非球面レンズとは？研磨・ガラスモールド・照明用コンデンサー・赤外用ZnSeの種類と、NA・焦点距離・価格の選び方

非球面レンズとは

球面のレンズでは、外側を通る光ほど焦点が手前にずれて、光が小さな点に集まりません。非球面レンズは、中心から外へ面の曲がり方を変えて、このずれを1枚で直します。半導体レーザーの光を平行にする、光ファイバーに光を入れる、照明の光を集める、といった場面で使います。

比較ページには、メーカーが自社のブランドで作る非球面レンズを、型番か特注の対応範囲の単位で載せています。球面の単レンズ、顕微鏡の対物レンズ、カメラの交換レンズ、眼鏡レンズ、他社の製品を売るだけのものは載せていません。

4つの種類

• 研磨の非球面：ガラスを1枚ずつ削って磨きます。例はソーラボのAL2520-A、エドモンド・オプティクスの67-245、シグマ光機のAGL-15-GA-12Pです
• ガラスモールドの非球面：金型でガラスを押して作ります。例はパナソニック インダストリーのEYL-GUFB506Aと、住田光学ガラス・五鈴精工硝子・ナルックスの特注品です
• 照明用のコンデンサー：ランプやLEDの光を集めます。例はソーラボのACL25416Uと、シグマ光機のAGL-50-50Pです
• 赤外用のZnSe：炭酸ガスレーザーの光を通します。例はコヒレントの796278と、エドモンド・オプティクスの39-496です

研磨とガラスモールドの使い分け

• 研磨は形の誤差が小さく、シグマ光機のAGL-15-GA-12Pは凸面の誤差が0.1μm未満です
• 研磨の標準品は型番で買えるので、少ない数の試作に向きます
• ガラスモールドは、研磨では作りにくい小さな形や角形、アレイを数多く作れます
• 住田光学ガラスは、数十個の試作から数万個の量産まで受けています

NAと波長の見方

• NAは、レンズが拾える光の広がりの大きさです。エドモンド・オプティクスの67-245は0.83、ソーラボのACL25416Uは0.79です
• 単レンズの非球面は色収差を直していないので、波長が変わると焦点距離も変わります
• シグマ光機のAGL-15-GA-12Pは780nm、エドモンド・オプティクスの67-245は587.6nmで設計しています
• 平行な光は凸面の側から入れます。逆に入れると、集めた点が大きくなります

値段と特注

• 通販の画面で値段を出しているのはソーラボとエドモンド・オプティクスです
• ソーラボの照明用のACL25416Uは3,168円、研磨のAL2520-Aは42,831円です
• エドモンド・オプティクスの67-245は64,300円、ZnSeの39-496は392,000円です
• 五鈴精工硝子は直径10〜110mmの非球面レンズを成型で作ります
• 特注のモールド品は金型を作るので、数と納期を先に相談します