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2021年8月 1日 (日)

・焦点距離と結像位置は違う

焦点はレンズから出た光が集まる点です。
なので、焦点の位置に撮像素子を置けば像が形成されて結像すると思われがちです。
しかし、それは厳密には間違っています。


焦点距離とは、光軸に平行な光が集まる距離です。
Shoten-4  

上の図で、点光源Mから出たAとBの光は全く並行ではありません。
レンズからかなり離れたところにある点光源M'から出た光A'とB'は
並行ではありませんがABに比べると平行に近くなっています。

点光源をものすごく離せば、そこから出た光は平行になるのが予想されます。
つまり無限遠にある点光源から出た光が光軸に平行な光と言えます。

無限遠から出た光 = 太陽光です。
なので、虫眼鏡で黒い紙が焦げる場所が焦点と言われています。

このようにレンズの光軸に平行な光が集まる距離が焦点距離で、
レンズに対して一点にに定まります。

Shoten-1

しかし、実際の撮影では被写体が無限遠にいることは少ない。
近くにある被写体では、下の図のように、
焦点距離より長い距離に結像することになります。
Shoten-3

結像位置≠焦点位置です。

結像位置に撮像素子が来るようにレンズを動かすのがフォーカシングです。
近くなるほど、焦点距離より長くなるため、
レンズを撮像素子から離せば良いということになります。
一番簡単なフォーカシング方法が全群繰り出し方式。

マクロレンズだと、マクロにするほど鏡筒が伸びるのでわかりやすい。

また、レンズに斜めから入ってくる光が結像する点を集めたものが結像面です。

Shoten-2
結像面は光軸に対して垂直であることが理想ですが、
像面湾曲によって、きれいな平面にならないこともあります。

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