直径が異なるプラスチック円盤を張り合わせてレンズは

質問

作れますか。いろいろな食品の包装に使われている薄い透明なプラスチックを凸レンズの断面に合わせて大小円板状に切り取り、これらを同心円状に張り合わせたものは凸レンズのようになるでしょうか。あるいは実用にはならないのでしょうか。

回答No.2

trytobe · ベストアンサー

形状としては、フレネルレンズと同じように加工できますが、

フレネルレンズ - Google 検索
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%83%AC%E3%83%B3%E3%82%BA

薄いプラスチックを貼り合わせるときに、屈折率が違う接着剤を間に挟んでしまうと、そこで全反射が起こり得る角度が生じるので、加工精度の面でも「貼り合わせ」ではなく「削り出し」のほうが現実的です。

透明 接着 界面 全反射 - Google 検索
https://www.google.co.jp/search?q=%E9%80%8F%E6%98%8E+%E6%8E%A5%E7%9D%80+%E7%95%8C%E9%9D%A2+%E5%85%A8%E5%8F%8D%E5%B0%84

回答No.4

tadys

＞これらを同心円状に張り合わせたものは凸レンズのようになるでしょうか。
なりません。
レンズで大事なのは表面が湾曲していることです。
表面が球面の一部になっているのが基本的なレンズです。

フレネルレンズという板状のレンズがあります。
このレンズは厚みのあるレンズからあなたの言うような板を同心円状に張り合わせた部分を取り除いて押しつぶした形状をしています。
こちらを参考にしてください。
http://homepage3.nifty.com/kuebiko/science/16th/sci_16.htm
上の参考資料から分かるように、中心部と周辺では角度が異なっています。
角度を上手く調整すればフレネルレンズに近いものは作れるでしょうが、性能を上げるためにはそれぞれが球面の一部になるように加工する必要が有ります。

お礼

球面の一部というのが重要ですね。段差が光の波長程度の薄さだったらよいのでしょうか。

回答No.3

W-164

レンズというのは、ガラスなど透明な物体に光が入り出ていくとき、その表面で光が屈折する事を利用しています。
球面のように、表面の角度が同心円状に角度が変化している事で屈折した光が一点に集まり焦点が合います。

その事から考えると、厚さの一定な、つまり裏と表が平行な透明プラスチックを同心円状に何枚重ねても表面の角度は平行のままなので、光が入るときと出るときの角度が同じになりますから、入った光は出るとき同じ方向に屈折してしまい、結局元の光と平行に進みます。光が一点に集まら無いのでレンズのような効果を得る事は出来ません。
断面の形より、表面の角度が大事なのです。

お礼

表面の角度が重要なのですね。勉強してみます。

補足

光の波長程度の段差ならよいのでしょうか。

回答No.1

titokani

ならないです。
凸レンズは、入ってくる光と、レンズとの角度が肝心です。
ただ階段状に張り合わせただけだと、光とプラスチックのとの角度は垂直のままなので、光が屈折しません。
円盤状に切り取って張り合わせただけでなく、表面が滑らかな角度を持つように磨き上げれば、レンズとして機能すると思います。

お礼

そういうものなのですね。よくわかりました。