スペーサー厚のアクロマートレンズの収差への影響
プラスチックリングのスペーサーの入ったコルキットの対物レンズをアルミ箔分離型に改造した記事を以前書きましたが、今回はその収差への影響の計算結果と、実際の見え方を報告します。KT-6の対物レンズは、スコープタウン製の
60mm、FL700mmのアクロマートレンズに交換しましたが、そちらも同様な構造でしたので、そちらもアルミ箔分離式に改造してあります。今回は、そのアルミ箔の有無での眼視比較実験も行いました。まず、収差を「計算プログラム」に掲載している自作のプログラムで計算した結果を示します。
厚さ40ミクロンのスペーサーの場合
口径は60mmとし、KT-6に入れてあるスコープタウン製の60mm、FL700mmのレンズを、標準的なフランホーファー型で設計して計算したのがこの収差図です。縦軸はレンズ中心からの距離（mm）で、30の所が丁度レンズの縁に相当しています。典型的な収差図になっていますね。g線は当然ですが、収差補正外。C線とF線、d線とe線はほぼ一致しており、球面収差の少ない特性が出ています。
厚さ1ミクロン（スペーサー無しと仮定）の場合
スペーサーを抜いた場合を想定し、レンズ間隔を計算上で1ミクロンとした場合の収差図がこれです。40ミクロンの場合とほとんど変化していません。C線とF線の収差が僅かに変化した程度でしょうか？いずれにしても、スペーサーを抜いてもほとんど影響は無い様です。
厚さ0.4mmのスペーサーの場合
購入したコツキットの対物レンズも、スポープタウンから購入した対物レンズも、プラスチックの厚いスペーサーが入っていました。厚みを実測したら、0.35mm程度。そこで、レンズ間隔を0.4mmとして計算したのが、この収差図です。今度は様子が一変しました。
C線、d線、e線とも球面収差が増大してしまい、レンズ中心とレンズの外周部で焦点位置が大きくなってしまっています。g線の球面収差は減少傾向になっていますが、これはもともと眼視ではほとんど感じない波長なので、無視する事にします。F線は球面収差が無くなる状態になっておりますが、C線、d線、e線の収差が増大するので、赤と緑系統の色滲みが想像されます。これは、次で述べる実際の星像の観察結果とも一致していると思います。
眼視での比較結果
◯スペーサー無し（アルミ箔無し）の場合
星像をOr6mmで確認したところ、実に奇麗な星像でした。ディフラクションリングに多少の乱れ（気流の影響がほとんど）があるものの、ほぼ真円の星像で、教科書的な見え方。Nagler5mmで、臼雲を通してみた月面も、実にシャープでゴーストも無く、黙っていたらアポ？と見違える様な月面でした。長焦点アクロのシャープさを再認識しました。
ただ、レンズの固定には苦労しましたね。レンズ枠とレンズの間に少しだけ隙間があるので、そこにポストイットの小片を数個入れ、締め付けはニュートンリングに歪みが出ない所まで、少しずつ枠を締めていきました。軽くレンズに触った所で締め付けを停止。この状態でも、ニュートンリングはほぼレンズの中心に位置していました。
◯プラスチックリングのスペーサー（実測0.35mm）を入れた場合
この場合、レンズの締め付け具合が分りません。というのも、ニュートンリングが全く見えないからです。それで、出来るだけ無理な力がかかっていないと思われる所で固定しました。当然ですが、芯が合っているかもわかりません。取りあえず、この状態で星像をOr6mmで確認しました。
気流の影響もあるのでしょうが、星像は小さいものの、赤と青緑っぽい収差がエアリーディスクにまとわりつく感じで、ちょっと目立ちます。月面も、こころなしかねぼけた感じ。思った程の差ではありませんが、決定的な違いはゴーストですね。水銀灯などでは明瞭に出ます。
なぜ、プラスチックリングなのか？
個人的には、こんな安いレンズを、スペーサーの厚みを考慮して設計するとは思えませんし、そこまでするなら、見にくいゴースト対策をきちんとして欲しいというのが私の考え。昔からのアクロマートレンズの設計で製作し、組み立てコストを削減するために、あの厚いスペーサーを入れているというのが現実だと思います。ちなみに、テレビュー８５などは、２枚のレンズ間隔が数ミリ以上ありますが、当然、EDガラス材でその間隔まで考慮した設計になっています。ゴーストも出ません。きちんとコーティングされてますから。
どうも、組み立ての労力を減らすため（コストダウンの為）分厚いスペーサーを入れているとしか思えません。ニュートンリングの位置調整、締め付け＆固定作業は、熟練の技術者でも１時間はかかるのではないでしょうか？それだけでコストは跳ね上がるでしょう。リングなら、たった３０秒もあれば終わります。
最後に
なお、今回のこの結果ですが、あくまで私の個人的な実験と考察です。全てのプラスチックリング分離式（？）のアクロマートレンズに共通ということではありません。実際、プラスチックリングを入れた方が良いということを報告されいる方もおられます。同じ様な改造をしようと考えている方は、あくまでその点を了解した上で、自己責任で行って下さい。
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