レンズの仕組み

質問

一眼レフカメラのレンズで被写体の大きさを変えるには、レンズとｃｃｄなどの焦点距離を変えて広角、望遠と切り替えて撮るみたいですが、ピントを合わせるには結像をセンサー上にあうようにすればいいと思っているのですが、レンズの中ではフォーカスリングとズームリングはどのように動いているのでしょうか？

理解ができていないのでとんちんかんな事を言っているかもしれませんがもしお分かりの方がいましたら返事いただけるとありがたいです。

回答No.2

kuma-gorou · ベストアンサー

混乱しないように、ズームレンズのズームとフォーカスの二つに分けて話ます。

ズームレンズは、ズーム系の凸レンズと凹レンズの距離を動かし、変倍された像を結像系レンズに導く仕組みです。
実際には、レンズ群どうし複雑に動かさななければならないので、円筒カムと呼ばれる、筒に溝を掘ったものを回転させて行います。

次に、フォーカスですが、ピント面は、必ず、そのレンズの焦点より後方の光軸と垂直の面にあり、ピントを合わせる被写体が近づくほど、ピント面は焦点から後方へと離れていきます。
ですから、レンズ群全体を前方に繰り出せば、ピント合わせできる分けですが、AFレンズでレンズ群全体を駆動するには、パワーが必要になります。

そこで考案されたのが、インナーフォーカス・リヤフォーカスと呼ばれるフォーカス方式。
これは、レンズの主点とピント面の距離を変えずに凹凸レンズのパワーを変えて、レンズの焦点距離を変化させピントを合わせます。
この方式のメリットは、一部のレンズ群を動かすだけで済むので、小さなパワーでも快速AFが可能になる事です。
実際に、凹凸レンズのパワーを変えるのは、ヘリコイドと呼ばれる円筒に螺旋状のネジを切ったもので行われます。

お礼

回答ありがとうございます。何群何枚という表現は知っていましたがやはり比が違うレンズを使い合算的に焦点距離を出しているんですね。レンズの仕組みを紹介している画像はだいたい1枚で表現されているので簡単かとおもいましたが難しいんですね。ですが全体が動くというのは目からウロコでした。

回答No.3

vaidurya

複雑、というかレンズによって違うとも言えます。

レンズ設計の本みたいなのを見るとわかりますが
基本となるレンズ構成が何種類かありますし

ズームレンズは、ズーミングで焦点位置はずれないのですが
現在では、電動ズーミングが一般化して…
ズームレンズでは無く、バリフォーカルレンズの場合があります。
本来バリフォーカルレンズは、ズーミングすると、ピントがずれるという使いにくいものです。
つまり、ズーミングする過程で、ピントがずれないような補正も行われているわけです。

小さく軽く、高画質という追求に
高速なコンピューターでの補助を得て
レンズ設計はこの20年に飛躍的に改良されてきています。
レンズの動きも、二つや三つのグループでは無いものもあるはずです。

お礼

回答ありがとうございます。やはりもう少し光学やレンズの仕組みを理解しなければ本当に理解するには遠そうです。やはり比の違うレンズを使ってアナログ的に光を撮るのとは違ってきてるのですね。その上で余計な問題がでるのはバカらしく思いますね。

回答No.1

Gletscher

光学を勉強すれば分かりますよ。
http://honto.jp/netstore/pd-book_03047386.html

焦点を合わせるには言われる通りです。焦点位置を変化させてセンサー上で像を結ぶようにします。
ズームは焦点位置を変えずに焦点距離を変化させています。言い換えれば焦点距離を変化させるためにレンズを動かして、焦点距離も同時に変化してしまう分を逆方向に同時に移動させて、結果的に焦点位置を変えずに焦点距離だけを変化させています。

お礼

回答ありがとうございました。

補足

回答ありがとうございます。確かに、もっと光学を勉強すれば撮影も楽しくより機能的になるかもしれませんね。ですが、光学の勉強はおそらく中学以来で公式を見てもなかなか理解できませんね。

回答を聞いて、パソコンの前でぶつぶつ呟きながら考えたのですが、「逆方向に同時に移動させて」というのがいまいち理解できません。当然、焦点距離を変えれば結像の位置は変わるでしょうしボディに対してセンサーの位置は絶対でしょうから変えられるのは逆方向へしかないというのは理解できそうなのですが、これは何によって実現されているのでしょうか？

回答を聞いて、レンズの先端にフォーカス用のレンズでも入っていて光の軌道を変化させて中間の焦点距離が変わってもレンズ先端からのセンサーまでの結像位置を同じにしているのかなと思ったのですが。