天体望遠鏡に関係する「収差」についてまとめましたので興味がありましたならばお読み下さい。
収差
天体望遠鏡の対物レンズ(鏡)で集められた光は焦点像を結像しますが、対物レンズや主鏡の精度が悪かったり組立て調整が不完全であったり、光軸がずれていたりすると焦点像がボケたり歪んだりします。このようなシャープさを損なう要因を「収差」といいます。この収差は、天体望遠鏡の種類に関係します。望遠鏡は大きく分けて、屈折式望遠鏡、反射式望遠鏡それに反射屈折式望遠鏡の3種類があり、カタログなどに記載している内容をまとめると以下のようになります。
■屈折式望遠鏡屈折式望遠鏡は、望遠鏡としては一般的で、小型望遠鏡はほとんどがこのタイプです。光を集めるのに凸レンズの屈折を利用しています。屈折式望遠鏡のメリットは、扱いが非常に楽なことと、光軸の調整もほとんど必要がありません。また、筒内気流がなく、安定した像を見ることができるそうです。像の周りに色のにじみができることを色収差といい、屈折式望遠鏡の欠点のひとつだそうです。写真の中央がED81SⅡ鏡筒でこのタイプになります。
■反射式望遠鏡
反射式望遠鏡はニュートン式と呼ばれるものが多いですが、このタイプの望遠鏡は放物面の鏡を使っていて、色収差や球面収差が全くなく、非常にシャープな像を結ぶそうです。そしてレンズを使う屈折式に比べると安価で大口径が得られます。もちろん短所もあり、光軸の調整が必要なことなど、やや扱いが面倒です。光学性能の面では、画面周辺部でコマ収差が目立つという欠点があります。写真の一番奥がR200SS鏡筒でこのタイプになります。
■反射屈折式望遠鏡
反射屈折式望遠鏡は、いくつかのタイプがありますが、最もメジャーなものはシュミットカセグレンと呼ばれるものです。レンズと鏡の両方を使っています。反射式望遠鏡と同じで、比較的安価に大口径が得られることが特徴です。 このタイプも反射式望遠鏡と同様に、コマ収差が目立つという欠点があります。写真の一番手前がVMC110L鏡筒でこのタイプになります。
以上の通り、天体望遠鏡の種類によって発生する収差が異なります。各収差の内で、私が主に使っているR200SS反射式望遠鏡に関連する「コマ収差」についてまとめました。
コマ収差
角度がついた状態で光が照射されると、焦点がズレてしまうことがあるそうです。この時には、球面収差のようにピントがボケるのではなく、焦点がレンズの中心から離れるようにズレるそうです。画像としては、本来1点に集まるはずの光が、彗星が尾を引いている状態のようににじんで見えるそうです。このような収差を「コマ収差」といいます。「コマ」は、彗星の英語である[Comet]に由来していると言われているそうです。右の写真は、VCM110L鏡筒でおおいぬ座の散開星団(M41)を拡大撮影した時のものです。写真の左下が中心位置で星は点像になっていますが、周辺部分の星は尾を引き彗星のようになっています。
放物面が高品質な主鏡を用いたニュートン式反射望遠鏡でも、口径比(F値)が小さくなると更に目立つようになります。それは、レンズの直径が大きいほどレンズにより多くの光が照射されるからだそうです。従って、コマ収差を抑えるには余計な光が照射されないようにすればいいそうですが、淡い光の星雲や星団を、いかにして集光力を高めて撮影するかを苦労しているのに対して逆行していますよね。
そこで考案されたのが、コマ収差を取り除くためのレンズがコマコレクタ(写真)だそうです。但し、このコマコレクタは、直焦撮影の時に効果あるような設計となっているために、拡大撮影の時には効果はなくコマ収差が発生してしまいます。そのため、拡大撮影した場合には、コマ収差が発生した周辺部分を取り除くためにトリミング処理を行っています。しかし、トリミング処理をしてしまうと、周辺部分がなくなり目標天体だけになってしまうので、構図的には迫力感のない写真になってしまうために悩みます。[参考]
色収差同じレンズを使ってもレンズの屈折率は波長によって違うために、焦点距離も波長によって異なり、像の大きさと位置に差を生じるそうです。これをレンズの色収差というそうです。色収差には「軸上色収差」と「倍率色収差」があるそうです。軸上色収差は、レンズの焦点距離が波長によって違うために、色によって像面の位置が前後にズレることがあり、撮影した時に点像の周りに色づいたボケをまとっているように見えるそうです。倍率色収差は、色によって像の倍率が異なり、像の大きさが異なることで、撮影した時に、特に画面の周辺部において虹色に色づいて放射方向に伸びるように見えるそうです。
ED(Extra-low Dispersion Glass)ガラスによって作られたEDレンズやSDレンズなどと呼ばれているレンズを、適切に使用して作られたアポクロマートレンズを使用することで、色収差が非常に少ない像を得ることができるそうです。
球面収差レンズの外側と内側で焦点距離が違うことによって生じる収差で球面収差というそうです。レンズの中心を通った光と周辺を通った光が同じ位置で焦点を結ばないという収差で、ピントを合わせても星は丸くボケたままになるそうです。
出典･参考サイトウィキペディア:http://ja.wikipedia.org/wiki/
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