マクロと通常のレンズの構造上の違いは何ですか？

最小の焦点距離を短くするために、マクロレンズの設計は、レンズとセンサーの間の特定の距離を維持することに焦点を合わせる必要があることを理解しています。

しかし、レンズとその要素の配置は、マクロとプライムまたは他の通常のレンズとの唯一の違いですか？または他の構造上の違いもありますか？

違いに対処する投稿はかなりありますが、実際に「物理的な」違いを引き出す投稿はありません。

単純なレンズ（メガネのレンズのような）は、無限遠にあるオブジェクト（fは焦点距離）に対して、レンズの後ろに距離fで画像を形成します。同じレンズは、レンズの前の2fの物体に対して、レンズの後ろの2fに画像を形成します。これは、1：1の拡大、つまりマクロの定義を実現します。したがって、センサーからチューブ2fに取り付けられている場合、どの単一要素レンズもマクロレンズです。

多要素レンズ（すなわち、カメラレンズ）では、レンズは、前主面の前にある物体２ｆに対して後主面の後ろにマクロ画像２ｆを形成する。「通常の」レンズの最小焦点距離は、延長チューブを使用してセンサーからさらに遠ざけることで増やすことができます。したがって、センサーから適切な距離に取り付けられている場合、どのレンズもマクロレンズであると言いたくなります（したがって、マクロレンズと「通常の」レンズの間に、カメラに接続するチューブの長さ以外に違いはありません）。

ただし、前面の主平面がレンズの内側にある可能性があるため、一部のレンズでは、前面の主平面から必要な2fの距離が最終的にレンズの内側の点になる可能性があります。これは問題です。したがって、マクロレンズは、通常のレンズであり、レンズの前から2f以内の前主面とレンズの後から2f - ffdの後部主平面があります（ffdはフランジの焦点距離です）。

多要素レンズの主平面の位置は、レンズ内の正および負の要素の分布に大きく影響されます。広角レンズで一般的に使用されているレトロフォーカス設計は主平面を後方に押し、望遠設計は主平面を前方に押します。これが、広角マクロよりも望遠マクロレンズの方が多く見られる傾向がある理由です。

主面の位置に加えて、マクロレンズは通常、フラットフィールドを持つように最適化されます。つまり、焦点の合った画像は、わずかに湾曲しているのではなく平面です。これはレンズがマクロであることの要件ではありませんが、ドキュメントをコピーするなど、近距離で平らな物体を撮影するために使用されるレンズの便利な機能です。

考慮すべき機械的トレードオフもあります。特にユニットフォーカシングレンズを使用して、非常に近いフォーカスを可能にしたい場合は、追加のアクセサリなしで、無限遠と非常に近いフォーカスの間のバレルの延長に大きな違いがあるように設計する必要があります。つまり、ユニット全体を大きくするために-無限焦点でも、格納されたバレルはどこかに移動する必要があります。これが、多くのマクロレンズにレンズフードが組み込まれている理由です。バレルはそのレンズフードの側壁に固定されています...