IRオプティクスに関するよくある質問

A: LightIR 16-180mm F3.6連続ズームレンズは、長い有効焦点距離（EFL）を維持しながら、コンパクトな折りたたみ設計を実現しています。同程度の焦点距離のレンズよりも少ない光学部品で軽量化を図っています。また、設計基準に適合するよう低消費電力設計されています。

A: ほぼ全てのアプリケーションで、サイズ、重量、電力を削減することでメリットを得られますが、アプリケーションによってはそれが不可欠な場合もあります。 ドローンとUAV の設計者は、ペイロードに必要な高度な技術を使用して、航空機のサイズとリフト能力のバランスを常に考えています。 Ophirの LightIR 16-180 mm f/3.6 レンズは ペイロードサイズ、重量、消費電力を抑えながら、洗練された長距離MWIRセンサーを搭載することを可能にします。このため、SWaPに制約のあるプラットフォームでのエアボーン・ジンブルに最適です。SWaPの制約があるエンジニアに好まれるMWIR 640x512 10μmピッチセンサーの画像を向上させるために特別に設計されています。

A: SWaPの制約によりサイズ、重量、および電力が制限されますが、システムに求められるパフォーマンスが損なわれることはありません。イメージングシステムは、エンドユーザーのためにクリアで鮮明な画像を生成する能力を維持しなければなりません。 Ophirの LightIR 16-180 mm f/3.6 レンズは、 優れたMTF（Modulation Transfer Function）を維持し、ズーム全域でフォーカスを維持することができます。また、高速ズームとフォーカス、タイトなボアサイト、低消費電力、広い動作温度範囲、および厳しい環境条件下での高い耐久性などを備えています。 Ophirでは、センサーが生み出す最高の画像を実現するために、厳しい品質管理を行う独自の設計を行っています。

LightIR 16-180 mm f/3.6レンズの厳しい性能基準はどのように維持されていますか?

A: どのようなレンズでも、高性能を維持することは設計段階から始まっています。設計の鍵は、性能と製造性を組み入れることです。回折限界に近いMTFと、製造サイクルにおける若干の公差を許容する設計は、そのテスト要件を満たす、または上回る優れた製品につながります。 Ophirの最新鋭の製造設備 では設計から出荷までの全製造工程で厳しい品質管理 を行い、最上級の製品を保証しています。

A: シングルおよびデュアルFOV（Field of View）レンズは、SWaPの制約にあまり適していません。シングルFOVではシステムエンジニアが必要とする柔軟性が得られず、デュアルFOVではサイズと重量の制約を満たすことができません。 Ophirの LightIR 16-180 mm f/3.6レンズは、検出と状況認識のために広いFOVを提供し、関心対象の識別のために連続的にFOVを狭めています。折りたたみ式の光学設計により、SWaP設計の制約に最適な小型パッケージでこれを実現しました。 過酷な環境条件に耐えるため、このレンズには高耐久性（HD）および低反射ハードカーボン (LRHC) AR コーティングが施されています。

A: ドローンやUAVの設計エンジニアは、各航空システムのサイズと能力要件のバランスを常に考えています。大型の飛行体は大きなリフト容量を持っていますが、それを操作する人が容易に移動することはできません。小型の航空機は、航続距離が短くリフト容量も限られます。これらの制約のバランスをとるために、設計エンジニアは、特定の設計で使用される各サブシステムのサイズ、重量、および電力要件を詳細に検討します。 Ophirは、センサーメーカーやドローン、UAVの設計者と協力し、これらの厳しいニーズを満たす最適な光学部品を提供しています。 LightIR 16-180 mm f/3.6 レンズは光学設計者と複雑な航空システムのエンドユーザーとの間のこのようなチームワークの集大成なのです。

A: UAVペイロード用の光学部品や光学システムを開発する場合、3つの要素を測定する必要があります。これらの要素は、SWaP（サイズ、重量、消費電力）という頭字語でまとめることができます。UAV のペイロード、特に小型の商用 UAV では、サイズと重量に厳しい制約があります。また、燃料消費を最小限に抑え、飛行時間を最大化するために、消費電力を削減する必要があります。

小型自律飛行システム用の光学ペイロードは、そのコンパクトな形状にもかかわらず、高い光学 性能を備えている必要があります。検出器は、解像度（ピクセル数）、フォーマット（サイズ）ともに向上していますが、ピクセルサイズは小さくなっており、光学メーカーには、最大限のイメージング性能を維持できるレンズ品質を備えた。より小型・軽量化した光学部品を作ることが要求されています。

このような光学的ニーズに対応するため、さまざまな技術が用いられています。これらの技術的ソリューションには、革新的な光学および機械設計、自由形状光学系、ユニークなレンズコーティングなどがあります。

A: 過去10年間、マルチスペクトル光学系は、防衛・航空宇宙産業、監視・モニタリング、および特定の商業アプリケーションにおいてシステムインテグレーターによって使用されてきました。マルチスペクトル光学系は、陸上および海上における防衛および国家安全保障の任務のための多くの新しい可能性をもたらします。マルチスペクトルイメージングシステムは、複数のカメラを1つにまとめることが可能となり、サイズや重量を増やすことなく性能を大幅に向上させることができます。これらのシステムは一般的に焦点距離が長く、数十キロメートルにも及ぶ長距離監視を目的としています。マルチスペクトル光学系は、最大限のエラー補正が可能で、広い視野を確保し、広い波長範囲（短波長赤外、中波長赤外、可視、および近赤外）で高い性能を発揮します。低照度や悪天候など視界が遮られる状況でも、昼夜を問わず高い性能を発揮することができます。

例えば、マルチスペクトル光学系は大型無人航空機（UAV）の光学系に組み込まれ、IRを用いた農地温度の長距離空中監視や、航空宇宙産業における人工衛星や長距離望遠鏡に採用されています。

A: マルチスペクトル電気光学システム (EOS) は、複数の光学チャンネルを1つにまとめ、大型ミラーの搭載により、大幅な性能向上と小型・軽量化を実現したシステムです。航空機搭載用の、厳しい気象条件下で高い性能を発揮する電気光学デイナイトシステムは、まさにマルチスペクトルEOSの典型例です。

A: 長距離防衛、監視、モニタリング の用途では、マルチスペクトル光学系が使用されます。また、一部の商用アプリケーションでは、マルチスペクトルEOSが使用されています。例えば、航空機や大型UAVは、ペイロードに大型ミラーを内蔵したマルチスペクトルEOSを搭載していることが多いです。

A: 帯域制限のあるレンズと異なり、大型ミラーは可視、近赤外、近赤外、遠赤外、および近赤外の複数のイメージング帯域を併せ持ち、EOSのサイズや重量を増加させずに性能を大きく向上させることが可能です。大型ミラーは、レーザー距離計（LRF）やレーザーデジグネーターなどのレーザーベースのアプリケーションを含む。幅広い波長域で高い性能を発揮します。

ミラーの反射角は全ての波長で同じであるため、全ての光学チャンネルを組み合わせて、マルチスペクトルシステムを構築することが可能です。

また、ミラーは折り返し光学系を実現するための重要な要素であり、マルチスペクトルシステムの小型化に寄与しています。

大型ミラーは、反射望遠鏡のような長距離監視用の反射システムにおいて重要な役割を担っている。これらの望遠鏡は、屈折光学系と反射光学系の組み合わせにより、エラー補正を最大化し、より広い視野を可能にします。

さらに、大型航空機などの防衛・監視システムの光学系には、大型ミラーが組み込まれていることが多くあります。これらのミラーにより、長距離の監視やモニタリングの際に高解像度の画像を生成することを可能にします。遠距離から高画質な画像を生成するためには、ミラーは厳しい要件を満たす必要があります。検出器の解像度は常に向上しており、形状や平坦度で厳しい公差を満たす、より正確な表面を持つミラーが必要とされます。また、光学系がマルチスペクトルであることから、さまざまな波長域で性能を発揮するミラーが必要とされます。特に可視光の波長で使用する場合は、光の散乱を防ぐために40Å rms（二乗平均平方根）以下、粗さを最小限に抑える必要があります。

A: ナルシサスははギリシャ神話にちなんだ名前で、低温検出器が自分自身の反射を画像化し、処理後のビデオ出力に表示するという、赤外線画像の望ましくない影響の一つです。レンズ表面からの反射による背景放射の変化を赤外線検出器が感知するたびに、ナルシス現象が発生することがあります。

A: 一般的に、ナルシス効果は検出器のコールドシールドに起因するものです。レンズの温度は通常周囲温度に近いのですが、コールドシールドは極低温に保たれています。ナルシサス現象は、このコールドシールドの像がレンズ列の表面で反射し、検出器に集束されることで発生します。その場合、コールドシールドの像がディスプレイの中央に暗い円や明るい円として表示されます。コールドシールドとレンズアセンブリの温度差のため、冷却された検出器を持つシステムの全ての赤外線ズームレンズは、ナルシサスが発生しやすくなっています。

A: Ophirでは、レンズシステムの製造時にナルシサスのレベルをテストするために、ナルシスシミュレーションをセットアップしています。レンズシステムの全ての面を、ズームシーケンス全体を通して、多くの間隔で検査します。もし、ナルシサス現象が発生した場合は、それは測定・分析され、修正するための方法が取られます。

A: レンズシステムの製造時に、ナルシサス低減に取り組む必要があります。Ophirでは、独自のレンズ設計と反ナルシサスコーティングにより、検出器に焦点を当て、ナルシサス効果を引き起こす可能性のある後方反射の発生を防ぎます。

A: トレードオフです。顧客の要件が、長距離監視、高感度、優れたS/N比、および大気中の透過率などである場合、MWIRが論理的に選択されます。MWIRは高感度でS/N比が高く、冷却機構を備えているため、サイズは大きく、コストが高くなります。それ以外の場合は、サイズ、コスト、過酷な環境（塵、煙、砂、極端な温度）を考慮すると、LWIRがより適切なケースもあります。

OphirのMWIRレンズは、焦点距離が長いため、より長距離のアプリケーションに適しています。これは、非常に長い EFL (約 1,000 mm 以上) のおかげで、25 km を超える当社製品の DRI 機能に反映されています。これに対し、OphirのLWIR DRI性能は約13kmに達します。以下は、MWIRとLWIRの光学性能の主な違いをまとめた比較表です。

A: Ophirでは、バックラッシュのない設計だけでなく、全ての光学要素と機械要素に対して厳しい公差を使用して、ボアサイトの保持に対応しています。Ophirのズームレンズは、ズーム位置が変わってもボアサイトが維持されるため、光学系の操作中の調整が不要になります。これは、ズームレンズの設計において不可欠な機能であり、標準要求事項や品質試験の一部として考慮されています。

A: Ophir のボアサイト エラーは、焦点面で 0.15 mm から 0.35 mm の範囲です。

A: 焦点距離は赤外線カメラの視野（FOV）を決定します。焦点距離が長くなればなるほど、FOVは小さくなり、固定距離 (つまり、ターゲット角度を IFOV 角度で割った値) でターゲット全体のピクセル数が増えます。

例えば、1kmの距離にいる男性を考えてみましょう。ターゲットの有効角度は約1mRad（1m/1000m）です。例えば焦点距離500mmに15μm画素の検出器を組み合わせて考えた場合、IFOVは30μRadとなります。したがって、ターゲット上のピクセル数は、ターゲット角度をaIFOV角度で割った値に等しくなり、ターゲット1000/30上で約30ピクセル（ジョンソンの基準による識別に必要な8画素以上）となります。

A: エクステンダーは柔軟性をもたらします。基本的なレンズはそのままに、ハードウェアやソフトウェアの変更を必要とせず、簡単にレンズを交換することができます。そのため、設計の複雑さが軽減され、NREコストの低減にもつながります。しかし、必ずしもコスト削減は達成されるとは限りません。既存の光学アセンブリに2つ目の光学アセンブリを追加するため、サイズと重量がデメリットとなることがほとんどです。

A: Ophirのレンズのほとんどは、-30°/40°Cから70°C、さらには85°Cまでの幅広い温度範囲に対応しています。適切なコーティングとシーリング技術により、レンズは高湿度にも耐性があります。また、埃や振動などの環境要因としてテストを行い、過酷な環境条件への耐性を保証されています。これらの特徴により、Ophirのレンズは幅広いアプリケーションの要求に応えることができます。UVAやドローンなどの商用アプリケーションでは、温度範囲と同様に振動管理が重要です。赤外線ズームレンズにおけるOphirの優位性は、温度範囲や環境条件の異なる場所でも、変調伝達関数（MTF）によって特徴付けられる、高い光学性能を維持できる能力です。Ophir のレンズは、全温度範囲にわたって卓越した性能と回折限界に近い MTF を提供します。これは、多くのアプリケーションにとって重要な要件です。

A: 海洋環境は、あらゆる電気光学システムにとって最も過酷なものであることは間違いありません。塩水や強風、振動や衝撃が加わるため、極めて高い耐久性とシーリング性が要求されます。Ophirは高耐久性（ハードカーボン）レンズコーティング、実績のあるレンズエレメントのシーリング、および耐久性のある光学系でこの難題をクリアしています。

A: Ophirのレンズは、以下のような点で船舶に優位性をもたらします:

• ズーム範囲全体にわたって鮮明で焦点の合った画像
• 任意の焦点距離でターゲットの検出、認識、および識別 (DRI) を最大化するための回折限界に近い MTF 
• 高速ズームおよびフォーカスにより、ミッションクリティカルな画像を迅速かつ正確に提供します
• 衝撃、振動、および塩水噴霧環境は、あらゆる光学部品メーカーにとって究極の課題です。Ophir は、前例のない MTBF を可能にするハード コーティング、耐久性のある光学系、衝撃および振動テスト済みの長距離レンズを作成したエンジニアリング設計チームでこれらの課題に対応しました

A: 赤外線イメージングシーカーを搭載したミサイル兵器は、ユニークな課題です。海軍の攻撃用ミサイルと地対空ミサイルでは、物理的な要件が異なります。通常、NSMはSAMに比べ大型ですが、どちらの光学設計も高速での熱負荷と長い保管期間の要件を満たす必要があります。Ophirでは誘導ミサイルの有効性に不可欠なドーム、ミラー、カセグレン望遠鏡などのカスタマイズされた光学部品を提供し、地上と空中の目標（NSMおよびSAM）の捕捉と追尾、ミサイル誘導の検出と認識、堅牢な画像検出システムをサポートします。

A: L長波赤外線は、大気中の水分によって中波赤外線よりもはるかに減衰されます。海洋環境の水分含有量が高いため、海軍は長距離監視のミッションに MWIR を好んで使用します。LWIR は通常、短距離のミッションに使用され、ハンドヘルドシステムや一部の武器搭載システムでよく見られます。

A: Ophirが設計・開発した連続ズーム技術は、比類ない同心円性と素早いズーム動作が特徴です。ズーム範囲全体でフォーカスを維持できるため、オペレーターはFOVを変更しても状況認識を維持することができます。防衛用での他社製レンズでは、2または3 FOVシステムを採用しているものがありますが、視野変更後に再フォーカスが必要です。

A: Ophirでは、部品製造の一部として、フリーフォームの能力を持っています。これらには、お客様のご要望に応えるために設計されたミラーやレンズなど、非常に複雑でユニークな部品が含まれます。

A: 光学コーティングは、通常、金属または誘電体材料の単層または多層からなる薄膜で構成されています。これらのコーティングは、適切に設計・製造された場合、光学部品の反射・透過特性を劇的に変化させることができます。その特性は、深紫外から赤外まで、狭帯域、広帯域、またはマルチバンドの応答で制御でき、偏光の感受性もあります。光学コーティングは、光ミラーやビームスプリッターのように、光学部品の表面に直接コーティングしてその反射率を調整することができます。レンズのような他の部品では、コーティングは表面の反射率を下げることで全体的な透過特性を単純に改善する場合もあります。光のスペクトル透過率を制御するという明確な目的のために、光学コーティングがモノリシック部品に統合されている場合、その部品は光学フィルターと呼ばれます。

Ophir® Opticsの光学コーティング能力

*コンテンツのクレジット: MKS Instruments Handbook: Principals and Applications in Photonics Technologies, by the office of the CTO. 2019年1月。 https://www.mks.com/mks-handbook

A: The individual layers that make up optical coatings are typically a few tens of nanometers to a few hundred nanometers in thickness, while a single optical coating can be comprised of several hundred layers. Consequently, the techniques used to deposit these layers require a high degree of precision. Generally, the process begins with surface fabrication to minimize surface roughness and sub-surface damage. It continues with surface cleaning and preparation and is followed by deposition of high-performance thin film designs. The deposition technologies include thermal evaporation, electron-beam, ion-assisted deposition, and advanced plasma deposition. The most appropriate coating technology for the intended product design depends on the operating environment, spectral requirements, physical characteristics, application requirements, and economic targets. The optical coating process is completed with comprehensive performance testing using sophisticated metrology tools.

Metal coatings used on optical mirrors typically consist of a single layer approximately 100 nm thick. This ensures that the broadband high reflectivity properties of the metal due to the complex index of refraction are present. In order to provide greater tuning of the reflectivity and over specific wavelengths of interest, dielectric coatings are used . These coatings consist of alternating high refractive index (n_H = 1.8 – 4.0) and low refractive index (n_L = 1.3 – 1.7)

dielectric layers (see Figure 3). The thickness of each layer is chosen such that the product of the thickness and the index of refraction of the layer is λ/4.

図 4. 走査型電子顕微鏡像 (上) および光学干渉膜コーティングの模式図 (下) (左)。干渉コーティングで構成されたフィルターによる光の反射と透過 (右)。

Dielectric optical coatings are used in a myriad of ways. In addition to highly reflective dielectric mirrors (see Figure 3), these coatings are incorporated in broadband beam splitters and IR wavelength lenses. When light is incident at an angle to a surface, i.e., not normal incidence, the reflectivity becomes polarization sensitive. This allows dielectric coatings to be polarization selective and such coatings are used in polarizing beam splitters (see Section III.A.5). In addition to enhancing the reflectivity, dielectric optical coatings can also be used to reduce surface reflections in the form of broadband anti-reflection coatings. These coatings can be applied to any optical component, e.g., lens, prism, beam splitter, window, to markedly improve its transmission efficiency. The reflection from an air-glass (n2 ≈ 1.5) interface gives a reflectivity of 4%, which can be reduced considerably with a broadband anti-reflection coating (see Figure 5).

図 5. UV および VIS スペクトル領域における典型的な広帯域反射防止コーティング。

これらの反射率をさらに低減して、複数の光学素子を備えたレーザーシステムの透過率を改善し、貴重なレーザーエネルギーが表面反射によって失われるのを防ぐことができます。ただし、この優れた性能は、波長範囲の縮小という代償を払って達成されます。

Ophir® Opticsの光学コーティング能力

*コンテンツのクレジット: MKS Instruments Handbook: Principals and Applications in Photonics Technologies, by the office of the CTO. 2019年1月。 https://www.mks.com/mks-handbook

A: 画質は、レンズ、検出器、電子回路、画像処理、モニターなど、全てのシステム構成要素に影響を受けます。

レンズに関する画質要因は次の通りです:

1. 回折限界
2. レンズ設計
3. 製造公差

回折限界は物理的な限界であり、波長と F# にのみ依存し、レンズの設計や製造には依存しません。

他の2つの要因、レンズ設計と製造公差は、画質を制限するレンズ収差を決定します。収差にはいくつかの種類があり、それぞれ異なる方法で画質を劣化させます。理想的なレンズは、全ての収差を完全に除去することができます。しかし、実際には収差のないレンズを設計・製造することは不可能であり、現実的ではありません。高画質を実現するためには、レンズの収差を最小限に抑える必要があります。特に、最近の検出器のピクセルサイズが小さくなると、レンズの収差を最小限に抑えることと合理的なコストとの間でトレードオフの関係になるため、これは難しい課題になります。

光学設計では、光学素子のレイアウト、各光学素子の素材、形状、寸法、および光学素子の製造と実装のための公差を指定します。理論的には、収差を打ち消すために光学素子を増やし、レンズの製造や組み立てに厳しい公差を指定することで、レンズ収差を最小限に抑えることが可能です。しかし、そのアプローチでは、レンズのコストが大幅に上昇し、市場に出すには高価になりすぎてしまいます。正しいアプローチは、レンズの性能とコストのバランスを取ることです。Ophirでは、革新的で経験豊富な設計チームと優れた自社製造能力を組み合わせることで、優れたレンズ性能と競争力のある価格を実現することに成功したのです。

A: レンズは、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡など、多くの一般的な光学機器の基本構成要素となっている光学部品です。レンズは基本的に光を制御する要素なので、集光や結像に利用されます。曲面ミラーとレンズは、集光と結像という点では同じようなことを実現できます。しかし、レンズは透明であるため、光を軸に沿って直接検出器に送ることができますが、ミラーは軸から外れた形状を必要とするため、画像形成の面で優れている傾向があります。ミラーは、レンズよりも大幅に軽量化できるため、集光の点で一般的に好まれます。そのため、より大きな直径と集光能力を実現できます。
このセクションでは、レンズの動作の根底にある屈折のメカニズム、性能に影響する問題点、およびレンズの種類などについて説明します。

*コンテンツのクレジット: MKS Instruments Handbook: Principals and Applications in Photonics Technologies, by the office of the CTO. 2019年1月。 https://www.mks.com/mks-handbook

A: 光は、2つの媒質の間の平面的な界面で反射するだけでなく、透過した後、2番目の媒質で屈折することもあります（図6を参照）。屈折とは、入射光が2番目の媒質に入射する際の角度が変化することを指します。媒質中の光の速度は屈折率に反比例するので、異なる媒質に入射すると遅くなったり速くなったりし、光の方向が変ります。図6は、第2の媒質の屈折率（n2）が第1の媒質（n1）よりも大きいため、光が界面の法線方向に曲げられる例を示しています。この屈折の現象は、スネルの法則で説明されます。

図 6. 屈折率 n1 と n2 の媒質間の界面における屈折のスネルの法則の図 [157]。

A lens is typically made up of a transparent dielectric material like fused silica or optical glass with the front and back surfaces having a spherical curvature . Since the surfaces are curved, each ray of light that comes in parallel to the optical axis (as shown in Figure 7) has a different value of ?i with respect to the surface normal. Each ray then refracts according to Snell’s law. For a positive lens, this causes the light to converge toward its focal point on the right side of the lens while light will diverge from the focal point located on the left side of a negative lens. The ramifications of these operations are that lenses can be used for image formation as well as collection and collimation of light (see Figure 7). There are several important aspects to optical imaging with lenses, including the relationship between object and image distances and the resulting magnification as well as the quality of the resulting images. Details about these concepts can be found in . Similarly, important aspects of involving the light gathering ability of lenses including throughput and its relationship to numerical aperture (NA) or f-number (F/#) are described in.

図 7. レンズが入射する平行光線にどのように影響するかを示す図 (左)。 レンズの用途 (右) には、物体の拡大画像の作成 (上)、点光源からの光のコリメート (中)、コリメートされた光源の集束 (下)が含まれます。

*コンテンツのクレジット: MKS Instruments Handbook: Principals and Applications in Photonics Technologies, by the office of the CTO. 2019年1月。 https://www.mks.com/mks-handbook

A: 理想的なレンズは、完全な像（または撮像される物体の正確な複製）を形成し、コリメートされた光を回折によってのみ制限されるスポットサイズに集束することができます。しかし、現実のレンズは完璧ではなく、光学収差が発生し、高品質の画像を形成したり、ビームをコリメートしたり、集束したりする能力を低下させます。波長依存性がない単色収差は、ミラーとレンズに共通するもので、球面が軸から離れた位置で光を正しく集光できないことに起因するものです。

この収差には、球面収差、コマ収差、および非点収差が含まれます。図8は、球面収差がレンズに与える影響を示したものです。角度の小さい光線は効果的にコリメートされ、角度の大きい光線は代わりに収束されることを示しています。色収差は、単色収差とは異なり、レンズのみに発生する収差です。レンズ材料の屈折率のばらつきにより、スネルの法則（図8参照）に従って、異なる波長の光は異なる角度で屈折します。そのため、広帯域光を使用する場合、画質や集光能力の劣化が起こります。

図8. 点光源が焦点位置にある場合のコリメーションに対する球面収差 (左) と色収差 (右) の影響。

球面レンズは収差を発生させますが、適切なレンズ形状を選択することで、光学収差を最小限に抑えることができます（図9を参照）。例えば、片面のみが曲面の平凸レンズは、平行光線を一点に集光するのに最適なレンズです。両凸レンズ（両面の曲率が互いに等しくない場合があります）は、対象物と像がレンズから同じような距離にある場合のイメージングに最適です。球面収差のために単一の球面レンズが適さない場合、非球面レンズが使用されることがあります。非球面レンズは、曲率を調整することで収差の影響を最小限に抑えることができますが、製造が複雑なため一般的に高価です。また、図9に示すように、複数の球面レンズを使用し、1枚のレンズで他のレンズによる収差を打ち消すことも可能です。また、アクロマティックダブレットは、単色収差の補正に加え、2枚のレンズの材料の分散を選択し、波長に依存しない焦点距離を得ることで、色収差を最小限に抑えることが可能です。顕微鏡対物レンズは、収差の影響を大幅に軽減できるマルチエレメントレンズシステムですが、設計が複雑なためより高価になります。前述のレンズはすべて回転対称型、つまり光がどの横軸を通過しても同じように焦点を合わせます。

図 9. 単一および複数のレンズ システムを使用して、特定のイメージング アプリケーションの光学収差を最小限に抑えます。

レンズを選択する際には、焦点距離、レンズ形状、F値、レンズ素材、透過特性、波面収差、散乱光、コーティングの種類、コストなど、多くの特徴を考慮する必要があります。

*コンテンツのクレジット: MKS Instruments Handbook: Principals and Applications in Photonics Technologies, by the office of the CTO. 2019年1月。 https://www.mks.com/mks-handbook