ものづくりレンズ屋

非球面レンズ

「非球面レンズ」とは、たとえば光軸の中心から離れるにしたがって曲率が緩くなるなど 複雑な表面形状を持つレンズです。 球面レンズには収差*1 があるため、光を1点に集める事 ができませんが、高い収差補正を持つ非球面レンズを使うと、構成枚数を少なくしたコンパクトな 光学系でも優れた結像性能を実現できます。

補足事項

*1:収差(Aberration)

  レンズの理想的な結像は、以下の三条件をみたす。

   1. 物体上の 1 点から発した光は、像面上の 1 点に集まる(収束する)
   2. 物体が光軸に垂直な平面のとき、像面も光軸に垂直な平面である
   3. 物体と像の形が相似であるところが現実には、レンズには光の屈折の法則そのものに
      起因して生じる結像の欠陥が存在する。この欠陥を「収差」という。
      「収差」の代表的なものには、光が単色光(特定の単波長)であっても発生する
      ザイデルの5 種類の収差
*2 と、光の波長が単一でなく異なることによって生ずる
      2 種類の色収差がある。すべての「収差」を完全になくすことはできないが、レンズ
      の設計に際しては、レンズの用途に即してこれら7 種類の「収差」をバランス良く
      抑制できるように、硝種(光学ガラスの種類)、形状、配置などを決めていく。

  [→本文]

*2:ザイデルの 5 収差

  ドイツの L. Von SEIDEL(1821~1896年)が1856(安政5)年にレンズの結像性能を研究・
  解析して明らかにした 5つの単色収差つまり球面収差
*3 コマ収差*4 非点収差*5
  像面湾曲
*6 ディストーション(歪曲)*7 のことをいう。 [→本文]

*3:球面収差

  一般的なレンズは球面(スフェリカル)光学系(対語:非球面(アスフェリカル)光学
  系)によって構成されているために、光軸上に入射する光束(=写真のごく中心部分に
  到達する光の束と考えれば良い)は、像面(=ここではフィルム面)上の1点のみには
  集まらない。これが「球面収差」である。目に見える現象としては、ハロ(=入射高の
  比較的高いところから入射する軸上光線によるフレア)をともなってボケ、シャープネス
  の低下をもたらす。

   「球面収差」は、レンズの口径が大きいほど発生しやすくなる。
   「球面収差」は、絞りを絞り込む事によってかなり改善できる。
   「球面収差」は、凸レンズと凹レンズを適切に組み合わせることで改善できる。

  [→補足事項]


*4:コマ収差

  球面収差を良好に補正しているレンズであっても、画角を持った光束(=光軸に対して
  斜めに入射する光の束=軸外光束)からはこの「コマ収差」が発生する。

  目に見える現象としては、画角を持った光束(軸外物点からの軸外光束)がフィルム
  面上で、まるで尾をひく彗星のように非対称なボケを形成し、シャープネスの低下を
  もたらす。
  このボケを総称して「コマフレア」ともいう。

  光軸に対して放射線方向(=メリジオナル方向)に広がり、彗星のようなあるいは
  涙滴状の点像になるフレアを「メリジオナル コマフレア(Mコマフレア)」と呼ぶ。

  また、光軸に対して同心円方向(サジタル方向)に広がり、カモメやトビが飛ぶ姿の
  ようなあるいは菱形の点像になるフレアを「サジタル コマフレア(Sコマフレア)」
  と呼ぶ。

  「コマ収差」は、絞りを絞りこむ事によってある程度まで改善できる。 [→補足事項]


*5:非点収差

  軸外光束に対して、光軸に対して放射線方向(=メリジオナル方向)と同心円方向
  (=サジタル方向)との焦点(=結像位置)が一致しないで、点が点に写らずにボケて
  しまい、シャープネスの低下をもたらす収差が「非点収差」である。

  目に見える現象としては、背景や近景の著しい流れ(点像が楕円形にボケて流れて
  みえる) [→補足事項]


*6:像面湾曲

  球面収差、コマ収差、非点収差と異なり、点は点には写るが、写真の中心部分と周辺部分
  とのピント面が一致せず、ピントの結ぶ位置が画角によって徐々にずれて湾曲していく
  という収差が「像面湾曲」である。

  目に見える現象としては、たとえば、光軸と直交する平面を撮影した場合に、画面中心の
  ピントは合っているのに周辺部はピントが外れている(あるいはその逆も)といった
  ケースがある。

  「像面湾曲」は、絞り込む事によって目立たなくなるが、本質的には改善されない。

  [→補足事項]


*7:ディストーション(「歪曲」)

  球面収差、コマ収差、非点収差と異なり、点は点には写るが、被写体の形状が変形する
  収差。

  目に見える現象とし以下3種類の代表類型がある。

   1. 「タル型」(ビヤ樽のように変形する。たとえば、方形を撮影すると、その四隅の
      角度は、本来の90度を超えて太ったように変形する。
   2. 「糸巻き型」(くびれた糸巻きのように変形する。たとえば、方形を撮影するとその
      四隅の角度は本来の90度には満たずに端が尖がるように変形する)
   3. 「陣笠型」(「タル型」と「糸巻き型」が合わさった形。陣笠の形状)

 

平凸型非球面レンズ

 

 

 

製品No.

外径[mm]

焦点距離[F]

Bf

中心厚[T]

材質

非球面レンズIKU0808

8.0

8.0

4.7

5.0

BK7

非球面レンズMGC000

12.0

8.5

5.8

5.5

CG

非球面レンズIKU1512

15.0

12.0

6.0

11.0

FDS90

非球面レンズMGC001

15.0

12.0

8.4

5.5

CG

非球面レンズ

17.0

12.0

6.7

8.0

 

非球面レンズIKU2012

20.0

12.0

6.0

11.0

FDS90

非球面レンズIKU2528

25.0

28.0

20.7

11.0

BK7

非球面レンズIKU2535

25.0

35.7

30.1

8.5

BK7

非球面レンズIKU3028

30.0

28.0

18.1

15.0

BK7

非球面レンズIKU3035

30.0

35.7

27.8

12.0

BK7

非球面レンズIKU3069

30.0

69.8

64.5

8.0

BK7

非球面レンズIKU3528

35.0

28.0

14.8

20.0

BK7

非球面レンズIKU4035

40.0

35.7

22.5

22.5

BK7

非球面レンズIKU4048

40.0

48.8

39.6

14.0

BK7

非球面レンズIKU4069

40.0

69.8

63.8

9.0

BK7

非球面レンズIKU5048

50.0

48.8

35.6

20.0

BK7

非球面レンズIKU5067

50.0

67.2

57.2

14.0

BK7

非球面レンズIKU5090

50.0

90.8

84.2

10.0

BK7

非球面レンズIKU5200

50.0

200.0

195.4

7.0

BK7

非球面レンズIKU6048

60.0

48.8

29.7

29.0

BK7

非球面レンズIKU6067

60.0

67.2

54.0

20.0

BK7

非球面レンズIKU6104

60.0

104.9

96.3

13.0

BK7

非球面レンズIKU6200

60.0

200.0

194.7

8.0

BK7

非球面レンズIKU7104

70.0

104.9

94.3

16.0

BK7

非球面レンズIKU10142

100.0

142.5

125.4

26.0

BK7

 

可視光用非球面ガラスレンズ

 

ステンレス鏡筒にレンズを一体化、高結合効率・高信頼性を実現。

  
特長
  • レンズと鏡筒を一体化したことにより、抵抗溶接、レーザ溶接などで強固なレンズ固定が可能。
  • 球面レンズが持つ収差をなくし、ばらつきを低減。
  • 高結合を目的とした高NA品、周囲部品との複合品など、目的に合わせたレンズを準備。
  • 可視光帯用専用に非球面を設計。
  • 適合波長以外の可視光波長の反射防止膜にも対応可能。

 

問い合わせ TEL:042-706-8970

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