生物物理学

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、各レンズのは加算できる。

密着レンズの合成

接触するでは、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

Dtotal=D1+D2+⋯D_{\mathrm{total}}=D_1+D_2+\cdots

Di=1/fiD_i=1/f_i。2枚が距離ddだけ離れる場合はD=D1+D2−dD1D2D=D_1+D_2-dD_1D_2となる。

単純加算が成立する条件

各レンズの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・、眼の角膜・、複合レンズの理解に用いる。実際の度数計算では、密着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、各レンズのは加算できる。
  • 正と負のを組み合わせて収差を補正できる。
  • 顕微鏡の・、眼の角膜・、複合レンズの理解に用いる。

出典

  1. 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. 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