球面レンズと非球面レンズって何が違う?収差とは?|【楽しく学べる!OWNDAYSメガネ塾】
Summary
TLDRこの動画は球面レンズと非球面レンズの違いについて解説しています。球面レンズは設計が簡単で歴史的にも最初から作られてきましたが、完全な一点集中が難しいという欠点があります。一方、非球面レンズは片方を球面でない形状にすることで、光線がより一点に集まるよう設計されています。実際に球面レンズと非球面レンズを比較すると、非球面レンズの方が形状の歪みが少なく、画質の向上につながることが分かります。このように球面レンズと非球面レンズにはそれぞれ一長一短があり、用途に合わせて使い分ける必要があるのです。
Takeaways
- 😎 球面レンズは歴史的にレンズ設計の最初から使われてきた形で、理論上前面と背面のカーブの差から度数が決まる。
- 😕 球面レンズに強度をつけていくと、光が1点に集まらない現象「収差」が生じてしまう。
- 👨🔬 収差の種類は7つあり、球面収差の1つで周辺部から入射した光がより強く屈折する現象がある。
- 🤔 球面レンズの収差を改善するには、片面のカーブを球面でない設計にして光をより一点に集められるよう非球面レンズを使う。
- 🔍 実物のレンズで比較すると、球面レンズと非球面レンズの厚みが異なり、同じ度数でも違いが目視で確認できる。
- ☝️ 球面レンズは下部の正方形が正方形に見えるが、非球面レンズは周辺が歪んで見えるという「歪曲収差」の違いがある。
- 🤓 球面レンズはスフェリカル(spherical)、非球面レンズはアスフェリカル(aspherical)という英語表現がある。
- 🙂 最終的に球面レンズの歴史的理由と特性、収差の改善のため開発された非球面レンズの設計思想と特性を比較して説明した。
- 🧠 難解な光学的説明も、実物のレンズを見ながら具体的な違いを説明することで理解を深められた。
- 🙌 球面レンズと非球面レンズの違いを実際の事例を交えて分かりやすく説明し、視聴者の理解を促進した。
Q & A
球面レンズとは何ですか?
-球面レンズは、レンズの前面と後面のカーブが同じ半径の球の一部であるように設計されたレンズです。この設計は製造が比較的簡単で、古くから使用されています。
非球面レンズとはどのようなものですか?
-非球面レンズは、レンズの一部が球面ではなく、光をより効率的に一点に集めるように設計されているレンズです。これにより、光の収束性が向上し、歪曲収差などの問題を減少させることができます。
なぜ非球面レンズが必要なのですか?
-非球面レンズは、光の収束性を向上させ、球面レンズでは発生しやすい像の歪みや収差を減少させるために必要です。特に高度数のレンズや精密な光学機器においてその効果が顕著です。
レンズの度数はどのように決まりますか?
-レンズの度数は、レンズの前面と後面のカーブの差によって決まります。カーブが強い場合はプラスレンズ、カーブが弱い場合はマイナスレンズとなります。
プラスレンズとマイナスレンズの違いは何ですか?
-プラスレンズは遠視や老眼に用いられ、前のカーブが強くて後ろのカーブが緩やかです。マイナスレンズは近視に用いられ、前のカーブよりも後ろのカーブの方が強い設計になっています。
光の屈折率が色によって異なるとはどういう意味ですか?
-光の屈折率が色によって異なるというのは、異なる波長の光(つまり色)が物質を通過する際に異なる角度で曲がる現象を指します。これは色収差の原因となり得ます。
シの仲間とは何ですか?
-シの仲間とは、光の収束に関連する様々な収差のことを指しており、球面収差や色収差など、光学レンズにおける7つの主要な収差タイプを含みます。
球面収差とは具体的に何ですか?
-球面収差とは、レンズを通過する光がすべて同じ点に集まらず、レンズの中心近くを通過する光と周辺部を通過する光が異なる焦点を持つことにより生じる像の歪みのことです。
非球面レンズが球面レンズに比べて持つ利点は何ですか?
-非球面レンズは球面収差を減少させ、より鋭い像を提供することができます。また、同じ度数のレンズでも、非球面レンズの方が薄くて軽く作ることが可能です。
歪曲収差とは何ですか?
-歪曲収差とは、レンズを通過した光が理想的な像ではなく、歪んだ像を形成することです。特に、画像の端に近い部分で顕著に現れ、直線が曲線として映ることがあります。
Outlines
🔬 球面レンズと非球面レンズについての説明
この段落では、球面レンズと非球面レンズの違いについて説明しています。まず、レンズの設計方法について言及し、球面レンズだけでは光を完全に1点に集められないことを指摘しています。次に、光の屈折率の違いによる7種類の収差について触れ、球面収差を例に挙げてその問題点を説明しています。最後に、非球面レンズの設計方法について説明し、これにより光をより一点に近づけられることを示しています。また、実際のレンズを見てその違いをわかりやすく説明しています。
Mindmap
Keywords
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💡非球面レンズ
💡度数
💡球面収差
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💡屈折率
💡球面レンズ
💡非球面レンズ
💡歪曲収差
Highlights
球面レンズと非球面レンズまさのお, 話をしました
片方を9の面じゃないように, 設計して一点になるべく集めるようにし, ようってそのレンズが完全な急面じゃなく, なるので非急面レンズって言ってるんです
オンデズメガネ軸の中津ですえ今日もメ, とメガネにまつわる素朴な疑問を科学的, 物理学的生物学的に解説していきます
今回は球面レンズと非球面レンズの話をし, ていきたいと思います
レンズが作られてきた歴史, から言うとまず最初はこの球面レンズしか, なかったんです
結局設計するのが簡単なんですよ
レンズそのものの度数って前のカーブと, 後ろのカーブの差で決まります
ザイデンていう人がい, てその人がこのイデのご集さっていうのを, ま研究してえま見つけたというかね
マニアックな人ですね
色によっ, て屈折率が違うっていう話ってちょっと, 覚え覚てます
入ってきた光が完全に一定に集まるのがま, 理想なんです
ザイルのご修の中の1つの球面収, っていうのをちょっと1個紹介したいと, 思うんです
周辺部に行くにつれてどんどんどんどん, 強く出るようになっちゃうんですよ
そうする時に片方を9の面, じゃないように設計して一定になるべく, 集めるようにしようってそのレンズが完全, な球面じゃなくなるので非急面レンズって, 言ってるんです
実際のレンズを見ていきたいと, 思います
Transcripts
今回は球面レンズと非球面レンズまさのお
話をしました片方を9の面じゃないように
設計して一点になるべく集めるようにし
ようってそのレンズが完全な急面じゃなく
なるので非急面レンズって言ってるんです
[音楽]
ねオンデズメガネ軸の中津ですえ今日もメ
とメガネにまつわる素朴な疑問を科学的
物理学的生物学的に解説していきますじゃ
今回は球面レンズと非球面レンズの話をし
ていきたいと思いますはいではえまず球面
レンズですねレンズが作られてきた歴史
から言うとまず最初はこの球面レンズしか
なかったんですねうんでなんでかって言う
と結局設計するのが簡単なんですよで
レンズそのものの度数って前のカーブと
後ろのカーブの差で決まります前のカーブ
と後ろのカーブが全く同じものこれって
度数いくつでしたっけミキさん0.00
そうねま度数なし前のカーブよりも後ろの
カーブの方が強い場合これは何レンズ
マイナスレンズそうマイナスレンズ前の
カーブが強くて後ろのカーブが緩やかな
ものがプラスレンズつまりこのカーブこれ
が延長すると9になるんですよやっぱり
そうですよねでプラスはこれと逆で前の
カーブを延長すると小さい9になって後ろ
のカーブが大きい9になるでこの球面
レンズで基本的にはいいんですけど
ちょっとこのどせでは強くなってきたり
するとちょっとした弊害があるんですよシ
さて読むんですけどザイデンていう人がい
てその人がこのイデのご集さっていうのを
ま研究してえま見つけたというかね
マニアックな人ですねそうクの人色によっ
て屈折率が違うっていう話ってちょっと
覚え覚てますはいあれも実はシの仲間で
全部で今7個のシがま知られてるんですね
入ってきた光が完全に一定に集まるのがま
理想なんですねただやっぱりこのレンズを
通って光を屈折させているので何かしらの
不都合があって完全な一点には集まらない
んですよでその一点に集まらない時の
いろんなパターンとしてこれだけの7周差
がありますよっていう風に言ってますうん
うんこのザイルのご修の中の1つの球面収
っていうのをちょっと1個紹介したいと
思うんですけど前から入って光が真ん中辺
通ってきたやつはこの辺に集まるんだけど
こ周辺部に行くにつれてどんどんどんどん
強く出るようになっちゃうんですよレンズ
が大きくなっていくと像がブれてボケるん
ですよそれは目視でいきますかだからメガ
のレンズのレベルだと実はそんなに影響は
ないこれぐらいうんでじゃこれを改善する
にはどうすればいいかっていう話にま結局
なるわけですえそうする時に片方を9の面
じゃないように設計して一定になるべく
集めるようにしようってそのレンズが完全
な球面じゃなくなるので非急面レンズって
言ってるんですねそういう意味での火なん
だそうでは実際のレンズを見ていきたいと
思います今えマッサの手元にあるのがマ5
っていうレンズですね屈折率は両方とも
1.60ですああ設率も一緒一緒球面は
英語で
スカイキメはフリカイエスオンです球面
レンズのことをS球面レンズのことをas
という風に表現するのは今言ったスペカと
アペリカていうところからこのカあそれで
その頻繁なのねそうですはいじゃあ実際に
ちょっと触ってみてもらっていや厚みが
全然違いますねそう同じ度数なんですよ
あともう1個外曲収差っていうのがあるん
ですねはいじゃあマサ君その白い髪裏返し
にしてもらってもいいですかじゃんはい
その上にじゃあ球面レンズと球面レンズ
置いていただいてちょっと真上から見て
もらうとどう見えますかまずじゃ飛球面
レンズはい飛球面レンズははい下の正方形
はほとんど正方形全部正方形に見えますで
も球面はもう真ん中の4マスだけ正方形だ
けどうんのマスはにゃんにゃん曲がって
ああ本当だ全然違うでここういうあの状態
の収差のことを歪曲収って言ってこういう
ことが起こってしまうんですねはいという
わけで今回は球面レンズと非球面レンズま
シさのお話をしましたま僕一応眼鏡は知っ
てるんですけど球面と飛球面って球面に
対してそれよりカーブが薄いから飛球面
っていうのかと思ったら違うんすね違う
違ういや勉強されましたはいありがとう
ございます
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