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[nikomat:03320] Re: Zoom Lenses

よしだ＠ないこん です。

In message <9705090130.AA04783@slyn02.icd.slsi.sony.co.jp>
  "Akihiro "Duckling" Kozuka <kozuka@icd.slsi.sony.co.jp>" wrote:
 > ズームレンズで、開放Ｆ値固定のものと、焦点距離によって変わるものと
 > ２種類ありますが、どのように違うのでしょう？

開放Ｆ値が一定でないものは、開放以外のＦ値も ズームングにより変化します。

まず、全てのレンズにおいて、絞りの位置は入射瞳から一定の位置（一致して
いるのが理想だが レンズとの干渉により困難となる可能性もある）にあります。
正確には、絞りの位置を変えると 主光線が変わるため、入射瞳の位置も変わり
ますので、値彫りの位置は レンズ性能を決定する主要因子の１つになります。

で、ズームレンズの場合は 以下のように別れると思います（想像）。

ＣＡＳＥ１
  入射瞳の位置と絞りの位置が一致しており、ズームングしても焦点距離の全域
  において入射瞳の位置（＝絞りの位置）が変わらない場合。
  または、入射瞳の位置と絞りの位置が一定であり、ズームングしても焦点距離
  の全域においてその位置関係＆絞りを通過する光束の角度に変化が無い（バリ
  フォーカスじゃない）場合。
  ＜タイプ１＞ そのまま（何の複雑も付加しないで）だと開口が一定なので、
               Ｆ値＝焦点距離／開口は焦点距離に正比例して変化する。
  ＜タイプ２＞ そのまま（何の複雑も付加しないで）だと開口が一定なので、
               ズームングに連動して絞るような絞り機構を付加し、Ｆ値を
               一定に保つ。

ＣＡＳＥ２
  入射瞳の位置と絞りの位置が離れており、かつズームングにより相対的な位置
  関係が変わったり（というレンズは知らないけど）、あるいは バリフォーカス
  のように 光束の角度が変わってしまう（こっちは非常に多い）場合。
  ＜タイプ３＞ そのまま（何の複雑も付加しないで）だと開口が一定なので、
               Ｆ値＝焦点距離／開口は 焦点距離に対し 正比例でなく 変化する。
  ＜タイプ４＞  そのまま（何の複雑も付加しないで）だと開口が一定なので、
               ズームングに連動して絞るような絞り機構を付加し、Ｆ値を
               一定に保つ。

他に、ズームングにより絞りの径じゃなく、位置を変えても Ｆ値を一定に保てる
はずですが、これをやっちゃうと、主光線が目茶苦茶に動いちゃうので 現実的で
はないですね。

絞りを一定に保つ機構を入れるだけでコスト高になりますから、安いレンズには
入れてないようです。
また、一般的には ２群ズーム(28-80/4-5.6 や 70-210/4-5.6など)より ４群ズー
ム(28-85/3.5-4.5 や 70-210/4.0 や 75-300/4.5-5.6 など)のほうが 写りは良い
ようです。


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 吉田幸司  Dr.Eng. 1960.03.26生♂ Rh+O (株)ニコン 精機第３設計部
  e-mail:yd@nikongw.nikon.co.jp                   第３システムGr.
  tel:03-3773-8502    fax:03-3775-9042            知能システムR&D室