レンズの焦点距離は、レンズに近づく光線が平行である場合に、焦点の合った画像がレンズからどれだけ離れているかを示します。 「曲げ力」が大きいレンズは、弱いレンズよりも光線の経路をより効果的に変更するため、焦点距離が短くなります。 ほとんどの場合、レンズの厚さは焦点距離よりはるかに薄いため、レンズを薄いものとして扱い、厚さの影響を無視することができます。 しかし、より厚いレンズの場合、レンズの厚さが違いを生み、一般に焦点距離が短くなります。
レンズメーカーの方程式
レンズメーカーの方程式は、レンズの厚さと焦点距離の関係を表しています(f):
\ frac {1} {f} =(n-1)(\ frac {1} {R_1}-\ frac {1} {R_2} + \ frac {(n-1)t} {nR_1R_2})
この方程式にはさまざまな用語がありますが、注意すべき2つの最も重要なことはtはレンズの厚さを表し、焦点距離は相互右側の結果の。 つまり、方程式の右辺が大きいほど、焦点距離は短くなります。
方程式から知る必要のある他の用語は次のとおりです。nはレンズの屈折率であり、R1 そしてR2 レンズ表面の曲率を記述します。 方程式は「R」は半径を表すため、レンズの両側の曲線を円全体に拡張すると、R値(光がレンズに入る側に下付き文字1、レンズから出る側に下付き文字2)は、その円の半径を示します。 したがって、曲線が浅いほど半径は大きくなります。
レンズの厚さ
ザ・tレンズメーカーの方程式の最後の分数の分子にが表示され、この項を右辺の他の部分に追加します。 これは、t(つまり、レンズが厚いほど)レンズのどちらかの半分の半径と屈折率が同じである場合、右側の値が大きくなります。 方程式のこの側の逆数は焦点距離であるため、これは、厚いレンズは一般に薄いレンズよりも焦点距離が短いことを意味します。
光線がガラスに入るときの光線の屈折が高いため、これを直感的に理解できます。 空気よりも屈折率)はレンズがその機能を実行することを可能にし、ガラスが多いほど一般に屈折に時間がかかることを意味します 発生することが。
レンズの曲率
ザ・R用語はレンズメーカーの方程式の重要な部分であり、すべての用語の右側に表示されます。 これらはレンズがどれほど湾曲しているかを表しており、それらはすべて分数の分母に表示されます。 これは、一般に、より大きな焦点距離を生み出す、より大きな半径(すなわち、より湾曲の少ないレンズ)に対応します。 のみを含む用語に注意してください
R2 ただし、方程式から減算されます。つまり、R2 値(より顕著な曲線)は右側の値を減らします(したがって焦点距離を長くします)が、大きくなりますR1 値は同じです。 ただし、両方の半径が最後の項に表示され、その場合、どちらかの部分の曲率が小さくなると、焦点距離が長くなります。屈折率
レンズに使用されているガラスの屈折率(n)レンズメーカーの式で示されているように、焦点距離にも影響します。 ガラスの屈折率は約1.45〜2.00の範囲であり、一般に屈折率が大きいほど、レンズが光をより効果的に曲げることを意味し、レンズの焦点距離が短くなります。