バーローレンズは馬鹿野郎?
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 バーローレンズとは,対物レンズの焦点距離を引き伸ばす凹レンズだ.
  バーローレンズ原理
 望遠鏡用としては,2〜3倍くらいの製品が売られている.このバーローレンズ,近年まで,あまり評判が芳しくないものだった.
 
 乱暴に倍率を稼ぐ邪道品のごときイメージがあって,ばー ろ!レンズなのさ,と知人はよく言ったものだ.

 5,6年前からだろうか,パソコン通信等を通じて,バーローレンズを見なおす動きが広まり,新設計の高品質なバーローレンズも売られるようになっ て来た.

 それでも「アンチバーローレンズ」の方はとても多い.

 粗悪なバーローレンズを ばらまいたメーカーの責任もあるだろう.

2倍バーロー高品質なバーローレンズの例

 新設計のバーローレンズのインプレッションは,あちこちのHPで公開されているので,探してみるといいかもしれない.
(写真のバーローレンズのインプレはここ

 このサイトは「自作」がメインテーマなので,その観点から見なおすと,バーローレンズ=倍率を高くするもの,という使い方だけではないことに気づ く.

 焦点距離の長さの割に小型の機器が作れるし,焦点位置を後方にずらし てバックフォーカスを稼ぎ,その間にさまざまな素子(プリズムや鏡)を挟み込む,といった,「通路を引き伸ばす道具」としても考えられる.
 
 素性の知れた凹アクロマートレンズは,たとえばエドモンド社で買うことが出来る.

 それらを使って,いろいろ変った望遠鏡が作れそうだ.(斜鏡がものすごく小さい反射とか)

 でも,あんまり像が崩れてもらっても困る.

 バーローレンズを利用した望遠鏡の自作の可能性を探るため,パソコンを使ったシミュレーションで,像への影響をちょっと調べてみよう.

 (以下は「テレオプト」(誠文堂新光社¥8800)による.)



アクロマート屈折式の場合

 対物レンズは,「テレオプト」に入っていた口径100mm焦点距離1000mmアクロマートレンズ(BK7+F2)
 
 これに焦点距離-200mmのアクロマートレンズ(BK7+F2)を組合せた場合のスポットダイアグラムをちょっと見てみよう.
 
 眼視用アクロマートは,もともと線を犠牲にしてあるので,ここでは省略.(スケールは±100μm)

中心像

10cmアクロ

バーロー付き
 上段がバーロー無し,下段がバーロー付き.

 いずれも中心部でのスポット.

 バーローレンズによって,F値が2倍になった時,スポット径も2倍ならシャープさは変らないことになる.
  
  線,f 線のスポット径が,2.5倍くらいになっており,少しシャープさが落ちているがそう悪くないようだ.

 同じ条件で,実視界1度の周辺像はどうなっているだろうか.

周辺像

10cmアクロ

2倍バーロー
 上段は,バーローレンズ無し,下段はバーローレンズ付き.

 バーロー付きの方は,色によって,スポット位置,焦点位置とも異なっており,いわゆるとして目立つ かも知れない.
 
 周辺像に関しては,このバーローレンズはあまり芳しくないようだ.


ニュートン反射式
 
 口径100mm焦点距離400mmの放物面鏡を使ったRFTを想定する.

 「テレオプト」は,光の干渉現象まではサポートしていないので,中心像はジフラクションリングを伴わない「点」にしかならない.
 
 そこで,実視界2°の周辺像のみを掲げる.

 反射式は,色収差が無いので,d線のみ示す.(中心の丸印の大きさは30μm)
100mm反射 2倍バーロー付き
 左は,F4の放物面鏡単体での焦点像.尾を引くような典型的なコ マ収差が出ている.
 
 これだけ大きいと,チリチリとした嫌な星像としてはっきり見えるもの.

 右は2倍バーローレンズをいれて合成F8とした場合.

 中心部にひとかたまりの光像が出来,その周囲にフレアが広がっている.尾は引かなくなったものの,ボケーとした像に なっている.

 この傾向はバーローの倍率を落とすと小さくなる.(=コマコレクタ的になる)


接眼鏡の存在
  
 こうした結果を見るかぎり,単純なアクロマートレンズを使ったバーローレンズが,対物レンズ(鏡)の像を崩しがちだという従来の説は正しいかもしれな い.
 
 ところが,眼視の場合は,これに接眼レンズが加わるので,必ずしもこの結果のとおりにならないから面白い.

 熱心な観測者がこのことに気がつき,従来の常識に疑問を呈したのだ.私も粗悪なバーローレンズに1度懲りたので,彼らの説が信じがたく,確かめる ために実験をしたことがある.

 口径8cm焦点距離F6の短焦点アクロマートレンズの望遠鏡に2倍バーローレンズを付けて,まわりから借り集めたオルソやケルナー式接眼鏡で周辺 の星像を仔細に比較したことがあるのだ.

 上のシミュレーションのように倍率の色収差がはっきりと出たのは,パノップ光学のK25mmだけであった.

 つまり対物レンズのスポットダイアグラムだけで結論を下すのは,ちょっと早いということを裏付けた.

 この現象への説明としては,

「バーローレンズによって,対物レンズからの光線の角度が浅くなり,接眼レンズでの収差の発生が押さえられる」

というものがある.

 感覚的には,なるほど,と思うものの,「テレオプト」では接眼レンズによる虚像の評価は出来ないのであった.
 
 この説を「言葉」ではなくシミュレーションの結果として示してくれる方はいらっしゃらないでしょうか?

追記
 ここでは示さなかったけど,3倍バーローはかなり像が崩れる.バーローはせいぜい3倍までという通説には根拠があった.

 バーロー内蔵型のハイアイ接眼鏡にバーローをつけると,拡大しすぎで像が悪くなるのもうなずける話だ.

 また,カセグレン系は,副鏡が既にバーローレンズみたいなものなので,バーローレンズとの相性がよくないという説がある.今度,シミュレーション で見てみます.

(1999.12.26掲載)
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