MT-1/MT-2/MT-L結像レンズと無限補正対物レンズの配置

Using Tube Lenses with Infinity Corrected Objectives

　無限補正光学系は、無限補正対物レンズと結像レンズを使って像を作る光学系です。対物レンズにより被写体の像を一旦平行光にして、後段の結像レンズにより最終的な実像を作る訳ですが、いくら対物レンズにより得られる像が平行光だからといって、対物レンズと結像レンズの間隔 (L)は適当でいいのかというと決してそうではありません。Lの値は、その光学系により得たいイメージフィールド (ø)の大きさに依存します。下記二式は、øとLの関係を表した近似式です。

(1)$$ ∅_1 \left[ \text{mm} \right] = 2 F_1 \cdot \text{NA} $$

(2)$$ L \left[ \text{mm} \right] = \frac{\left(∅_2 - ∅_1 \right) F_2}{∅} $$

∅₁ (mm) = 対物レンズの射出瞳径 (mm)
∅₂(mm) = 結像レンズの入射瞳径 (mm)
F₁ (mm) = 対物レンズの焦点距離 (mm)
F₂ (mm) = 結像レンズの焦点距離 (mm)
NA = 対物レンズの開口数

　式(1)より、

(3)$$ ∅_1 = 2 \cdot 20 \text{mm} \cdot 0.28 = 11.2 \text{mm} $$

　⅔型カメラのセンサーサイズは対角で11mm。よってイメージフィールド (ø)に11mmを代入。式(2)より、

(4)$$ L = \frac{ \left( 24 \text{mm} - 11.2 \text{mm} \right) 200 \text{mm} }{11 \text{mm}} = 232.7 \text{mm}$$

　よって、L=232mm離しても11mmのイメージフィールド (⅔型カメラ)ではケラレのない像を得ることができます。この232mmの空間内にビームスプリッターを入れて同軸落射照明光学系を製作することが可能です。なおレンズ間距離 (L)を指定寸法以下の長さで使用する場合、光学性能に影響はありません。