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カタログレンズで広角レンズを設計する。
遠景をセンサー面に投影する為の光学系をカタログレンズで構成したいと思います。
魚眼レンズや超広角レンズの配置構成は、有名なカメラメーカー様の光学配置を見ると、全てカスタムのレンズなので、コストが高くなってしまいます。そこで、構成枚数の少ない超広角レンズで対称系を有するヒペルゴン(Hypergon)※の2枚構成で検討することにしました。
※参考書 引用「光学機器大全」、著者吉田正太郎先生 P.132
全体図
レンズ部の拡大図
この数値を見ると、これほどのメニスカスレンズの形状はカタログレンズにはストックされていません。国内、海外のメニスカスレンズを取り扱うメーカ様は下記の6社になります。
日本国内
ソーラボ・ジャパン(株) 8種類 材料 N-BK7
海外
Comar 4種類 材料 SF11
CVI Melles Griot 17種類 材料 N-SF8,N-BK7
Ealing 18種類 材料 BK7
LINOS PHOTONICS 4種類 材料 N-BAK4,B270,N-ZK7
51種類のレンズからZOSを使って、11種類の組み合わせを得ることができました。
その中で解像力が良いレンズを下図に示します。
組合せレンズその1(LE1076 ソーラボ・ジャパン製カタログレンズ)
Ø2" N-BK7 Positive Meniscus Lens, f = 100 mm, Uncoated 税抜き ¥5589円
部分拡大
合成焦点距離 f(λ587.56nm)=64.76mm
バックフォーカス Bf(λ587.56nm)=40mm
Fナンバー F/ 11.2
ZOSの機能に画像シミュレーションがあるので、元画像として某スタジアム前にて撮影した画像を登録して画像シミュレーションを行った。その結果を下図に示します。
この写真は千葉ロッテマリーンズの観戦へ行った時に撮影した画像です。
幾何光学収差を考慮した場合
回折を考慮した場合
このように、画角が広くなりますが、COSΘ4乗則により周辺光量が少なくなります。
さあー、カスタムレンズで設計するもの良いですが、カタログレンズで構成してみるのも面白いと思います。
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