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2006.05.11

レンズ

 「よくわかる最新レンズの基本と仕組み」(桑嶋幹 秀和システム)という本を読んだ.レンズの歴史から基本的性質,用途などいろいろ書いてある.
 レンズの語源は,レンズ豆だそうである.カメラの語源は,ラテン語のカメラ・オブスキュラだそうで,ピンホールカメラがはじまりらしい.
 光の基本的な性質も説明している.入射角と反射角は等しい.屈折は,最短時間経路というフェルマーの原理で説明できる.屈折率nは,真空中と物質中の光速度の比で定義される.n.sinθが一定というスネルの定理が成りたつ.ブリュースターの法則は,反射光と屈折光のなす角が90度のときに反射光は完全な偏光になるというものである.水面の場合には,入射角53°のときにそうなる.物の色は,補色が吸収されて色が見える.
 レンズの焦点距離は,
1/f=(n-1)・(1/R1-1/R2)+(d(n-1)^2/n/R1/R2)
というレンズメーカーの式で決まる.dは,レンズの厚さ,Rは各面の曲率.
 レンズを通る光は,平行光は焦点,中心を通る光は直進,手前の焦点を通る光は平行光という原則で決まる.写像公式とは,1/a+1/b=1/fである.a,bは物体と像のレンズからの距離.倍率は,b/aとなる.
 レンズの分類法は,凸と凹レンズが基本であるが,表面屈折レンズには,球面,非球面,シリンドリカル,フレネル,トロイダルなどがある.表面屈折でないレンズとして,グリンレンズ(屈折率分布レンズ),回折レンズがある.レンズをつくる材料は,クラウンガラスとフリントガラスである.アッベ数というのは,波長による屈折率の違いを表すもので,ν=(nd-1)/(nF-nC)である.ndは波長587.6nm,nFは486.1nm,nCは656.3nmに対する屈折率である.
 レンズの収差には,球面,コマ,非天,像面,歪曲というザイデルの5収差といわれるものと,軸上色,倍率色という色収差がある.補正法も書いてあったが,省略する.
 Fナンバーというのは,F=f/Dで定義される.Dはレンズの有効径である.開口数NAはn.sinθで表される.2θが開口角である.エアリーディスクrは,0.61λ/NAで分解能を表す.ラングランジェの不変量(nyu)とアッベの不変量(n/r-n/s)はエネルギー保存則である.
 この他に,レンズを使った製品として,眼,眼鏡,コンタクトレンズ,ルーペ,顕微鏡,望遠鏡,双眼鏡(ポロプリズムとダハプリズム),カメラ,CD-ROM,レーザープリンタ,バーコードリーダー,ステッパーの原理が説明してある.眼鏡でディオプターという単位は,1/fで定義される.

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コメント

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投稿: MerleHow | 2023.02.15 08:28

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