[nikomat:23521] Re: resolution factor of photo lens

[INUI@anzu.dse.ibaraki.ac.jp, Masatomo <inui@anzu.dse.ibaraki.ac.jp>]

乾です．

ご丁寧なメイルに感謝しています．

写真レンズで大切なことは「写真にうつった映像の品質」というあたり
前のことが，非常に大切なんですね．

天文ガイドとかみると，望遠レンズは望遠鏡と比較すると性能が悪い
なんて書いてあったりして，???だったんですが，「写真に撮ることが
目的」のレンズと，「眼でみることが多い」望遠鏡では性能の尺度が
違うのだから，当然ですね．

From: HIURA Shinsaku <shinsaku@vision.kuee.kyoto-u.ac.jp>
Subject: [nikomat:23520] Re: resolution factor of photo lens 
Date: Mon, 05 Oct 1998 19:10:35 +0900

> ひうらです。

> 画面サイズに対する、解像度の比ではないです。
> 
> 1.22 * (波長) * (F値) が、分離不可能な２個の点光源の距離、
> だったかなぁ。（今手元に文献なしゆえ・・）
> どっちにしても、こんな式です。
> 
> で、判が大きいと、許容しうる解像度 (line/mm とかいった）
> が低くてもいいですよね。例えば 135 だったら 30line/mm だけど
> 中判だったら 20line/mm までは許せるとかですね。
> その場合中判では、１段余分に絞っても、あまり問題ないわけです。

なるほど．必要な解像度が判によって違うんだ．

> （だから、デジカメとかでは判がとても小さい（1/5in CCD なんてのが
>   けっこうある）ので、暗いレンズは使えません。小さい判で高解像度
>   化するというのは、光が波動である以上、結構厳しいものがあります。
>   パンフォーカス性が高くなることと、絞ると像の悪化が激しいことが
>   相まって、絞る意義がほとんどなくなるので、固定絞りのカメラが多
>   いんだと思います。）

この辺の設計ノウハウは，写真レンズとは少し違うみたいですね．
ハーフサイズやAPSの場合にはどうなでしょうかね．

> > これは大きい判のカメラでは，焦点距離が長いレンズを使うので，大きく絞っ
> > ても口径が大きいので回折現象が悪さをしない，という理解でよいのでしょうか?
> 
> うーん。焦点距離が長い == 像の倍率が高い（その分、判が大きいので
> 画角は同じ） == 問題ない、という風に考えればそのとおりです。
> 
> つまり、乾さんにあわせて ^^; 同じ口径で考えれば、焦点距離を
> 倍にすると、フィルム面上での解像限界が半分に悪化します。
> （Ｆ値が倍になるので）
> その分、判のサイズも倍になれば、全体の比率から言えば
> 問題なし。という原理ですね。

よく分かります．

> ただし設計の上では、40mm/F1.4 を設計するのと、80mm/F2.8 を
> 作るのとでは、後者の方がはるかに用意であることは確かです。
> だからデフォーカスを生かした撮影をするなら、ヘタに大口径
> のレンズを 135 で使うより、大きい判にいった方がいいと思います。

これは面白いですね．写真の楽しみ方が広がりますね．判の違いを
フィルムの粒子の違いだけと考えずに，レンズとトータルで考える
ことが大切ですね．

> 逆に、近接撮影の場合、1m の距離の物体を撮影する場合では
> その距離は 40mm レンズにしてみれば焦点距離の 25倍の距離
> なので問題なさそうですが、80mm にしてみれば 12倍でしか
> ないですから、ちょっと問題が出てくるかも。
> 小さなものを撮るのは判の小さなカメラのほうが得意です。
> （同じ等倍でも、写る範囲が倍ちゃいますからねぇ）
> 
> ということで、世の中良くできてるなぁ。って感じです。

確かに．

> > これはつまり，望遠鏡の場合には倍率をあげることで，無理矢理像の間の距離を
> > ひろげることができる．したがって像は劣化しても分解能力はあがる．しかし
> > 写真レンズでは撮影したフィルム上の解像度が重要なので，むりやり拡大という
> > 方法は使えない．あくまでも写された映像上でどの程度分解できているかを議論
> > するしかない，という意味ですか．
> 
> そうですね。そのためにいろんな焦点距離のレンズ買いますし ^^;;
> 
> > するとレンズは映像のコントラストをいかに正確に再現するかが重要になります
> > ね．だからMTFという議論がおきるのかな?
> 
> 点光源は、空間スペクトル的には広がりが大きいですから、
> 星の点像を点にするためにはやはり MTF は重要でしょうけれど、
> 目で見る分には、あまり像面の平坦性とかそういうのが必要ない
> （どうせ人間の目なんて、真ん中しか見えてない。見た方向に
> ピント合わせてくれるし）ので、望遠鏡は楽でしょうね。
> 写真レンズで像面が湾曲してると、MTF 的には非常に不利に
> なりますが（特に大口径レンズ）

まあ，望遠鏡の場合には中心像の解像度に対する要求が高いので，
設計は容易でも製造ではかなり無理が生じるように思いますが．

では．