2012/03/07(水)1万mm超望遠の口径は?

 前回は、口径 80mm で、焦点距離が 10000mm では、分解能の限界を超えていると指摘しました。では、10000mm の超望遠にふさわしいレンズの口径は、何 mm になるのでしょうか?
 前回同様、ニコン D800E(フルサイズ・3600 万画素)を基準に考えてみます。ただし、ローパスフィルターなどその他の要素は無視です。

 焦点距離 10000mm でフルサイズの撮像素子に写る範囲は、495×740 ″でしたね。4912×7360 ピクセルだと、1素子あたり 0.1 ″となります。2素子あればふたつの点を解像できるとすると、分解能 0.2 ″に相当する口径が必要になる計算です。

 分解能は、115.8 ″÷口径(mm)で求められます。「ドーズの限界」というやつです。分解能 0.2 ″を得るためには、レンズの口径は 579mm となります。デカイですね。天文台クラスです。
 口径が 58cm もあるレンズでは、自重で歪んでまともな像は結ばないかもしれません。反射式でも厳しいサイズです。

 ニコン D4 の撮像素子(フルサイズ・1620 万画素)だと、もう少し口径が小さく済みます。D800E より画素数が縦横とも 2/3 に減るからです。それでも 388mm ですが・・・
 コニミノのナナデジ(APSC・610 万画素)だとどうでしょう。口径は約 340mm と出ました。D4 とそんなに変わりませんね。ただし、焦点距離はフルサイズ換算で 15000mm 相当になります。これを 10000mm 相当に短く詰めると・・・それでも 20cm 以上の口径が必要です。

 市販の超望遠レンズで最も焦点距離が長いのは、反射式の 2000mm です。D800E につけた場合、1素子あたり 0.5 ″だから、分解能を2素子分で1″とすると、口径は 115.8mm となります。
 既に製造を打ち切っていますが、レフレックス・ニッコール 2000mm F11 の口径は、約 180mm でした。テレコンをかませるゆとりくらいはありそうです。
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