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2009年5月22日 (金)

第2話、” 平均光路長 ” と” 明るさ ”Regarding the relationship between "average optical path length" and "brightness". Hiro. Oyama

 光路長とは、光源出発点から反射点までの距離 のことです。平均光路長とはその平均であり、反射面に均等に光をばらまき、その光路長の平均値でもって、そのリフレクターの性能を示す目的で使用します。その性能とは、遠方視認性のことなのです。
 光路長の代表として用いられるのが放物鏡のF値(FOCUS値)であり、その手の職業人の間では、F値、F値、とたびたび飛び交っています。 灯台の照明設備で用いられるような大きくて浅いリフレクター(パラボラアンテナみたいな反射鏡)では、平均光路長≒F値なのですが、ヘッドランプの属する探照灯では、両者を同じとして不用意に扱うと、困難に遭遇することが多いみたいです。
 通常のヘッドランプでは、F26mm程度が標準的に用いられています。 但し、平均光路長を算出してみると、F値の約2倍:50mm程度になります。
Optical path length is the distance from the starting point source of light reflection point. Average optical path length and the average, in the average value of the optical path length (I own so defined) use indicates the performance of the reflectors distribute light evenly to the reflecting surface. Its performance and the visibility distance is. Is used as a representative of the optical path length of parabolic mirror F value (FOCUS), and among the professionals that often rife and F and F values. In a large, shallow reflectors (reflector parabolic like) are used in the lighting equipment of the lighthouse, average optical path length ≈ seems often encounter difficulties and unprepared to deal with searchlight belongs the headlamp is the f-number, as both. Conventional headlamps, F = 26 mm are used as standard. It calculates the average optical path length however, and two times the f-number: will be approx. 50 mm.
凸レンズの平均光路長≒リフレクターの平均光路長  凸レンズでの平均光路長も計算できます。・・・

 凸レンズの焦点位置から「凸レンズの肉厚の中心曲面」までの実質平均距離を求めればよい訳でして、凸レンズの場合は、F値とほぼ同じか、少し大きめの値になります。
 ヘッドランプで最近よく用いられる凸レンズは、5060Φの外径を持ち、50mm程度の焦点距離のものです。 平均光路長という物差しで見ると、”凸レンズであっても、リフレクターであっても、50mm程度という値”を有していることが分かります。 何故、同じ位の値になるのでしょうか?
 答えは、「車が走る道路面を照明するという、共通の目的を持って設計された物同士だから」なのです。 理想配光(車が夜間走るための理想的な配光)は両者共通であり、車の前方に想定するスクリーンも、同じものです。 そこに同じ様な配光パターンを形成(光源の形を投射)しようとすると、光学の評価指数である平均光路長は、同じ位の値になるという事です。
Average optical path length of the convex ≈ average optical path length of the reflector can calculate mean optical path length in the Plano-convex lens.  Then why go real average distance between the fleshy Center surface of convex from the focal point of a convex lens convex if F value and almost the same, will be a little larger value. Plano-convex lens headlamp recently which is common with a 50-50 mm focal length, has a diameter of 60 Φ. Look at the average optical path length measure "plano-convex lens, reflector, a value of approx. 50 mm" can have.  What you will be late, as much value? Answer is "designed and have a common goal, lighting the road surface car runs because of" a is. Ideal light (light distribution is ideal for car driving at night) is common in both the screen to assume the front of the car is the same thing. (Projection of light) forming the various light distribution patterns there, tries on the evaluation index of the optical means optical path length is the same value that is.
 レンズの明るさ  凸レンズに触れたついでに、”明るさ”に関して説明しておきましょう。 写真に興味がある方には常識ですが、凸レンズには明るさがあります。 その明るさには、レンズの直径(開口径)とF値との両方が、関係します。
 開口径が大きいレンズは一般的に明るいレンズです。 しかし、それだけではありません。 同じ開口径であっても、F値が大きいレンズと小さいレンズとでは、F値が大きいレンズの方が、暗いのです。
 余談ですが、私が中学生の時、望遠鏡に興味を持ち、手元に転がっているレンズを組み合わせて試作したことがありました。 拡大率を上げようとしてF値が大きくなるようにレンズを組み合わせ試作したのですが、暗い望遠鏡しか出来ません。 何故何故・・と試行している内に、近視眼になってしまいました。
 F値が大きくて直径が小さい凸レンズは暗いレンズという事を記憶に留めて頂いて、リフレクターの話に戻りましょう。
Incidentally touched the brightness convex lens, let me explain about the "brightness". Common sense is more interested in photography, but plano-convex lens brightness.  Its brightness is associated both lens diameter (aperture) and f. Large aperture lenses are generally bright lens. However, it is not.  The same aperture F value is greater, the lens and small lenses and large f-number lens for dark. Was developed with the lens lying at hand aside, my junior high school students at the telescope intrigued by that. Is to raise the growth rate and large f-number lens combination, developed not only dark telescope.  Why why-, and in attempting to become short-sighted. Plano-convex F value big and small diameter dark lenses that we keep in memory, let's get back to the story of the reflector.
 リフレクターの明るさ  平均光路長が大きいリフレクターを持つ灯具は、遠くまで光を送り届けることが出来ます。 では、遠方視認性を高める目的で、無闇に大きなF値のリフレクターを、ヘッドランプのリフレクター反射面として採用すると、どうなるでしょうか?
 遠方視認性は落ちるのです。 それは、ヘッドランプの大きさが同じなので、光源を囲む立体角が減少したことが原因です。 反射面積は同じでも、光源を包み込むことが出来ないからなのです。 このことは、『 凸レンズの開口径が同じで、F値が大きなレンズは暗いレンズ  と呼ばれることに、対応しています。
 凸レンズとリフレクターとは、光学の世界では同じ機能で扱うことが出来、平均光路長を同程度、&、リフレクター面積を同程度にすれば、同じ遠方視認性を持つランプが得られるのです。
Hiro. Oyama
With greater brightness average optical path length of the reflector the reflector lamp fittings can get a light from far away.  Increase the visibility distance and to adopt greater F reflector headlamp reflectors reflectors as follows, so what happens? It is falling the visibility distance. It is because decreased solid angle around the light source, so it's the same size of the headlamp. Can't wrap light reflection area is the same, because it is.  This is "plano-convex lens aperture diameter is the same as the F value big lenses are darker lens ' and corresponds to the known. Reflector and convex lens can be treated with the equivalent in the world of optics, average optical path length, par, & the get lamp with the same distance visibility if you have as much as the reflector area.
 Hiro. Oyama

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