実際の焦点距離

質問

wikipediaによると
＞焦点距離（しょうてんきょり）は、光学系の主点から焦点までの距離である。
とあります。
しかし、レンズ全長が焦点距離よりも短く、フランジバッグを足すと主点の位置がレンズ先端を超えてしまうレンズがあります。
例えば、焦点距離300mmのレンズは撮像素子から30cm先に主点があるはずですが、キヤノンを例にとるとカタログに掲載されている300mmのレンズは全て全長が30cmよりも短く、主点の位置がレンズを超えた先にある事になります。
焦点距離とは実際にはどのような計算に基づいてなされているのでしょうか？

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%BB%E7%82%B9

http://www.isoji.jp/documents/niceshot_03_02.html

回答No.2

Postizos · ベストアンサー

高校の物理だと思いますが、凹レンズの焦点というのを思い出してください。
凹レンズには光の集まる焦点は実際は無いわけですが、作図してレンズの反対側の光線の延長線上にある「焦点」を焦点と考えて計算できます。

でこの実際は短い「長焦点レンズ」というのは凹レンズをカメラ側に一枚入れた「テレフォト」と言われるタイプで、その凹レンズの働きで主点がレンズより先に来るのです。
http://www.ravco.jp/cat/view.php?cat_id=4814
http://www.oldlens.com/lens%20kyoushitsu02.html

レンズは収差などを補正するために何枚ものレンズで構成されていますが、テレフォトは一枚の凸レンズの働きの一群と、一枚の凹レンズの働きの一群を組み合わせているということです。（通常のレンズは凸レンズ一枚分）

お礼

大変わかりやすい回答ありがとうございました。

回答No.6

noname#142909

簡単に言うと主点がレンズ本体内に無い物はたくさん有ります
標準レンズ前後以外はほとんどレンズの外に主点が有ります
望遠レンズのことばかり気になされている様ですが
超広角でもレンズの後ろに主点が有ることになりカメラの中に有ることになりますね

望遠系はテレフォーカスと言ってレンズの全長を焦点距離より短く設計出来ます
基本的な構造は前玉に凸レンズを配置し後玉側に凹レンズを置く

広角系のレトロフォーカスはバックフォーカスを焦点距離より長く出来ます
基本的な設計は前玉側に凹レンズを配置し後玉側に凸レンズを置く
一眼レフは機構上フランジバックが決まっているのでレトロフォーカスタイプにしないと広角レンズが使えないことになります

お礼

ありがとうございました。

回答No.5

arukie

単レンズの場合レンズ１個での焦点距離は、ほぼ実際の距離となりますが、
カメラのレンズでは、凸レンズと凹レンズの組み合わせで実際の焦点距離を短くしています。

カメラ用のレンズに於ける焦点距離は、
単レンズに相当する焦点距離と同等の画角を表現する目安ではないかと思いますが。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A6%E7%82%B9%E8%B7%9D%E9%9B%A2
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA%E3%81%AE%E5%85%AC%E5%BC%8F

お礼

ありがとうございました。

回答No.4

FEX2053

ついでに。

一眼レフなどの広角レンズは、主点がレンズの後ろにあるものもありますよ。前にあるのを「テレフォト」タイプと言うのに対し、後ろにあるのを「レトロフォーカス」タイプと言ったりします。

ま、レンズ１枚で云々言えるほど、カメラのレンズ設計は単純じゃない・・・ってことなんですね。

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

foobar

複数のレンズを組み合わせた時に、主点がレンズより前方にできることはあります。

作図的に主点を決めるには、
レンズに光軸に平行な光線が入射したとして、この光線がどう進んでゆくか計算する。
上記の光線が光軸と交わる点が焦点。
入射した平行光線を延長した線と、最後のレンズを出てから焦点まで進む線を逆に延長した線の交点を求めて、この交点から光軸に垂線を下した時の光軸上の交点が主点（像側主点H2)になります。
H2と焦点までの距離が焦点距離になります。

実際の測定方法も何通りかありますが、たとえば、光軸に対して少し傾いた（角度θ）細い平行光線を入れて、この光線が一点に集光する点をしらべて、集光点と光軸の距離yから、
f=y/tan(θ)で求めることもできます。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

allwinner

専門家ではないので詳しくは分かりませんが、焦点距離300mmのレンズは撮像素子から30cm先に主点があるというのはあくまでレンズ１枚だけの話であって、通常カメラ用のレンズは複数のレンズを組み合わせているので、必ずしもそうはならないのだと思います。
例えばテレコンバーターを付けると焦点距離が1.4倍とか２倍になりますが、テレコンバーターを付けてもレンズ全体の長さが1.4倍とか２倍になるわけではありませんよね。

お礼

ありがとうございました。