ピンホールと虫めがね１つで，景色がズームアップする，ふしぎな望遠鏡が作ってみましょう。
【用意するもの】
・アルミホイル，黒い紙，紙の筒（ラップのやトイレットペーパーの「しん」でOK。無かったら，自分で紙を丸めて……），針（まち針や虫ピンなど，細いものがいい）。
・虫めがね（凸レンズ）：なるべく焦点距離（しょうてんきょり）の短いもの（倍率の高いもの）を使います。
☆虫めがねの焦点距離のはかり方
虫めがねで太陽の光を集めて，一番小さな点になるところと，虫めがねの間のきょりをはかります。これが焦点距離になります。はかるときは，虫めがねで太陽を見たりしないこと！ また，太陽の光の集まっているところは，熱くなるので，もえやすいものをおかないこと！
電球などの光でも，これと同じ方法で，だいたいの焦点距離がわかります（本当の焦点距離よりも，ちょっと大きい数字になります）。
【作ってみよう】
・ズームする筒を作る
太さのちがう紙の筒を２つかさねて，のびちぢみするようにします。このとき，細いほうの筒のうしろに，虫めがねをつけます。筒のかさなった部分は，すき間から光がもれないように，紙を巻いて筒の太さを調節して，筒がぴったりスライドするようにします。筒の内側は墨などで黒くしてておくと，さらに良いでしょう。筒の長さは，虫めがねの焦点距離より長くなるようにします。
・ピンホールを作る
筒の直径よりも大きい，アルミはく，または黒い紙を用意します。アルミはく（または紙）のまん中に，針で小さな穴を１つだけ，あけます。穴の大きさは，直径0.1〜0.3mmぐらい。できるだけきれいな丸い穴を作ってください。穴の大きさや形をいろいろ変えて，いくつも作っておくと，いいでしょう。
穴をあけたアルミはく，または黒い紙は，筒の前のほうにかぶせるようにして，とりつけます。
これで完成。
左のほうにピンホールをあけたアルミはく，右のほうに虫めがねがついています。
つつはトイレットペーパーのしん。
すこしだけ，のびちぢみするようにしてあります。
さて，のぞいてみましょう。
この望遠鏡は，さかさまに見えます。
見える像は暗いので，なるべく外の，明るいけしきを見ます。レンズのあるほうからのぞきます。虫めがねを使った場合，レンズに目を近づけると，小さな点しか見えません。この光の点を見ながら，ゆっくりと目とレンズから遠ざけてゆくと，遠くのけしきが見えるポイントがあります。ぼんやりと，けしきが見えたでしょうか？……見えたら，こんどは筒をのばしてみます。……見えているけしきが，大きくなります。筒をちぢめると，けしきが小さくなります。
虫めがねを２枚かさねて使うと，もうちょっと倍率が上がります。
【でも，どうして？】（ちょっとくわしい説明）
ここからは，カメラや望遠鏡の話で，ちょっと難しくなりますが，おつき合いください。
ピンホールカメラを知っていますか？写真の原点とも言える，このカメラには，レンズがありません。レンズの代わりをするのが，小さな針穴（ピンホール）。「ピンホール望遠鏡」も，この原理を利用したものです。
凸レンズが像を結ぶ原理を考えてみましょう。
この図のように，ある一点から出た光は，放射状に広がっています。その一部をレンズで捉えて，焦点に収束させることで，像を得ています。望遠鏡の場合，焦点付近に拡大用の小さなレンズ（接眼レンズ）を置くことで，拡大像が見えるようになっています。
では，このレンズを，焦点距離を変えずに，どんどん小さくしてゆきます。捉えることの出来る光束は小さくなり，より平行光線に近づきますが，焦点位置の前後では光束に広がりがあり，ピンボケ状態です。
さらにレンズを小さくしてゆくと，光束は細い一本の線に近づきます。ここでレンズを取り払い，ピンホールだけにしてみると……
これでも結像しています。これがピンホールカメラの原理。
ピンホールは，レンズと違う特性があります。
それは，どこでもピントが合っていること。上の光路図を見ると，光束が拡散している（＝ピンボケ状態）所が無いことがわかります。そのため，ピンホールからの距離＝焦点距離となり，ピンホールから接眼レンズまでの距離を取るほど，倍率が上がります。
こんな風に，距離を取れば拡大像が得られます（拡大すれば，像はさらに暗くなりますが）。
しかし，ピンホール望遠鏡は，入ってくる光束が極端に小さいので，見える像は，肉眼よりも暗くなります。ピンホールの直径は，大きくても１mm未満ですから，人の瞳孔の直径（２〜７mmぐらい）よりもはるかに小さく，それをさらに拡大して見ているので，像は暗くなってしまいます。
では，穴を大き目にしたら？……すると，光束が太くなるので，明るくはなりますが，全体にピンボケ状態となります。シャープにするなら，穴は小さめのほうが良いのです。……ところが，こちらも限界があり，穴の大きさと穴から接眼レンズまでの距離（＝対物レンズの焦点距離に相当）の比率（＝口径比）が100を超えるあたりから，光の回折による像の劣化が目立ってきます。今回の工作では，ピンホールの焦点距離を10〜15cmぐらいに設定し，ピンホールの直径をF50〜100ぐらいの口径比になるように設定してみました。
この望遠鏡で月のクレーターが見えるでしょうか？……結論から言ってしまえば，無理です。望遠鏡の分解能は対物レンズの口径が大きいほど優れます。御紹介したピンホール望遠鏡は，口径１mm未満。理論上，肉眼の分解能よりも劣ります。実用性はほとんどありません。単に，ズーミングして拡大像を眺めて遊ぶ，オモチャだと思ってください。でも，光学的にはけっこう面白い物ですし，虫めがね１枚で景色がズームアップする面白さを体験して，望遠鏡やカメラに興味を持ってもらえたらいいな，と思います。
もし，天体望遠鏡をお持ちでしたら，天体望遠鏡用のアイピースを使えば，格段に見やすくなります。ピンホールとアイピースの距離を欲張らず，焦点距離の長いアイピースを使うのがコツです。また，長さ１ｍぐらいのパイプを使い，直径１mmぐらいのピンホールを作れば，日食の撮影ぐらいは，出来ると思います。日食のとき，木漏れ日が欠けた太陽の姿を映し出しますが，あれと全く同じ原理です。