光軸:光学系の中心線
光学系において、
光軸とは
光束の中心を表す仮想的な直線を指します。これは、
光学系全体を貫く
光の経路を理解する上で非常に重要な概念です。
レンズの場合: 単レンズであれば、レンズの両面の
曲率中心を結ぶ直線が
光軸となります。この軸上に、
光学系の重要な位置である主点、焦点、節点といった主要点が定義されます。これらの点は、
光の屈折や集
光を計算する際に基準点として使用されます。複雑な
光学系でも、それぞれの
光学素子の回転対称軸が
光軸と一致することが多く、全体として一つの
光軸が定義されます。
光ファイバーの場合: 光ファイバーにおいては、
光ファイバーの中心線が
光軸に相当します。
光信号はこの
光軸に沿って伝送されます。
光ファイバーの製造精度や材質は、
光軸周りの
光の伝送効率に大きく影響します。
複屈折結晶の場合: 複屈折結晶は、
光学異方性を持つため、入射した
光が2方向に分裂して伝播します。しかし、
光軸に沿って入射した
光は、この分裂を起こさずに単一方向に進むという特徴があります。この
光軸方向は、結晶の構造に依存しており、特定の結晶学的軸に沿っています。
自動車の前照灯の場合: 自動車の
前照灯では、
光軸は照射される
光束の中心線を指す通称として用いられます。以前の自動車検査では、走行ビームの中心点が
光軸として検査の対象となっていました。しかし、2015年9月1日以降は、検査基準が変更され、すれ違いビームのエルボー点の位置が検査対象となっています。エルボー点とは、すれ違いビームの照射範囲における境界点であり、安全な走行を確保するために正確な位置調整が求められます。この変更は、より安全性の高い照明システムの実現に貢献しています。
このように、
光軸は
光学系、
光ファイバー、結晶、そして自動車のヘッドライトなど、様々な分野で用いられる重要な概念です。それぞれの分野において、
光軸の定義やその重要性は異なってきますが、いずれも
光学現象を理解する上で不可欠な要素となっています。
光軸の正確な位置や特性は、
光学機器の性能や安全性を左右する重要なファクターです。