生物物理学 · 02.11
組合せレンズ
Lens combinations
🧠 複数の薄いレンズを密着させると、各レンズの屈折力 refractive power 屈折力(refractive power) refractive power(屈折力) は加算できる。
密着レンズの合成
接触する薄レンズ thin lens 薄レンズ(thin lens) thin lens(薄レンズ) では、最初のレンズが作ろうとする像を次のレンズが再び屈折させ、全体の屈折力 refractive power 屈折力(refractive power) refractive power(屈折力) は和になる。離れている場合は距離による補正が必要である。
flowchart TD
A["第1レンズで屈折"]
B["中間像を第2レンズの物体として扱う"]
C["最終像と合成<span class='jp-term jp-term-diagram' title='refractive power'>屈折力</span>を得る"]
A --> B
B --> C
屈折力と倍率の合成
。2枚が距離だけ離れる場合はとなる。
単純加算が成立する条件
各レンズの屈折力refractive power屈折力(refractive power)refractive power(屈折力)は密着条件で加算できるが、光学系全体の像の大きさは各段の倍率を掛け合わせて求める。
- 正と負の屈折力 refractive power 屈折力(refractive power) refractive power(屈折力) を組み合わせて収差を補正できる。
- 密着条件が満たされないと単純加算は不正確になる。
- 複合光学系では各段の倍率も積として扱える。
医学・測定への応用
顕微鏡の対物レンズ objective lens対物レンズ(objective lens) objective lens(対物レンズ)・接眼レンズeyepiece接眼レンズ(eyepiece)eyepiece(接眼レンズ)、眼の角膜・水晶体lens水晶体(lens)lens(水晶体)、複合眼鏡 spectacles 眼鏡(spectacles) spectacles(眼鏡) レンズの理解に用いる。実際の眼内レンズ intraocular lens 眼内レンズ(intraocular lens) intraocular lens(眼内レンズ) 度数計算では、密着薄レンズ thin lens 薄レンズ(thin lens) thin lens(薄レンズ) の加算は近似であり、レンズ間距離や曲面を含めた光線追跡と比較する。12
まとめ
- 複数の薄いレンズを密着させると、各レンズの屈折力 refractive power 屈折力(refractive power) refractive power(屈折力) は加算できる。
- 正と負の屈折力 refractive power 屈折力(refractive power) refractive power(屈折力) を組み合わせて収差を補正できる。
- 顕微鏡の対物レンズ objective lens対物レンズ(objective lens) objective lens(対物レンズ)・接眼レンズeyepiece接眼レンズ(eyepiece)eyepiece(接眼レンズ)、眼の角膜・水晶体lens水晶体(lens)lens(水晶体)、複合眼鏡 spectacles 眼鏡(spectacles) spectacles(眼鏡) レンズの理解に用いる。
出典
- 1.Comparison of ray-tracing method and thin-lens formula in intraocular lens power calculations(Journal of Cataract and Refractive Surgery・2009)眼内レンズ度数計算における薄レンズ式と光線追跡法の比較閲覧 2026-08-21
- 2.Ray Tracing versus Thin-Lens Formulas for IOL Power Calculation Using Swept-Source Optical Coherence Tomography Biometry(Journal of Ophthalmic and Vision Research・2022)眼内レンズ計算での薄レンズ近似と光線追跡法の比較閲覧 2026-08-21