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光源から出た光がレンズを通り抜けスクリーン上の1点に集まると像が見えますが、そこからずれるとぼやけた像が見えます。」
このぼやけた像というのは具体的には各点光源の光がスクリーン上でどのように分布してる状態といえるのでしょうか。
あと、ぼやけた像というのはその変な分布となった点光源を足し合わせたものと言えるのでしょうか?

A 回答 (3件)

透過した光がすべて平行になるレンズを想定してみましょう。


点光源からの光は、中心を通った光は中心後方へ、縁を通った光は縁の後方へ、すべて平行に後方へ、後方スクリーンには丸いお月様様に光の円ができます、明るさは分散した分暗くなります。
ふつうの凸レンズで小さな黒点を投影すると、焦点以外では、大きい黒点になります、色は薄くなります。
隣に同じ大きさの黒点をつけると?、スクリーンには、少しずれて、先の黒点と同じ大きさに投影されます。
もう一つ黒点を打つと、同様に少しずれて投影されます。
少しずつずれた円を一度に眺めると、重なっていない部分、二つ重なった部分、三つとも重なった部分があります、三つ重なったところが一番濃く、二つのところはその次に濃く、重なっていないところは一番薄い。
点のそばの白いところ(明るいところ)も同じことが言えます、点に一番近いところは薄暗く、その次のところが薄暗い光が二つ重なり、やや明るく・・・・・。
人間の目はそんな細かいところまでみません、全体を見れば、徐々に薄くなり、徐々に白くなる・・・結果境界が明確になりません、これがぼやけるです。
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同じ光源から出た光のうち、レンズの異なった部分を通ったものが、スクリーン上の「異なった点」に到達しているからです。



レンズの異なった部分を通ったものが、すべてスクリーン上の「同じ点」に到達すれば「光源→像」がすべて対応してくっきりした像になるわけですが、到達した先がスクリーン上の「異なった点」であれば、必然的に像はボケるでしょう。どのように分布しているのかはまちまちだと思いますが、「1点に集中していない」ことだけは確かでしょう。
それは「焦点が合っていない」とか、「レンズがゆがんでいる」とか、いろいろな原因、理由によるものだと思います。

レンズがきちんと作られている場合には、そのレンズ固有の「焦点距離」がありますから、レンズとスクリーンとの距離をこの「焦点距離」から決まる距離にすれば、遠くの物体がスクリーン上にくっきりと像を結びます。スクリーンを前後させれば、スクリーン上には像を結びません(同じ光源から出た光がスクリーン上の1点に集中しない)。それらの像は、「スクリーンの手前」(スクリーンよりもレンズに近いところ)あるいは「スクリーンの後ろ」(スクリーンよりもレンズから遠いところ)に像を結びますから、スクリーン上には「1点の光源から出た光が円形に分散した」のものを重ね合わせた状態になります。結果としてぼやけます。
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円状に分布するということです。

その重ねあわせが
ぼやけた像です。
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