『日本実業出版 図解レンズがわかる本pp.102より』
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ysdさんこんばんは。
詳しくはないのですが、手持ちの本にいろいろ情報が載っていたので調べられた範囲でお伝えいたしますm(__)m。
結論から言うと、Fナンバーが大きくなればなるほど、つまり絞れば絞るほど分解能は下がります。
というのは物の本によれば、光学的に光を集められる最小円（エアリーディスク）の径がFナンバーに比例するからというのが理由です。
e = 1.22λF または e = 0.61 λ/NA
しかしながら、球面レンズを前提とした場合、レンズの持つ収差は口径が大きくなるほど大きくなってしまいます（焦点距離を固定した場合、口径が大きいと曲面の傾斜？がどんどんきつくなっていきます）ので、その範囲内でということになります。
というわけで絞るとどんどんエアリーディスク半径が大きくなっていく、かつ収差が減ってくるので、その曲線がクロスする点が実際の解像限界となります。
ちなみにイメージ的には、レンズを入出力フィルタと考えると、入力側（物体側）と出力側（像側）の性能に区別できます。
図のように入力側の限界、出力側の限界ともに光束の角度できまります。出力側の光束の角度はFナンバーと強い相関関係にあるので結像の分解能はF値に依存することはすぐにわかると思います。入力側の限界は、近いものほど口径の大きさに影響を受けやすく、同じ距離の場合でもやはり口径が大きいほどθが大きくなるので分解能があがります。＜無限円では口径を相当大きくしないと違いは微々たる物かも…。その代わり出力側の性能はF値で決まるのでF値の小ささと収差の少なさは重要です。
といった感じでいかがでしょうか？
参考文献
永田信一、図解レンズがわかる本、日本実業出版、2002
小倉敏布、写真レンズの基礎と発展、朝日ソノラマ、1995
追伸：
間違いがあるかもしれません^^;。 |
