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用語解説
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レンズ辞典
あ
か
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な
は
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過焦点距離


レンズには被写界深度があるが、徐々に遠くの被写体に焦点を合わせていくと、被写体の後側深度の端がちょうど無限遠になる距離がある。
このときの距離、つまり無限遠が被写界深度に入る一番近い撮影距離を過焦点距離という。 これは、次の式によって求められる。

 ・過焦点距離=f2/d・FNo
 ・f:焦点距離 F:F No d:最小錯乱円の直径

従って、あらかじめ過焦点距離に距離を合わせておくと、過焦点距離の1/2の距離から無限遠まですべて被写界深度に入ることになる。
特に、深度の深い広角レンズでのスナップ撮影でこの特性を利用すると、マニュアル固定焦点でピント合わせを気にすることなく撮影することができる。 (例:EF24mmをF11にセットした場合、撮影距離を過焦点距離である約1.5mに固定すると、常に約70cmから無限遠の被写体のすべてにピントが合う。)



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カラーバランス


レンズを通して撮影された写真の、被写体に対する色再現忠実度のこと。各EFレンズのカラーバランスは、ISO規格の推奨基準値を中心にして、ISOのCCI許容値よりもさらに狭い範囲内ですべて統一されている。→CCI


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画角


画面上に鮮鋭な画像として写し込むことができる範囲を角度で表したもの。公称対角線画角は無限遠に焦点を合わせた場合の、レンズの第二主点と画面の対角線(43.2mm)の両端を結んだ角度をいう。
なお、EFレンズでは、対角線に対する画角のほかに、水平方向36mmと垂直24mm画面に対する画角も併記されている。

図解:画角とイメージサークル


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解像力


写真における解像力とは、被写体の点像をどの程度再現できるかという分解能を意味する。 最終的な写真画像のもつ解像力は、レンズの解像力・フィルムの解像力・印画紙の解像力がそれぞれ関係する。
解像力は黒白の縞目が段階的に細かくなるチャートを一定の倍率で撮影し、ネガ像を倍率50倍位の顕微鏡でチェックする。よく50本とか100本という数値表現が行われるが、これは、それぞれフィルム上の1ミリ幅の中に解像される一対の黒白ラインパターンの本数のことである。純粋にレンズだけの解像力をテストするため、フィルム面相当位置に配置した微細な解像力チャートを被験レンズを通しスクリーン上に投影してチェックする方法もある。
なお、解像力の数値は、あくまでも解像の度合のみを示す数値で、解像の鮮明度つまりコントラストの良否を示すものではない。

図解:解像力測定用チャート


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回折


〈光波〉が物体の陰の部分に入りこむ現象。写真レンズには、露出調整を行うため透過光量の調節を行う絞りが組み込まれている。写真レンズにおける回折とは、絞り孔がかなり小さくなった場合、孔の縁が光の直進を妨げるため、光が絞りの背面に回りこんでしまう現象をいう。
図解:光の回折現象


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開口角


光軸上の被写体の一点と入射瞳径の張る角度、または、光軸上の像点と射出瞳が張る角度を開口角という。


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開口数(NA値)


光学系の明るさ、または解像力を表す量のひとつ。 屈折率nの媒質中にある光軸上の物点が入射瞳に入る角度(開口角)を2θとするとき、nSinθで表される数値。 写真レンズではほとんど用いられないが、一般的に顕微鏡用対物レンズにNA値として表示され、明るさよりも解像力を示す数値とされている。 なお、FナンバーとNA値の関係は、Fナンバーの逆数の1/2がNAとなる。 つまり、F1.0=NA0.5、F1.4=NA0.357、F2=NA0.25となる。


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完全電子マウント


1985年に本格化した一眼レフのAF化という技術革新の潮流に迅速に対応するため、キヤノン独自の『ボディ測距・レンズ内モーター駆動方式』『完全電子マウントシステム』を軸とするEOSシステムの開発がスタートした。 本システムはボディ本体を中心に、豊富なEFレンズ群、ストロボ、交換バックなどから構成され、基本特徴としては次の3点が挙げられる。
  1. マルチプロセッサによるシステム制御 ボディ本体のハイスピードCPUを中心にして、レンズ内CPU、ストロボ内CPUが連携作動(高速情報処理・演算・情報通信)し、高度なシステム作動制御を行う。
  2. マルチアクチュエータシステム 各駆動部のすぐそばに、それぞれ最適のアクチュエータを配置。 システム全体の高度な自動化と高効率・高性能化を実現。
  3. 完全電子化インターフェイス ボディ本体・レンズ・ストロボ・交換バック間の情報伝達は、すべて電子化され、システムの高機能化の実現と、システム全体の発展性を備えたネットワークを形成。



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球面収差


レンズが球面で構成されていることから宿命的に起きる収差である。 レンズに光軸と平行な光線を入射させたとき、レンズの光軸に近い光線の焦点位置に比べ、光軸から離れたレンズ周辺部に入射した光線の焦点位置がレンズに近い方にズレる現象(光軸上のズレ量を縦の球面収差と呼ぶ)で大口径レンズになるほどその傾向が大きくなる。 球面収差の影響を受けた点像は近軸光による像の周りに、周辺部からの光線によるフレア(にじみ/特にハロともいい、その半径を横の球面収差という)が取り囲むようになる。そのため、画面中央から周辺まで影響を受け、全体としてベールを通して見たような感じの、鮮鋭さを欠いたフラットな像となる。 球面レンズにおける球面収差の補正はなかなか複雑である。
通常は、ある入射高(光軸からの距離)の光線を基準にして凸凹2枚のレンズの適切な組み合わせを工夫することによって行れるが、球面レンズを使用している限りある程度の球面収差がどうしても残ってしまう。
この収差は、レンズの周辺光をカットする、つまり絞りを絞り込むことによって急激に改善される。しかし、大口径レンズの開放状態の球面収差を徹底除去する方法としては、非球面レンズを採用するより道がない。→非球面レンズ

図解:球面収差


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近視


調節休止の状態で、無限遠点の像が網膜の前方に生ずる目の状態。


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近軸光線


光軸の近くを通り、かつ光軸に対して小さな傾きをなす光線。
この近軸光線の結ぶ焦点を近軸焦点という。
単色光の近軸光線による結像では収差がないものと考えてもよいため、レンズ系の基本を知る上で重要な要素となる。



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空気レンズ


写真レンズを構成するレンズ群の中で、ガラスレンズとガラスレンズに挟まれた空間は空気と同じ屈折率1.0のガラスを使ったレンズとも考えられる。
この考え方を予め考慮して設計された空気間隔(air space)のことを空気レンズという。空気レンズは前後の屈折率の関係がガラスレンズとは逆になるため、凸形状で凹レンズの、また凹形状で凸レンズの作用をする。この考え方は、1898年に独・ゴルツ社のヘーグによって初めて提唱された。

図解:空気レンズ


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屈折率


屈折の度合を示す数値で、n=sin i/sin rで表される。
このnは光の入射角に関係しない一定の数値で、屈折側の媒質の入射側の媒質に対する屈折率という。
一般光学ガラスの場合、空気に対するガラスの屈折率を表す。



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繰り出し量


レンズ全体を前後させて焦点を合わせるタイプのレンズにおいて、有限距離の被写体に焦点を合わせるための無限ピント位置からのレンズの移動量。


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ケラレ


典型例としては、フードの先端やフィルター枠などにより、レンズに入射する光の一部が邪魔され、画面の隅の像が写らなかったり、画像が淡くなってしまう現象。
本来くるべき光が何らかの障害を受けて結像に悪影響を与える現象の総称として使われる。



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コサイン4乗則


画角が広くなってくると、口径食がまったくないレンズでも、周辺部の光量は画面中心よりも少なくなる。画面周辺部の像は、光軸に対しある傾斜角度をもった入射光線束によってつくられるが、その明るさは傾斜角のコサインの4乗に比例して低下する。これは物理学の法則からくるもので避けることはできない。
しかし傾斜角度が増す広角レンズでは、開口効率(軸上の入射瞳と軸外の入射瞳の面積比)を上げる設計を行うことによって周辺光量の低下を防いでいる。



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コマ収差


球面収差が補正されたレンズの画像周辺部に見られる現象で、光軸外の斜めから入射する光線が像面上の一点に集まらず、画面の中心方向あるいは逆の方向に尾をひいたような形になってしまう収差。尾をひいた状態が彗星に似ているためコマあるいはコマ収差と呼び、このボケをコマチックフレア(comatic flare)という。光軸上では点が点に結像するレンズでも、光軸から離れた点から出てレンズの縁部を通る光線は、レンズの中心を通る主光線に比べ異なった屈折をするために起きる。主光線の傾きが大きくなるほどコマ収差も大きくなり、画面周辺部のコントラストが低下するが、絞りを絞り込むことにより多少は改善される。また、この収差の影響を受けたボケ像はにじみとなり美しくない。
なお、ある定まった距離の被写体に対して、球面収差とコマ収差を共に除去することをアプラナチズムといい、収差補正されたレンズをアプラナートと呼ぶ。



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コントラスト


写真表現上の鮮鋭度、つまり明暗差の度合。例えば、白と黒の再現比が明瞭である場合、コントラストが高い、不明瞭な状態をコントラストが低いという。
解像度とコントラストが明瞭なレンズが、シャープでヌケの良い優れた性能を備えたレンズといえる。



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ゴースト


フレアの一種であるが、画面内に太陽や明るい光源を入れると、レンズの面で複雑な反射を繰返し、光源と対称な位置にはっきりとした反射像が写し込まれることがある。この現象をフレアと区別し、幽霊に例えてゴースト(正しくはゴーストイメージ・ghost image)という。絞りよりも前方の面反射によるゴーストは、絞りの形となって現れるが、後方の場合にはピンボケの光カブリ状のゴーストとなる。
なお、画面外の強い光源によってゴーストが発生する場合もあるため、フードなどを使用し有害光をカットしたり、深度確認機能を利用し、撮影時の実際の絞りで画面の状態を確認するなど注意したほうがよい。



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コーティング


レンズに光が入射したり射出するとき、レンズと空気の境界面で屈折率の違いによって一面あたり約5%の光が反射してしまう。このためレンズの透過光が減少するだけでなく、面反射の繰返し光が有害なフレアやゴーストの原因となる。
この反射を防止する処理をコーティングという。基本的にはガラスの屈折率nに対し√nの物質(弗化マグネシウムなど)を光の波長の1/4の厚さになるよう真空蒸着する。EFレンズではある単一の波長だけでなく、可視光域全体にわたり優れた効果がある多層膜コーティング処理(multi layer Coating/蒸着膜を積層した形で反射率は0.2-0.3%となる)が行われている。なお、コーティングの目的は単に反射防止だけでなく、レンズを構成する各々のレンズに、それぞれ性質の異なった適切なコーティングを行うことによって、写真レンズ全体として最適なカラーバランス特性をもたせるという重要な役目がある。



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光軸


レンズの球面の中心点を結んで連なる直線をいう。つまり、曲率中心を結ぶ仮想の中心線のこと。何枚ものレンズが組み合わされた写真レンズでは、各レンズの光軸が完全に一致していることが大変重要である。特にズームレンズではズーミングに応じて多数のレンズ群が複雑に移動するので、光軸を一定に保持するための精密な鏡筒構造が要求される。
図解:光軸


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口径/有効口径


レンズの口径は、レンズを通過する光線束の太さに関係し、焦点面に結像する被写体の明るさを決定する。
光学的な口径は見かけの口径でなく、平行光線束を入射させた時、絞り径を通過する光線束のレンズ全面における径が重要で、この直径を有効口径という。



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口径食


画面の周辺部に入射する光線が、有効口径(絞り径)いっぱいを通らず、絞りの前後にあるレンズの縁や枠などによって遮断され、結果として周辺部の光量が低下する現象。この現象は絞りを絞り込むことによりなくなる。
図解:口径食


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口径比


レンズの有効口径(D)を焦点距離(F)で割った値(D/f)を口径比と呼び、そのレンズによる像の明るさを表す。D/fの計算値をそのまま表すとほとんどが少数点以下になり分りにくいため、各レンズの鏡筒には有効口径を1とした場合の焦点距離の比率の数値が表示されている。
(例:EF85mm F1.2Lの場合1:1.2と表示されているが、これは有効口径を1としたとき焦点距離は有効口径の1.2倍あることを意味している。)レンズによってできる像の明るさは、口径比の自乗に比例する。
なお、一般的にレンズの明るさは口径比の逆数(f/D)であるF値で表される。→F値

図解:口径比


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高倍率マクロ


等倍以上の高い撮影倍率による草花や昆虫、小物などのクローズアップ撮影に欠かせないマクロ域専用レンズ。
優れた光学特性、高い解像力と鮮明な色再現で被写体の魅力をリアルに描き出す。 (MP-E65mm F2.8 1-5×マクロフォト)



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