ゴーストは、レンズ表面で反射した光が像面にまで達し、にせものの像
を作る現象です。レンズの枚数に応じて、像面には多数のゴーストが生じますが
その多くは像面上で大きく広がるため写りませんので、その場合には実害はあり
ません。しかし中には像面上で集光するゴーストが発生する光学系もあります。
ここではゴーストの明るさ(全光度)と色について述べます。
《ゴーストの光度》
CCDやフィルムで撮影したときに発生するゴーストは、主に
(1)星からの光→レンズ面で反射→レンズ面で反射→像面
(2)星からの光→像面で反射→レンズ面で反射→像面
の2種類が考えられますが、(2)の方が明るいゴーストになります。
レンズの1つの表面での反射率は(屈折率を1.5程度として)、 コーティングなしの場合:約4%、 単層コートの場合:1%強、 多層コート(マルチコート)の場合:0.2〜0.3%程度だと思います。
例えば、(1)のタイプのゴーストは、レンズ面がマルチコートされていると仮定 して(反射率を0.3%として)、もとの星の光の、0.003*0.003=0.000009 倍の光量となって 像面に到達します。これは等級差に直すと12.6等の差になります。 (2.5*LOG(0.000009)=−12.6)
つまり、この場合、視野内の最も明るい星よりも12.6等級(全光度)だけ暗いゴーストが 発生することになります。
このようにして、種々の場合に対して、ゴーストの等級(もとの星との等級差) を求めると、次の表のようになります。
(1)のタイプのゴースト
反射率 | ゴーストの光量 | ゴーストの等級差 | |
---|---|---|---|
コートなしレンズ | 4%x4% | 0.0016 | 7.0等 |
単層コートレンズ | 1%x1% | 0.0001 | 10.0等 |
マルチコートレンズ | 0.3%x0.3% | 0.000009 | 12.6等 |
(2)のタイプのゴースト
反射率 | ゴーストの光量 | ゴーストの等級差 | |
---|---|---|---|
CCD+コートなしレンズ | 10%x4% | 0.004 | 6.0等 |
CCD+単層コートレンズ | 10%x1% | 0.001 | 7.5等 |
CCD+マルチコートレンズ | 10%x0.3% | 0.0003 | 8.8等 |
フィルム+コートなしレンズ | 20%x4% | 0.008 | 5.2等 |
フィルム+単層コートレンズ | 20%x1% | 0.002 | 6.7等 |
フィルム+マルチコートレンズ | 20%x0.3% | 0.0006 | 8.1等 |
たとえば、マルチコートのレンズを用い、CCDで撮影した場合には、 表より(2)のタイプのゴーストの等級差は8.8等ということになります。 もし、視野内の明るい星の光度が1.0等だとすると、この星によるこのタイプの ゴーストの等級(全光度)は1.0+8.8=9.8等ということになります。
なお、実際にはゴーストの光量の一部が絞りや鏡筒などでケラレて像面まで 到達しないと思われるので、ゴーストの等級は上の表よりも若干暗いと思います。
こういうゴーストも像面上では大きく広がって問題にならないものが大半 だと思いますが、中には像面付近で集光し、彗星・新星・小惑星などと 見間違われる可能性のあるものもあると思います。
レンズ面による反射光と同様な色になるはずです。
例えば、マルチコートのレンズの場合には、反射光は
緑色の場合が多く、その場合にはゴーストも緑色がかったものになるはずです。