カメラレンズの色収差とは？起こる原因と対処方法をチェック

カメラレンズのレビューなどでよく目にする「収差」の文字。

レンズを評価する際、頻繁に登場するワードではありますが、レンズ性能の何を指しているのかわかりにくいワードでもあります。

写真の画質を下げるものというのはなんとなくわかりますが、その原理や、なぜレンズ選びで収差がポイントとなるかまではよくわからないという人も少なくないでしょう。

今回はその収差の中でも「色収差」について理解することでレンズ選びを更に深く、面白いものにしていきましょう。

カメラレンズの収差の主な種類

一言で「収差」と言っても、様々な種類があります。

まずは収差の種類について見ていきましょう。

収差とは？

収差とは、簡単に言うと、レンズを通った光が1点に集まらないことから起きる、歪みやボケなどのことです。

撮影をする際、カメラとレンズの中では被写体から出た光がレンズの様々な部分を通り、イメージセンサーやフィルム上で1点にあつまることで結像し、写真となります。

しかし、実際には1点ではなく、ミクロな視点で見ると微妙にズレが生じています。これが収差です。

カメラレンズを開発するメーカーは凹レンズと凸レンズを組み合わせたり、特殊な形状や素材、コーティングなどを使って、なるべく収差を抑えようとレンズ設計をします。

収差を抑えるには、レンズを何枚も複雑に組み合わせたり、高価な素材を使うので、レンズ自体も高価になりがちです。

収差の主な種類

収差は大きく分けると2種類あります。

色収差

色収差は、光は様々な色の組み合わせで出来ており、色によって屈折率が違うことから起きる収差です。

色収差はその発生の仕組みから、軸上色収差と倍率色収差の2つに分類されます。

色収差の発生の仕組みとしては、赤系、緑系、青系のそれぞれの光で波長が違うことが大きな原因です。

理科の実験でプリズムを通った光が、虹色に変わったのを見たことはありませんか？

これは白い光に含まれる赤～青までの波長の違う色が、プリズム内を通る時にそれぞれ違う屈折率で曲がることで虹色に分かれる分散と呼ばれる現象です。

そこまで極端ではありませんが、カメラレンズを通った光も色の屈折率の差で1点には集まらず、それが色収差として出てきます。

単色収差

単色収差とは、色の屈折率の違いとは関係なく、単色、単一波長の光でも発生する収差です。

単色収差は、19世紀のドイツの研究者にちなみ、ザイデル収差とも呼ばれます。

また、その種類の数からザイデルの5収差とも呼ばれます。

ザイデルの5収差とは球面収差、コマ収差、像面湾曲、歪曲収差、非点収差の5種類の収差を指します。

カメラレンズの主な色収差の特徴

次に、カメラレンズで発生する色収差、軸上色収差と倍率色収差の特徴についてみていきましょう。

軸上色収差の特徴

軸上色収差は光の色によって焦点距離が変わってしまうことによって起こる収差で、像位置色収差や縦色収差とも呼ばれます。

通常、レンズには数mmと焦点距離が決まっていて、レンズに平行に入った光は、焦点に集まります。

しかし、実際には光の色の屈折率が違うので、色によって焦点距離が前後します。

具体的には写真のピント面やその前後で主に発生し、輪郭に別の色が発生する収差が軸上色収差となります。

倍率色収差の特徴

倍率色収差は、横色収差とも呼ばれる収差です。

レンズには、実際の被写体と像面上の結像の大きさの違い、倍率というものが決まっています。

しかし、これもまた色の屈折率の違いで、それぞれの色で倍率が代わってしまいます。

これによって発生する色にじみなどの収差が倍率色収差です。

倍率で発生する色収差なので、写真の周辺部でよく現れる収差です。

カメラレンズの色収差を抑える方法

では撮影時に色収差をなるべく抑える方法について見ていきましょう。

収差の少ないレンズを使う

最も重要なことは、当然ですが収差が抑えられたレンズを使うという方法です。

各メーカーのカメラレンズのWebページでは、何群何枚とレンズ構成が書かれていて、レンズ構成図が掲載されていたりします。

レンズ構成図を見ると凹レンズと凸レンズが組み合わさったレンズ群があります。

凹レンズと凸レンズを組み合わせて色収差を抑えるレンズのうち、赤青2色の収差を抑えるレンズをアクロマートレンズ、赤青紫の3色を抑えるレンズをアポクロマートレンズと呼んだりもします。

レンズ選びではこれらが活用されているレンズを選ぶことが色収差の少ないレンズを選ぶポイントの1つとなります。

レンズを絞って撮影する

撮影の現場で対応できる色収差対策としては、絞り値、F値を大きくするという方法もあります。

倍率色収差については、絞りではあまり大きく変化しませんが、軸上色収差は絞りを変えることで改善することがあります。

ピント面の色収差が目立つ場合は、少し絞り値を大きくしてみるという方法が選択肢となります。

撮影後に補正する

色収差は、光の色によって屈折率が違うことが特徴であることから、完全に色収差を抑えたレンズを設計するということは非常に困難です。

複雑にレンズを組み合わせた最高級レンズと言っても、100%抑えることは出来ず、撮影シーンによっては色収差が出てしまいます。

しかし、色収差などの各種収差は、レンズ構成からある程度計算によって収差の度合いを導き出すことができます。

そこで、最新のデジタルカメラではレンズプロファイルから収差を計算して自動で補正する機能があります。

補正機能はカメラ本体だけでなく、現像ソフトやフォトショップなどの画像編集ソフトを使っても可能なので、もし撮影後に目立つ色収差を見つけた場合は、それらの機能で補正することもできます。

色収差とレンズ選び

この様に、色収差はレンズの性能評価と切っても切れない関係にあります。

レンズ購入時にはレビュー記事の色収差評価に注目したり、作例を拡大して色収差具合をチェックしてみるとレンズ選びの参考になります。

カメラレビュー記事だけではどれだけ色収差が発生するレンズか判断しづらいこともあるので、いろいろなレンズを使ってみて、実際に自分の撮影でどの様な影響があるのか確認してみるのもおすすめです。