温度の低下はフォーカスにどの程度影響しますか？

「天体写真ではどのレンズ特性が重要ですか？」という質問への回答で。そこには言及された「温度が急激に変化した場合、あなたは異なる速度で伸縮しますレンズに異なる材料として再フォーカスする必要があるかもしれません。」しかし、「非常に暗い状況でどのように焦点を合わせるのですか？」レンズのテープマーキングを示唆していますが、夜間に気温が下がったときに役に立たないのではないでしょうか。

夕方に摂氏5度で最初に焦点が検出され、その後夜に摂氏-10度に低下したときに、焦点シフトを事前に推定することは可能ですか？これらの温度間の焦点のずれをどのように計算または推定しますか？

一方、摂氏15度（27°F）の温度変化により、本当にフォーカスがシフトしすぎて、再度フォーカスする必要があると思われますか。温度の急激な変化により、通常、リフォーカスが必要になりますか？

私の場合、それはやや大きな前部要素を持ち、レンズがカメラ本体よりも重い14mmレンズを備えた小型のデジタル一眼レフのようなカメラです。そして、星の焦点は無限にあります。

私の読書によると、「ハンドヘルド」レンズ内の材料の量は、たとえば15Cを超えて拡大/縮小しているので、考える価値はありません。

しかし、これは屈折と反射の両方の大きな望遠鏡で本当に問題になります（さらにそうです）。

どうして？

（大まかな）例として、本体の長さが3mで、管状のアルミニウムで構成されている大きな反射望遠鏡を想像してみましょう。純粋なアルミニウムピュアの線熱膨張率は0.0000222m / m / Kです。つまり、長さ1メートルあたり1ケルビン（またはC）あたり0.0222mm長くなったり短くなったりします。

したがって、望遠鏡は温度が15C低下すると0.0222mm×3m×15C = 0.999mm短くなります。これと二次ミラーでの拡大が相まって、劇的な焦点シフトにつながります。

自分でいくつかの実験ができると思います。私はいくつかのスナップショット（カメラ、設定、フォーカス、光が同じ値にブロックされている）と傾斜エッジ標準の異なる温度を取り、ImageJとMTFプラグインまたはImatestで MTFを測定しました。次に、さまざまな温度でMTFグラフをプロットし、結果を確認できます。

この変化の原因はさまざまな膨張係数だけではないと思います。材料によって屈折率が異なり、温度が異なるため、レンズが非常に低温になると、光学系内に結露が生じる可能性があることを考慮に入れてください。外より暖かいです。

焦点距離は-10から20Cの温度範囲で約0.7プロミル上昇し、ハッブルの日対夜/温度の焦点位置は注意深くモデル化されており（「焦点対温度」という単純な関係ではありません）、範囲は5です。 7ミクロン。しかし、それでもこれらのモデルの偏差はかなり大きいです。1つは温度、もう1つは温度変化、そしてその変化が時間の経過とともにコンポーネントに広がることであり、それらの温度に長時間さらされることになります。

これとこれとこれをチェック

各レンズ設計は、温度変化に異なる反応をします。私は通常、天体写真のセッション中に何度かフォーカスをチェックして、他の理由で誤ってフォーカスを変更していないことを確認しています。

テープマーキングにより、プロセスを開始するのに十分な距離になります。星などの薄暗い点光源に焦点を合わせる場合、レンズが遠すぎる場合はごくわずかな量の光が広がりすぎて検出できないため、焦点がほぼ達成されるまで、ビューファインダーやライブビューを介しても何も表示されません。フォーカス。あなたが無限遠焦点にかなり近づくまで、あなたは夜空全体をパンし、何も焦点を合わせないように見えます（月が見えない限り）。近づくと、温度が変化する前に適切に焦点を合わせていた場合と同じように、LVをオンにして中程度の星にズームインし、焦点を確認し、必要に応じて少し修正するのは比較的簡単です。多くのことは、あなたがあなたの星にどれだけ焦点を合わせたいかに依存します。明るい星が私たちの目には大きく見えるので、わずかに焦点が合っていないことがより現実的に見えることがあります。

質問の範囲内の温度変化によるレンズの収縮/膨張の物理量は非常に小さいです。しかし、これらの量の影響は非常に大きくなる可能性があります。カメラの取り付けフランジが片側から反対側にわずか50µm（50ミクロンまたは0.05mm）だけずれている場合、カメラは大口径でのあらゆるタイプのクリティカルフォーカス作業に使用できなくなります。また、影響はわずか20µmの誤差で確認できます。視野全体にわたって非常に小さな点光源を使用する天体写真は、多くの写真家が行う最も焦点の厳しい作業であることがよくあります。