis→Calclations→RayTrace
> において、
> REALRayTrace　と　ParaxialRayTrace
> の２種類がございますが、これらの違いは何なんでしょうか？


REAL Ray Trace は、実光線追跡です。
つまり、各屈折面ごとにスネルの法則（Ｎ・sinｉ＝Ｎ´・sinｉ´）を適用し、厳密に光線追跡を行った結果です。


Paraxial Ray Trace は、近軸光線追跡です。
屈折の法則を
Ｎｉ＝Ｎ´ｉ´
と簡略化して光線追跡を行った結果です。
実際の光線はこの追跡結果に従いませんが、無収差の場合の結像位置などを知るのに役立ちます。

回答ありがとうございました。

　重ね重ねの質問で恐縮ですが、
　Generalの値を0.1ずつ変化させたときの
RayTraceデータを解析してみたいとおもってます。
　手動では、手間が多いので、ZemaxのMacros機能を
つかってAUTO表示させようとおもってます。

　この場合、Generalにて　0.1　ずつ変化というのは
MacrosのZplメモ帳に　どんなソースコードを書けばいいのでしょうか？
　細かい質問で失礼いたします。

> 回答ありがとうございました。
> 　この場合、Generalにて　0.1　ずつ変化というのは
> MacrosのZplメモ帳に　どんなソースコードを書けばいいのでしょうか？


ZPL関数
AVAL()
を使えばシステムアパーチャー値を指定できます。

早速のご回答まことにありがとうございます。

　AVALにてシステムアパーチャを操作する方法を習得できましたが、
このアパーチャ変更毎の　MarginalRay　と　光軸　がなす角、及び、コサイン　を出力したく思ってますが、難航してます。

　お手数ですが、ご教唆頂ければ幸いです。

> 　AVALにてシステムアパーチャを操作する方法を習得できましたが、
> このアパーチャ変更毎の　MarginalRay　と　光軸　がなす角、及び、コサイン　を出力したく思ってますが、難航してます。


ZEMAX のマニュアルの
Chapter22:ZEMAX Programming Language
の章に
ZPL FUNCTIONS
の説明が掲載されています。

その中の
RAYM(x)
ACOS(x)
などが参考になると思います。

よく、このＨＰを拝見させて頂いております。

質問です。
以前「蛍石（ＣＡＦ２：フッ化カルシウム）の加工」について、
色々な書き込みがあったのを拝見したことがありますが、

最近の「蛍石の加工法」について、
何方かご紹介頂ける方がいらっしゃいましたら教えて下さい。
私は特に「球面加工」について興味を持っております。
些細な事でも構いませんので、何か情報をお願い致します。

フッ化カルシウムの平面、球面共に加工した経験があります。
使用光源の短波長化によって平滑性がシビアになってきており、
スペックを満たせる業者も少ないのが現状です。

用途や仕様で価格も開きがあります。何をお知りになりたいのですか？

＞スペックを満たせる業者も少ないのが現状です。

私も、そのように存じております。

その少ない一部の業者は「平滑性」を出すために、
どの様な工夫（加工法）を取っているのでしょうか？

ご存知でしたら情報をお願い致します。

お世話になります。
ZEMAXとCODE Vの光線追跡を比べた結果
ミクロン単位までは数字が同じなのですが
そのあとの数字があいません。
光線追跡だから合わないといけないと
おもうのですが・・
なぜあわないのか教えてくれませんか。
よろしくお願いします。

教えてください。
System Apertureの中にFloat By Stop Size というのが
ありますがこれはどういうと意味なのでしょうか？
また、どういうときにFloat By Stop Sizeを使うのでしょうか？
よろしくお願いします。

> 教えてください。
> System Apertureの中にFloat By Stop Size というのが
> ありますがこれはどういうと意味なのでしょうか？
> また、どういうときにFloat By Stop Sizeを使うのでしょうか？
STO面のSemi-Diameterの値が絞り値になります
絞りの実寸法が既知の時などに使ってます

いつも勉強させて頂いてます。
ｒ＝0.61λ/NA　という式がありますが、これを絞りにも適応させてよいのでしょうか？
例えばレンズデータライブラリーにあるテッサー元型ではNA=0.090999998にて　波長λ500nmで
考えた場合r=0.61*0.5/0.090999998　=　約Φ3.35　
直径で3.35mm　以上絞ると回折が起こるということでしょうか？
また、ZEMAXを使用して簡単に回折限界見るにはどのようにしたらよいでしょうか。
よろしくお願いいたします。

> ｒ＝0.61λ/NA　という式がありますが、これを絞りにも適応させてよいのでしょうか？

いいえ、この式は、エアリーディスクの半径を示す式です。


> 例えばレンズデータライブラリーにあるテッサー元型ではNA=0.090999998にて　波長λ500nmで
> 考えた場合r=0.61*0.5/0.090999998　=　約Φ3.35　
> 直径で3.35mm　以上絞ると回折が起こるということでしょうか？


単位に注意してください。
数式の中の0.5の単位は、ミリではなく、ミクロンです。
ですから、この数式の計算結果 3.35 の単位もミリではなく、ミクロンです。
この式は、絞りの径を表すのではなく、エアリーディスクの半径を表しています。
つまり、「もしこのレンズに収差が無ければ」、半径3.35ミクロンのエアリーディスクができるという意味です。
実際の写真レンズには収差があるのが通例ですので、現実には必ずしもこのように小さな点像ができるわけではありません。


> また、ZEMAXを使用して簡単に回折限界見るにはどのようにしたらよいでしょうか。

理想レンズ「Paraxial Surface」を使うと便利です。
たとえば、第１面を Paraxial Surface として、焦点距離を１００ｍｍに指定すれば、この面から１００ｍｍの位置に無限遠物点に対する無収差像が形成されます。

レンズ屋様　返信ありがとうございます。勉強になります。

> いいえ、この式は、エアリーディスクの半径を示す式です。
では絞りでの回折限界はどのように調べたらよいのでしょうか？
公式等載っている文献などはあるのでしょうか？
初心者の質問で申し訳ございませんがよろしくお願いいたします。

> では絞りでの回折限界はどのように調べたらよいのでしょうか？
NA = sin(θ) でθは瞳半径が結像点で張る角度です。
つまり絞りの半径で瞳半径は変化するのでＮＡは変化します。
レンズデータにあるＮＡ値は絞りが開放のときの値です。

レンズ屋様、Laser様
回折の起こる絞り径の求め方、ますますわからなくなりました・・・
私の理解では、開放のNAにてエアリーディスクの半径を求め
徐々に絞り径を小さくしていき、エアリーディスクの半径より、像面での
集光（スポットダイアグラム）が小さくなったら回折がおこる？のだと
考えていました。絞るとNAも変わってしまうとなると、どのように算出したら
よいのでしょうか？よろしくお願いいたします。

多分基本的な認識に誤解があるように思われますので、基本をおさらいします。

１．フレネル・キルヒホッフの回折式
まず光の挙動は上記の式により表すことができる。上記式を使い回折像を計算できる。
円形開口（半径ｄ）を通った後の光の遠方での像はフランフォーファ回折像と呼ばれており、これはレンズを入れることでレンズの焦点位置ｆにその像が現れる。
これは見方を変えると、円形開口を空間的なフーリエ変換したことに等しく、フーリエ変換レンズとも呼ばれる。
このときの回折像で一番初めの暗くなる点までの半径がエアリーディスク半径ｒである。ＮＡとは　ＮＡ＝ｓｉｎ（θ）、ここでθはｔａｎ（θ）＝ｄ／ｆ　であり、この関係を使い、レンズの収差がないとすると、

ｒ＝０．６１λ／ＮＡ

が導かれます。つまりＮＡはｄ（開口半径）と焦点距離ｆの関数ですから、本質的にｒに作用します。ＮＡが変化しないのであればエアリーディスクは変化しませんし、つまり解像度が落ちることなどないのです。
スポットダイアグラムというのはたとえばＺＥＭＡＸで表示されるものをさしているのであれば、上記のような回折からくる話とは離れて、単純に収差による光線がひとつにならないという効果を見るものです。
どちらにしても絞りのサイズを変えると、エアリーディスク半径もスポットダイアグラムも変化しますので、両者ともに絞りの関数です。

単純には絞りが開放のときのＮＡ値がわかっているのであれば、
ｔａｎ（θ）＝ｄ／ｆ
から開口半径ｄは求められるわけで、回折の影響がスポットダイアグラムを上回るときのＮＡ値がわかれば、ｄも求められるわけです。

ここで開口半径ｄと絞りの径の関係はレンズの設計とレンズ内にそうゅうする絞りの位置により決まります。こればかりはレンズの設計を見ないとわからないでしょう。
ＺＥＭＡＸをお使いなのであれば別に難しいことではないと思いますが

Laser様

ご説明ありがとうございます。
なんとなく理解できました。
文献等を読んで復習したいと思います。

お世話になります。
ZEMAXではSTOP面を二ヶ所置くことはできないのでしょうか？
0.1ミリ厚の絞りを入れた状態で設計したいのですが・・・
お教えてください。
よろしくお願いします。

> ZEMAXではSTOP面を二ヶ所置くことはできないのでしょうか？
> 0.1ミリ厚の絞りを入れた状態で設計したいのですが・・・


STOP面を２ヶ所置くことはできません。
片方は、Circular Aperture等で遮蔽指定してはいかがでしょうか。

返事ありがとうございます。
> 片方は、Circular Aperture等で遮蔽指定してはいかがでしょうか。
Circular Aperturesの設定はMAX Radiusのところを設定
すれば円形の穴の設定ができるのでしょうか？
AperY-Decenterは何を示しているのでしょうか？
質問ばかりですみませんがよろしくお願いします。

> Circular Aperturesの設定はMAX Radiusのところを設定
> すれば円形の穴の設定ができるのでしょうか？

はい、その通りです。


> AperY-Decenterは何を示しているのでしょうか？

その開口がＹ方向にシフトしている場合に使用します。
開口の中心が光軸上にある場合は、０を指定します。

反射率の計算をしようと考えていますが、初心者で良く分からなくなってきましたので教えてください。通常、ｐ(s)成分に分けて計算しますが、入射光が直線偏光で、合成ベクトル方向(偏光方向）がp(s)成分上ではなく、光軸を中心として回転した方向に45度回転している場合の反射率の計算は偏光方向をp(s)方向に分解して計算すれば良いのでしょうか?

>偏光方向をp(s)方向に分解して計算すれば良いのでしょうか?
はい。そのとおりです。
なお、反射によりｐ，ｓの位相差も変わる可能性がありますので、反射光のｐ，ｓ合成された偏光状態を知りたいのであればそれも計算しなければなりません。

またも、非常に初歩的なことなのですが、
水の屈折率(高圧40MPaの場合)の数値、
又は水の屈折率の求め方(物性値を用いた求め方）を、
教えていただきたいのですが。
どなたか知っていらっしゃる方よろしくお願い致します。

> またも、非常に初歩的なことなのですが、
物質の屈折率は基本的には実測して求めるしかありません。
つまり以前に誰かが調べていなければ自分で計測するよりなく、だから誰か計測していないか文献を調べるのです。
で、water refractive index pressure で検索したら、

http://www.philiplaven.com/p20.html

こんなページがヒットしました。でこのなかにｐｄｆファイルで、

IAPWS 5C: "Release on refractive index of ordinary water substance as a function of wavelength, temperature and pressure" (September 1997) published by International Association for the Properties of Water and Steam (IAPWS)

なんてものがありました。参考になるのではないでしょうか。

ちょっと的はずれの質問かもしれませんが、お願いします。

１．許容錯乱円の定義はどうしたらいいのでしょうか？
　（1)許容錯乱円＝CCDピクセルピッチ×２
　（2)許容錯乱円＝CCDピクセルピッチ

(1)で良いのでしょうかね？

２．レンズの取付精度の問題ですが、
　　光軸に対するレンズのチルト角度はどのように算出したら良い　　のでしょうか？

　　よく0.1度以内に抑える必要があるとか聞きますが、どのように
　　算出しているのかわかりません？
　　算出方法がわかりましたらお教えください。

３．レンズの位置制御精度の問題について

　　レンズをAF等で制御するとき、レンズの位置制御の分解能はど　　のように算出したら良いのでしょうか？

以上、場違いの質問かもしれませんが、お願いします。

> １．許容錯乱円の定義はどうしたらいいのでしょうか？
> 　（1)許容錯乱円＝CCDピクセルピッチ×２
> 　（2)許容錯乱円＝CCDピクセルピッチ
> (1)で良いのでしょうかね？

錯乱円については、過去ログ5 #2271についての議論が有用だと思います

レンズを購入する際に、焦点距離が記載されているのですが、
その値は空気中の場合は、ほぼ正しいのですが、
レンズを水中に入れると焦点距離がだいぶ長くなります。

そこで、質問なのですが、水中でのレンズの焦点距離というのは、
どのように求めるのでしょか？
具体的な式等教えて頂けたらと思い、投稿致しました。
初歩的な事なのかもしれませんが、教えてください。
よろしくお願いします。

曲率がＲ１，Ｒ２（光の入射側を凸としたときに正とする）、空気の屈折率ｎ１とガラスの屈折率ｎ２の比をｎ＝ｎ２／ｎ１としたときのレンズの焦点距離ｆは、

ｆ＝１／｛（ｎ−１）＊（１／Ｒ１−１／Ｒ２）｝

です。つまりもし水（ｎ１’＝約１．３）とすると、空気中での焦点距離がｆ０とすると、水の中の焦点距離ｆ’は、

ｆ’＝ｆ０＊（ｎ２／ｎ１−１）／（ｎ２／ｎ１’−１）

となります。いまｎ１＝１（空気はほとんど１なので）とすると、簡単に、
ｆ’＝ｆ０＊（ｎ２−１）／（ｎ２／ｎ１’−１）
となります。

ここ1年ぐらい悩んでいたことがすっきりと解消しました。
すばやい回答どうもありがとうございました。

石英ファイバーのような入射ＮＡに制限があるものをシュミレーションしたいのですが、ＺＥＭＡＸで端面への光線の入射角度を何°以内とすることは可能でしょうか？
度々申し訳ございませんが宜しくお願いします。

> 石英ファイバーのような入射ＮＡに制限があるものをシュミレーションしたいのですが、ＺＥＭＡＸで端面への光線の入射角度を何°以内とすることは可能でしょうか？


これはオプションによります。
たとえば、Geometric Image Analysis では、指定したＮＡ以下の光線だけを有効にすることができます。

> これはオプションによります。
> たとえば、Geometric Image Analysis では、指定したＮＡ以下の光線だけを有効にすることができます。

ありがとうございまいした。
レンズ屋さんの設計事例集の中の「均一照明光学系」のレンズデータを拝見しましたが、同じようにZEMAXで入力してもうまく表示できません。
Surf1とSurf2のところでThicnessが-100000と100000の入力があるのですが、何か意味があるのでしょうか？

> レンズ屋さんの設計事例集の中の「均一照明光学系」のレンズデータを拝見しましたが、同じようにZEMAXで入力してもうまく表示できません。
> Surf1とSurf2のところでThicnessが-100000と100000の入力があるのですが、何か意味があるのでしょうか？


ZEMAXの古いバージョンでは物体側テレセントリックの指定ができませんでしたので、このような（-100000と100000の入力）レンズデータを使っていました。
最近のバージョンでは、物体側テレセントリックの指定ができますので、このようなレンズデータにしなくてもけっこうです。
しかし、今のバージョンにこのようなレンズデータを入力しても支障ありません。慎重に正確に入力してみてください。

> ZEMAXの古いバージョンでは物体側テレセントリックの指定ができませんでしたので、このような（-100000と100000の入力）レンズデータを使っていました。
> 最近のバージョンでは、物体側テレセントリックの指定ができますので、このようなレンズデータにしなくてもけっこうです。
> しかし、今のバージョンにこのようなレンズデータを入力しても支障ありません。慎重に正確に入力してみてください。

相乗りで申し訳ありませんが。質問させてください。
最近のバージョンでは、物体側テレセントリックの指定ができると書いてありますが、どのように指定すればいいのでしょうか。

> 最近のバージョンでは、物体側テレセントリックの指定ができると書いてありますが、どのように指定すればいいのでしょうか。


General → Aperture と選択して、
Telecentric　Object Space
にチェックを入れます。

お世話になります。
ZEMAXのフィールド設定でウェイトの欄が
あると思うのですが
この重みを設定したとき
どれくらい設計に影響するのか
教えていただけないでしょうか？
よろしくお願いします。

> ZEMAXのフィールド設定でウェイトの欄が
> あると思うのですが
> この重みを設定したとき
> どれくらい設計に影響するのか
> 教えていただけないでしょうか？


Merit Function Editor の Default Merit Function を使用したとき、各 Field の Weight が指定した重みに応じて変わるようです。

> Merit Function Editor の Default Merit Function を使用したとき、各 Field の Weight が指定した重みに応じて変わるようです。

ありがとうございます。
レンズ設計するときはフィールドのウェイトも考えながら
設計するほうがよいのでしょうか？
よろしくお願いします。

> レンズ設計するときはフィールドのウェイトも考えながら
> 設計するほうがよいのでしょうか？


はい、そうだと思います。

ビームの横モードが中心において低くなっているようなレーザーには
どのようなものがありますか？

出力は低いもので結構ですので、お願いします。

TEM01*モードが，いわゆる「ドーナツ」モードとして知られています．
これは，横モードの直交座標系展開(エルミート=ガウス関数)の，
TEM01モードとTEM10モードが合成されたものです．
これくらいなら，円形のミラーで普通にレーザー発振しても自然に
出来てしまいます(むしろ，それを防ぎたい)．しかし，TEM0nとTEMn0
を直角にひねり，合成するとさらに大きなドーナツが出来ることが
知られており，これくらいになると，その手法そのものが研究テーマ
となっています．

参考URL


http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/projects/orbitalAngularMomentum/LGTweez.pdf

返答ありがとうございます。そうです。横モードがTEM01*もしくはTEM01
のレーザーを探しています。

「円形のミラーで普通にレーザー発振しても自然に出来てしまいます」と
いうところがちょっとよく理解できません。マルチモードのものならたいていできるのでしょうか？

よろしければそれができるレーザーを教えていただけないでしょうか？
研究目的なので出力は小さい（10mW以下）ものでいいのですが。

売り物のレーザーで，TEM01*を選択的に発振させる，出力がmWクラス
のものは聞いたことはありません．あったとしても，特殊な用途で，
非常に高価なものになると思います．

自分でレーザーを作った場合，低い次数のマルチモード共振器を設計して，
中心の利得が周囲より低い場合はTEM01の利得がTEM00に勝ち，容易に
ドーナツ型の発振が観測されます．メーカー製のレーザーは，そうならな
いように注意深く設計してあるので，TEM00の発振が安定に出るのです．

従って，「売り物」で「手軽」な回答はおそらくないでしょう．
「高い買い物をする」か「自分で作る」くらいしか思いつきません．

また，中空のレーザービームは，光ピンセットや原子トラップの道具
として研究が進んでおり，共振器からはTEM00でも，それを加工して
中空ビームにする方法が幾つか提案されています．この方が，実用的
でよりやさしいと思われます．

> 売り物のレーザーで，TEM01*を選択的に発振させる，出力がmWクラス
> のものは聞いたことはありません．あったとしても，特殊な用途で，
> 非常に高価なものになると思います．


レーザ発振の詳細は解らないのですが、VCSELでドーナツ状に光が出てくるものはあります。安いし数mWは出ますが、ろっとさんのご質問に対して的外れだったらごめんなさい、無視してください。

もう少し調べてみたのですがやはりそのようなものはどうしても出力
が大きくなってしまうものですね。

私が無知なためお聞きしたいのですが半導体レーザーでは、横モード
がドーナツ型またはTEM01のような発振はできないのでしょうか？

> がドーナツ型またはTEM01のような発振はできないのでしょうか？
そのように設計すれば可能だとは思います。ただそねさんが述べたＶＣＳＥＬのようなものになると思います。端面発光型では活性層の厚み方向でモード０以外にするのは困難でしょう。

半導体レーザに限らずＣＯ２レーザでも、そのほかのレーザでも、もっとも利用価値の高いモードはＴＥＭ００モードです。それ以外のモードは普通の用途では百害あって一利なしです。そもそもレーザの特徴である、理想的な点光源、きわめて強い直進性などはＴＥＭ００で最大となり、他のモードでは落ちるのです。
ですから、産業用として手に入るレーザでは、その大半がＴＥＭ００であり、普通ＴＥＭ０１＊のようなほかのモードでの発振をするようには設計しません。わざわざレーザの性能を落とす必要はないからです。

CO2レーザなどではパワー優先なので、低次モードが出ている物が結構あります。
今、私が実験で使用しているCO2レーザ（35W）も、山が四つ横に並んでいます。
特に板金加工用のKw級ならドーナツ型とカタログに謳っている物もあるほどですが、今回の御質問では、こんなレーザはノーサンキューですよね。

人間の目の分解能について調べています．

過去ログ１の[1973] 「Re^3: 星を見るということ」で目の
「眼の分解能は約1'である」という記述があります．
これは，動いている対象に関しても同じなのでしょうか？

どういう分野の文献を調べればいいのか分からなくて
困っています．どなたかご存じないでしょうか？

動体視力は静止視力と大きく異なります。

動体視力には２つの定義があり、１つは前方から近接して来る指標を見る
ときの視力でKVA(kinetic Visual acuity)と呼ばれています。他の一つ
は左右に動く指標を見るときの視力でDVA(dynamic visual acuity)と呼
ばれています。
どちらも静止視力より悪い上に、その悪化する度合いは個人差や年齢によ
って大きく異なるので始末が悪いです。この辺の研究は一時期アメリカが
かなり積極的に行っていました（軍事研究）。最近では交通安全やスポー
ツ医学の分野で日本でも興味を持たれているようですね。
残念ながらこの分野の参考書は知りません。ただ、WEBでKVAとDVAをキー
ワードにして探すと一杯出てきますからそれらを丹念に調べればより詳し
く分かってくると思います。例えば、
http://www.mizuno.co.jp/card/report/no017/no17.html
とか、
http://www.nidek.co.jp/doutai.html
とかにintroductionが出ています。

あまり参考にならない知れませんが、とりあえず。

> 過去ログ１の[1973] 「Re^3: 星を見るということ」で目の
> 「眼の分解能は約1'である」という記述があります．
> これは，動いている対象に関しても同じなのでしょうか？

詳しくは分かりませんが、天体観測に夢中だった頃聞いた
ドーズの限界でしょうか。
目の分解能は、視力や波長によって変わるので難しいです。
レスになっていませんね。

視力検査をされたことは有りますよね。

視力は視度と分解能とをごっちゃにした数字なのかな？

視度をあわせ（ピントを合わせ）た時の矯正視力が目の分解能の逆数です。

１．０なら分解能は１分、２．０なら分解能３０秒です。

ピントが合ってないと数字は落ちますよね。
で、動く物、コントラストの低い物、暗いときもかな？分解能が落ちるのは
経験することですよね。

でわ

すみません、かなり基本的なところになるのですが、ZEMAXでシリンドリカルレンズを構成するにはSurfaceを何にすればよろしいでしょうか？Biconicあたりだと思って、X-Radiusのみ200を入力しましたが、Layout図でみてみるとどうも所望する形状ではないようです。単にX軸方向のみ曲率半径200のような簡単なシリンドリカルレンズを考えています。どうか宜しくお願い申し上げます。　以上

> すみません、かなり基本的なところになるのですが、ZEMAXでシリンドリカルレンズを構成するにはSurfaceを何にすればよろしいでしょうか？Biconicあたりだと思って、X-Radiusのみ200を入力しましたが、Layout図でみてみるとどうも所望する形状ではないようです。単にX軸方向のみ曲率半径200のような簡単なシリンドリカルレンズを考えています。どうか宜しくお願い申し上げます。　以上

追加ですが、NSCでないモデル構成を望みます。

一人相撲ですみません。
ApertureをNoneのまま側面図と上面図Layoutで見ていました。例えば、X軸方向だけに曲率をつけた場合、X軸方向から見れば平面に見えるはずですが、Aperture＝Noneつまりレンズ外径が円であったために、稜線部分がX軸方向からみて曲線を描いていたので、何か曲率がついていると考えていました。簡単なシリンドリカルなら、BiconicでもToroidalでも作れるようです。
ご迷惑をおかけしました。

ホログラムを探していたらココのサイトにたどり着きました。もし場違いな質問をしていたらすみませんです。

実はレインボーホログラム（無地のホログラム）のシートを探しています。もしご存知の博学の方がおられましたら是非取扱店などを教えて欲しいです。当方少々美術をかじっておりまして、その題材に使おうと思っています。

ご存知の方おられましたらよろしくお願いしますm(__)m

> 実はレインボーホログラム（無地のホログラム）のシート
レインボーホログラムという名前は、ホログラム材料を加工し、ホログラム像を記録し、その形態からくる名前です。（見た目に虹色に見える）
ただ、ご質問では「無地」とのことなので、どんな物をイメージされているのかがわかりません。

もう少し具体的にご希望のホログラムについてお話ししていただければご協力できるかもしれません。

たとえばクレジットカードなどの偽造防止に使われるホログラムですと、物としては「エンボスホログラム」（製造の仕方、構造から来る名前です）と呼ばれています。そして代表的なレインボーホログラムの一つでもあります。

確かに具体的感が欠けていました。
なかなか表現が難しいのですが、ホログラムといっても中に３Ｄの像が見えたり、立体的に見えたりするものではなく、平面状に虹色に光るタイプを探しています。
例えばWindowsXPのＣＤのようなホログラムではなく
http://pulser4.hp.infoseek.co.jp/catalog/catarogue2.html
このページにある無地レインボーホログラムと書かれたようなものです（ルアーに使い分けではありません(^^;）
この際との管理人の方に問い合わせましたが在庫も・確保した経路もわからないとのお返事が…また
http://www.moriichi-net.co.jp/newsr.htm
これも近いと思います。ただいかんせん僕にとっては高い買い物なので見に行ってからと考えているんですが、とても遠くて…

無地のホログラムシートなら新宿東急ハンズの素材コーナー
に売ってたような気がします。
値段もそれほど高くなかったような…。

見た感じは単純な回折格子を記録したエンボスホログラムのようですね。無地のホログラムというよりは「無地の像を記録したホログラム」という表現がよいかと思います。

エンボスホログラムは大抵印刷会社が扱っています。
いわゆるホログラムシールに使われるものと同じです。
「エンボスホログラム」で検索すると色々会社がヒットします。
たとえば、以下のような会社ですね。
http://www.kagakuinsatsu.co.jp/

基本的にプレスで作るため型が必要ですから、いくつかの会社をあたって既存の商品で持っているか、少なくとも型だけでも持っている会社を探すとよいと思います。

親切かつ丁寧なご説明感謝いたします。
ご意見を参考にしつつ探したいと思います。情報ありがとうございました。m(__)m

http://img1.ac.yahoo.co.jp/users/9/5/7/0/orangerose1112-img600x450-1061195717img_0656.jpg
このカードのホログラムが個人的に希望です。ただカードサイズだと素材的に小さいので…せめてＡ４位の大きさを希望しています。もしご存知であれば是非ご一報ください。

またこのスレのＵＲＬは後日削除いたします。

ZEMAXについて教えてください
Field DataをImage Heightで設定したとき、像高に対応した画角は、どうすれば解かるのでしょうか？
宜しくお願いいたします

> Field DataをImage Heightで設定したとき、像高に対応した画角は、どうすれば解かるのでしょうか？


１．自分で簡便に計算する場合は、

画角＝ＡＴＮ（像高／（（１＋Ｍ）ｆ））

で算出できると思います。
ＡＴＮは、アークタンジェント
Ｍは結像倍率の絶対値
ｆは焦点距離です。

物体が無限遠なら、Ｍ＝０です。

もっとも、上式は、瞳位置と主点のずれや歪曲が大きかったりすると、不正確になります。


２．ZEMAXで画角を調べる場合は、単光線追跡をすればわかります。
　Analysis → Caliculations → Ray Trace
　です。
　
物点は最大を指定し、　Ｈｘ＝０、Ｈｙ＝１
主光線を指定します。　Ｐｘ＝０、Ｐｙ＝０

添付図の場合、物界での光線の角度（のTangent）は ０．２４６２２９
となっていますので、画角（正確には半画角）は、１３．８°
となります。

ちなみに、像高＝２４．５ｍｍ、Ｍ＝０、ｆ＝９９．５ｍｍですので、１.の方法で計算しても、
画角＝１３．８°
となります。

早速のご回答、ありがとうございました
Ray Traceが使えそうだとは思ってましたが、Hx, Hy, Px, Pyの入力法が解かりませんでした
とても勉強になりました
今後とも宜しくお願いいたします

窓などに使っている、厚さ３ｍｍほどの
普通の透明ガラスに塗装または、張り付けて
赤外線を反射出来る製品は、あるのでしょうか。

> 窓などに使っている、厚さ３ｍｍほどの
> 普通の透明ガラスに塗装または、張り付けて
> 赤外線を反射出来る製品は、あるのでしょうか。
塗装で赤外線を反射するという製品は心当たりはありません。
塗装だと吸収するものであればあるでしょう。

フィルムであれば、車や住宅の窓用に沢山あります。
たとえば下記の大手化学メーカ帝人さんも作っています。

http://www.teijin.co.jp/japanese/flash.html

> 塗装で赤外線を反射するという製品は心当たりはありません。
> 塗装だと吸収するものであればあるでしょう。

すいません、早速のレスありがとうございます。
赤外線はガラスを透過しない事は後でわかりました。
輻射熱だったんですね。

>
> フィルムであれば、車や住宅の窓用に沢山あります。
> たとえば下記の大手化学メーカ帝人さんも作っています。
>
> http://www.teijin.co.jp/japanese/flash.html

助かりました。
ありがとうございます。

お世話になります。
ZEMAXの非球面係数を18次まで入力したいのですが
どのように設定したらよいのですか？

> ZEMAXの非球面係数を18次まで入力したいのですが
> どのように設定したらよいのですか？


EEであれば、Extended Asphere surface を使って396次まで入力することができます。

液晶プロジェクタの光学系は、PBSアレイで偏光が揃えられ、照明系レンズ群を介して、液晶パネルへ照射されます。通常、液晶パネルの入射側の偏光板は液晶パネル直近に設置されます。この設置位置をランプ側へと配置を変えていくと、次第にコントラストが悪くなるようなのです。要するに入射側の偏光板で揃えた偏光方向が何らかの原因で乱れてしまうと考えていますが、これは何が（主）原因なのでしょうか？候補として考えたのは、�@BK７等のガラス媒質（照明系レンズ群）、�A空気、�Bレンズと空気の界面、ですが、何故かの理由は分かりません。尚、ランプ側へ近づけることによる熱の問題は無視し、単純な単板白黒表示として考えています。どうか、宜しくお願い申し上げます。

偏光の乱れは、
　＊屈折による、光軸にたいする角度の変化
　＊ガラスなどの複屈折
　＊ダイクロ膜などの位相差
によります。

主原因は、偏光板の設置位置で、上記の影響度は変わるでしょう。


　

> 偏光の乱れは、
> 　＊屈折による、光軸にたいする角度の変化
> 　＊ガラスなどの複屈折
> 　＊ダイクロ膜などの位相差
> によります。
>
> 主原因は、偏光板の設置位置で、上記の影響度は変わるでしょう。
>
逆に言いますと、何か違った媒質がくれば必ず偏光は乱れる、つまり偏光が乱れない媒質はないと考えてよろしいでしょうか？

> 液晶プロジェクタの光学系は、PBSアレイで偏光が揃えられ、照明系レンズ群を介して、液晶パネルへ照射されます。通常、液晶パネルの入射側の偏光板は液晶パネル直近に設置されます。この設置位置をランプ側へと配置を変えていくと、次第にコントラストが悪くなるようなのです。要するに入射側の偏光板で揃えた偏光方向が何らかの原因で乱れてしまうと考えていますが、これは何が（主）原因なのでしょうか？候補として考えたのは、�@BK７等のガラス媒質（照明系レンズ群）、�A空気、�Bレンズと空気の界面、ですが、何故かの理由は分かりません。尚、ランプ側へ近づけることによる熱の問題は無視し、単純な単板白黒表示として考えています。どうか、宜しくお願い申し上げます。

この質問は「偏光板の位置が照明レンズの後（液晶側）と前（光源側）
とでコントラストに差が生じる。」と解釈しても良いですか？

> この質問は「偏光板の位置が照明レンズの後（液晶側）と前（光源側）
> とでコントラストに差が生じる。」と解釈しても良いですか？

そう解釈して下さい。

> > この質問は「偏光板の位置が照明レンズの後（液晶側）と前（光源側）
> > とでコントラストに差が生じる。」と解釈しても良いですか？
>
> そう解釈して下さい。


やはりそうでしたか。

直線偏光の光が、ＮＡの大きなレンズ（この場合照明レンズ）を通過す
るとそれだけで偏光が回転してしまいます。kazuさんの実験ではこれが
主な原因で、他はそれほど大きくないと思われます。

曲率を持った屈折面（レンズ）に対して、直線偏光の光が斜めに入射す
ると、s偏光とp偏光とで反射率に差が生じ、結果として入射直線偏光は
楕円偏光になって出射されてしまうのです。困ったことに回転率は瞳面
の場所によって異なり、面内分布は四つ葉のクローバーのような格好を
しているため簡単には補正もできません。そこで一般的には偏光板をコ
ンデンサーレンズの後に配置します。

偏光顕微鏡ではこの現象によって消光比や分解能が低下してしまいます
から大問題です。しかも偏光板を対物レンズの後（物体側）に入れるこ
ともできないので高性能偏光顕微鏡は実現が難しかったのです。1959年
にフィラデルフィア大学の井上教授と東京大学の久保田教授によって
レクチファイア光学系が発明されたのでこの問題はほぼ解決されまし
た。

この辺の事情（ＮＡの大きなレンズで偏光が回転してしまう現象やレク
チファイア光学系）は下記の本に詳しく説明されていますから是非御参
照下さい。

鶴田匡夫：応用光学II（培風館, 1990）, p.p.234-240

詳しい情報、どうも有難う御座いました。

ある光源から射出された光のうち、
焦点面もしくは途中のレンズ表面に何%到達しているかを、
ZEMAXで計算させるにはどうすればよいのでしょうか。
ご存じの方いらっしゃしましたら、ご教授ください。

はじめまして。写真をやっている者です。素人の質問で恐縮なんですが……
片目の直前に指を立てて（近眼なので近距離でもピントは合うということにします），
頭は動かさずに眼球だけを回転させて思いっきり左を見ます。
そうすると指は視野の右のほうに来ますね。
逆に右を見ると指は視野の左に来ます。
これを超広角レンズを装着したカメラで再現するには，以下のどれが近いのでしょうか。

1　レンズの主点（近辺）を回転軸とする。
2　合焦面（フィルム面）を回転軸とする。
3　主点と合焦面のあいだの中央を中心とする（眼球の中心に相当？）
4　それ以外

また対称型レンズとレトロフォーカス型の広角レンズとでは
事情が異なってくるものでしょうか。
ご教示いただければ幸いです。

元の質問で，眼球を回転させるということを引き合いに出してみましたが，
これは，視線を移動させても，頭を動かさない限り，視野の中で
対象は移動せず同じ場所にとどまっているように知覚されるということを言いたかったのです。
そのことが光学系においてどういう意味に当たるのかよくわからないのですが，
ともかく現象としては，カメラを光軸と直交する軸で回転させたときに
同じ場所から見ているのと同様の写り方になる，
言いかえるとパーンしても視差が生じない，
そういうような軸の位置はどこなのかが知りたいということです。
よろしくお願いします。

> 言いかえるとパーンしても視差が生じない，
> そういうような軸の位置はどこなのかが知りたいということです。
これはレンズの主点位置になります。

たとえば、
http://www.edb.utexas.edu/teachnet/QTVR/NodalPoint.htm
などをご覧下さい。(ここでnodal point は主点を指します)

> > 言いかえるとパーンしても視差が生じない，
> > そういうような軸の位置はどこなのかが知りたいということです。
> これはレンズの主点位置になります。

Lsserさんご教示ありがとうございます。
しかしながら過去ログ210のレンズ屋さんのレスで

>前側主点を中心にカメラ全体を回転させれば、視差が生じません。

とあり，そのあとで

>趣旨は、「死角やつなぎ目がないようにカメラを回転させる」ことで
> すので、カメラは前側節点（主点）を中心に回転させるのではなく、入射瞳を中心に回
> 転させるべきでした。そうすれば、視差が生じません。

とあり，よくわからなくなってきました。

レトロフォーカスレンズにおける入射瞳の位置を簡易的に求める方法はありますでしょうか。
いわゆる絞りの位置とは違うわけですよね。
前側主点のほうは，便宜的にはフィルム面からレンズ側に
レンズの焦点距離分離れた位置，と便宜的に考えていてよろしいのでしょうか。

瞳の位置は同じレンズ系でも絞りの位置などを変えれば変化させることが出来ますが、その点がどこに結像するのかということには関与しません。入射瞳の位置はある点から広く放射された光線のうちどの光線部分をレンズに取り込むのかという問題に対する回答であり、

つまり回転により「視差」が生じないということが趣旨であれば瞳位置ではなく「主点位置」でなければなりません。（正確には「節点」であり主点ではありませんが、これは後で述べます）

先のＵＲＬに示したような方法で主点位置を確定します。ベンチ上でレンズの主点位置を調べるときには、ノーダルスライド法で知ることも可能です。（下記ＵＲＬのpdfにやり方が書いてあります）
http://www.city.ac.uk/optics/optics/EX6.pdf

後側主点位置（フィルム側は普通後側になります）については、焦点距離が既知であれば焦点位置からの距離でかまいません。ただ一般には焦点距離はレンズ個体差などが生じることから正確な位置はやはり直接測定することが必要になります。

さて、先ほどレンズの前側主点を中心に回転させればよいと書きましたが、本当は「節点」です。ただ普通レンズ系の前後は空気であり、同じ屈折率であれば主点＝節点となるので、通常主点位置といっているだけです。
レンズには基本的な点が６つあります(これをcardinal pointsと言います)。「焦点」(focal point)「主点」(principle point)「節点」(nodal point)が前後に２つずつです。そして、レンズ前後の屈折率が同一の時には「主点」＝「節点」になります。
ノーダルスライド法という名前は、この節点をスライドさせて変動しない位置を見つけだすことからそのように名付けられたわけです。
詳しくは、
http://physics.tamuk.edu/~suson/html/4323/thick.html
をご覧下さい。

ご質問の初めに目の話をされていましたが、目の場合はレンズ前後では屈折率が異なりますので（空気−レンズ−水晶体−網膜）節点と主点位置はことなり、節点は水晶体の中にあるため、より眼球の回転中心に近いところにあるようです。そのため眼球だけ回転させても視差が生じるようには見えないのでしょう。
光学的な目のモデルについては以下のpdfが詳しいので参考にして下さい。
http://cfao.ucolick.org/EO/Resources/Learn_optics_AO.pdf

視差にかかわる話では、航空写真やロボットビジョンなどで使われるステレオ画像生成の本を読むと数学的な取り扱い、そしてレンズとの関係について知ることができます。
この３次元空間（ユークリッド空間）から射影空間への変換（これを射影変換と呼ぶ）については、たとえば下記のＵＲＬを参照してください。
http://www.mm.media.kyoto-u.ac.jp/research/review/1998/3Dvision/node45.html

厳密な話をすると、三次元の画像を二次元にするので必ずゆがみというものは生じます。ただ一枚の画像の両端が回転させて取った隣の画像と模様が一致するには、上記の主点（正確には節点）で回転させるとお望みのものが得られます。それゆえパノラマ画像でも同じ手法がとられています。精度よく撮るにはひとつひとつの画像の幅を狭くしていけばよいので、専用カメラではそのようになっています。

では。

ごめんなさい。さいごの射影空間うんぬんの話のＵＬＲは、

http://www.mm.media.kyoto-u.ac.jp/research/review/1998/3Dvision/3Dvision.html


が一番上です。

> しかしながら過去ログ210のレンズ屋さんのレスで
>
> >前側主点を中心にカメラ全体を回転させれば、視差が生じません。
>
> とあり，そのあとで
>
> >趣旨は、「死角やつなぎ目がないようにカメラを回転させる」ことで
> > すので、カメラは前側節点（主点）を中心に回転させるのではなく、入射瞳を中心に回
> > 転させるべきでした。そうすれば、視差が生じません。
>
> とあり，よくわからなくなってきました。


混乱させてすいませんでした。
当初は、前側主点を中心に回転させればよいと考えていたのですが、後に入射瞳を中心に回転させるべきだと考えを改めた次第です。

カメラによって作成される画像は、レンズの入射瞳位置に視点をもってきて被写体を平面に展開した絵になると思います。
ですから、複数の画像をピッタリつなぐには、この「視点」を中心として光学系を回転させなければならないと思います。
検証したわけではありませんので、間違いかもしれませんが・・。

極端な例としては、テレセントリック光学系があります。
物体側でテレセントリックな光学系を使って撮影すると、被写体を無限遠から見て平面展開した画像が得られます。
この画像を横につなぐには、レンズを回転させてもダメで、レンズを平行移動させるしかありません。
これは、物体側でテレセントリック、つまり入射瞳が無限遠にあるために生じる現象だと思います。


> レトロフォーカスレンズにおける入射瞳の位置を簡易的に求める方法はありますでしょうか。いわゆる絞りの位置とは違うわけですよね。


はい、絞りの実際の位置とは異なります。
レンズを前から覗き込んだときの、みかけの絞り位置になります。
レトロフォーカスの場合には、絞りの手前に凹レンズがありますので、実際の絞り位置よりも近く（浅く）見えると思います。

作動距離（ピントがあう距離）が既知の別レンズを被検レンズに対向させ、被検レンズの絞りにピントが合うまでこのレンズを前後させれば、入射瞳位置を実測することができます。


> 前側主点のほうは，便宜的にはフィルム面からレンズ側に
> レンズの焦点距離分離れた位置，と便宜的に考えていてよろしいのでしょうか。

それは後側主点になります。
前側主点は、レンズの後側（フィルム側）から平行光を入射させたときの集光点（前側焦点）から、焦点距離分だけレンズに寄った位置になります。

> 極端な例としては、テレセントリック光学系があります。
> 物体側でテレセントリックな光学系を使って撮影すると、被写体を無限遠から見て平面展開した画像が得られます。
> この画像を横につなぐには、レンズを回転させてもダメで、レンズを平行移動させるしかありません。
> これは、物体側でテレセントリック、つまり入射瞳が無限遠にあるために生じる現象だと思います。

実は私もずいぶんこの問題で、テレセンなどの場合を考えるとなんとなくピンホールカメラのモデルに一致しないからどう考えれば良いのか頭を悩ませたことがあります。
で、一つ気がついたのは、テレセン光学系はピンホールカメラのモデルでは説明できないんですよね。つまり私が平井さんに書いたのはあくまでレンズがピンホールカメラとして機能する場合の話で、そのときには節点で考えるというのは理にかなっていると思うので、要するにテレセン光学系は特殊なんだろうと思うわけです。

ただどこがどのように違うのかと言われるとレンズ屋さんの言われる瞳位置の違い位しか思いつかないので、レンズ屋さんの言われる瞳位置で考えれば良いのではという説も非常に面白いと思っているのですが、それ以外にも根本的なところで何か他のレンズと決定的に違う要素があるように思います。

どうなんでしょうね。
残念ながらテレセンなど特殊な光学系の場合についてはまだ私も答えを見つけていません。

> 残念ながらテレセンなど特殊な光学系の場合についてはまだ私も答えを見つけていません。

一つ気がついた点は、私は単純に普通はレンズの主点＝節点と考えていたのですが、テレセンレンズでも成立するのでしょうか？
節点が無限遠方にありそうな気がするのですが。

混乱を招いてしまったようでたいへん恐縮です。
専門的な話には私なんぞは到底ついていけないのですが，
疑問の当初の話として，カメラの回転ということを考えますと
たとえば35mmカメラの15mmレンズで前側主点なり入射瞳なりを
回転軸にしてパノラマ撮影をした場合，かならず境界線で違和感が生じるはずです。
それは，超広角レンズの視野の端でパースペクティヴの誇張が生じるからであって，
より長焦点のレンズでも基本的には同じことですよね。
本来のパノラマ映像を得るためには，スリット回転式の
パノラマカメラでなければ，所詮はごまかしにしかならないのではないかと思います。
私の疑問としては，そのごまかしがばれないようにする
いちばんいい場所はどこかという話だったのでしょう。
しかしながら，その問題を追求すると，パノンとかワイドラックスといったレンズ回転式の
純正パノラマカメラのレンズの回転軸がどこにあるかという話になって，
私が見たかぎりではこの手の本格的パノラマカメラでは
回転軸とレンズの諸元との関係がよくわからないのです。

……

> それは，超広角レンズの視野の端でパースペクティヴの誇張が生じるからであって，

ご質問の点はレンズの周辺部で像に歪みが生じるということですね。
であればそれは「歪曲」といってレンズの収差の一つです。
理想的なレンズではそれが存在しませんが、現実のレンズにはものにより存在しますので、そのようなレンズを使うとそうなります。特に超広角にすると歪曲をなくすのは困難です。

ですからパノラマ写真を撮る場合は、歪曲（ディストーション、distortionとも言います）が十分に少ないレンズにしなければなりません。
最近デジタルカメラが盛んになりましたので、一度歪曲のある超広角レンズで取り込んで、その画像から歪曲を除去（レンズ中心位置とディストーション関数を事前に測定すれば可能です）し、その画像をつなげてパノラマ画像を得ることは可能です。

そう言えば、去年の画像機器展（東京ビッグサイト）でそう言う製品が展示されていました。

> > それは，超広角レンズの視野の端でパースペクティヴの誇張が生じるからであって，
>
> ご質問の点はレンズの周辺部で像に歪みが生じるということですね。

いえ，歪みのことではありません。
仮に歪曲収差0%のレンズがあったとするならば，
樽型歪曲収差も糸巻き型歪曲も存在せず，
画面の端でも直線が曲線にならずに直線として写るわけですが，
それでも超広角レンズ特有のパースペクティヴの誇張は発生する，
そのような画角の変化に伴う，空間のある種のデフォルメ（歪みではなく）のことです。
狭角レンズでも中心部と周辺部とでそういった遠近感の差はあるのであれば，
画面つなぎによるパノラマ写真というのはそもそも無理があるのではないかと思ったわけです。

，
> そのような画角の変化に伴う，空間のある種のデフォルメ（歪みではなく）のことです。

そのようなモノは「マージナル・ディストーション」と呼ばれています。理想結像でも生じますね。歪曲収差とは違うものですね。

> それでも超広角レンズ特有のパースペクティヴの誇張は発生する，
それはどういう物をお話になっているのかちょっと理解に苦しみます。
というのも、ひずみもなく、理想的なレンズの一つとしてピンホールカメラを考えます。その場合は、「誇張」されるという要素はどこにも入ってきません。
なのでご質問のいう「パースペクティブの誇張」の意味が分からないのです。
通常パースペクティブというと、だんだん遠方の物は小さく見えるという当然の話が出てきます。これはピンホールカメラでも説明が出来ます。
で、これについて言うとまさに私が先に述べた三次元・射影の話になります。

初めまして。当方、光学は素人の アマチュア カメラマンです。

> ともかく現象としては，カメラを光軸と直交する軸で回転させたときに
> 同じ場所から見ているのと同様の写り方になる，
> 言いかえるとパーンしても視差が生じない，
> そういうような軸の位置はどこなのかが知りたいということです。

ご質問の意図と はずれるかもしれませんが、パノラマつなぎ写真を撮る時に うまく つながる位置 というのと通じる問題かと思いました。理屈は良くわかりませんが、パノラマつなぎ写真の時は、レンズ主点を中心にパンするといいようです。

こんばんは。レスありがとうございます。
ビューカメラで複数のカットを使ってパノラマ撮影をする場合，
レンズは動かさずにバック部をシフトさせてつなぎますね
（つまりフィルムを左右にスライドさせて画面を動かすということです）。
レンズと合焦面の中央を中心にするとしたら，
レンズとバックをそれぞれ逆方向に等距離移動させることになるわけですから，
レンズを動かさないということを考えると
回転させる場合でもレンズの主点を中心にしたほうがいいのかもしれませんね。
当初の「眼球の回転」の例から考えるとレンズと合焦面の中間になりそうな気がしますが，
あまりそれとの類似にはとらわれないほうがいいのかもしれません。

はじめて投稿させていただきます。
光学やレンズのことなどについて、仕事関係で勉強している初心者です。
よろしくお願いいたします。

質問なのですが、サンプルやカメラを分解したレンズユニットから、
逆に、そのレンズの設計図をおこすことはできるのでしょうか？
例えば、小さなDSCのもの等で、レンズ口径が5mm前後のレンズが
８枚４群程度で構成されており、ズーム機能がついているものの場合、
設計図を起こしていただきたいとして、どの位の期間でできるもの
なのでしょうか？
どうぞよろしくお願いいたします。

> 質問なのですが、サンプルやカメラを分解したレンズユニットから、
> 逆に、そのレンズの設計図をおこすことはできるのでしょうか？


このような作業は、日本の光学メーカーがドイツの先行光学メーカーのレンズ設計を研究すべく、戦後の一時期実施されたようです。
伝え聞いたところによると、以下のような工程を踏んだそうです。

1.　レンズの曲率半径測定：
たとえば、リング球面計や、スフェロメ−タを使って測定します。

2.　レンズ厚と面間隔測定：
これはノギスやダイヤルゲージを使って測定します。

3.　レンズの硝材同定：
これが難題です。
正確に実施しようとすると、そのレンズをつぶしてプリズムを作り、その最小偏角を求めないと、屈折率やアッベ数を決定することができません。しかし、レンズが小さいとそれもままなりません。
そこで、以下のような簡便法がとられることもあったそうです。
まず、その単レンズの焦点距離を測定し、上記で求めた曲率と中心厚から屈折率を逆算します。これで大まかな屈折率が求まります。しかし、精度が高くありませんし、アッベ数の決定も困難です。
そこで、次にその硝材の重さと体積を測ります。
体積の測定が面白いです。まず、メスシリンダーに途中まで水を入れます。次に、レンズまたはその破片を人の髪の毛でつるします。そして、これをメスシロンダーの中に沈め、水面の増加量からそのレンズ（または破片）の体積を求めたそうです。
重さを体積で割ると、その硝材の比重が求まります。
求まった屈折率と比重を手がかりに、硝材カタログから硝材を推定するわけです。

以上で各レンズの曲率、面間隔、硝材が求まるわけですが、曲率の測定精度が高くないため、たとえ推定硝材が合っていても、そのままでは収差が大きいのが通例だったそうです。
そこで、収差が良くなるまで、曲率データを修正するわけです。

このような作業はたいへんな労力がかかりますし、結果の信頼度も高くありませんが、戦後日本の技術者たちは、ドイツを目指して努力を続けたわけです。

大変に難しいものなのですね。
ご回答、ありがとうございました。

よろしくおねがいします。

反射防止膜について質問があります。

反射防止膜について書いた本を読んでると、
「表面反射がなくなり、すべて透過するようになる」
という風に書いてあります。

でも、反射防止膜の理屈は、反射光の位相をそれぞれ逆相
にして、打ち消してるだけのように思えます。

反射光どうしを互いに打ち消すようにしていれば、
反射光がゼロになることは理解できるのですが、
それで、どうして、透過光が１００％になるのですか？

初歩的なことですみませんが、教えてください。

> 反射光どうしを互いに打ち消すようにしていれば、
> 反射光がゼロになることは理解できるのですが、
> それで、どうして、透過光が１００％になるのですか？


以前、この話題で盛り上がったことがあります。
Ｑ＆Ａコーナーの「過去ログ６」の投稿３０４７〜をご覧ください。
たいへん面白いです。

初めて投稿します。素人ですが宜しくお願いします。
散乱などでいろいろな方向成分を持った光が出ているサンプルの
サンプル面から垂直に出ている光のみをカメラに映し出す方法（光学系）
はないでしょうか？普通に撮ればカメラの方向に向かってきている（ある程度角度を持った）光を捕えているのですよね？どうぞご教授願います。

サンプル面の垂直方向で遠くにカメラを置いて撮ればよいです

> 散乱などでいろいろな方向成分を持った光が出ているサンプルの
> サンプル面から垂直に出ている光のみをカメラに映し出す方法（光学系）
> はないでしょうか？普通に撮ればカメラの方向に向かってきている（ある程度角度を持った）光を捕えているのですよね？どうぞご教授願います。


物体側でテレセントリックな光学系を使い、絞りを小さく絞り込めばよいと思います。

> > 散乱などでいろいろな方向成分を持った光が出ているサンプルの
> > サンプル面から垂直に出ている光のみをカメラに映し出す方法（光学系）
> > はないでしょうか？普通に撮ればカメラの方向に向かってきている（ある程度角度を持った）光を捕えているのですよね？どうぞご教授願います。
>
>
> 物体側でテレセントリックな光学系を使い、絞りを小さく絞り込めばよいと思います。

わかりました。ありがとうございます。
検討したいと思います。

こんにちは。

最近、ようやく光線追跡ソフトに
自分の望む光学系のデータを
入力することができるようになりました。

次のステップとして、この光学系による
像の評価をしたいと思っています。
スポットダイヤグラム、MTF、光線収差図、
波面収差、PSFなどがありますが、
このような像の評価に関する解説書、文献等を
探しています。

ビギナー向け、上級者用など何冊か
おすすめのものをご紹介いただけないでしょうか?

よろしくお願いします。

はじめまして。あまのと申します。レーザーに関する質問です。

レーザーの光を円形(楕円でなく、できるだけ真円)の輪っか状
(円の中が抜けた状態)に照射したいのですが、どのようなレン
ズもしくは回折格子(？)を使えばよいのかわかりません。そも
そも原理的に可能かどうかもわかりません。

当方、光学関係はまったくの素人なのでわかりませんのでよろ
しければ御助言、情報等頂ければと思います。よろしくお願い
いたします。

> はじめまして。あまのと申します。レーザーに関する質問です。
>
> レーザーの光を円形(楕円でなく、できるだけ真円)の輪っか状
> (円の中が抜けた状態)に照射したいのですが、どのようなレン
> ズもしくは回折格子(？)を使えばよいのかわかりません。そも
> そも原理的に可能かどうかもわかりません。
>
> 当方、光学関係はまったくの素人なのでわかりませんのでよろ
> しければ御助言、情報等頂ければと思います。よろしくお願い
> いたします。

これはアキシコンプリズムを使って実現できます。

アキシコンプリズムについては
http://www.h4.dion.ne.jp/~shibasan/index008.htm
を御参照下さい。

ご回答本当にありがとうございました。
これを参考に調べてみます。

> > はじめまして。あまのと申します。レーザーに関する質問です。
> >
> > レーザーの光を円形(楕円でなく、できるだけ真円)の輪っか状
> > (円の中が抜けた状態)に照射したいのですが、どのようなレン
> > ズもしくは回折格子(？)を使えばよいのかわかりません。そも
> > そも原理的に可能かどうかもわかりません。
> >
> > 当方、光学関係はまったくの素人なのでわかりませんのでよろ
> > しければ御助言、情報等頂ければと思います。よろしくお願い
> > いたします。
>
> これはアキシコンプリズムを使って実現できます。
>
> アキシコンプリズムについては
> http://www.h4.dion.ne.jp/~shibasan/index008.htm
> を御参照下さい。

はじめまして、レンズがわかる本で勉強しながらZEMAXを使用しているものです。
ZEMAX上で像面湾曲は、メニューのどの項目を見ればよいのですか？また、それに関連する項目はあるのでしょうか？教えてください。

> ZEMAX上で像面湾曲は、メニューのどの項目を見ればよいのですか？


Analysis → Miscellaneous → Field Curv/Dist

と選択すると表示されます。
左のグラフが像面湾曲、右がディストーションです。

回答ありがとうござます。
S,Tがありますが中間が像面湾曲と考えてよいのですか？
また、最適化するにあたり像面湾曲の補正をするオペランドはありますか？

> S,Tがありますが中間が像面湾曲と考えてよいのですか？


S はサジタル面の像面湾曲、
T はメリディオナル面の像面湾曲、
です。

平均像面はSとTの中間になります。


> また、最適化するにあたり像面湾曲の補正をするオペランドはありますか？

FCGS でサジタル像面、
FCGT でメリディオナル像面、
を指定できます。

ありがとうございます。
早速試してみたいと思います。

ZEMAXを使ってズームレンズのカム計算をしたいのですがそのようなコマンドまたは方法があったら教えていだきたいのですが。
マニュアルをみても良くわかりませんでした。
どなたかお教えください。
よろしくお願いします。

> ZEMAXを使ってズームレンズのカム計算をしたいのですがそのようなコマンドまたは方法があったら教えていだきたいのですが。


ZEMAXには直接カム計算をする機能は無いようです。
私は Macro を使って細かいピッチでレンズ群間隔を最適化しています。

いつもお世話になっております。

１つご指導いただきたいことがありまして、例えば主設計が６３３ｎｍ用であるエキスパンダがあったとして、これがλ＝５３２ｎｍにおいてどのくらいの透過波面精度があるのか？を測定する方法というのはあるのでしょうか？
干渉計は大体が６３３ｎｍ用で、５３２ｎｍに換算する方法などあるのでしょうか？それとも他の測定方法など・・・。

曖昧な情報で申し訳ございません。

ロッドインテグレータから出た均一光をレンズで投影させたいのですが、その照射面での照度ムラをＺＥＭＡＸで評価したいのですが、どのコマンドを使えばよいのでしょうか？教えていただけませんでしょうか？宜しくお願いします。

> ロッドインテグレータから出た均一光をレンズで投影させたいのですが、その照射面での照度ムラをＺＥＭＡＸで評価したいのですが、どのコマンドを使えばよいのでしょうか？


Analysis → Illumination
と選択して、

Illumination 2D surface
を実行すれば、２次元の光強度分布、

Illumination XY scan
を実行すれば、その断面の光強度分布、

が表示されます。

> Analysis → Illuminationと選択して、
> Illumination 2D surf
aceを実行すれば、２次元の光強度分布

早速のご返信ありがとうござ
いました。
samplingとsmoothingをいろいろ変えるとムラ具合がかなり変
わってしまうのですが、均一な面を投影した場合、samplingとsmoothingの数
値が実際に近いと考えられますか？
またFieldは全部一度には表示できな
いですね？

> samplingとsmoothingをいろいろ変えるとムラ具合がかなり変わってしまうのですが、均一な面を投影した場合、samplingとsmoothingの数値が実際に近いと考えられますか？


sampling と smoothing の値をどう設定するかは、目的や許される計算時間に応じて、試行錯誤で定めるしかないと思います。


> またFieldは全部一度には表示できないですね？

はい、そうですね。
しかし、光源が光軸上にあれば、Field 1（X=0、Y=0）で評価すれば足りると思いますが・・・

> sampling と smoothing の値をどう設定するかは、目的や許される計算時間に応じて、試行錯誤で定めるしかないと思います。

レンズ屋さん、ありがとうございました。
試行錯誤してみます。
また宜しくお願いします。

初心者です。
教えてください。
例えば，テレビの1画素をできるだけ拡大して
1眼レフで撮影したいと考えています。
どのようなレンズを使えば良いのでしょうか？
ホームページで調べていたところ，マクロレンズで
撮影すればよいのかな？という事は大体解りました。
その中でも1番拡大できるレンズはどれになるのでしょうか？
教えて下さい。
よろしくお願いいたします！！

村瀬さん、平井さん感謝いたします。

canonのホームページを見たのですが、
F2.8とありました。Fは固定なのでしょうか？
もし、Fを変えたい場合何か方法はあるのでしょうか？
教えてください！！

> canonのホームページを見たのですが、
> F2.8とありました。Fは固定なのでしょうか？

35mm一眼レフのレンズでのカタログF値は、そのレンズでの最も明るいF値を書いてあります。決して固定という意味ではありません。
「EMD（電磁駆動絞り）搭載により、AE撮影が可能です。」という説明から分かりますように、F値は可変です。ついでにAEもできます。

キヤノンから５倍まで拡大可能なマクロレンズが出ています。

http://cweb.canon.jp/camera/ef/catalog/category/mp_e65_f28.html

来たばっかりの私ごときがお答えするのもなんですが……
35mmカメラ用レンズということですと，
概念が理解しやすいものとしては，ミノルタの
AFマクロズーム3×−1× F1.7-2.8という製品があります。

http://www2.minolta.com/japan/pdf/camera/macrosystem.pdf

名称にあるとおり等倍から3倍までの撮影が可能です。
ただ定価が19万8千円します（レンズのみ）。
私は使ったことがありませんが，拡大撮影専用ですし
比較的簡単に操作できると思います。

他各メーカーからマクロレンズとかマイクロレンズといった名称で近接撮影用のレンズが発売されています。
単体で使用する限りではだいたい1/2倍から等倍までの撮影が可能です。

でも，基本的に撮影倍率はレンズの焦点距離とレンズの繰り出し量で決まります。
たくさん繰り出せさえすれば（つまりレンズとフィルムとの距離を長くとれれば）
原理的にはいくらでも拡大することが可能です。
繰り出すためには，カメラ用のアクセサリーとしてベローズ（蛇腹）が販売されていますので，
それをカメラとレンズのあいだに入れてつなぎます。たとえば

http://www.nikon-image.com/jpn/products/slr_goods/close-up/berose.htm

足りなければ接写リングなどでさらに伸ばしてやることもできます。
ただし実際にはレンズ性能の限界や，
繰り出すほど結像が暗くなっていきますので，その明るさによる限界があります。
一般的には，拡大撮影では28ミリなどの一般撮影用のレンズを
逆向きにベローズに取り付けて使用することが多いと思います。焦点距離の短いレンズのほうが同じ繰り出し量だと倍率を稼げるからです。
逆にするのは，拡大撮影だとそのほうが画質上有利だからです。
撮影用広角レンズよりも引き伸ばしレンズの短焦点のものを逆にして使ったほうが画質は上がるでしょう。
高倍率だとファインダー像が暗すぎてピント合わせもつらくなってきますので，
明るいレンズ（F5.6とか1:3.5よりもF2.8とか1:2のほうが明るい）のほうが使いやすいと思います。
それでも通常では7−10倍程度が現実的な上限ではないでしょうか。

それ以上の倍率をお望みでしたら，オリンパスから拡大撮影専用の28ミリや35ミリのレンズがでていましたがおそらく製造中止，
コンタックス用のルミエールなど顕微鏡の対物レンズ由来の製品もありましたがこれも現行の製品ラインナップにはありません。
中古市場などで探すしかないでしょう。

村瀬さん、平井さん感謝いたします。

canonのホームページを見たのですが、
F2.8とありました。Fは固定なのでしょうか？
もし、Fを変えたい場合何か方法はあるのでしょうか？
教えてください！！

基本的なことで申し訳御座いません。
「照明光学系」とは具体的にはどのようなものなのでしょうか。
色々なサイトを見ても今一つ理解ができません。
具体例を挙げて御説明頂けると幸いです。

> 「照明光学系」とは具体的にはどのようなものなのでしょうか。
「光学技術ハンドブック」によれば、顕微鏡、投影機、ステッパーなどの照明系で、「光学装置の結像性能において重要な働きをなしている照明」とのことです。
照明光学系に一般的に要求される項目として、「照度の絶対的な大きさ」、「照度の均一性」、「コヒ―レンスの均一性」、「テレセントリック性」があるとしています。