21.レンズを使う8<球面収差について>

LED照明ノーツ21.レンズを使う8<球面収差について>
本連載、前回において収差の発生する原因をプリズムによる屈折作用を例にとって解説させていただいた。そこで、発生した収差は広い意味での球面収差と呼ばれるものであった。今回はこの収差の中でも最も基本となる球面収差について解説させて戴きたい。球面収差の補正の原理、球面収差図の読み方についても言及する。
1.狭い意味での球面収差
前回では屈折面が球面であることによる屈折角の違いにより、光が一点に集まらない現象、球面収差(spherical aberration)について述べさせていただいた。屈折面が球面であることによる収差は、確かに大きく球面収差と呼ばれるが、実際にレンズ設計などが行われる現場ではこの収差についてもう少し狭い定義が用いられる。
光学系は回転対称的な形態を為しているレンズなどの要素から出来上がっている場合が多。その回転対称軸を共通にレンズ等を配置していく訳ではあるが、その回転対称軸を光軸(Optical Axis)呼ぶ。この光軸上の延長上に点光源があり、その点光源の像が単色でも一点に収束しない、乱れのことを狭義の球面収差(以降、単に球面収差)と呼ぶ。
光学系が回転対称であると考えているので、当然収差の広がりも回転対称な図形になるはずである。これが球面収差の特徴である(図1)。

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株式会社タイコ 牛山善太

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