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365nm・385nm・405nmなどの紫外線領域に対応した光学設計

365nm・385nm・405nmなどの紫外線領域では、可視光用レンズとは異なり、光学材料の透過率、屈折率、収差、コーティング、センサー感度、迷光などを考慮した光学設計が必要です。

船橋光学設計事務所では、UV検査装置、画像処理、半導体・電子部品検査などを対象に、使用波長・視野・作動距離・センサーサイズ・必要解像度から紫外線光学系の成立性を検討し、OpticStudio(Zemax)による光学設計・シミュレーションを行います。

「市販のUVレンズで対応できるか」「専用設計が必要か」といった初期検討の段階からご相談いただけます。

 

一般的な可視光用レンズやカタログレンズでは、UV領域で十分な透過率や結像性能が得られない場合があります。船橋光学設計事務所では、使用波長、対象物、センサー、作動距離、必要解像度に合わせた紫外線・UVレンズ設計をサポートいたします。

UVNC105.jpg

 UV-Nikkor f105mm F/4.0

既製UVレンズで対応できない場合はご相談ください

 

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PENTAX製 FA用UVレンズ

※既製UVレンズで対応できない場合はご相談ください

 

このようなお悩みに対応します

  • 紫外線・UV光を使った検査用レンズを設計したい
  • 365nm、385nm、405nmなどの波長に適したレンズ構成を検討したい
  • UV対応材料や石英レンズの使用可否を確認したい
  • 可視光では問題ないが、UV照明ではピントや解像性能が合わない
  • UV透過率、収差、焦点位置のずれをシミュレーションで確認したい
  • UV照明を使った表面検査、異物検査、樹脂・ガラス検査を検討している
  • 試作前に、光学系として成立するか確認したい
  • カタログレンズで対応できるか、専用設計が必要か判断したい
  • 迷光、反射、フレア、コントラスト低下の原因を整理したい
  • 社内に紫外線光学系に詳しい担当者がいないため、専門的な技術相談をしたい

紫外線・UVレンズ設計で重要なポイント

1. 使用波長に応じた設計

紫外線領域では、使用する波長によって光学材料の透過率やレンズの性能が大きく変わります。

たとえば、365nm、385nm、405nmでは、材料の選定、コーティング、焦点位置、収差補正の考え方が異なります。
そのため、まず使用波長、光源条件、対象物、センサー条件を整理することが重要です。

2. UV対応材料の選定

紫外線領域では、一般的な光学ガラスが十分な透過率を持たない場合があります。

用途や波長によっては、石英、UV対応ガラス、専用コーティングを施した材料などを検討する必要があります。
材料の透過率、加工性、コスト、入手性、耐久性を考慮しながら、最適な材料構成を検討します。

 

3. 焦点位置・収差の確認

可視光と紫外線では、屈折率の違いにより焦点位置が変化します。
可視光でピントが合っていても、UV波長では焦点位置がずれ、解像性能が低下することがあります。

そのため、UV波長における焦点位置、球面収差、色収差、像面湾曲、歪曲収差などを光学シミュレーションで確認し、必要に応じて最適化します。

 

4. 透過率とコーティングの最適化

UV光学系では、レンズ材料そのものの透過率に加えて、表面反射による光量低下も問題になります。

反射ロスを抑えるためには、使用波長に合わせたARコートの検討が重要です。
UV対応コート、低反射コート、耐久性を考慮したコーティング仕様を検討し、必要な光量とコントラストを確保します。

 

5. 迷光・フレア・コントラスト低下への対策

紫外線を用いた検査では、わずかな迷光や反射が画像品質に影響する場合があります。

バッフル設計、レンズエッジの黒染め、鏡筒内面処理、不要反射の確認などを行うことで、フレアやゴーストを抑え、検査画像のコントラスト向上を目指します。

対応可能な用途例

紫外線・UVレンズ設計は、以下のような用途で活用されます。

  • UV照明を用いた表面検査
  • 樹脂・ガラスの観察、検査
  • 異物検査、キズ検査
  • コーティング膜、塗布ムラの確認
  • 半導体・電子部品の検査
  • 画像処理用UVカメラ光学系
  • 特定波長に最適化した撮像光学系
  • UV LEDを用いた照明・検出光学系

用途、波長、視野、作動距離、センサーサイズ、必要解像度に応じて、最適なレンズ構成を検討いたします。


船橋光学設計事務所の特長

紫外線領域を考慮した光学設計

 

可視光用レンズとは異なるUV領域特有の材料、透過率、収差、迷光を考慮して設計を行います。

シミュレーションによる性能確認

 

試作前に光学シミュレーションを行い、解像性能、焦点位置、光量、収差の確認を行います。

用途に合わせたオーダーメイド設計

 

検査対象、使用波長、センサー、作動距離、サイズ制約に合わせて、最適なレンズ構成を検討します。

試作・評価まで見据えた設計支援

 

設計だけでなく、試作前判断、評価方法、改善検討まで含めて技術的にサポートいたします。

 

ご相談の流れ

1. お問い合わせ

まずは、お問い合わせフォームより、使用波長、用途、対象物、センサー条件、現在のお困りごとをお知らせください。

2. 仕様・課題の確認

必要な性能、使用環境、サイズ制約、開発段階などを確認し、検討範囲を整理します。

3. 光学設計・シミュレーション

UV領域に適したレンズ構成を検討し、光学性能をシミュレーションで確認します。

4. 結果のご報告

設計結果、性能評価、技術リスク、改善案などを整理してご報告します。

5. 試作・評価への展開

必要に応じて、試作設計、試作後の評価、設計改善までサポートいたします。

 

紫外線・UVレンズ設計をご検討中の方へ

紫外線・UV領域の光学設計では、単にレンズを選定するだけではなく、材料、透過率、焦点位置、収差、迷光、コーティングを含めた総合的な検討が必要です。

「この波長でレンズが成立するか確認したい」
「UV照明を使った検査光学系を検討したい」
「カタログレンズで対応できるか判断したい」
「試作前にリスクを整理したい」

このような課題がございましたら、船橋光学設計事務所へご相談ください。
用途や要求性能に応じて、最適な紫外線・UVレンズ設計をご提案いたします。

 

お問い合わせ

紫外線・UVレンズ設計、UV検査用光学系、365nm・385nm・405nm対応レンズのご相談は、お問い合わせフォームよりご連絡ください。

仕様がまだ固まっていない段階でも、使用波長、対象物、目的、現在のお困りごとをお知らせいただければ、検討の進め方をご提案いたします。

紫外線レンズ用材料の検討例

It's New Glass!!


紫外線領域のレンズ設計では、使用波長に対応した光学材料の選定が重要になります。

 

可視光用の一般的な光学ガラスでは、UV領域で十分な透過率が得られない場合があります。そのため、石英、蛍石、UV対応ガラスなど、使用波長に適した材料を選定する必要があります。

 

材料を変更することで、透過率、焦点位置、色収差、軸上収差などが改善できる場合があります。ただし、材料を置き換えれば必ず性能が大きく向上するわけではなく、レンズ構成、曲率、厚み、空気間隔、コーティング、製造性を含めた総合的な検討が必要です。

 

船橋光学設計事務所では、既存レンズ構成を出発点とした材料置換検討、UV対応材料を用いたレンズ設計、光学シミュレーションによる性能比較に対応しております。

 

ZEBASE V5.0 に登録されている紫外線用レンズファイル U001.ZMXを使用して、蛍石と石英のみの構成で設計されているデーターを出発データーとし、これに住田光学ガラス(株)のK-UVFIR98を使用した場合にどこまで、改良できるか検討してみました。

結論から先に申します。極端に良くなるわけではありませんが、それなりの効果があることはあります。 

 

 

U001レンズ元.bmp

 元レンズのほうは、軸上の色収差が1.1mmであるのに、K-FIR98UVガラスを使用したレンズは、0.12mmに縮小していることがわかります。

U001_KFIRUV98ガラスレンズ.bmp
是非、新しい材料を使ってみてください。お勧めします。
 
 
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