ろうそくの 火は、上にも 下にも よこにも 光を 出します。

灯台とうだいで 見せたいのは、海の むこうの 船が いる ほうだけです。ほかの ほうへ 出た 光は、船には とどきません。

大きな 声を 出すとき、手を 口に あてて メガホンのように すると、声が 遠くへ 行きやすく なります。光にも、そんな ふうに 向きを そろえる くふうが 使われました。ただし 本当は、音と 光は ちがう ものです。

ろうそくや油のランプの炎は、あらゆる方向へ光ります。灯台が照らしたいのは水平線の方向、つまり船のいる側だけで、空や陸へ向かった光は役に立ちません。

国立公園局の解説によると、むき出しの炎は光のほとんどを無駄にし、反射鏡を後ろに置いても大きく失うといいます［1］。フレネルレンズは、散らばる光をガラスのプリズムで曲げて、1本の光の束にまとめる仕組みです［1］。

灯台の光源は、炎でも電球でも、そのままでは全方向に光を出す。見せたい方向は水平線のあたりだけで、それ以外へ向かった光は使われない。

米国立公園局の解説は、むき出しの炎は光の約97%を失い、反射鏡を後ろに置いても60〜80%を失うのに対し、フレネルレンズの損失は最大で20%だと述べる［1］。これは米国の解説にある数値で、日本の灯台の実測値ではない。光を「どれだけ有効に使えるか」の目安として読むのがよい。

同解説は、フレネルレンズの姿を、多面のガラスプリズムを真鍮の枠に取り付けた巨大な蜂の巣に似ているとし、散らばった光を屈折・反射させて1本の光の束にすると説明する［1］。

光を まっすぐに そろえるには、まるく ふくらんだ レンズが つかえます。ルーペのような レンズです。

でも 灯台とうだいで 使う ほど 大きな ものを 作ると、ぶあつくて とても 重く なります［2］。

そこで、小さな レンズを たくさん 組み合わせて、大きな レンズと 同じ はたらきを させる 考えが 出て きました［3］。

光の向きをそろえるには、ふくらんだ凸レンズが使えます。ところが灯台で必要になる大きさで作ると、ガラスが厚くなって重くなりました［2］。

灯台レンズの更新を伝える記事は、海上保安庁の説明として、灯台のフレネルレンズを、プリズム状のレンズを何枚も組み合わせて、厚くて重い大きな凸レンズと同じ働きをさせたものだと紹介しています［3］。

光源を焦点に置き、凸レンズで屈折させれば、光の向きをほぼそろえられる。灯台の規模でこれを普通の凸レンズで実現しようとすると、厚みが大きくなり重くなりすぎた［2］。

灯台レンズの更新を伝える報道は、海上保安庁の説明として、灯台のフレネルレンズを「プリズム状の複数枚のレンズを組み合わせ、厚くて重い大きな凸レンズと同じ性能を出したもの」で、焦点に置いた光源の光を屈折させ平行光線として放射する、と紹介している［3］。「平行光線」は理想化した言い方で、実際の光は少し広がる。

フランスの 物理学者、フレネルさんが、1822年に この レンズを 発明したと いわれます［2］。もともとは 灯台とうだいの ために 作られました［2］。

大きな レンズを、わの 形の だんだんに 分けて、あつみを へらしました［2］。すると、ずっと 軽く なります。

1823年には、フランスの コルドゥアン灯台とうだいに はじめての レンズが つけられました［4］。

フランスの物理学者オーギュスタン・ジャン・フレネルが、このレンズを1822年に発明したとされます［2］。大きな凸レンズを同心円状の領域に分け、のこぎりの歯のような断面にすることで、厚みを大きく減らしました［2］。もともと灯台用で、重さも製造費も抑えられたといいます［2］。

ボルドー沖の灯台で

1823年7月、フレネルは最初のレンズをボルドー沖、ジロンド河口のコルドゥアン灯台に設置しました［4］。8枚の段付きレンズを八角形のドラムに取り付け、時計仕掛けで回転を調整したと、フランス文化省のサイトは説明しています［4］。

海からは、一定の灯りの中に、毎分数秒だけ明るく脈打つ光が見えたといいます［4］。

フレネルレンズは、通常のレンズを同心円状の領域に分け、段をつけた断面にして厚みを減らした、のこぎり状の断面を持つレンズで、1822年にフランスの物理学者オーギュスタン・ジャン・フレネル（Fresnel）が発明したとされる［2］。元来は灯台用で、従来の凸レンズでは厚みが大きく重くなりすぎた［2］。

フランス文化省のコルドゥアン灯台の解説によれば、フレネルは1822年に8枚の円形（牛の目型）レンズ板を使う閃光式の設計を完成させ、ビュフォンとコンドルセの案も参考にした。1823年7月、ボルドー沖ジロンド河口のコルドゥアン灯台に最初のレンズを設置している。中央の八角形のドラムに8枚の段付きレンズを付け、重り式の時計仕掛けで回転を調整した。光源は同心円状の芯を重ねた5芯のランプで、遠くからは一定の灯りが毎分数秒だけ明るく脈打つように見えたという［4］。

一般的な到達距離について、米国立公園局は、それまで最も明るい灯台の光が8〜12マイル（約13〜19km）先までだったのに対し、レンズは水平線の先、20マイル超（約32km超）まで届いたとする［1］。マイルは陸のマイルで、海里ではない。

フレネルレンズは、大きさで 「等」に 分かれます。いちばん 大きい 第1等は、高さが 人の せの たかさの 2倍ほど あると、米国の しりょうに あります［1］。

大きな 灯台とうだいでは、レンズが ゆっくり まわります。すると 海の 上の 人には、光が ぴかっ、ぴかっと 見えます［5］。

まわる はやさや 光を 出す 板の 数を かえると、灯台とうだいごとに ちがう 光りかたが 作れます［1］。

千葉県の 犬吠埼いぬぼうさき灯台とうだいは、いちばん 大きい 級の レンズで、15秒に 1回 光ります［6］。

レンズは大きさによって「等」に分かれ、第1等が最大です。米国の解説では高さ約3.7m、直径1.8m超とされます［1］。回転する閃光板の数や速さを変えると、灯台ごとに違う光り方を作れます［1］。

日本の灯台のレンズにも、第1〜第3等の大型、第4・第5等の中型、小型の区分があります。大型灯台ではレンズを回して、レンズの中心方向にできる強い光を海の上で回します［5］。

犬吠埼灯台の例

千葉県銚子市の犬吠埼灯台は、最大級の第1等レンズを使い、明治7年11月15日に点灯しました。白い光が15秒に1回光り、光の届く距離は19.5海里（約36.1km）と、国土交通省の紹介ページにあります［6］。

フレネルレンズは大きさで等級に分かれ、第1等が最大、第6等が最小で港や水路向けとされる。米国立公園局の解説では、第1等は高さ約12フィート（約3.7m）、直径6フィート（約1.8m）超、第6等は幅約1フィートである。資料により大きさの数値に差がある。回転する閃光板の数と速さの組み合わせで、灯台ごとに異なる光り方を作れる［1］。

日本でも、灯台のレンズは第1〜第3等の大型、第4・第5等の中型、小型に区分される。大型灯台ではレンズを回転させ、レンズの中心方向に生じる閃光を回している［5］。

国土交通省の千葉のインフラツーリズム紹介によれば、犬吠埼灯台（犬吠埼いぬぼうさき、千葉県銚子市）は最大級の第1等レンズを使い、明治7年（1874年）11月15日に点灯、単せん白光で毎15秒に1せん光、光達距離は19.5海里（36.1km）とされる［6］。1海里は1.852kmなので、19.5×1.852≒36.1kmで数値は合う。

光が どんなに つよくても、地球は まるいので、水平線の むこうは 見えません［7］。

だから 高い ところに ある 灯台とうだいほど、遠くまで 見えます。船に のる 人の 目が 高いほうが、より 遠くまで 見えます［7］。

光の つよさと、地球の まるさ。この ふたつが、見える きょりに かかわって います。

灯台の光が見える距離には、二つの考え方があります。一つは、光の強さと空気の透け具合で決まる距離。もう一つは、地球の表面が湾曲していることで決まる、幾何学的な限界の距離です［7］。

光がどんなに強くても、水平線の向こうにある光は地球の丸みに隠れて見えません。この限界は、灯台の光源の高さと、見る人の目の高さが高いほど遠くなります［7］。

海運の解説サイトの式［7］に仮の数字を入れてみると、光源の高さ25m、目の高さ4mなら約27km、光源が100mなら約47kmです。高さを4倍にしても、距離は2倍にならず約1.7倍でした。

灯光の到達距離には、光の強さと大気の透過率で決まる光学的光達距離と、地表の湾曲で決まる地理的光達距離がある［7］。前者が地理的な限界より長くても、水平線を越えた向こうは見えない。

海運系の解説サイトは、地理的光達距離（海里）を 2.10×(√灯高〔m〕＋√観測者の目の高さ〔m〕) と示している［7］。実在の灯台ではなく、仮に灯高25m、目の高さ4mとすると、2.10×(5＋2)＝14.7海里で、約27.2kmになる。灯高を4倍の100mにすると、2.10×(10＋2)＝25.2海里で、約46.7kmだ。高さを4倍にしても、距離は約1.7倍にしかならない。

灯高は塔の全高とは別に扱われる値なので、犬吠埼灯台の構造物の高さなどを、そのまま式に入れてはいけない。犬吠埼の19.5海里という値が、どの条件を前提に示されたものかは、上の資料には書かれていない。

岩手県の 魹ヶ埼とどがさき灯台とうだいでは、昭和25年から およそ75年、レンズが 東北の 海を てらしました［8］。

2025年2月に、その レンズは とりはずされました。光は 電球から LEDに、電源でんげんは 太陽光発電に かわりました［8］。

海上保安庁かいじょうほあんちょうは、この 大きな ガラスの レンズを 作る ぎじゅつは 世界中で とだえて しまい、もう 作れないと 話しています［8］。とりはずした レンズは、博物館はくぶつかんなどに ゆずって 展示てんじする 考えです［8］。

岩手県宮古市の魹ヶ埼灯台のフレネルレンズは、昭和25年6月23日から約75年、三陸の海を照らしました。令和7年2月に撤去され、光源は電球からLEDへ、電源は商用電源から太陽光発電へ替わりました［8］。

海上保安庁は、この種のガラス製大型レンズの製造技術は世界中で途絶えていて、二度と作れないとしています［8］。撤去したレンズは博物館や教育施設、自治体などへ無償で譲り、展示する考えです［8］。

令和5年には、高松港朝日町外防波堤北灯台で約40年使われたレンズが、瀬戸内海歴史民俗資料館（香川県）に寄贈されると案内されました。資料館は、敷地内の「歴民の灯台」の中に展示し、夜はランプを点灯して公開する予定としました［9］。

海上保安庁釜石海上保安部の報道発表（令和7年2月14日）によれば、魹ヶ埼灯台（魹ヶ埼とどがさき、岩手県宮古市）のフレネルレンズは、昭和25年（1950年）6月23日からおよそ75年、三陸の海のみちしるべとして使われ、令和7年（2025年）2月に撤去された。光源は電球からLEDへ、電源は商用電源から太陽光発電へ変わった［8］。

同発表は、ガラス製の大型レンズの製造技術は世界中で途絶しており、二度と製造できないとする。撤去したレンズは、博物館・教育施設・地方自治体などへ無償譲渡し、展示する考えだと述べる［8］。

香川県立ミュージアムの案内では、高松港朝日町外防波堤北灯台で約40年使われたフレネルレンズが、瀬戸内海歴史民俗資料館に寄贈される予定（令和5年時点の案内）。資料館は、敷地内の「歴民の灯台」の中に展示し、夜はランプを点灯して公開する予定としている［9］。

今日 できること

手もとの 懐中電灯かいちゅうでんとうの 前の カバーを 見て、中に ある ぎんいろの おわんの 形を 見てみましょう。光を 一つの 向きに 集める くふうが あるか、考えられます。電球の 光を そのまま じっと 見つめては いけません。

調べてみよう

お家の 人と いっしょに、海上保安庁かいじょうほあんちょうの 灯台とうだいの 一覧いちらんで、近くの 灯台とうだいの 光りかたを 調べられます。「海上保安庁かいじょうほあんちょう 灯台とうだい 一覧いちらん」と 入れて さがします。「何秒に 何回 光るか」が のって います。夜の 海べに 行くときは、大人と いっしょに、水ぎわから はなれて 見ましょう。

今日できること

手もとの懐中電灯の前のカバーを外さずに、中の銀色のお椀のような反射板を観察します。光を一つの向きに集める工夫がどこにあるか探せます。電球の光は直接じっと見つめないでください。

調べてみよう

海上保安庁の灯台の一覧で、近くの灯台の光り方（何秒に何回光るか）を調べられます。フレネルレンズがまだ使われているか、LEDに替わったかは灯台ごとに違うので、公式の情報で確かめてください。夜の海辺に行くときは大人と一緒に、水際から離れて観察します。

出かけてできること

役目を終えたレンズを展示している施設もあります。例として、瀬戸内海歴史民俗資料館（香川県）の案内があります［9］。

今日できること

懐中電灯の前面カバーの内側にある反射板を観察し、光を一つの向きに集める仕組みを考える。フレネルレンズとは仕組みが違うので、灯台との直接の比較はしない。電球を直視しないこと。

資料を読む

海上保安庁の灯台の一覧で、近所の灯台の光り方を調べられる。フレネルレンズが現役か、LEDに更新済みかは灯台ごとに異なるため、更新の有無は公式の情報で確認する。夜の海辺での観察は、大人と同行し、水際から離れる。

展示は［9］のほか、魹ヶ埼灯台のレンズも、譲渡して展示する考えが示されている［8］（公開の有無は各施設で確認）。