レンズの収差問題解決!実用化や何に役立つの?

凹面レンズに光(電磁波)を通すと理論上は一店に集中擦るものの、
実際にはレンズ加工の問題で一点に集中させることができなかったのがレンズの収差問題。

学術的には「球面収差」と呼ばれる現象が起きていて、
これがレンズの性能向上を頭打ちにさせる要因となっていたものの、
メキシコ国立自治大学の博士課程の学生が球面収差を解消するアイデアを発見!

アイデアを元に数式化を行い、実際に500本の光線でシミュレーションを行ったところ、
平均満足度は99.9999999999%という高い数値が計算され、有効性も証明されました。

レンズの収差問題は5種類の単色収差の2種類の色収差

一口にレンズの収差問題と言っても、gigazineのサイトにあるような収差以外にも、5種類の単色収差の2種類の色収差があります。

光線が1点に集まらないのが球面収差(きゅうめんしゅうさ)と呼ばれるもので、他にも彗星のように尾を引いた非対称なボケを作るコマ収差というものもあります。

  • 球面収差
  • コマ収差
  • 非点収差
  • 像面湾曲収差
  • 歪曲収差
  • 色収差(軸上色収差、倍率色収差)

というのがありますが、今回のレンズの収差問題解決ではどの収差が対象になってるのかはわかりにくいですね。

球面収差だけなのかもしれないし、もしかしたらすべてのレンズの収差問題を解決できたのかもしれません。

レンズの収差問題解決でレンズの実用化は可能?何に役立つの?

ただし、レンズの収差問題が解決したからと言ってすぐに実用化できるのかというと、
乗り越えなければいけないハードルはあるんじゃないかと思われます。

レンズの収差問題を解決できる数式を発見できたとは言っても、
数式が極めて複雑なため、レンズ加工もそれだけ複雑な工程になると予想されます。

当然ですが、どれだけ熟練した職人さんにレンズを磨いてもらっても、数式通りにレンズ加工するのは無理なんじゃないかと思います。
仮にそんなことができるであれば、それこそ、国民栄誉賞ものじゃないかと思います。

もし実用化されたとしても、当面はレンズの収差問題を解決済みレンズには高い値段がつけられて、素人には手が出せない気がします。

完全にプロやマニア向けのレンズになってしまうんじゃないでしょうか。

個人的には商用で実用化されるとすれば、ずっとずっと先の話の余殃鳴きがします。コンピューターの演算能力が今よりもうんと高くなり、なおかつレンズ加工技術がさらに進化しない限り、レンズの収差問題を解決済みレンズの量産は難しいのでは?という気がするからです。

さしあたって、レンズの収差問題を解決済みレンズはメーカーに特注で依頼をする形で製造されるんじゃないかと思っています。

もしくは既存の学術目的で使われている電子顕微鏡(宇宙望遠鏡)に応用できるのでは?と期待をしています。宇宙望遠鏡も結局、凹面レンズと同じような原理で電磁波をパラボラアンテナの一点に集めて解析をしています。

もちろんパラボラアンテナ側を加工するのは困難でしょうから、集めたデータに対してソフトウェア的にレンズの収差問題を解決する数式を逆関数的に適用させることで、より精度の高いデータを得られるかも?と。

今まではぼやけていた遠くの銀河の映像がもしかしたら、レンズの収差問題を解決した数式のおかげで、アンテナ設備に手を加えることなく解像度が改善され、よりクリアな画像に映し出せるかもしれません。
※個人の憶測です。

タイトルとURLをコピーしました