「回折限界」とは何ですか？
回答:
非常に良い回答がいくつかありましたが、言及されていない詳細がいくつかあります。まず、光が振動板のエッジの周りで曲がり、「エアリーディスク」を作成するため、すべての開口部で常に回折が起こります。風通しの良いディスクのサイズ、および外側のリングを構成するディスクの割合、および外側のリング内の各波の振幅は、絞りが絞られると大きくなります（物理的な絞りが小さくなります）。 Whuberが答えで言及した方法：
シーンは、多くの小さな光の点で構成されていると考えてください。
レンズで焦点を合わせたときに、これらの光点のすべてが、イメージングメディア上に独自のエアリーディスクを生成していることに気づきます。
画像媒体について
また、回折限界は実際にはレンズの制限ではないことも明確に注意する必要があります。上記のように、レンズは常に回折パターンを作成しており、レンズが停止するとそのパターンの程度と範囲のみが変化します。回折の「限界」は、イメージング媒体の関数です。フォトサイトが小さいセンサー、または粒子が小さいフィルムは、フォトサイト/粒子が大きいセンサーよりも回折限界が低くなります。これは、小さいフォトサイトが大きいフォトサイトよりもエアリーディスク領域をカバーしないためです。エアリーディスクのサイズと強度が大きくなり、レンズが停止すると、エアリーディスクは隣接するフォトサイトに影響します。
回折限界エアリーディスクは、単一のフォトサイト以上に影響を与えるほど大きくなるポイントです。別の見方をすると、センサーによって解決可能な2つの点光源からの風通しの良いディスクが融合し始めます。広い開口部では、センサーによって撮像される2つの点光源は、単一の隣接するフォトサイトにのみ影響を与える可能性があります。開口部が絞られると、各点光源によって生成されたエアリーディスクが成長し、各エアリーディスクの外側のリングが融合し始めます。これは、個々の点光源が単一のフォトサイトに分解されなくなるため、センサーが「回折制限」されるポイントです...それらは複数のフォトサイトをマージしてカバーします。各エアリーディスクの中心が結合するポイントは、解像度の限界です。また、使用する開口部に関係なく、より細かいディテールを解決することはできなくなります。これは回折カットオフ周波数です。
レンズがイメージング媒体内のピクセルの小さなスポットを分解することが可能であることに注意すべきです。これは、レンズで焦点を合わせたエアリーディスクがフォトサイトのごく一部しかカバーしていない場合です。この場合、2つの高解像度の点光源が単一のフォトサイト上で結合するエアリーディスクを生成しても、最終結果は同じになります...センサーは、開口部に関係なく単一の点光のみを検出します。このようなセンサーの「回折限界」は、両方の点光源を明確に分解できるセンサー（f / 8で回折限界になる可能性がある）よりも高くなります（f / 16など）。それも可能、とある可能性が高いですその点光源はフォトサイトの中心に完全に焦点を合わせられません。風通しの良いディスクが2つのフォトサイトの境界、または4つのフォトサイトの接合部に焦点を合わせるのは完全に妥当です。白黒センサーまたはフォビオンセンサー（積み重ねられたカラーセンサー）では、それは軟化のみを引き起こします。4つのフォトサイトの正方形の接合部がGRGBカラーの交互パターンをキャプチャするカラーベイヤセンサーでは、エアリーディスクがこれらの4つのフォトサイトによってレンダリングされる最終色に影響を及ぼし、ソフト化または不適切な解像度を引き起こす可能性があります。
12.2mp APS-CセンサーであるCanon 450Dの回折限界はf / 8.4です。対照的に、21.1mpフルフレームセンサーであるCanon 5D Mark IIの回折限界はf / 10.3です。大きいセンサーは、ほぼ2倍のメガピクセルを持っていますが、回折限界に達する前にさらに停止する可能性があります。これは、5D IIのフォトサイトの物理サイズが450Dのフォトサイトよりも大きいためです。（より大きなセンサーの多くの利点の1つの良い例。）
ミックスのレンチ
特定のフォーマットに対して特定の回折限界開口を指定するインターネット上の表に出くわすことがよくあります。APS-Cセンサーにはf / 16、フルフレームにはf / 22がよく使われます。デジタルの世界では、これらの数字は一般に役に立たない。回折制限アパーチャ（DLA）は、最終的には、集光点（エアリーディスクパターンを含む）のサイズとセンサー上の単一の光検出素子のサイズとの関係の関数です。APS-Cまたはフルフレームのセンサーサイズでは、フォトサイトのサイズに応じて回折限界が変化します。この例は、キヤノンのEOS Rebelシリーズのカメラで長年にわたって見ることができます。
Camera | DLA
--------------------
350D | f/10.4
400D | f/9.3
450D | f/8.4
500D | f/7.6
550D | f/6.8
ストーリーは、フィルムの粒子サイズについても同様でなければなりません。最終的に、粒子の細かいフィルムは、粒子の大きなフィルムよりも、開口が小さいと回折の軟化を受けやすくなります。
回折カットオフ周波数
回折はしばしば画像のキラーとして宣伝されており、人々は「回折限界」を「有用に」画像を解決できなくなるポイントとして語っています。それどころか、回折限界は、回折が使用している特定の画像媒体の画像に影響を及ぼし始めるポイントにすぎません。回折カットオフ周波数は、追加の鮮鋭度が所与の開口のために不可能である点であり、これは、実際にレンズと物理的開口の関数です。
（完全な）光学システムの回折カットオフ周波数の式は次のとおりです。
fc = 1 /（λ* f＃）サイクル/ mm
これは、レンズのf数を乗じた、焦点を合わせた光の波長の逆数が、解決できるミリメートルあたりのサイクル数であることを示しています。回折カットオフ周波数は、一般的に、分解能が光自体の周波数の波長に達するポイントです。可視光の場合、λは380〜750nm、または0.38〜0.75ミクロンです。所定の絞りに対してカットオフ周波数が満たされるまで、より高い解像度を実現できます。
視覚的な例
上記の画像のWhubersシーケンスは、回折の効果と、レンズが大きく開いているときの光学収差の効果の適切な例です。球面収差による焦点のずれに少し苦しんでいると思うので、キヤノン50mm f / 1.4レンズの口径を最も広い口径から最も狭い口径にフルストップで変更する効果を示すアニメーションGIFを作成しました。
（注：画像は3.8メガバイトと大きいため、完全にダウンロードして各ストップでのシャープネスの比較を確認してください。）画像は、特に色収差と一部の球面収差（いくつかの場合があります）わずかに紫色のフリンジ...私は焦点を当てようとしました。f / 2.8からf / 8まで、シャープネスは最重要で、f / 8が理想的です。f / 11では、回折によりシャープネスがわずかに低下します。f / 16、特にf / 22では、回折が画像の鮮明さに明らかに影響します。回折のぼやけがあっても、f / 22はf / 1.4またはf / 2よりもかなり鋭いことに注意してください。
シーンは、多くの小さな光の点で構成されていると考えてください。レンズは、画像上の適切な場所で各ポイントを別のポイントに変換することになっています。回折により、すべてのポイントが円形の波状パターンであるエアリーディスクに広がります。ディスクの直径はf値に正比例します。これが「回折限界」です。
F値が最小値（大きく開いたレンズ）から増加すると、画像上のある点に落ちる光は、レンズのより狭い領域から来ます。これにより、画像がシャープになります。F値が大きくなると、エアリーディスクが大きくなります。ある時点で、2つの効果のバランスが取れて、最も鮮明な画像が作成されます。このポイントは通常、一眼レフカメラのf / 5.6からf / 8の範囲です。F値が小さいと、レンズの全体的な特性（収差）が引き継がれ、より柔らかい画像が作成されます。F値が大きいほど、柔らかさは回折効果によって支配されます。
独自のレンズを使用し、特別な機器を使用せずに、これを適切に測定できます。カメラを、コントラストの多いシャープで詳細な、明るいフラットターゲットの前の三脚に取り付けます。（私は雑誌のページを使用しました;それはうまくいきました。）あなたの最良の設定を使用してください：最低のISO、適切な露出、ミラーロックアップ、ズームレンズの中焦点距離（または焦点距離も変える）、中距離、完全にフォーカス、RAW形式。（露出を一定に保つために）f /ストップと露出時間のみを変化させる一連の写真を撮ります。良好なモニターで100％の写真のシーケンスを見てください。カメラの「スイートスポット」がどこにあるかがわかり、より広いまたはより狭い絞りを使用した場合の効果がわかります。
次のシーケンスは、Canon 85 mm f / 1.8レンズのシリーズから取られたもので、かなり良いものです。上から下に、f / 1.8、2.8、5.6、11、および22での100％のクロップ（Webディスプレイ用の高品質JPEGに変換）があります。f/ 11およびf / 22での回折の増加効果を見ることができます下の2つの画像。この特定のカメラで使用されるこの特定のレンズ（EOS T2i、APS-Cセンサー）の場合、高いf値での回折の柔らかさは、レンズを大きく開いたときに見られる柔らかさに近づかないことに注意してください。重要な写真の露出パラメータを選択するには、数分で取得できる独自のレンズの比較可能な情報を取得することが重要です。
f / 1.8 
f / 2.8 
f / 5.6 
f / 11 
f / 22 
回折が起こります。それは人生の事実です。レンズを大きく開いて使用すると、回折によるわずかなシャープネスの低下に気付かないほど、他のレンズの収差が顕著になりすぎます。少し停止すると、これらの収差は最小限に抑えられます。レンズはどんどん良くなっていくようです。回折はありますが、エッジの近くを通過していない光は、開口ブレードに少し近づきすぎて通過している光を大幅に放出するため、まだ気づいていません。
レンズを停止している間のある時点で、レンズ要素の中心部分と外側部分との光学的差異を排除することで得られるゲインが消え始めます。光路の端の周りの光の曲がり（回折）によって引き起こされる焦点画像。停止すると、レンズはそれ以上良くなりません。中間を通過する光に比べて、回折される光が多すぎます。この時点から、停止すると画像が柔らかくなります。
柔らかさを増やさずにレンズが止まるところが回折限界です。一部のレンズでは、それを止めることができます。たとえば、ニコンは従来、多くのデザインで比較的広い最小開口（f / 16）を維持していました。他のレンズ（特にマクロ）では、まだ2つ以上のストップがある場合があります。被写界深度の考慮は、一部のアプリケーションでは絶対的なシャープネスよりも重要です。
写真はすべて妥協です。最適以上に停止したい場合もありますが、妥協を意識することは役立ちます。停止することはDOFに対する簡単な答えですが、風景に夢中になっていて、それらをすべてf / 22またはf / 32で撮影している場合は、チルト/シフトレンズを見てみるとよいでしょう。
すでにここでの答えは回折についてよく説明しています。回折限界は、レンズを停止してもカメラのセンサーのピクセルサイズに関する詳細が得られないポイントを説明するために最もよく使用されます。
カメラの回折限界に達すると、その絞りを超えて停止したレンズは、よりソフトな結果をもたらします。センサーのサイズではなく、個々のピクセルのサイズに直接関係しています。
最新のデジタル一眼レフでは、回折限界はF / 11からF / 16の間に達しています。小さなセンサーを搭載したカメラでは、F / 8以下になります。この理由から、ほとんどの小型カメラではF / 8より小さい開口部を使用していないことに気付くでしょう。固定アパーチャ（F / 3.5程度）を使用し、ストップダウンする代わりにNDフィルターをスリップすることで、入射する光をシミュレートするものもあります。残念ながら、彼らは実際にシミュレートされたFストップをEXIFに入れているので、通常の絞りではなくNDフィルターを使用することを認識するためにカメラを知る必要があります。
Cambridge In Colorサイトのこのページには、回折限界の詳細な技術的説明があります。また、絞り、カメラ、印刷サイズ、表示距離の特定の組み合わせが回折限界かどうかを確認するためのオンライン計算機も備えています。
簡潔な答え…
回折限界は、与えられたレンズシステムが/解決/フォーカスを作成することができる最小のスポットです。
腕を振る：レンズは小さな点に光を集中させることができますが、点には集中できません。スポットサイズは波長によって異なり、短い波長は長いスポットサイズよりも小さなスポットサイズを形成します。非常に優れた、収差のない（回折限界の）レンズを使用すると、コリメートされた光が焦点のスポットとしてエアリーディスクを生成します。風通しの良いディスクは、依然として、その波長でそのレンズを使用して生成できる最小のスポットです（コリメート光を使用）。大きな開口部は、小さな開口部よりも焦点が狭く、焦点深度が浅い小さなスポットサイズを生成します。
絵のようなシーンでは風通しの良いディスクを作成できないことに注意してください。平行光は画像を形成しません。
おっと、すぐに止まります：式で開口部が逆数値として使用されることを考慮すると、大きな開口部は小さなスポットを生成します。分散もここで役割を果たします。