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横収差図の読み方 -- レンズ設計を始める前に

4.横収差図が瞳座標の3乗に比例する曲線の場合(球面収差)

図21は図19の横収差図のうち、画角0°(軸上光束)の横収差図を抜き出したものです。 この横収差図は 入射瞳座標に関する3次曲線として描かれています。これは球面収差が生じている事を示しています。 球面収差は開口の3乗に比例するので、球面収差の横収差図は3次曲線として表現されるのです。

光路図

図21:球面収差による横収差図

しかしより一般には球面収差は、3、5、7…次を含む奇関数の曲線として表現されます。 図22は3次の球面収差の成分とともに、直線成分(デフォーカス)と5次の球面収差の成分が混在して 現れている横収差図の例です。

光路図

図22:球面収差と他の収差が混在して現れている横収差図

なお、軸上光束において現れる単色収差(*1)は球面収差のみです。

(*1) 単色収差とは、光学系に入射する波長が単色であっても生じる収差。色収差(後述)と識別するために、単色収差と呼ばれる。

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