3章:アポクロマート(3色に対して色収差補正)

    作成2019.09.22
  1. アポクロマート(3色に対して色収差補正)の条件式
     光学ガラス1の青における屈折率をN1b、緑における屈折率をN1g、赤における屈折率をN1r。
     光学ガラス2の青における屈折率をN2b、緑における屈折率をN2g、赤における屈折率をN2r。
     光学ガラス3の青における屈折率をN3b、緑における屈折率をN3g、赤における屈折率をN3r。
    とします。 さらに
     光学ガラス1の曲率半径の逆数をK1、光学ガラス2の曲率半径の逆数をK2、光学ガラス3の曲率半径の逆数をK3とします。
     そして、K1=1とした時のアポクロマート(3色に対して色収差補正)の条件式は以下となります。

    (3-1)式を変形して

    (3-2)式でK2とK3を決定します。また、K2またはK3の絶対値が1より大きい場合は絶対値の最大が1になるようK1’、K2’、K3’を決定します。
     合成のレンズパワーΦは

      (3-3)式で各波長でのレンズパワーを計算します。
     そして、設計波長範囲でのレンズパワーΦの平均値と差分(Max-Min)を求めます。そして、レンズパワーΦの平均値が大きく、差分(Max-Min)が小さいのが良い組合せとなります。


  2. アポクロマート(3色に対して色収差補正)計算結果
     アポクロマート(3色に対して色収差補正)計算結果は下記を参照願います。
    「「アポクロマート(3色に対して色収差補正)計算結果」」 にいく。

    光学ガラス選定計算結果グラフを以下に示します。



     図3-1において、アクロマート(2色に対して色収差補正)に対して、アポクロマート(3色に対して色収差補正)は色収差が約1/10程度に改善できることが確認できました。
     しかし、若干ですが、平均パワーΦが小さくなります。このため、レンズ曲率半径を小さくするか、レンズ枚数を増やす必要性が生じます。
     アポクロマート(3色に対して色収差補正)は高精度の色補正が可能ですが、レンズ構成は複雑になります。


  3. アポクロマート(3色に対して色収差補正)纏め
      アポクロマート(3色に対して色収差補正)は高精度の色補正が可能ですが、レンズ構成は複雑になります。
     具体的なレンズ設計は、要求性能、コスト総合的な検討が必要になりそうです。
      アポクロマート(3色に対して色収差補正)の光学ガラスの組合せは膨大であり、すべての組合せの計算はできませんでした。もっと良い特性の組合せが存在する可能性があります。
     しかし、アポクロマート(3色に対して色収差補正)の光学ガラス組合せ公開資料が少ないのが残念です。


  4. 追加検討
     評価光学ガラスにS-FPL55を追加し、以下表の組合せについて、比較検討したいと思います。
    No種類ガラス1K1ガラス2K2ガラス3K3平均パワーΦ差分パワーΦ
    12色補正S-BSL71S-TIM22-0.351-00.2450.000164
    22色補正S-FPL511S-LAH65V-0.353-00.2130.000043
    32色補正S-FPL531S-NBM51-0.333-00.2340.000045
    42色補正S-FPL551S-LAH58-0.214-00.250.000057
    53色補正S-FPL511S-LAH65V-0.878S-BAM 40.6540.1870.000002
    63色補正S-FPL530.963S-NBM51-1S-BAH270.5530.1970.000002
    73色補正S-FPL551S-LAH58-0.78S-BAH280.6430.2150.00001

    屈折率表
    -青波長μm緑波長μm赤波長μm
    光学ガラス0.486130.546070.65627
    S-BSL71.521911.518251.51386
    S-TIM221.661261.652221.6421
    S-FPL511.501231.498451.49514
    S-FPL531.441951.439851.43733
    S-FPL551.441961.439861.43733
    S-LAH65V1.816081.808111.79882
    S-NBM511.623111.616691.60925
    S-LAH581.898221.888151.87656
    S-BAM 41.615361.608911.60151
    S-BAH271.713511.705571.6965
    S-BAH281.736881.727941.71782







4章:平凸レンズ、アクロマートレンズ、アポクロマートレンズ特性の計算に行く。

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