光学レンズの基礎：球面レンズと非球面レンズ

レンズには、球面レンズと非球面レンズの二つがあります。球面レンズは、球面の一部を切り取った形状のレンズです。製造が容易で低コストというメリットがありますが、球面収差などの収差が発生しやすいというデメリットがあります。非球面レンズは、球面以外の曲面で構成されたレンズです。球面収差などの収差を抑制できるというメリットがありますが、製造が難しく、球面レンズよりも高価になるというデメリットがあります。

球面レンズとは？

球面レンズは、レンズの表面が球面の一部になっているレンズです。歴史が長く、製造技術が確立されているため、大量生産が可能でコストが抑えられます。そのため、様々な光学機器に広く使われています。

球面レンズの種類

球面レンズは、大きく分類すると凸レンズと凹レンズに分類されます。凸レンズと凹レンズについては以下の記事で詳しく説明していますのでご確認ください。

＞＞「光学レンズの基礎：凸レンズと凹レンズ」

非球面レンズとは？

非球面レンズは、レンズの表面が球面ではないレンズです。複雑な曲面を持つことで、球面レンズで発生しやすい収差を抑制することができます。近年では、製造技術の進歩により、様々な製品に利用されるようになっています。

非球面レンズの種類

非球面レンズは、大きく分類すると、片面非球面レンズと両面非球面レンズに分類されます。

・片面非球面レンズ:
レンズの片面のみが非球面になっているレンズです。製造コストを抑えつつ、ある程度の収差補正効果を得られます。

・両面非球面レンズ:
レンズの両面が非球面になっているレンズです。収差補正効果が高く、高性能なレンズに多く用いられます。

　

球面レンズと非球面レンズの比較

球面レンズと非球面レンズの比較を以下に示します。

項目	球面レンズ	非球面レンズ
形状	球面	非球面
製造	容易	困難
コスト	低	高
収差	発生しやすい	発生しにくい

　

球面収差とは？

球面収差とは、レンズの中心部と周辺部で屈折率が異なるために、光が一点に集まらず、ぼやけてしまう現象です。球面レンズでは、この球面収差が発生しやすいため、性能が低下することがあります。

非球面レンズは、球面収差を抑制することで、より高い性能を得ることができます。