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書籍詳細

電子情報通信レクチャーシリーズ D-11)

  結像光学の基礎

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本田捷夫 千葉大教授 工博 著

発行年月日:2008/02/25 , 判 型: B5,  ページ数:174頁

ISBN:978-4-339-01871-4,  定 価:3,240円 (本体3,000円+税)

本書は,光を空間的に制御する方法の知識,すなわち光学を身につけようとする方々を対象にした入門書である。電磁波の一部である可視光を,見てわかる光線の集合体として扱い,特に結像のための光学に重点を置いて解説した。

【目次】

1. 光波と光線

1.1 電磁波としての光
1.2 光線の集合(光線束)による光波伝搬の記述
1.3 光線の振舞いの基本
1. 光波と光線

1.1 電磁波としての光
1.2 光線の集合(光線束)による光波伝搬の記述
1.3 光線の振舞いの基本
1.4 均質媒質中の光線の速度
1.5 フェルマの(最短時間の)原理
談話室 人はなぜ光が見えるか
本章のまとめ
理解度の確認

2. 光線の反射と屈折

2.1 媒質境界のミクロな形状と境界での光の振舞い
2.2 光学的鏡面に光線がぶつかる場合の光線の振舞い光線の反射と屈折
2.3 全反射
談話室 光ファイバ通信
2.4 プリズムによる光線の屈折
本章のまとめ
理解度の確認

3. 結像の基礎

3.1 結像とは
3.2 光線束の反射による近軸結像
3.3 光線束の屈折による単一球面での近軸結像
3.4 1枚のレンズによる近軸結像
本章のまとめ
理解度の確認

4. 現実のレンズ

4.1 目的別レンズの分類
4.2 単レンズと組レンズ
談話室 光学ガラス
4.3 凸レンズと凹レンズおよびレンズ光学面の形状
4.3.1 凸レンズと凹レンズ
4.3.2 レンズ光学面の形状
談話室 表面粗さ
談話室 レンズの製造工程
4.4 レンズの主要点と長さの定義およびその符号の約束
4.4.1 主要点
4.4.2 長さの定義とその符号の約束
4.5 現実のレンズの近軸結像関係
4.6 像の倍率
4.6.1 横倍率
4.6.2 縦倍率
4.7 作図による近軸像点の決定
4.8 実像と虚像
本章のまとめ
理解度の確認

5. 実際のレンズのパラメータ

5.1 結像レンズ
5.2 画角
5.3 絞り
5.4 物体空間と像空間
5.5 瞳
本章のまとめ
理解度の確認

6. 収差

6.1 収差の例とその大きい分類
6.2 色収差
6.2.1 軸上の色収差
6.2.2 倍率の色収差
6.3 単色収差
6.3.1 準備
6.3.2 波面収差
6.4 波面収差と光線収差
本章のまとめ
理解度の確認

7. 広がりのある物体の結像特性

7.1 コヒーレント結像とインコヒーレント結像
談話室 コヒーレント結像
7.2 収差があるインコヒーレント光学系による結像
7.3 空間周波数面での結像特性
談話室 フーリエ変換とディジタル画像
談話室 結像光学系の解像力・分解能
7.4 被写界深度
本章のまとめ
理解度の確認

8. 収差補正とレンズ設計

8.1 収差補正の考え方
8.2 非球面単レンズによる球面収差補正
8.3 組レンズによる色収差補正の基本
8.3.1 アッベ数
8.3.2 色消しレンズ
8.4 レンズ性能の評価
8.5 レンズ設計(自動)プログラム
本章のまとめ
理解度の確認

9. 結像光学機器

9.1 ヒトの眼とその矯正
9.1.1 ヒトの眼の構造
9.1.2 明視の距離
9.1.3 近視とその矯正
9.1.4 遠視とその矯正
9.1.5 老眼とその矯正
9.2 微小物体を拡大して見る光学機器(肉眼視の光学機器 1)
9.2.1 虫メガネ(ルーペ)
9.2.2 顕微鏡
9.3 遠方拡大鏡(肉眼視の光学機器 2)
9.3.1 オペラグラス
9.3.2 ケプラー式望遠鏡,双眼鏡
9.3.3 天体望遠鏡
談話室 アイポイント,アイリング,アイレリーフ
9.4 撮像光学機器
9.4.1 (デジタル)カメラ,ビデオカメラ
9.4.2 焼付け機
9.5 投影光学機器
9.5.1 投影レンズ系
9.5.2 結像光学機器における照明光学系について
本章のまとめ
理解度の確認

       
付録

1. 光が電磁波の一種であることが発見された歴史
2. 屈折率,誘電率,透磁率
3. 偏光とその応用
4. 反射率,屈折率の強度比を表す式の導出と結果のグラフ
5. 小さい頂角のプリズムによる偏角を与える式の導出
6. 縦倍率の式(4.6)の導出
7. 波面収差W(ξ,η)から横収差(Δx′,Δy′)の導出
8. 被写界深度の式(7.18)の導出
9. 波長によるレンズの焦点距離の変化を示す式(8.4)の導出
10. 2枚合せアクロマートレンズの各単レンズの
    焦点距離の関係式(8.5),(8.6)の導出

引用・参考文献
理解度の確認;解説
あとがき
索引

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