・光路と屈折

カメラのレンズは光の屈折をうまく用いて実現しています。
光の通る道を光路、
光が通る道の長さを光路長といいます。
光路長は物理的な距離(メートル単位)とは厳密には違います。

例えば、アスファルト舗装された道を2km歩くのと、
雪の積もった山道を2km歩くのでは
どちらの方が長く感じるでしょうか。

どちらも同じ2kmですが雪道の方が長く感じると思います。
光路長も光が感じる距離と思ってください。
ガラスとか水の中とか屈折率の大きい場所の方が
光にとっては進みづらい場所です。
光はできるだけ楽な道を辿ろうとする性質があります。

例えば上の図でA点からB点へ行くとき、
距離的には直線の緑の道を通れば最短です。
しかし、じゃり道は歩きたくないので、
できるだけ避けるとオレンジの道になります。
じゃりの部分で曲がるわけです。
これが光の屈折です。
ガラスや水の面で曲がるのとおなじ。

また、下の図のように、距離が同じでも
ガラスがあるのとないのでは光路長が異なります。

最近の一眼レフでローパスフィルターが無い機種でも
ローパスフィルターの代わりのガラスを入れているのは
光路長が変わらないようにするためです。
こうすることでピント位置がずれることがありません。

ガラスを入れないとAFが合わないどころか、
遠くにピントをあわせることが絶対にできなくなることもあります。