望遠レンズ

望遠レンズはテレレンズとも呼ばれ、写真や映画撮影で使用される長焦点レンズの特定のタイプであり、レンズの物理的な長さが焦点距離よりも短い。^[1]^：93これは、光路を延長して全体設計を大幅に短縮した長焦点レンズを作成する、望遠グループと呼ばれる特別なレンズグループを組み込むことによって実現されます。長焦点レンズの画角やその他の効果は、指定された同じ焦点距離の望遠レンズでも同じです。長焦点距離レンズは非公式に望遠レンズと呼ばれることがよくありますが、これは技術的には正しくありません。望遠レンズには望遠グループが具体的に組み込まれています。^[2]^：207

工事

単純な写真レンズは、所定の焦点距離の 1 つのレンズ要素を使用して構築できます。無限遠の物体に焦点を合わせるには、この単一のレンズからカメラの焦点面 (センサーまたはフィルムがある場所) までの距離を、そのレンズの焦点距離に合わせて調整する必要があります。たとえば、焦点距離が 500 mm の場合、レンズと焦点面の間の距離は 500 mm です。焦点距離が長くなるほど、このような単純なレンズの物理的な長さが長くなり、扱いにくくなります。実際には、光学収差を最小限に抑えるために、これらの単純なレンズは、単一のレンズ要素ではなく、通常、複数の要素を使用して色消しレンズを形成します。

しかし、そのような単純なレンズは、焦点距離がどんなに極端であっても望遠レンズではなく、長焦点レンズとして知られています。^{[1]単純な（「非望遠」）レンズの}光学中心は構造内にありますが、望遠レンズは光学中心を構造の前に移動させます。言い換えると、望遠レンズの焦点距離は400 mmかもしれませんが、実際はそれよりも短いです。長焦点レンズの長さは焦点距離に近似していますが、望遠レンズは焦点距離よりも短くなっています。望遠比という用語は、レンズの物理的な長さを焦点距離で割ったものを指します。長焦点レンズの望遠比はほぼ1ですが、望遠レンズの比率は1未満です。たとえば、ある最新のレンズ（Canon EF 400 mm f /4 DO IS ）は、回折光学系を組み込んだ前部（収束）レンズ群のおかげで、0.58の望遠比を実現しています。

最も単純な望遠レンズは、2 つの要素 (1 つ (物体側) は収束し、もう 1 つ (像側) は発散する) を持つと考えられます。また、実際には、さまざまな収差を補正するために、各グループで複数の要素が使用されます。これら 2 つのグループを組み合わせると、同じ画像サイズを生成する長焦点レンズよりも物理的に短いレンズアセンブリが作成されます。

望遠レンズの前面 (物体側) の要素は、全体として正の焦点を持ち、全体の焦点距離はレンズの有効焦点距離よりも短くなります。このグループから収束する光線は、負の焦点を持つ後面 (画像側) のレンズグループ (「望遠グループ」と呼ばれることもあります) によって遮断されます。この 2 番目の要素グループは光の円錐を広げ、はるかに長い焦点距離のレンズから来たように見えます。

同じ特性は、ミラーとレンズを組み合わせたカメラレンズでも実現されています。カタディオプトリックレンズ、反射レンズ、またはミラーレンズと呼ばれるこれらの設計では、主対物レンズとして曲面ミラーが使用され、その前に何らかの負レンズが配置されて光学収差が補正されます。また、曲面の二次ミラーを使用して、負レンズ望遠グループと同じように光円錐を拡張する画像を中継します。ミラーは光路も折り曲げます。これにより、全屈折レンズよりも大幅に短く、軽く、安価になりますが、二次ミラーによる中央の遮蔽によって、主に焦点が合っていないハイライトの「ドーナツ」形状など、光学的な妥協点が生じます。

民間用で最も重い非屈折望遠レンズはカールツァイス製で、焦点距離は1700 mm、最大絞りはf /4で、入射瞳径は425 mm（16.7インチ）である。このレンズは中判ハッセルブラッド203 FEカメラ用に設計されており、重量は256 kg（564ポンド）である。^[3]

望遠レンズの設計は広角にも使用されており、オリンパスXAの場合、望遠配置により35mmの焦点距離を超小型カメラ本体に収めることができました。^[4]

レトロフォーカスレンズ

望遠構成を反転し、正レンズ群の前に 1 つ以上の負レンズ群を配置すると、後方焦点距離が長い広角レンズが作成されます。これらはレトロフォーカスレンズまたは反転望遠と呼ばれ、従来の広角レンズの光学設計で許容される焦点距離よりも、後部要素からフィルム面までのクリアランスが大きくなっています。これにより、一眼レフカメラのミラー部品など、他の光学部品や機械部品用のクリアランスが大きくなります。

ズーム範囲の一方の端では望遠レンズ、もう一方の端ではレトロフォーカスレンズとなるズームレンズが現在では一般的です。 ^[要出典]

ネーミング

望遠レンズは、さらにショートまたはポートレート（35mmフィルムフォーマットで85〜135mm）、^[5]、 ミディアム（35mmフィルムフォーマットで135〜300mm）およびスーパー（35mmフィルムフォーマットで300mm以上）のサブタイプに分けられることがあります。 ^[6]

歴史

反射型の望遠レンズの概念は、ヨハネス・ケプラーが1611年に著した『ディオプトリス』で初めて説明され、 ^[7] 1834年にピーター・バーロウによって再発明されました。 ^[8]

写真史では、1891年に写真用望遠レンズを発明したのは通常トーマス・ルドルフス・ダルメイヤーであるとされているが、同時期に他の研究者によっても独立して発明されており、 1860年に彼の父ジョン・ヘンリー・ダルメイヤーが発明したとする説もある。^[9]

1883年か1884年、ニュージーランドの写真家アレクサンダー・マッケイは、焦点距離の短い望遠鏡の対物レンズと、オペラグラスの負レンズやその他の光学部品を組み合わせて光円錐を修正することで、はるかに扱いやすい長焦点レンズを作成できることを発見しました。彼の写真のいくつかはウェリントンのターンブル図書館に保管されており、そのうち2枚は1886年5月に撮影されたことが明確にわかります。マッケイの写真の1枚には、約2.5キロメートル離れたウェリントン港に停泊している軍艦が写っており、索具と砲門がはっきりと見えます。^[10]同じ地点から撮影されたもう1枚は、カメラから約100メートル離れた地元のホテル、シェパーズアームズです。背景には船のマストが見えます。マッケイのその他の写真の功績には、顕微鏡写真や、化石を撮影するための「影のない技法」などがあります。^[11]

マッケイは1890年にウェリントン哲学協会（ニュージーランド王立協会の前身）に彼の研究を発表しました。^[12]

1970年代半ばから、日本のメーカーは、光学系全体をユニットとして動かすのではなく、より小さな（発散する）後群を動かして焦点を合わせる望遠レンズを導入しました。場合によっては、発散群の後ろに2番目の収束群が追加されました。^[13]^[14]これは、内部フォーカス、^[15]差動フォーカス、またはリアフォーカス^{[16]として販売され、その概念は}ズームレンズの設計から派生しました。^[17]^{: 150}

参照

参考文献

^ ab ジェイコブソン、ラルフ; レイ、シドニー; アトリッジ、ジェフリー G.; アックスフォード、ノーマン (2000-08-17)。写真マニュアル。テイラー＆フランシス。ISBN 978-1-136-09118-6。
^ スミス、グレゴリー・ハロック（2006年）。カメラレンズ：ボックスカメラからデジタルへ。写真光学協会。ISBN 978-0-8194-6093-6。
^ 「Zeiss Apo Sonnar T* 1700 mm F4 レンズ」。Digital Photography Review。2006年10 月 1 日閲覧。
^ 「XA The Original」www.diaxa.com . 2017年2月8日閲覧。
^ Dam, Peter (2022年11月7日). 「FAQ: ポートレートレンズとは何ですか?」. Adorama . 2023年10月18日閲覧。
^ 「広角レンズと望遠レンズ：どちらのレンズを選ぶべきか？」 2021年4月13日。
^ エドワード・ジョン・ウォールとトーマス・ボーラス（1902年）。アマチュアとプロの写真家のための写真辞典。ロンドン：ヘイゼル、ワトソン、ヴァイニーLd。
^ レイ・N・ウィルソン（2004年）。反射望遠鏡光学。シュプリンガー。ISBN 978-3-540-40106-3。
^ ニューヨークタイムズスタッフ（2004年）。ニューヨークタイムズのエッセンシャルナレッジガイド。マクミラン。ISBN 978-0-312-31367-8。
^サイモン ・ネイサン（2018年）。「アレクサンダー・マッケイ：ニュージーランド初の科学写真家」。トゥヒンガ。29 ：35–49。
^ グラハム・ビショップ (2008)。『The Real McKay: The amazing life of Alexander McKay, geologist. (1841-1917)』ダニーデン：オタゴ大学出版局。ISBN 978-1-877372-22-3。
^アレクサンダー・マッケイ (1891)。「写真レンズのスケールを大きくするため のいくつかの手段と、通常のカメラと接続した望遠鏡のパワーの使用について」。ニュージーランド研究所紀要。XIII : 461–465。
^ 米国特許 4113357A、中村宗一、「望遠レンズシステム」、1978 年 9 月 12 日発行、日本光学株式会社に譲渡
^ 米国特許 4126378A、荻野修司、「改良された焦点合わせ能力を有する望遠レンズシステム」、1978年11月21日公開、ミノルタカメラ株式会社に譲渡
^ 「Nikkorレンズ、コード番号8C2-00-E05」（PDF）。ニコン株式会社。1984年。 2024年7月29日閲覧。
^ 「Canon FDレンズ、pub. C.-CE-132B」（PDF）。キヤノン株式会社、1981年11月。 2024年7月29日閲覧。
^ キングスレイク、ルドルフ(1992)。写真における光学。SPIE 光学工学プレス。ISBN 0-8194-0763-1。

外部リンク

反射屈折ミラーレンズに関する情報
さらに詳しく説明します: なぜ望遠なのでしょうか?
安価な超望遠レンズ（300-500mm）に関する3部構成のシリーズ
スタンフォード大学 CS 178 のインタラクティブ Flash アプレットで、望遠ズームレンズの仕組みが紹介されています。

[JacobsonThe-1] ジェイコブソン、ラルフ; レイ、シドニー; アトリッジ、ジェフリー G.; アックスフォード、ノーマン (2000-08-17)。写真マニュアル。テイラー＆フランシス。ISBN 978-1-136-09118-6。

[smith-2] スミス、グレゴリー・ハロック（2006年）。カメラレンズ：ボックスカメラからデジタルへ。写真光学協会。ISBN 978-0-8194-6093-6。

[3] 「Zeiss Apo Sonnar T* 1700 mm F4 レンズ」。Digital Photography Review。2006年10 月 1 日閲覧。

[4] 「XA The Original」www.diaxa.com . 2017年2月8日閲覧。

[5] Dam, Peter (2022年11月7日). 「FAQ: ポートレートレンズとは何ですか?」. Adorama . 2023年10月18日閲覧。

[6] 「広角レンズと望遠レンズ：どちらのレンズを選ぶべきか？」 2021年4月13日。

[7] エドワード・ジョン・ウォールとトーマス・ボーラス（1902年）。アマチュアとプロの写真家のための写真辞典。ロンドン：ヘイゼル、ワトソン、ヴァイニーLd。

[8] レイ・N・ウィルソン（2004年）。反射望遠鏡光学。シュプリンガー。ISBN 978-3-540-40106-3。

[9] ニューヨークタイムズスタッフ（2004年）。ニューヨークタイムズのエッセンシャルナレッジガイド。マクミラン。ISBN 978-0-312-31367-8。

[10] ^サイモン ・ネイサン（2018年）。「アレクサンダー・マッケイ：ニュージーランド初の科学写真家」。トゥヒンガ。29 ：35–49。

[11] グラハム・ビショップ (2008)。『The Real McKay: The amazing life of Alexander McKay, geologist. (1841-1917)』ダニーデン：オタゴ大学出版局。ISBN 978-1-877372-22-3。

[12] ^アレクサンダー・マッケイ (1891)。「写真レンズのスケールを大きくするため のいくつかの手段と、通常のカメラと接続した望遠鏡のパワーの使用について」。ニュージーランド研究所紀要。XIII : 461–465。

[13] 米国特許 4113357A、中村宗一、「望遠レンズシステム」、1978 年 9 月 12 日発行、日本光学株式会社に譲渡

[14] 米国特許 4126378A、荻野修司、「改良された焦点合わせ能力を有する望遠レンズシステム」、1978年11月21日公開、ミノルタカメラ株式会社に譲渡

[15] 「Nikkorレンズ、コード番号8C2-00-E05」（PDF）。ニコン株式会社。1984年。 2024年7月29日閲覧。

[16] 「Canon FDレンズ、pub. C.-CE-132B」（PDF）。キヤノン株式会社、1981年11月。 2024年7月29日閲覧。

[17] キングスレイク、ルドルフ(1992)。写真における光学。SPIE 光学工学プレス。ISBN 0-8194-0763-1。