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SANKYO KOGAKU 三共光学工業株式会社

光学の基礎

写真レンズ

最近のカメラはシャッターボタンを押せば写真が写るものがたくさんあります。でもどんなカメラでも基本的には図のようにレンズ、絞り、フィルムという組み合わせでできています。

写真レンズはいろいろな収差を取り除くため、数枚のレンズを組み合せて作ります。いま写真レンズの焦点距離をf、絞りの直径をDとするとf/DをFナンバーといいます。写真レンズには絞りを最も大きく開いた(D0)ときのFナンバーが記入されています。F/2とか1:2とかが書き込んであるのがその例です。実際に絞りを大きく開くと像は明るくなるのですが、その関係は

となっています。この式から、絞りの直径が√2倍になると、像の明るさが2倍になることがわかります。このために写真レンズの絞りの目盛は、1.4、2.0、2.8、…のように√2の等比級数になっているのです。

また、写真レンズの分解能は、遠方にある2つの点光源が像面上で分かれて見える最小距離を分解能の限界としています。光の波長をλとすると、その距離dは、

 

d=1.22λ×(Fナンバー)

 

となります。この式から、Fナンバーが小さいほど、別の言い方をすると像点に集まる円すい形光束の頂角θが大きいほどdが小さくなることがわかります。たとえば緑色光(波長550nm)においては、F/1.4のとき1μm、F/16のとき11μmとなります。

テレコンバータ
レーザ光学系