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2014年2月11日 (火)

・球面収差とは

いままで散々パープルフリンジとかで話題に出しましたが
とりあえず原点に戻って、
レンズの収差について。

一番簡単、かつ初歩的な球面収差を説明します。
レンズは巨大な球の一部を切り出した形になっています。
Kyumen_1_2
各社のカメラレンズの説明文を見ると
「非球面レンズを採用することにより
 収差を良好に補正」
といった言葉が謳い文句になっています。
つまりほとんどのレンズは巨大な球の一部である
「球面レンズ」です。
なんでかというと、加工が簡単だからです。

そして球面レンズであると
球面収差
と呼ばれる収差が絶対に発生してしまいます。

下の図が球面収差の発生しているレンズです。
Kyumen_2_2
この球面収差は光軸と平行な光線
(無限遠から来た光線)に対して描いています。
レンズの端(瞳像高の高い所)に入射した光と
レンズ中心付近に入射した光が
同じ場所で結像してくれないことが分かります。
これではどう頑張っても解像度があがりません。
ちょっとぼやけてしまいます。

球面収差を解決する為の方法で手っ取り早いのが
レンズを二枚使う方法です
Kyumen_3
凹レンズは光を広げる特性を持つので
凸レンズとの組み合わせで球面収差を補正することができます。
また、名前の通り球面レンズで発生するので
非球面レンズにすることでも補正が可能です。
Kyumen_4
非球面レンズを使うとレンズを1枚減らすことができるので
軽くすることができます。
しかし、非球面レンズは製造が難しいのでコストが高くなります。
なので、軽くて性能が良いレンズは値段がとても高いです。15万以上とか。

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