レンズの非点収差について

質問

光学を勉強していて、非点収差は、
縦と横でレンズ曲率が違うことにより発生するものと、
軸外光線による３次収差として発生するものがあることを知りました。

これは、レンズ自体のでき、レンズの取付け位置のどちらかが悪いと
発生するという風に考えられます。
光学系によるのかもしれませんが、
一般的にはレンズのできと、位置ずれのどちらの影響が大きいのか？なぜそうなるのか？
教えて頂けないでしょうか？

回答No.1

BOMBARDMENT

光学顕微鏡における光学系の光軸ずれ（ビームアライメント・レンズアライメントの不具合）は、観察しようとする物体の明るさなどには大きく影響しますが、非点収差にはほぼ無関係です。電子顕微鏡や電子ビーム露光装置における電子光学系における非点収差補正は、スティグメータ（stigmator）という特別な電子レンズによって、電子ビームプロファイルを正円形にすることによっておりました。これは光では無理な芸当ですが。

光学系をなすレンズが１個だけの場合、ｘ軸とｙ軸とでレンズの曲率が違うと、焦点へ向かうビームプロファイルが楕円になり、レンズのみで非点が支配されることがよくわかります。

では、レンズが複数ある場合はどうでしょうか？それは「乱視の人がメガネをかける」ということで、雑駁ながらも説明ができると思われます。

非点収差は要するに「乱視」です（どちらも英語でastigmatismですよね）。乱視は人間の目のレンズに曲率のアンバランスがあるので、乱視矯正用レンズで補正しているわけですね。つまり、人間の目が一枚のレンズを何気なくかけるだけで非点補正ができるということです。経験的な説明ではありますが、ここから、非点収差には、レンズの位置ずれ（レンズアライメント）よりも、レンズの選び方がより支配的であることがわかると思います。

お礼

イメージ的には理解できました。ありがとうございました。

物理的な解釈としては、
画角が多少違っていても、
メリジオナル面とサジタル面の曲率の差はあまりでない
ということになるのでしょうか？