はじめに
一般に、レイ ドローイングは、レンズの前のどこかに配置されたときに、オブジェクトで構築されたイメージの位置、サイズ、形状、およびタイプを決定するために使用できます。光線図は、画像とオブジェクトの関係に関する有用な情報を提供しますが、定量的な形で情報を提供することはできません
光線図は、おおよそを決定するのに役立つ場合があります。画像の位置とサイズ。画像までの距離と画像サイズに関する数値情報は提供されません。このタイプの数値情報については、レンズ方程式と、レンズ公式としても知られる倍率方程式を使用する必要があります。
オブジェクトの距離
一般に、レンズの光学中心から物体までの距離は物体距離として知られています。 u で表示または表されます。
画像距離
レンズの光学中心からの画像の距離は、画像距離として知られており、記号 v で表されます。
焦点距離
焦点距離は、レンズの光学中心から主焦点までの距離を焦点距離と呼びます。 f で表されます。
ライト レンズ フォーミュラ
一般に、レンズの物体距離、像距離、および焦点距離の間の関係は、レンズ式と呼ばれます。
1v–1u=1f
ここで、v は画像距離です
U は物体距離、f は焦点距離です。基本的に、物体と像の距離はレンズの中心から測定されます。値または記号は規則によって異なります。
一般に、このレンズの式は、球面レンズのすべての状況で受け入れられているか、または当てはまります。ここで、任意の 2 つの値がわかっている場合、3 番目の値を計算できます。
倍率
倍率は一般に、画像の高さとオブジェクトの高さの比率として表現または決定されます。または、画像の高さとオブジェクトの距離も倍率として知られていると言えます。 「m」で表されます
すなわち、 m=画像の高さ h'オブジェクトの高さ
または
m=画像の高さ vオブジェクトの距離 u
この場合:
倍率の正の符号は、画像が正立で仮想であることを示します。
倍率のマイナス記号は、画像が本物で反転していることを示します。
レンズの度数
一般に、焦点距離の短い凸レンズは光線を主焦点に近いほど大きく収束させ、焦点距離の短い凹レンズは主焦点に近いほど光線を大きく発散させます。
レンズによる光線の発散と収束の度合いは、レンズのパワーで表されます。一般に、収束と発散の程度は、レンズの焦点距離に依存します。基本的には「p」で表します。レンズの倍率は焦点距離の逆数です。
すなわち、パワー=1焦点距離
p=1f
SI 単位はディオプターで、「D」で表されます。
通常、凸レンズは正のパワーを持ち、凹レンズは負のパワーを持ちます。
デカルト記号の規則
- すべての図は、光が左から右に移動することを考慮して描かれています。
- すべての距離は基準面から測定されます。表面までの左の距離は負です
- 一般に、実際のオブジェクトの距離は負です。
- 基本的に、実像の距離は正です。
- 軸より上の高さは正と見なされます。
- 軸から時計回りに測定された角度は負です。
レンズメーカーの公式
実際のレンズでは、2 つの曲率面の間の厚さが制限されています。曲率が等しい 2 つの面を持つ理想的な薄いレンズは、通常、屈折力がゼロになります。これは、光を収束させたり、発散させたりしないことを意味します。無視できないほどの厚みのあるレンズは、厚いレンズと呼ばれます。
レンズは、2 つの面の曲率に基づいて 2 つのタイプがあります。凸面と凹面。
レンズ メーカーの公式は、レンズの焦点距離とその物体の屈折率、およびその 2 つの面の曲率半径との関係です。これは、レンズ メーカーが特定の屈折率から特定のパワー レンズを作成するために使用されます。
レンズは薄いので、レンズの 2 つの面の極から測定した距離は、光学中心から測定した距離と一致させることができます。
レンズ メーカー式は、指定された焦点距離のレンズを作成するために使用されます。レンズには 2 つの曲面がありますが、まったく同じではありません。両方の面の屈折率と曲率半径がわかっている場合は、提供されているレンズ メーカーの公式を使用してレンズの焦点距離を決定できます。
レンズメーカー式=1f=μ-1×(1R1–1R2)
f=レンズの焦点距離
μ=屈折率
R1and R2=両面の曲率半径
結論
レンズは、2 つの面で区切られたオープンまたは透明な光源であり、2 つのうち少なくとも 1 つが湾曲している必要があります。 2 つの面の間のギャップが小さすぎる場合、レンズは薄いと言われます。一般に、レンズは正の焦点距離で収束し、焦点距離が負の場合は発散します。
したがって、この場合、凸レンズは収束レンズである必要はなく、発散する凹レンズである必要はないと結論付けることができます。各レンズには、レンズメーカーの公式を使用して決定できる値があります。この記事では、これらの例について説明します。
