![越前岬灯台のフレネルレンズ 越前岬灯台のフレネルレンズ](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/2b/ec/088bb960972df157a1c7a183cd1136f7.jpg)
これは、灯台などで光を遠くまで届くように集光させるためにレンズが使われているのですが、口径が大きいので通常のレンズのように作るととても重くなってしまい、光の透過ロスも大きくなるので、写真のように三角形のプリズムのような形のリングを組み合わせて大口径レンズの働きを持たせたレンズです。
最近は透明の薄いシートに、このフレネルレンズが加工されているルーペなどもあり、老眼になってきた私も時々重宝してます。
![フレネルレンズ フレネルレンズ](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/35/0c/e3122b895b9bbbb7632fe98417f45429.png)
![フレネルレンズ フレネルレンズ](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/53/d4/ee0309cee47dcfd417e44ef035ad7231.jpg)
![音のフレネルレンズ 音のフレネルレンズ](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/32/2e/8d9245c9ce8ce0503e4a67814912861c.jpg)
これは、フレネルレンズのように同心円のリング状の板を図のように並べた物です。
この「音のフレネルレンズ」の反対側に特定の周波数のスピーカーを置いて音を出すと、計画された焦点位置に音がピンポイントで集まっているのが聞こえます。
この「音のフレネルレンズ」の設計にあたっては、使用する音の周波数や焦点位置を決めて、正確に同心円のリング状の板と隙間の部分の大きさを決めて作る必要があります。
しかしこの「音のフレネルレンズ」は、見た目は同心円状の板で構成されているので光学フレネルレンズと似ていますが、光学の屈折ではなくて、リング状の板の隙間を抜けてくる音の回折現象を利用して焦点を結ばせています。ですから、フレネルレンズとは言っても、光学レンズのフレネルレンズとは全く原理も違います。
![回折レンズ 回折レンズ](https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/07/26/57617975eccce098130db8d0929aa6f0.jpg)
この回折レンズはカメラの多層なレンズ群の中に組み込まれていて、レンズの色収差などを軽減するために使われるそうで、光学レンズに光の波長程度の細かいリング状のスジが加工されているそうです。
その後いろいろと調べてみたら、キャノンで開発した製品でした。
つまり、屈折レンズでは必ず出てくる色収差による焦点ズレを、回折レンズを使って、全く逆の色による焦点ズレを作って、そのようなレンズを重ねることによって、完全に色収差が無いレンズになっているそうです。
詳しい話は、このキャノンのページをご覧ください。
ちょっと難しい話になってしまいますが、回折現象はガラスの表面に細かい溝がいくつも刻まれている状態なのですが、その溝の感覚で、色のズレを自由に調整できるのです。
ただ、屈折レンズのように拡大縮小は出来ないので、拡大縮小の働きは屈折レンズに任せて、最後の色収差の調整部分に、回折レンズを交えて、補正するということのようです。
回折現象を利用したレンズも販売されているのですね。
光の回折は高校では、ホイヘンスの原理として学びました。。
それを数学的に定式化した計算が、キルヒホッフの積分表示です。
回折されている箇所から観測地点までの距離で演算の近似が異なり
近い場合をフレネル回折
遠い場合をフラウンフォーファー回折
というそうです。
式で証明できても、何故、波が回折するかって一言では言いにくいですね
私などは雑学の聞きかじりばかりで書いていますので、こういうちゃんとした理屈が書ける人は尊敬しますよ。
でも、光学的な回折レンズがあるというのは、ちょっと驚きで新しい発見でした。
実物を見てみたいです。
実際に実験をして、理論が形成されて来たのだと思います。
物理学は、理論と実験が両輪となって、発展してきたのだと思っています。