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2011年5月16日 (月)

テレセントリック光学系

凸レンズの前側焦点(物体側の焦点)と後側焦点(像側の焦点)の位置に絞りを置くと、像がどのようになるか考えてみましょう。

次の図は絞りを凸レンズの前側焦点に置いた図です。凸レンズの前側焦点を通った光線は凸レンズを出た後に平行に進みますから、像側で光軸と光線が平行となります。光線が光軸と平行となることをテレセントリックといい、像側で光線と光軸が平行になることを像側テレセントリックといいます。像側テレセントリックでは凸レンズから出てくる光線が必ず光軸に平行となるので、スクリーンの位置が前後しても像の大きさは変わりません。

Photo

次の図は絞りを凸レンズの後側焦点に配置しています。後側焦点を通る光は光軸に平行に凸レンズに入射する光ですから、その他の光は絞りによって遮られ像面に届きません。そのため光軸から離れた物体の1点から出て凸レンズに入射する光線は光軸と平行になります。この場合は物体側で光線と光軸が平行になっているので物体側テレセントリックといいます。物体側テレセントリックでは、絞りを通過できるのは光軸に平行な光線だけですから、物体を前後に動かしても像の大きさは変わりません。

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テレセントリックはこのような特徴から物体の寸法の測定や、像の大きさの誤差をできる限り抑えたい光学系に使われます。このように絞りの位置を変えることによって、レンズに入射する光を巧みに制御することができます。

フルカラーで、最も簡単なレンズの入門書です。

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