lens
「lens」とは・「lens」の意味
「lens」は、日本語で「レンズ」と訳される。光学的な観点から見ると、レンズは光を屈折させて焦点を作り出す透明な物体である。カメラや望遠鏡、眼鏡など、様々な機器に使用されている。また、生物学的な観点からは、目の一部である水晶体を指すこともある。これらの意味は、物理的な形状や機能から派生している。「lens」の発音・読み方
「lens」の発音は、IPA表記では/lɛnz/となる。IPAのカタカナ読みでは「レンズ」となり、日本人が発音するカタカナ英語でも「レンズ」と読む。この単語は発音によって意味や品詞が変わるものではない。「lens」の定義を英語で解説
A lens is a piece of glass or other transparent substance with curved sides for concentrating or disseminating light rays. In biology, it can also refer to the light-focusing transparent structure in the eye, also known as the crystalline lens. These definitions are derived from the physical shape and function of the lens.「lens」の類語
「lens」の類語としては、「glass」や「optic」、「eyepiece」などがある。「glass」は一般的な透明物質を指す言葉で、特定の形状や機能を持つレンズを指す場合には適さない。「optic」は光学的な観点から見たレンズを指す。「eyepiece」は望遠鏡や顕微鏡などの装置における視覚的な部分を指す。「lens」に関連する用語・表現
「lens」に関連する用語や表現としては、「focal length」、「aperture」、「zoom」などがある。「focal length」はレンズが光を焦点に集める能力を表す。「aperture」はレンズの開口部の大きさを示し、光の量を調節する。「zoom」はレンズの焦点距離を変更して、被写体の大きさを調節する機能を指す。「lens」の例文
以下に「lens」を用いた例文を10例示す。 1. The camera has a zoom lens.（カメラにはズームレンズがついている）2. He cleaned his glasses lens.（彼は眼鏡のレンズを掃除した）
3. The lens of the microscope magnifies the image.（顕微鏡のレンズは画像を拡大する）
4. The photographer changed the lens for a wide-angle one.（写真家は広角レンズに交換した）
5. The lens of the eye focuses light onto the retina.（目のレンズは光を網膜に集める）
6. The lens of the telescope allows us to see distant stars.（望遠鏡のレンズにより遠くの星を見ることができる）
7. The lens in this projector needs to be replaced.（このプロジェクターのレンズは交換が必要だ）
8. The contact lens corrects his vision.（コンタクトレンズが彼の視力を補正する）
9. The lens of the camera captures the light and creates an image.（カメラのレンズは光を捉えて画像を作り出す）
10. The quality of the lens affects the clarity of the image.（レンズの品質は画像の鮮明さに影響を与える）
レンズ【(オランダ)lens】
れん・ず【練ず】
レンズ、水晶体
レンズ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/05/26 03:50 UTC 版)
- 光を屈折させて発散または集束させるための光学素子。本項で詳述する。
- 上記光学素子と同じ役割をする素子や技術、自然現象など。本項でも説明する。
- 写真レンズのこと。複数のレンズを含む機械要素や電子回路などで構成される。
概要
光を屈折させて発散または集束させるための光学素子。通常は、両側面を球面と球面または球面と平面とした透明体である。「透鏡」とも呼ばれる。用途によっては、片面または両面を球面ではなくした非球面レンズも利用される。
実用上の多くのレンズは1つの軸（光軸）のまわりに回転対称な面でできていて、以下の説明では主にこの場合を扱う。回転対称でない例として乱視用めがねレンズ（トーリックレンズ）、棒状の半円柱形ルーペなどがある。入射した平行光束を収束させる働きを持つものを凸レンズ、発散させるものを凹レンズという。通常、レンズ中央部は凸レンズでは厚く、凹レンズでは薄い。
素材としてはガラスや、有機ガラスなどの透明なプラスチック類が主に使われる。特に光学機器のレンズには光学ガラスが使われ、特殊な性質が必要とされることも多く蛍石などの特殊材料がある。
顕微鏡として微細な世界とそこに潜む微細な生命を発見させたり、望遠鏡として地球外の世界を見せるなど、レンズは科学の発展（科学史）に大きく関与している。
その他、写真およびその延長である映画、今や写真の技術が不可欠である印刷、その延長である集積回路のフォトマスクなど現代の文明に欠くことのできない物である。
写真撮影用のレンズなど、1セットのモジュールとなっているもの全体をレンズと言うことも多い。眼の水晶体もレンズと呼ばれる。
懐中電灯などの照明器具の灯り（光束）を制御する目的でも多く利用される。
レンズの語源はレンズマメ（ヒラマメ、ラテン語: lens）である。当初作成されたレンズは凸レンズであり、その形状がレンズマメに似ていたことからこの名前が付いた[1][2]。
日本では、眼鏡、拡大鏡、顕微鏡、望遠鏡のように、元来は反射鏡の意だった「鏡」がレンズにも流用された。宝石の意味もある「玉」（鏡筒の前後端のレンズを前玉・後玉等）や、稀に「鏡玉」といった言い回しも使われるが、一般的ではない。
文脈によるが「鏡玉」は、宝物としての鏡と玉という意味のことも多い。
凸レンズ
基本的性質
光は、ガラスなど透明な物質に入るときに屈折し、出るときにも屈折する。回転対称なガラスで軸から離れるほど内側に屈折するように傾けた形状（ふちより中央が厚い形状）にすれば、光が集まるようにすることができる。これを凸レンズ（とつレンズ、英: convex lens）という。
一枚のレンズについては、その回転対称軸を光軸と呼ぶ。以下ではレンズに入射する光束が光軸付近の十分細い領域を通る（近軸近似が成り立つ）とする。光軸に平行な光線は凸レンズを通過したのち一点に集まる。この点を焦点と呼ぶ。レンズに入る前の光線とレンズから出て焦点を通る光線とが交わる点から光軸上に下ろした垂線の足を主点と呼ぶ。主点から焦点までの距離を焦点距離と呼ぶ。また平行光をレンズの前後どちら側から入れるかに対応して二つの焦点が存在することになり、主点も二つ存在する。ただし、焦点距離は前後どちらも等しい。レンズの厚みが無視できる程度に薄いと仮定（薄レンズ近似）した場合、二つの主点は一致する。
凸レンズには主に下記のような性質がある（図1-1）。
- 光軸に平行な光線は凸レンズを通ったのち焦点を通る
- 焦点から出た光線は凸レンズを通ったのち光軸に平行な光線となる
- レンズの節点を通る光は角度を変えずに進む
実像と虚像
物側焦点より遠い物体上の点（物点）から出た光（図1-2）について考えると、
- 物から軸に平行にレンズに向かう光は、屈折されたあと像側焦点を通る光になる
- 物側焦点を通ってレンズへ向かう光は、屈折されたあと軸に平行な光になる
結果として物点から出てレンズへ向かう光はレンズの反対側の一点（像点）を通る。軸からの物点の高さと像点の高さとの比は一定となる。像面にスクリーンを置けば物体が逆さまに拡大・縮小された像が投影されることになる。このように物点からの光が像点で交わってできる像を実像と呼ぶ。
物側焦点より近い物体上の点から出た光（図1-3）について考えると、
- 物体から軸に平行にレンズに向かう光は、屈折されたあと像側焦点を通る光になる
- 節点を通る光は、レンズを通る前後で角度が変わらない（薄レンズ近似では主点と節点が一致するため、ただ直進する）
結果として、実際には物点から出てレンズへ向かった光をレンズの反対側から見ると、あたかも物点より遠くの一点から出たかのように進む。このように物点からの光が像点で交わらずにできる像を虚像と呼ぶ。虚像は、ルーペのようにレンズを覗き込むことで観察できる。虚像の場合にも軸からの物点の高さと像点の高さとの比は一定となる。実像の場合と違い、光が実際に1点に集まるわけではないので、スクリーンを置いても像を投影することはできない。レンズを覗いて虚像を観察できるのは、目が網膜上に実像を結像させるからである。
レンズの公式
焦点距離 f のレンズ（f は凸レンズでは正、凹レンズでは負とする）について、 主点を原点とした光軸方向の座標を s1 (通常は負)、像の光軸方向の座標を s2 とすると
1/s2 = 1/f + 1/s1
という関係（レンズの公式）が成り立つ[3]。より広く知られた形の式
1/a + 1/b = 1/f
は、s1, s2 の絶対値をそれぞれa, b とおいた（距離として表した）ものである。
物体が物側焦点より外側にある（つまり |s1| > f）ならば倒立実像がレンズに関し物体と反対側 (''s2 > 0) にでき、物側焦点より内側にある（|s1| < f）ならば正立虚像が物体と同じ側 (s2 < 0) にできる。像と物の大きさの比（横倍率） m は
m = s2/s1
で表される（m は実像では負、虚像で正である）[3]。
上記レンズの公式の別の表現として、前側焦点と物との座標差を z 、後側焦点と像との座標差を z' とおくと以下のニュートン形式の式が成り立つ[3]。
-zz' = f 2
m = -z' /f = f/z
副実像[4]
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ルーペ
ルーペ（虫眼鏡、独: Lupe）は、凸レンズでできる拡大された虚像を目視観察する道具である。ルーペの倍率は、ルーペ無しで距離 L のところから物体を見たときと、ルーペを通して見たときの虚像の見かけの大きさ（視角）の比であらわす。すなわち、ルーペ無し・有りのときの見込み角度をそれぞれ α、β とすると、倍率 M は 
凸レンズと逆に光を発散させるレンズは凹レンズ（おうレンズ、英: concave lens）と言う。レンズの両面の形により、両凹、平凹、凸凹 （メニスカス凹）の各種がある。
凹レンズを通る光（図2-1）には主に以下のような性質がある。
- 軸に平行な光線は凹レンズを通った後、入射側にある軸上の一点（焦点）から出たかのように広がって進む（発散）
- レンズの後方の焦点に向かう光線は凹レンズを通過した後は軸に平行に進む
- 節点を通る光線は凸レンズ同様に角度を変えずに進む
凹レンズでできる像は常に正立虚像で、物体と同じ側にある。焦点距離を負の数値であらわす（f < 0）と、凸レンズの場合と同じレンズの公式が成り立つ。
凹凸レンズ
凹凸レンズ(英:meniscus lens)は、英語名のまま、メニスカスレンズとも呼ばれる。レンズの片面が凸、もう片面が凹になったレンズで、二つの面の相対的な曲率の違いに応じて中央が周囲より厚い場合は凸レンズとして、逆の場合は凹レンズとして働く。眼鏡の場合は単体で、また光学機器で他のレンズと組み合わせて使用される。
レンズの種類
屈折率により光路を制御するレンズ
- 回折レンズ - 回折を利用したもので、一部の写真レンズの部品として用いられている。
- セルフォックレンズ - 屈折率分布型の端面が平坦なレンズ。アライメントがし易いためWDM光通信のコンポーネントなどに使われる。アレイ状に並べたセルフォックレンズアレイ（SLA）はプリンタやコピー機の光学系などに使われる。
- 非球面レンズ - 収差を抑える（場合によってはゼロにする[14]）ため、面を真球ではなくしたレンズ。写真レンズや光学式メディアのピックアップ用レンズや眼鏡用として生産されている。
光学レンズと同様な働きをする技術、現象
- 重力レンズ - 天体などの重力による時空の歪みによって、光が曲げられる現象である。これにより、遠方の銀河などの像が歪んだり、2つに分裂したりする。
- 電子顕微鏡では光の代わりに電子線を用いて試料の拡大像や回折図形を得るが、この電子線を曲げるレンズ(電子レンズ)として電磁石を用いた磁界レンズや静電場を使った静電レンズが用いられる。
- 放射光などによるX線回折では、回折によってX線を集光するX線レンズが用いられている。X線レンズの材料として金属多層膜などが挙げられる。
光以外の物をレンズのように制御する技術
- 爆縮レンズ - 原子爆弾に用いられる技術
- 爆薬レンズ
- 風レンズ - 小型の風力発電用風車に用いられる技術
- 音響レンズ - 音波の収束に使用される。ソナーやイルカ等の海洋哺乳類にみられる。
- 誘電体装荷アンテナ - アンテナの開口部に設置された誘電体により、見かけの開口率を高める。
脚注
- ^ lensの意味 - 英和辞典 - コトバンク
- ^ レンズ豆とレンズ - EMG エンパイヤメガネグループ
- ^ a b c Smith, Warren J. (2000-07-26). Modern Optical Engineering: The Design of Optical Systems (3rd Ed. ed.). McGraw-Hill. pp. pp. 25 - 27. ISBN 978-0071363600
- ^ “"副実像"の写像公式化の研究”. 熊本県立宇土高等学校. 2022年3月5日閲覧。
- ^ 鶴田匡夫「第8・光の鉛筆[11 読書用ルーペ2 明視距離]」『O plus E』、アドコム・メディア、2006年6月。
- ^ 小穴純『レンズの話』。
- ^ 鶴田匡夫『続・光の鉛筆 : 光技術者のための応用光学.』新技術コミュニケーションズ、1997年。 ISBN 4-915851-02-8。
- ^ 鶴田匡夫「第8・光の鉛筆[10 読書用ルーペ1 倍率と解像力]」『O plus E』、アドコム・メディア、2006年5月。
- ^ ニコンビジョン. “ハイグレード読書用ルーペ”. 製品紹介. 2008年6月2日閲覧。
- ^ 池田レンズ工業. “ルーペの倍率”. ルーペスタジオ楽天店. 2006年6月2日閲覧。
- ^ ニコンビジョン. “ペンダントルーペ”. 製品紹介. 2008年6月2日閲覧。
- ^ 鶴田匡夫「第8・光の鉛筆[9 19世紀半ばのルーペ]」『O plus E』、アドコム・メディア、2006年4月。
- ^ 鶴田匡夫「第8・光の鉛筆[12 読書用ルーペ3 両眼視ルーペ]」『O plus E』、アドコム・メディア、2006年7月。
- ^ レーザー用など、目的によってはゼロにできる場合がある。
参考文献
- 吉田正太郎『光学部品研磨技術』宇宙物理学研究会、1954年。
- Frank Twyman (1952年). Prism and Lens Making: A Textbook for Optical Glassworkers. Hilger & Watts
- Frank Twyman 著、富岡正重・山田幸五郎 訳『プリズム及レンズ工作法の研究』宗高書房、1956年。
- Willy Zschommler (1963年). Feinoptik-Glasbearbeitung: Werkkunde f.d. Feinoptiker. Hanser
- Willy Zschommler 著、浅野俊雄 訳『レンズ・プリズムの精密加工 : -光学工場必修技術ー』恒星社厚生閣、1969年。
- 吉田正太郎『レンズとプリズム―その研磨の実際』地人書館、1985年6月。 ISBN 9784805202197。
- 吉田正太郎『光学機器大全』誠文堂新光社、2000年3月。 ISBN 9784416200001。
- 永田信一『図解 レンズがわかる本』日本実業出版社、2002年11月。 ISBN 4-534-03491-1。
- 桑嶋幹『よくわかる最新レンズの基本と仕組み : 身近な現象と機器に学ぶ』秀和システム〈図解入門〉、2005年。 ISBN 4-7980-1028-6。
関連項目
外部リンク
- “レンズの語源 （レンズの名前の由来）”. 2011年2月20日閲覧。
- 安藤幸司 (2010年1月18日). “AnfoWorld --- マッキントッシュと計測カメラのホームページ”. アンフィ（有）. 2011年9月18日閲覧。
- “ODG 日本光学会（応用物理学会）光設計研究グループ”. 2011年9月18日閲覧。
レンズ
「レンズ」の例文・使い方・用例・文例
- カメラレンズは人間の目に似ている
- 凹レンズ
- 凸レンズ
- 倍率100のレンズ
- 高速撮影レンズ
- あなたはコンタクトレンズを合わせてもらう必要がある
- 眼鏡のレンズが片方割れてしまった
- カレンズさんは継続的な社会貢献で新聞に名前が載った
- 眼はたとえて言えばカメラのレンズにもっとも似ている
- 単式レンズ
- 私はレンズをf4まで絞って写真をとりたい
- コンタクトレンズをつけている
- 広角レンズ
- 私はこのレンズを使います
- 各レンズに高解像度のレンズを使用しています
- レンズが水分をたっぷり含む
- その会社の目玉商品はコリメーションレンズです。
- 半球レンズを使った水準器
- このレンズはシャープでコントラストの強い画像を生む。
- この顕微鏡の対物レンズをつける台は回転式だ。
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