K-ASTEC BLOG

コリメーターの高性能化

コリメーターでカメラレンズのテストを行っていることは以前ご紹介しましたが
色々なレンズで遊んでいるうちに手持ちの天体望遠鏡もみてみたくなりました。

早速，写真の小型フローライトなどをテストすると焦点像がわずかですがいびつです。
変だなと思い望遠鏡を回転させてみてもそのいびつな像は回転しません。
そうなんですね～テストされる側がコリメーターよりずっと高性能なので
コリメーターのレンズの収差が見えているようです。
試しにコリメーターのレンズを回転させるといびつな星像が回転するので
間違いないでしょう。

そこでコリメーターの鏡筒部分をFC-60に交換し高性能化を図りました。
FC-60は小型望遠鏡の中では圧倒的に高性能機です。
日食時にしか出番がなくいつも遊んでいたのでちょうどよかったです。
（FC-60の左側が取り外したコリメーターの鏡筒です）

これでFC-50を検査すると綺麗な焦点像がみえるようになりました。
また，カメラ用の望遠レンズをテストすると以前より良くなったものもあります。
望遠鏡と同じで高性能なカメラレンズはコリメーターより上だったのでしょう。

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この性能アップしたコリメーターは
この秋に西はりま天文台で開催される「星空研究会」に持参します。
夜の部のお遊び程度ですが，お手持ちのカメラレンズをテストしたい方は持参ください。
中心像のみの検査ですがレンズの組み込みズレや圧迫，色収差などが良くわかります。またどの程度絞るとシャープになるかも把握できます。
（仮マウントでも絞れる機種のみですが）

ただし当日準備するマウントは以下のみです。
下記以外は変換アダプターが必要です。
・CANON EF，OLYMPUS OM，MAMIYA645，PENTAX645，PENTAX67

なお中判レンズは，たまたま変換アダプターを所有しているので持って行きますが
レンズの設計が35mm用よりラフなので，極一部を除き満足な結果は得られないと思います。

望遠レンズの保持

望遠レンズにはレンズを三脚に固定するための台座がついていますが
長時間露出する天体撮影においては強度に不安があるものが多いようです。

特に重量級のレンズでは露出中に自重でずれることが多いようですが
私のZuiko250mmF2の台座は比較的しっかりしているので
これまで不具合は感じませんでした。

ただこれからさらに長時間露出で淡い天体を狙いたいので
念のために重たい前玉付近をバンドで固定することにしました。

最初は既成のバンドで代用できないかいろいろ試してみましたが
鏡胴が大きいためちょうど良いものはなく結局ワンオフで作ることになりました。
ピッタリに作ったので少し緩めればレンズの回転も容易です。

通常ワンオフの加工費は量産品の２～３倍になりますが
GS-200RC用のバンドと一緒に加工したので割安でした。

銀塩レンズのデジタル適応 －個体差比較

カメラレンズは特に個体差が大きいのですが実例を紹介します。

撮影条件は異なりますが，α社製300mmF2.8の同一機種２個体で撮影したサンプルで
中央付近を400×300ピクセルで切り出います。全て絞りは開放です。

不良な個体はメーカーでレンズエレメントを１枚ずつ交換しながら
出きるだけ改善したとのことですが，良好な個体と比べればまだ不満が残る星像です。

以下の掲載写真はお客様からご提供いただいたものです。

【良好な個体の例】

【不良な個体の例 ： メーカー修理前】

【不良な個体の例 ： メーカー修理後（レンズエレメント交換）】

銀塩レンズのデジタル適応 「Tele-Apotessar 400mmF4」

【Tele-Apotessar 400mmF4開放，バーダーIRカットフィルター使用】
　クリックでピクセル等倍(1039×1391ピクセル)に拡大表示

・Atik-314L+ 0度C，5分露出の8枚コンポジット，ダーク，フラット補正なし
・MXⅡ赤道儀，5cmF8ガイド鏡+Atik-16ICでオートガイド
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銀塩時代のカメラレンズは冷却CCDなどのデジタルデバイスで撮影すると
次のようなケースが多いようです。
・残存色収差により星が紫色に写ってしまう（モノクロでは星像が肥大する）
・レンズの芯ズレや圧迫により，星像が丸く写らない
・CCD面に対して斜めから焦点を結ぶため周辺光量が低下する

ただこれらの中にも，高級な天体望遠鏡と比べれば劣るものの
充分実用になるカメラレンズもあるのでいくつか紹介したいと思います。
手持ちレンズの紹介なので望遠レンズに限りますが
天体望遠鏡と比べれば軽くて扱いやすく，明るいなどのメリットがあります。
今回紹介する，Tele-Apotessar400mmF4は
望遠鏡で言えば10cmfl400mmですが，長さ292mmで重さは3,5kgと小型軽量です。

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既にOLYMPUSのZuiko250mmF2はHα写真で度々紹介していますが
基本的に赤外カットフィルターのみで撮影した中心部のピクセル等倍を紹介します。
色収差による星像の肥大やレンズ圧迫等による星像の歪みの度合いを中心に
調査していますので周辺像の確認は行いません。
（一般に望遠レンズは中心像が良ければ周辺像も満足出きるレベルのようです）

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今回紹介するのは，ZEIZZのTele-Apotessar400mmF4で本来CONTAXマウントですが
CANONのEFまたはTマウント(M42P0.75)に改造したものです。説明書には
「EDガラスを２枚使い色収差は殆どない．．．テレアポテッサー中，最高を極めた．．．」
と記載されています。ほぼ新品状態でしたが破格値で入手した中古です。

撮影結果でも色収差による星像の肥大は少なく
星もほぼ丸く写っているのでこれならデジタルでも使えそうです。
ピントはもう少し追い込むことができると思うので再度テストしてみます。
天体望遠鏡に比べればシャープさは明らかに劣りますが
撮影対象や目的によっては良い選択肢になると思います。

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ここで紹介するのは結果が良かったもの（＝手元に残ったもの）だけです。
たまたま“当たり”のレンズの可能性もあります。
特にカメラレンズはレンズ圧迫等の個体差が大きいので注意が必要です。
すでに10本以上のレンズで確認しましたが多くの個体は予選落ちしています。

MAMIYA Z250mmF4.5の試写

撮影データ
MAMIYA Z250mmF4.5，SXV-M25C(ワンショットカラー冷却CCDカメラ)
露出5分の1カット
ダーク・フラット補正なし，レベル補正とカラーバランスのみ調整
センサー赤道儀+4cmファインダー+Atik16ICで自動ガイド
サイズが大きいのですが，クリックするとフルサイズ(2016*3032)で表示します。

月が大きかったのですが，先週の金曜日にカメラレンズの試写を行いました。

今回紹介するのはマミヤRZ67用のAPOレンズ中，焦点距離が２番目に短い
250mmF4.5の試写結果です。
月が大きい上，低空ですので見栄えのしない写真ですが
レンズの性能はおわかりいただけると思います。
本来は条件の良い天頂付近を撮るべきでしょうが
250mmの対象となる天体がなかったのでオメガ星団を撮りました。

このレンズは超低分散ガラスを２枚，異常分散ガラスを１枚使ったAPOレンズで
色収差は殆ど感じません。
星像も充分シャープで，APS-Cサイズ程度では周辺光量の減少や星像の劣化は
殆ど感じません。

350mmや500mmでも言える事ですが，前玉の直径は65mmほどあり
焦点距離と開放F値から計算した55mmより少し大きめです。
光量をフラットにするためと思われる円形の絞りが入っているからでしょう。

250mmでF4.5なのでスペック的にはFS-60C＋レデューサーとほぼ同じになります。
カメラレンズは星像をシャープにするため少し絞るのが一般的ですが
絞ると輝星がコンペイトウ状になってしまいます。
このレンズにも絞りはありますが開放で使える(F値が4.5と暗いので絞れない？)
星像なのでFS-60C同様，まん丸な気持ちの良い星像となります。

このレンズの新品価格は30万円弱もする高級レンズですが
綺麗な中古品を1/8程度で入手しました。
中判レンズの中古市場は値崩れ状態で
中判のデジタルカメラも出始めていますがその影響は無いようです。

マミヤのAPOシリーズ中，EDレンズを2枚，UDレンズを4枚使った
500mmF6は既に紹介していますが,210mmF4.5と350mmF5.6も
近々レポート予定です。

カメラレンズのコリメーターテスト

先日，中古品のオートコリメーターを入手しました。

オートコリメーターは，光路中にビームスプリッターが入っており
本来は被検物の平行度や角度測定
カメラレンズの距離目盛の調整やフランジバックの測定
などに用いられるものですが，チャートをピンホールに替えれば
無限遠からの平行光束を作れます。光学機器調整用の人工の星ですね。

口径が40mmと小さいので
口径の大きな被検物の場合は中心部のみのテストになりますが
カメラレンズの検査には十分使えるようです。
また，オフアキシスガイダーの光路長の確認などにも使えます。

早速手持ちのカメラレンズのうち，好結果が予測されるマミヤRB/RZ用の
レンズをテストしてみました。Or4mmのアイピースを使った眼視テストです。
広角のULD50mm,M65mmとAPO望遠の210,250,350,500mmの6種7本です。

全てのレンズは事前に碍子に反射する太陽光や実際の恒星でテストしていましたが
今回のコリメーターでも同じように観察できました。
（色収差は太陽光が圧倒的に分かりやすいです）

多くのカメラレンズの場合，色収差もさることながら
レンズの光軸（平行度や芯）ズレが原因と思われる症状を呈します。
内外像はほぼ同心円でも，焦点位置からわずかにピントをずらすと
中心の明るい点の極近くに別の光る点が見えます。
ちょうど雪ダルマみたいなイメージです。
星を写す場合，銀塩ではあまり問題にならなかった収差も
デジタルなら見えてしまう(写ってしまう)場合が多いようです。

ひどい場合は，内外像が同心円にならないことや
レンズの圧迫が原因と思われる星像が三角や不定形に延びるものもあります。

テスト結果は他の手持ちレンズも含め，順次リポート予定ですが
今回のテストレンズは期待どおり素晴らしいものでした。
ただしM65mmのみは色収差は無いのですが，星像がいびつになり
デジタルでは全く使えない性能でした。

このオートコリメーターの光源を15cm屈折につければ大きな口径のレンズや
反射系の光軸調整や性能のテストができそうですね。
試してみようと思っています。

カメラ用APOレンズの色収差

銀塩では高性能だった高級なカメラ用APO望遠レンズでも
諸収差の影響でデジタルでは使えないことは多いようです。

典型的な例をあげれば，Zuikoの100mmF2です。
銀塩では素晴らしい星像で有名でしたが
デジタルでは星が紫色に写り，がっかりしました。
(このレンズはAPOではありませんが，EDガラスを使っていたようです)

一方ZEISSのTele-Apotessar400mmF4はほとんど着色はなく
デジタルでも充分使えます。

では，デジタルでも使えるレンズとそうでないないレンズを
どうやって見分けるかですが
一つの方法としては赤外補正マークの位置が参考になるようです。

本来色収差(着色)の程度は実写して評価すべきですが
私は写真のようにアイピースをつけ，遠くの碍子に反射する太陽光で検査します。
こうすると色の出方の他，レンズの圧迫なども検査できます。

こうして各レンズの着色具合を検査した結果と，各レンズの赤外補正マーク位置は
ほぼ関連していました。

赤外補正が多く必要＝色収差による焦点位置が異なる度合いが大きいのだから
当然ですね。

下の写真は今回テストしたレンズのピント指標付近です。
左から，
・SMC PENTAX67 400mmF4ED(IF)
・SMC PENTAX-FA 645 300mmF4ED(IF)
・Zuiko250mmF2
・Tele-Apotessar400mmF4
・MAMIYA645 Apo 200mmF2.8
・MAMIYA645 Apo 300mmF2.8

PENTAX645の300mmは銀塩では高性能で有名でしたが
デジタルではやや色が出て明るい星の廻りが紫になります。
色の出方は67の400mmの方が少ないです。

Zuikoの250mmは圧倒的な明るさで気に入っていますがやはり星は紫になります。
ただL41フィルターを併用すれば色はかなり軽減されます。

以上３本の赤外補正マークはかなり離れていてアイピース検査と一致します。

Tele-Apotessarの400mmは前記のとおりデジタルでも殆ど色は出ません。
裏付けるように赤外補正量は僅かです。
（色が判りにくいのですがピント指標の直ぐ右の線です）
色収差はほとんどありません。
(取説にTele-Apotessar中，最高を極めたレンズとあります)

MAMIYA645の200mmは赤外補正マークはかなり離れていますが
PENTAX645より色はずっと少ないようです。

最後にMAMIYA645の300mm。赤外補正マークがありません。
同社のRZ用は全てのAPOレンズで赤外補正が不要です。
いずれも完璧な色消しを行っているのでしょう。
アイピース検査ではTele-Apotessarより優れています。

以上は色収差のみの考察で，あくまでも参考用としていただければ幸いです。
殆どが中判用レンズですが，中判はフランジバックが長いため
CCD周辺でも入射光が垂直に近くなると考えるからです。
またCANONのレンズが１本もありませんが，過去に所有したFDの
218,328,545,428いずれもが芳しくなかったので全て手放しました。
（EFレンズは高性能です。たまたま私が所有したFDレンズが良くなかっただけでしょう）