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横収差図の読み方 -- レンズ設計を始める前に

9.軸上光束の横収差図が瞳座標の原点付近で、波長により異なる傾きを持つ場合
  (軸上色収差)

図35のうち画角0°(軸上光束)の横収差図を抜き出して図36に示します。この図の原点付近の横収差に着目すれば 近軸領域における結像特性を把握できます。 図36の場合、その傾きは波長により異なっています。これは近軸像点の位置に波長依存性のあることを示しています。
この現象を『縦の色収差』、あるいは『軸上色収差』と呼びます。軸上色収差を持った光学系の光路を模式的に表すと、図37のように示せます。

入射瞳座標の原点すなわち主光線位置付近の傾きに注目するのは、この付近では球面収差(入射瞳座標の3乗に比例)とコマ収差(入射瞳座標の2乗に比例)の割合が小さく、軸上色収差(入射瞳座標の1乗に比例)による横収差量の変化が 支配的だからです。 逆に、マージナル光線近傍では球面収差とコマ収差が顕著に現れ、軸上色収差による横収差量の変化は 目立たなくなります。

光路図

図36:軸上色収差が生じている場合の横収差図

光路図

図37:軸上色収差により結像点が異なる様子

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