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> レンズの球面収差を解決する手法が考案される
世にあまたある非球面レンズ採用を謳う製品は、あれ何なんだ？
キャノン、ニコン・ソニーなどあまたある会社の技術者は、一大学院生のひらめきに勝てなかった？実は、昔特許が取得されていて、どの会社にも使用を許可していない一個人の研究者の技術だったりして。
こういう複雑な形状だと量産する(写真用)レンズには向かないから、こういう方向に解を探さなかった、あるいは、見つけても利用しようと考えなかったのでしょう。
しかも解決するのは球面収差だけなので、他の収差を合わせレンズで補正するとなったら計算量が膨大で数十年以前の研究者や技術者なら製造以前に設計の検討すら手に負えなかった思われます。
望遠鏡やカメラの世界だと、それこそニュートンの時代から、こうすれば性能は上がるよ、でも現実的に無理でしょ、そういう連続ですね。
実はレオンハルト・オイラーがとうの昔に気づいていたというオチ、だったり。
こんなのはスパコンでぶん殴れば今でも解決できるだろ。じゃあスパコン不要にするには?
以下、限定的な一般論ですが。
理論上、レンズの場合は楕円面や双曲面など(今手元に吉田先生の本がないので、ちょっとうろおぼえ)を用いることにより、一枚のレンズで球面収差の発生しない光学系になります(ただし球面より製造コスト高くなりがち)。反射鏡は、放物面により一枚の鏡で球面収差を除去できます。
色収差と球面収差は像の中央でも発生するので、その補正は光学設計上重視されるようです。(他の諸収差は、中央からはずれるほど目立つことが多いので、場合によっては無視できることも)目的や予算によっては、さらに複雑な数式で表現される非球面も実装例があります。
あれらは一枚で収差を消して居ないよ。収差自体が複数あるんで、それらトータルで考えて複数のエレメントつかってやっているの。
6群9枚とか書かれてるやつか。意味わからんけど多いほうが良いのかねぇ
多いほうが設計の制約が少ないとはいえます。
でも、レンズの光透過率は100%ではありません。また、光が散乱したりもしやすくなります。大きく重く複雑になり、設計値に近い実装が困難になります。
あまり多いと損になることもあります。
オリンパスの25mm/F1.2は14群19枚だとよ。単焦点なのに。エビフライどころじゃなかった。
使ってるレンズはこんなんだとさ。 スーパーEDレンズ 1枚、EDレンズ 2枚、E-HRレンズ 1枚、HRレンズ 3枚、非球面レンズ 1枚
こんなに使ってても逆光耐性強いみたいで、ガラス材やコーティングが優秀になったおかげだろうねぇ。プラナーなどのダブルガウス型は昔は反射が多くて使えなかったけど、コーティングが発達したおかげでメインのレンズ構成になった。コーティング技術がめちゃくちゃ上がってきている現在、もっとすごい枚数のレンズが出てもおかしくないかもね…。
X線天文衛星に使われる斜入射型X線反射望遠鏡用ミラーなら、原理的に想定周波数以上の高周波を除いて収差もなく単焦点1群だけど、20枚以上使ってそう（一例では1000枚以上）。https://fanfun.jaxa.jp/topics/detail/6795.html [fanfun.jaxa.jp]
コーティングを駆使して、上限周波数を上げる事も行われているようです。https://keytech.ntt-at.co.jp/xray/prd_3004.html [ntt-at.co.jp]
多ければ収差の吸収はそれぞれ分担出来るので楽にはなる。けど今度は数を増やすとフレアやゴーストの問題は増えちゃう。光源方向でレンズを振ると絞りの形が映り込む事があるよね。普段は目立たないけどああいうのが、空気と硝材や硝材同士の境界面では常に発生しているんだよ。＃そしてコーティングのお話はまた別の機会に。
ライカのMレンズは、重量や大きさを抑えるために枚数を制限して設計しているそうだ。そのせいか、構成が独特だったりして興味深い。その辺を気にしていないLマウントのレンズはかなり豪勢な構成になっている。
解析的（数式として球面の式をガリガリ書く）に解けてなかっただけで、コンピューター上の力技を使えば、これまでも数値的に解決できていたということなんじゃなかろうか。
どっちかというと色収差（光の色によって屈折する角度が変わるので、画像が虹色ににじむ）の修正のほうが大変そうだし、これからもコンピュータ使ってレンズをデザインすることには変わりはないだろう。
あと、「球面収差」って専門用語をきちんと理解してなくて混乱したんですが、「球面レンズの収差」という意味ではなく、ある種の収差を、レンズの形状に関係なくそう呼ぶんですね…。
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ナニゲにアレゲなのは、ナニゲなアレゲ -- アレゲ研究家
あれ？今まで解決してなかったの？ (スコア:0)
> レンズの球面収差を解決する手法が考案される
世にあまたある非球面レンズ採用を謳う製品は、あれ何なんだ？
Re: (スコア:0)
キャノン、ニコン・ソニーなどあまたある会社の技術者は、一大学院生のひらめきに勝てなかった？実は、昔特許が取得されていて、どの会社にも使用を許可していない一個人の研究者の技術だったりして。
Re:あれ？今まで解決してなかったの？ (スコア:1)
こういう複雑な形状だと量産する(写真用)レンズには向かないから、こういう方向に解を探さなかった、あるいは、見つけても利用しようと考えなかったのでしょう。
しかも解決するのは球面収差だけなので、他の収差を合わせレンズで補正するとなったら計算量が膨大で数十年以前の研究者や技術者なら製造以前に設計の検討すら手に負えなかった思われます。
望遠鏡やカメラの世界だと、それこそニュートンの時代から、こうすれば性能は上がるよ、でも現実的に無理でしょ、そういう連続ですね。
Re: (スコア:0)
実はレオンハルト・オイラーがとうの昔に気づいていたというオチ、だったり。
Re: (スコア:0)
こんなのはスパコンでぶん殴れば今でも解決できるだろ。
じゃあスパコン不要にするには?
Re: (スコア:0)
以下、限定的な一般論ですが。
理論上、レンズの場合は楕円面や双曲面など(今手元に吉田先生の本がないので、ちょっとうろおぼえ)を用いることにより、一枚のレンズで球面収差の発生しない光学系になります(ただし球面より製造コスト高くなりがち)。
反射鏡は、放物面により一枚の鏡で球面収差を除去できます。
色収差と球面収差は像の中央でも発生するので、その補正は光学設計上重視されるようです。
(他の諸収差は、中央からはずれるほど目立つことが多いので、場合によっては無視できることも)
目的や予算によっては、さらに複雑な数式で表現される非球面も実装例があります。
Re: (スコア:0)
あれらは一枚で収差を消して居ないよ。
収差自体が複数あるんで、それらトータルで考えて複数のエレメントつかってやっているの。
Re: (スコア:0)
6群9枚とか書かれてるやつか。意味わからんけど多いほうが良いのかねぇ
Re:あれ？今まで解決してなかったの？ (スコア:1)
多いほうが設計の制約が少ないとはいえます。
でも、レンズの光透過率は100%ではありません。
また、光が散乱したりもしやすくなります。
大きく重く複雑になり、設計値に近い実装が困難になります。
あまり多いと損になることもあります。
Re:あれ？今まで解決してなかったの？ (スコア:1)
ステッパーにはボケ味なんか要求されないし、光透過率も露光するのに必要十分あればよいので、収差をなくす方向に全振りできるわけで。
Re: (スコア:0)
オリンパスの25mm/F1.2は14群19枚だとよ。単焦点なのに。
エビフライどころじゃなかった。
使ってるレンズはこんなんだとさ。
スーパーEDレンズ 1枚、EDレンズ 2枚、E-HRレンズ 1枚、HRレンズ 3枚、非球面レンズ 1枚
こんなに使ってても逆光耐性強いみたいで、ガラス材やコーティングが優秀になったおかげだろうねぇ。
プラナーなどのダブルガウス型は昔は反射が多くて使えなかったけど、コーティングが発達したおかげでメインのレンズ構成になった。
コーティング技術がめちゃくちゃ上がってきている現在、もっとすごい枚数のレンズが出てもおかしくないかもね…。
Re: (スコア:0)
X線天文衛星に使われる斜入射型X線反射望遠鏡用ミラーなら、原理的に想定周波数以上の高周波を除いて収差もなく単焦点1群だけど、20枚以上使ってそう（一例では1000枚以上）。
https://fanfun.jaxa.jp/topics/detail/6795.html [fanfun.jaxa.jp]
コーティングを駆使して、上限周波数を上げる事も行われているようです。
https://keytech.ntt-at.co.jp/xray/prd_3004.html [ntt-at.co.jp]
Re: (スコア:0)
多ければ収差の吸収はそれぞれ分担出来るので楽にはなる。
けど今度は数を増やすとフレアやゴーストの問題は増えちゃう。
光源方向でレンズを振ると絞りの形が映り込む事があるよね。
普段は目立たないけどああいうのが、空気と硝材や硝材同士の境界面では常に発生しているんだよ。
＃そしてコーティングのお話はまた別の機会に。
Re: (スコア:0)
ライカのMレンズは、重量や大きさを抑えるために枚数を制限して設計しているそうだ。
そのせいか、構成が独特だったりして興味深い。
その辺を気にしていないLマウントのレンズはかなり豪勢な構成になっている。
Re: (スコア:0)
解析的（数式として球面の式をガリガリ書く）に解けてなかっただけで、コンピューター上の力技を使えば、これまでも数値的に解決できていたということなんじゃなかろうか。
どっちかというと色収差（光の色によって屈折する角度が変わるので、画像が虹色ににじむ）の修正のほうが大変そうだし、これからもコンピュータ使ってレンズをデザインすることには変わりはないだろう。
Re: (スコア:0)
あと、「球面収差」って専門用語をきちんと理解してなくて混乱したんですが、「球面レンズの収差」という意味ではなく、ある種の収差を、レンズの形状に関係なくそう呼ぶんですね…。