【フォトマスター検定対策】：ジャンル／レンズ
「コマ収差とは」
ザイデルの5収差のひとつ、「コマ収差」について解説します。
別記事：「球面収差とは」にて球面収差について学習した方向けです
コマ収差ってなに？
コマ収差を低減する方法は？
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単色収差、ザイデルの5収差
別記事：「球面収差とは」でザイデルの5収差（ザイデル収差）について触れていました。
これらは単色収差に分類され、色（単一の波長）に関係なく発生しうる収差でしたね。
【ザイデルの5収差】
(1) 球面収差
(2) コマ収差
(3) 非点収差
(4) 像面湾曲
(5) 歪曲収差
今回はザイデルの5収差の2つ目、「コマ収差」について解説します。
（対象レベルとしては、フォトマスター検定準1級～1級になります）
コマ収差とは
コマ収差の定義は「光軸外の1つの点を光源とする光が、像面において1点に収束しないこと」とされています。
しかし、言い回しが難しく言葉だけではよくわかりませんね。少しずつ、図を用いて解説していきます。
まず先に、写真上でコマ収差はどういった特徴を持って現れるかについてお話します。
コマ収差の補正が十分でないと、電灯などの光源を写しこんだ際、下の図のような「彗星のように尾を引いたような滲み」や、「矢状のボケ」が現れます。
ではなぜ、コマ収差はこのような形で現れるのか？ 順を追って解説していきます。
ここで、球面収差の解説を思い出してください。
球面収差は、光軸に対して光が平行に入ってきたとき、光が集まる位置が前後にばらつく現象でした。今度は、斜めの場合を考えます。
上の図をご覧ください。
理想的なレンズとしては、ある1点から出た光が、レンズのどこに、どんな角度で当たっても1点に集中するのが望ましい状態といえます。
しかし、実際にはそううまくいきません。
光軸に対して平行ではない光（斜め）が入ってきた際、レンズに当たる場所によって屈折角は異なります。簡単にいえば、レンズに当たる場所によって「光の曲がり方が違ってくる」ということです。これにより、光軸からの距離に応じて、焦点が像面の上下・前後にばらついてしまう現象が起きます。これがコマ収差です（厳密にはNA=レンズの開口数に応じてフォーカスがずれるのですが、覚えなくてOKです）。
図を少々立体的に書き直しました。
軸からの距離に応じて、焦点が像面の上下・前後にばらつくと、どのように光の点をプロットできるかというと…
簡単なイメージ図ですが、上の図のようにプロットできます（左右の2パターンを描いています）。
濃い円がフォーカスが合っている状態、薄い円がフォーカスがずれてボケている状態を表しています。つまり、これが像面に対する焦点の前後のばらつきです。続いて、複数の円が重ならずにずれていますね。これが上下のばらつきと考えてください。仮に理想的なレンズであれば、複数の円はぴったり重なって、一つの円のように見えるはずです。
このプロットを眺めると…彗星のように、尾を引いたような点・ボケとして見えてきませんか？
左のパターンは下方向に尾を引く形で、右のパターンは上方向に尾を引く形です。実際のところは別の要素が加わることで円が段々大きくなり、結果的に矢状、三角のような形として現れやすいのですが、基本的な考えとしては上のイメージです。
ちなみにですが、球面収差とコマ収差は定義している光が異なるので、たとえ球面収差を完璧に補正したレンズでも、コマ収差が発生する可能性は残ります。
コマ収差を低減するためには
コマ収差は、球面収差と同様に絞りを絞ることである程度低減が見込めます。
その理由は、「レンズの周辺部を通る光ほど、像面に対し焦点が大きくずれやすいため」です。絞りを絞ることで、悪影響を及ぼしやすいレンズの周辺部を通る光を遮ることができるため、像面での焦点のばらつきを小さく抑えることができます。
