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← レンズの初期設計例

平凸レンズと平行平板

収束する光束に厚さ 3 mm のガラス板を挿入し、光軸との交点がどれだけ動くかを比較します。

モデルを組む

波長 550 nm の平行光を空気中で左から右へ入射させます。凸面である第 1 面の頂点を z = 0、曲率半径を +50 mm とし、中心厚は 5 mm、第 2 面は平面とします。レンズの屈折率は一定値 1.5、入射瞳径は 10 mm です。厚さ 3 mm の平行平板の前面を z = 15 mm に置き、屈折率 1.0 の基準状態と 1.5 のガラスを比較します。

三つの瞳高を追跡する

各光線を出射後に光軸との交点まで延長します。表では、第 1 面頂点から測った交点の位置を示します。軸近傍の交点はレンズから遠ざかる向きに約 1.00 mm 移動し、近軸式 t(1 − 1/n) と一致します。

Knowptics Optical Studio で計算した光軸との交点
規格化瞳高空気の基準状態 z (mm)ガラス挿入時 z (mm)
0.01101.66664102.66664
0.50101.59428102.59463
0.90101.43175102.43288

周辺光線を読む

平板を入れない場合、瞳半径の 90% を通る光線は 1% の光線より約 0.235 mm 手前で光軸と交わります。表の値は単色で追跡した光線の交点で、瞳高によって異なります。