JP2881439B2 - 多焦点複屈折レンズ系 - Google Patents

多焦点複屈折レンズ系

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多焦点非色消し又は色消し多成分光学レンズ
系に関し、さらに詳しくはレンズ構成の少くとも一つが
複屈折レンズであるレンズ系に関するものである。
〔従来の技術〕
複屈折レンズはすでに知られている。英国特許第231,
848号明細書は偏光子として用いられている複屈折レン
ズを開示している。複屈折レンズは異なつた縁の二つの
直交する偏光ビームを生じるので、ダイアフラム又は等
方レンズが一方のタイプの偏光ビームのみを生じさせる
ために、二つの偏光ビームのうちの一方を除くために用
いられる。米国特許第2,317,809号明細書は凸面上に平
凹等方レンズを固着した平凸複屈折レンズを開示してい
る。このアセンブリーは線形偏光の一状態の光に対し正
の拡大力をもつたレンズとして作用し、他方の偏光の直
交状態の光に対しゼロの拡大力をもつた平行板として作
用する。このレンズアセンブリーは写真用途に対しフア
インダー内に集積される。英国特許第865,361号明細書
は、組合せレンズの二つの拡大力が対象拡大力から等距
離にあるように、プリズム複屈折レンズが等方カバーレ
ンズと組み合わされている。レンズ系が人間の眼を試験
するための光学装置内に組み込まれている。この装置は
鋭さの異なつた二つの映像が眼の検査の間、同時にかつ
相並んで見られ得るように、ｏ光線（常光線）とｅ光線
（異常光線）によつて形成された二つの映像を区別す
る。米国特許第3,211,048号明細書は同一の複屈折物質
からなる平凸／平凹二重レンズアセンブリーについて言
及している。このアセンブリーにおいて、二つの複屈折
レンズの一つは平面等方レンズに置き代わり得る。この
アセンブリーは分光計において、例えばプリズムや偏光
子のような分散素子と協同して作用する。米国特許第3,
432,238号明細書は偏光入射光の位相シフトをさせるた
めの平凹／平凸二重複屈折レンズを開示している。合成
干渉パターンが分光装置に利用される。
複屈折レンズは線形偏光の一つの面に関わる一つの拡
大力と、偏光のもう一つの直交面に関わるもう一つの拡
大力をもつているので、偏光面を回転することのできる
部材が、入射光が線形偏光であるとき、二つの拡大力の
うちの一つを選ぶように用いられる。米国特許第3,410,
624号では複屈折レンズ・プリズムと一緒に電気光学制
御素子（ケルセル）を用いている。該特許では、各一つ
のレンズおよび一つのケルセルからなるｍ個の光学系が
2m個の焦点を発生することができる。ｎ個のケルセルお
よびｎ個の複屈折レンズからなる同様のアセンブリーが
フランス特許第1552198号に開示されている。米国特許
第3,520,592号および「応用光学」1969年第８巻第10号2
117〜2120頁（複屈折レンズを用いた多重像）には、一
以上の複屈折レンズを用い、各レンズが偏光面制御素子
と組み合わされた光学結像系が開示されている。米国特
許第3,563,632号は、それぞれケルセルと複屈折レンズ
を有する整列された一連ステージのアセンブリーが共通
の電解槽内に浸されているデイジタルの光学焦点距離モ
ジュレータが開示されている。電解液の屈折率の温度依
存性が補償されるように各レンズが形成されている。該
特許に類似の光学系において、１つのケルセルあたり二
つの複屈折レンズを用いることが米国特許第3,565,510
号に開示されている。「光学技術」1973年第40巻第５号
277〜279頁（二重偏光レンズ）は、平凸／平凹複屈折レ
ンズ系からなる二重偏光レンズを開示している。こノレ
ンズ系は平行参照ビームと焦点信号ビームとを発生させ
るために等方レンズと組み合わされ、これらのビームは
レーザ系で使われるために互いに直交している。米国特
許第3,758,201号は等方可変拡大力レンズ系と組み合わ
された平凸／平凹複屈折二重レンズを開示している。米
国特許第3,990,798号は単一結像面内に、異なつた物体
面内にある物体の像を生じさせるために、顕微鏡のアイ
ピース（接ぎレンズ）として使われる平凸／平凹複屈折
レンズを開示している。複屈折物質からなる平凸／平凹
二重レンズは、異なつた距離にある物体の像が同一の倍
率で示される二重結像系を開示している米国特許第4,50
6,762号に記されている。米国特許第4,575,849号は光学
フイルターと偏光子との組合せにおける位相面として用
いられる平凸／平凹複屈折レンズを開示している。
複屈折レンズが主として平凸／平凹レンズアセンブリ
ーに用いられていることが、上記従来技術に示されてい
る。このようなアセンブリーは、偏光平行ビームを生じ
させるために等方レンズと組み合わされる。プリズム複
屈折レンズとプリズム等方レンズの組合せが、眼の検査
のために一物体の二つの相並ぶ像を作るために用いられ
る（前記フランス特許第865,361号）。さらに、前記各
特許において、複屈折レンズと偏光面の方向の制御部材
との組合せ系が可変焦点距離系として示唆されている。
上記従来技術において、水晶や方解石のような無機結
晶が複屈折物質として記されている。複屈折は、ある種
の有機ポリマーの性質としても示される。例えば、米国
特許第4,384,107号、4,393,194号、4,933,196号、4,43
3,132号、4,446,305号、4,461,886号、4,461,887号、4,
503,248号、4,520,189号、4,521,588号、4,525,413号、
4,575,547号、4,608,429号、および4,628,125号に高複
屈折を示し、単軸結晶の光学特性をシミュレートするポ
リマーを開示している。これらの複屈折ポリマーは多層
光送信−偏光素子内で等方層とともに用いられる。
多くのポリマーが、例えば圧力をかけることにより複
屈折を示すことが知られている。偏光による光弾性と圧
力分析の全分野は、この現象に基づいている。ポリマー
を弾性範囲以上に引つ張ることにより、複屈折がポリマ
ーに非可逆的に与えられる。これは例えば米国特許第3,
522,985号に示されている。
眼科用レンズは多焦点距離を有し、特にコンタクトレ
ンズがこの性質を有することが、米国特許第3,794,414
号、4,162,122号、4,210,391号、4,340,283号,4,338,00
5号、4,637,697号、4,641,934号、4,642,112号、および
4,655,565号に示されている。それらの組合せに用いら
れる光学メディアが等方であることは、これらのレンズ
に共通である。これらのレンズに適切な幾何パラメータ
を与えることにより、同時多拡大能力が得られる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、少くとも二つの焦点距離が互いに独
立に選択される多焦点（２、３、４、…焦点）非色消し
の複屈折レンズ系を提供することにある。
又、本発明の目的は、望まない焦点を最大限抑制する
上記複屈折レンズ系を提供することにある。
又、本発明の目的は、従来技術よりも像の明るさ、
色、拡大倍率選択の自由さが優れている上記レンズ系を
提供することにある。
又、本発明の目的は、全体又は一部が光学グレードの
ポリマーからなる上記レンズ系を提供することにある。
又、本発明の目的は、多くの可変拡大力の中から拡大
力を選択するために非色消し又は色消し複屈折レンズ系
を一以上の偏光部材および１以上の偏光フイルターと組
み合わせることにある。
又、本発明の目的は、少くとも一つのレンズ面が物理
パラメータおよび予め選択された焦点距離に独立な形状
を与えられている上記レンズ系を選択することにある。
又、本発明の目的は、少くとも一つの焦点距離におい
て、望ましい色収差の度合を示す上記レンズ系を提供す
ることにある。
本発明は、上記目的を踏まえ上記レンズ系に基づく眼
内用レンズを提供するものである。
〔発明の構成〕
本発明の第１は、ａ）複屈折レンズである第一レンズ
と ｂ）該第一レンズに隣接した第二レンズとからなり、 第一・第二レンズの対向面の曲率が実質的に同一か相
補になっており、第二レンズが （ｉ）第一レンズの光学軸の方向とは異なる方向の光学
軸を有する複屈折レンズ、又は （ii）二つの屈折率がいずれも第一レンズの二つの屈折
率と異なる複屈折レンズ、又は （iii）常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
一であるが、異常光線に対する屈折率は第一レンズのそ
れとは異なる複屈折レンズ、又は （iv）異常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
一であるが、常光線に対する屈折率は第一レンズのそれ
と異なる複屈折レンズ、又は （ｖ）等方レンズからなり、 レンズ軸に平行に入射する光に対しては、各々がレン
ズ系の軸上の予選択された正又は負の焦点距離に位置す
る少なくとも二つの焦点を同時に有し、第一又は第二レ
ンズのいずれかの一つの面が該予選択された焦点に依存
しない曲率を与えられている多焦点レンズ系からなる眼
内用レンズである。
本発明の第２は、ａ）レンズ軸に実質的に直交してい
る光学軸を有する複屈折レンズである第一レンズと、 ｂ）該第一レンズに隣接した第二レンズとからなり、該
第二レンズが、 （ｉ）第一レンズの光学軸の方向と異なる方向の光学軸
を有する複屈折レンズ、又は （ii）二つの屈折率がいずれも第一レンズの二つの屈折
率と異なる複屈折レンズ、 （iii）常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
一であるが、異常光線に対する屈折率が第一レンズのそ
れとは異なる複屈折レンズ、又は （iv）異常光線に対する屈折率が第一レンズのそれと同
一であるが、常光線に対する屈折率が第一レンズのそれ
と異なる複屈折レンズ、又は （ｖ）等方レンズからなり、 レンズ軸に平行に入射する光に対して、レンズ系の軸
上の予選択された正又は負の焦点距離に各々が位置する
少なくとも二つの焦点を同時に有し、さらに該二つの焦
点の少なくとも一つの焦点距離が結像光の少なくとも二
つの異なる波長に等しい、少なくとも一つの焦点におい
て色消しであるか、予決定された量の色収差を示す多焦
点複屈折レンズ系からなる眼内用レンズである。
ここで第一レンズと第二レンズの相対位置をいうのに
使われている「隣接した」という用語は、第一・第二レ
ンズの対向面同士が直接相互接触している「複合レン
ズ」の場合と、第一・第二レンズの対向面が微小距離
（２〜3mm以下）離されている場合をさす。
非色消レンズ系で第一・第二レンズの対向面の曲率が
「実質的に同一又は相補的」とは、第一・第二レンズの
互いの界面に沿つて両レンズの面がすべての点において
会合し、互いに接触していることを意味している。すな
わち、例えば「実質的に同一」の曲率とは、無限大の曲
率半径をもつ互いに平面の場合であり、「相補的」な曲
率とは、例えば凸面と凹面とが合わさつた場合をいう。
「複合レンズ」とは、少くとも二つのレンズからな
り、隣接するレンズの対向面が実質的に同一又は相補的
であり、例えば平凹／平凸レンズ系のように対向面に沿
つて互いに固着されているレンズ系をさす。又、「複合
レンズ」は例えば偏光子のようなレンズ以外の一以上の
光学素子を挿入するために対向面がある距離だけ離され
ているレンズ系にも適用される。
「接触しているレンズ」とは、レンズ系の拡大力が各
レンズの拡大力の総和に等しい、少なくとも二つのレン
ズからなるレンズ系をさす。
「非色消し」という用語は、レンズ又はレンズ系の複
屈折又は等方光学メデイアの光分散により、一以上の拡
大力が結像光の波長に依存するレンズ又はレンズ系の性
質をいう。
対し一定の屈折値を示すレンズ系をいう。
本発明の多焦点非色消しおよび色消し複屈折レンズ系
は、複屈折レンズと他の複屈折レンズ又は等方レンズと
の数多くの順列・組合せからなり、少くとも二つの焦点
が予め選択可能であり、レンズ軸に平行に入射した光に
対し同一レンズ軸に沿つて上記焦点が位置し、第一・第
二レンズのどちらかの曲率が予め選択された焦点とは独
立に選ばれる。これらの制約の中で、どんな多くの実用
要求にも合う広範な多焦点光学設計をすることが可能で
ある。例えば本発明は、一つの複屈折レンズが一以上の
等方レンズと組合わされて複合レンズ又はレンズ列をな
し、又は一つの複屈折レンズが少くとも一つの他の複屈
折レンズと組合わされ、各々が複合レンズ又はレンズ列
として、一以上の等方レンズと組合わされる等のような
レンズ系を含む。さらに、後述するように、本発明のど
んな多焦点複屈折レンズ系は、一以上の隣接する複屈折
レンズ対の間又は前又は後方に、偏光素子又は偏光フイ
ルターを置いて用いることができ、それにより多くの可
能な拡大力の中から一以上の拡大力を選択することがで
きる。
このような拡大力の選択の自由の大きさにより、本発
明のレンズ系はコンタクトレンズによって代表される眼
内用レンズとして用いられる。
A.多焦点非色消し複屈折レンズ系 複屈折レンズ系はすべて、レンズ軸と直交する光学軸
をもつ。したがつて、常光線に対する屈折率noと異常光
線に対する屈折率neをもつが、これは異常光線が光学軸
に垂直な方向に複屈折レンズを横切るときにのみおこ
る。垂直以外のあらゆる方向に対し、異常光線はnoとne
との間の値をもつ有効屈折率ne,effを有する。この場合
には、異常光線に対する複屈折レンズ系の光学挙動を正
確に予言することはできない。
このため、異常光線がもつぱら光学軸に垂直に複屈折
レンズを横切る付加特性をもつた二つの独立に選択可能
な拡大力を示す二焦点レンズ系を採用することが望まし
い。すべての異常光線（ｅ−ray）が光学軸に対し垂直
方向に複屈折レンズを横切る場合を本発明の複屈折レン
ズ系の「完全配置」（perfect geometry）と称する。こ
れに対し異常光線が光学軸に対し垂直でない場合「非完
全配置」が存在する。
第１図は本発明の複屈折レンズ系の一実施例からなる
「完全配置」を示している。球面R1、R2をもつ等方レン
ズ10と球面R3、R4をもつ等方レンズ30が、球面R2、R3を
もつ複屈折レンズ20の前側と後側にある。太い実線の矢
印は複屈折レンズ20の光学軸を示している。このレンズ
系の予選択された拡大力（対応する焦点を決める）を
Da、Dbとすると、次式が完全配置の二焦点レンズ系に適
用される。
D34＋Do＋D12＝Da （1a） D34＋De＋D12＝Db （1b） 完全配置に対する式は次の通りである。
ここでD12とD34はそれぞれ前側と後側の等方レンズの
拡大力、DoとDeはそれぞれ常光線と異常光線に対する複
屈折レンズの拡大力である。
完全配置の第１図の実施例に対し、次式が成り立つ。
又は De＝mDo （４） ここで これとともに、第１図の完全配置二焦点レンズ系は次
式で表わされる。
D34＝Da−Do−D12 （７） 例えば、半径R3が予選択されているなら、半径R2は式
（6a）又は（6b）から算出できる。算出した半径半径R2
と式（２）からR1が決まり、予選択された半径R3と式
（７）から半径R4が計算できる。原理的に、四つの半径
R1〜R4のどの一つも予選択できる。
もつと一般的な非完全配置複屈折レンズ系に対して
は、異常光線が光学軸に垂直でない方向に複屈折レンズ
を横切る。したがつてneとnoの間の有効屈折率ne、eff
を個々に有する。有効屈折率ne、effも複屈折レンズ内
の異常光線の経路も前もつて分つていないので、光路と
有効屈折率ne、effは互いに依存し、複屈折レンズを含
むレンズ系の実際の挙動はneの値およびレンズ配置から
は直接判断できない。
複屈折レンズの挙動の正当な計算は、複屈折レンズを
通る光線の詳細な光線追跡に基づいてしなければならな
い。そのような光線追跡は、等方メデイアと複屈折メデ
イアの間の任意な方向をむいた界面の前および後の光伝
播ベクトルの空間成分を決定することを含む。複屈折メ
デイアの光学軸の与えられた方向に対し、この決定はホ
イヘンスの構造、すなわち、楕円トロイド上の正接面の
構造の一般的な場合を含む（J.ストロング『古典光学の
概念』p.138を参照）。もちろん常光線にも適用できる
このような光線追跡計算に基づいて、レンズ拡大力、像
の鮮明度、色収差および球面収差のような実際上すべて
の興味あるレンズ挙動データの値が求められる。二つの
光学メデイア間の境界を横切る光の振幅に対するフレネ
ルの公式の包括は、また、多層レンズの送信強度の決定
を許す。
本発明の複屈折レンズ系の非完全配置の実施例が、第
２〜５図に示されている。これらの例において、次の定
義が用いられている。
第２図の複屈折レンズ20の設計仕様は次の通りであ
る。
前面半径 ：R2＝7.5mm 後面半径 ：R3＝7.8mm 中心厚み ：C23＝0.05mm レンズ系直径:d＝6mm 光学軸の方向：γ＝90° 屈折率 ：no＝1.443、ne＝1.8 入射光の方向：αγ＝０° 前記データが、実際の後頂拡大力DOとDEは対応する値
DVOとDVEよりも大きいということを示している。これは
入射光束の非ゼロ・アパーチヤによる。ゼロ・アパーチ
ヤの入射光に対してはDOとDVOは完全に一致し、DEとDVE
はほとんど一致することが示され得る。軸上の入射光の
場合には、二つの焦点は正確にレンズ軸上に位置する。
異常光線の像の鮮鋭さは常光線のそれよりも優れている
ということに注目すべきである。異常光線に対する伝達
ロスは、異常光線の方が常光線よりも大きく偏るので、
常光線のそれよりも大きい。
第3A・3B図において、第２図の複屈折レンズが等方レ
ンズ10・30と組み合わされている。第3A・3B図の二つの
レンズ系の間の唯一の違いは、第3A図の複屈折レンズ30
の光学軸はレンズ軸に対し垂直であるのに、第3B図のそ
れは約60°レンズ軸に対し傾いていることである。双方
のレンズ系に対するレンズパラメータは、レンズ系が常
光線に対してはゼロの拡大力を示し、異常光線に対して
は正の拡大力を示すように選ばれている。各パラメータ
の値は次の通りである。
半径：R1＝7.85mm R2＝7.5mm R3＝7.8mm R4＝7.8mm 中心厚み：C12＝0.04mm、C23＝0.05mm C34＝0.03mm レンズ系直径:d＝6mm 屈折率：n12＝1.443、n34＝1.443 no＝1.443、ne＝1.8 光学軸の方向：γ＝90° 入射光の方向：αγ＝０° 再びレンズ軸に平行なすべての入射光に対し、二つの
焦点は正確にレンズ軸上に位置する。異常光線の伝達強
度は単独の複屈折レンズの場合（第２図）に比べて増す
が、鮮鋭度はわすかに低下する。
さらに第3A図を参照すると、軸外の入射光に対するレ
ンズ系の挙動が表わされている。後述する第３、４表の
計算の議論は、異常光線に限定される。常光線は、既知
の等方レンズから決定される方法で振舞うからである。
まず、入射面と複屈折レンズの光学軸との間の角度が
０°である入射光束の場合のデータが、第３表に示され
ている。
これらのデータから明らかなように、本発明の複屈折
レンズ系は、有効拡大力DFが軸上入射光に対する拡大力
DVEに等しい。レンズ設計の観点から、このような特性
は例えば眼科用レンズ、特にコンタクトレンズの場合に
有利であり、像鮮鋭度が多少低下したとしても、レンズ
軸に関し入射光角度にかかわらず同一の有効拡大力を維
持することが望ましい。
次に、光学軸が入射光面に垂直である軸外の＊入射光
に対するこのレンズ系の挙動データが第４表に示されて
いる。
この型の入射光に対し、本発明の複屈折レンズ系が同
一拡大力DVEの等方レンズ系と非常によく似た挙動をす
ることを比較分析が示している。例えばコンタクトレン
ズの設計に対する、この実際の結果は、この型の入射光
に対する複屈折レンズ系に対し、標準光学関係と特性が
当てはまるということである。
第３、４表のデータを組み合わせると、二焦点コンタ
クトレンズの場合には、読書付加は異常光線によつて与
えられることが好ましく、距離付加は常光線によつて与
えられることが好ましいということが示される。さら
に、二焦点レンズの光学軸は視野が例えば左から右に水
平に遮られる垂直な方向に配向されるべきであることが
示される。逆に、視野が主に垂直方向に見られる所で
は、第３、４表のデータは、二焦点コンタクトレンズの
光学軸の方向が水平であることが示される。
前述したように、二つの独立した予選択拡大力を与え
るためには、唯一つの複屈折レンズと唯一つの等方レン
ズだけが要求される。しかし、特別の適用に対しては三
以上のレンズからなるレンズ系が有利である。本発明に
よるそのようなレンズ系の一つ（第3A図）は、その直径
が瞳の最大直径に対応する複屈折レンズ20が、その直径
が鞏膜の直径に対応する等方レンズ内に包まれて埋めら
れている鞏膜コンタクトレンズを含む。それぞれ複屈折
レンズ20の前と後方にある等方レンズ10と30は、一般的
なレンズ系の二つの等方レンズとしてみなされ得る。さ
まざまな素子が同一又は異なる光学メデイアから構成さ
れ得る。例えば、延伸されたメタクリル酸メチルのよう
な複屈折ポリマーは、メタクリル酸メチル水素又は非延
伸メタクリル酸メチルのような等方コンタクトレンズと
組み合わされて、本発明による二焦点コンタクトレンズ
を与える。
第４図は、複屈折レンズ20と等方レンズ30に対する次
の設計パラメータをもつ本発明の他の複屈折レンズ系を
示している。
半径：R2＝38mm、R3＝50mm、R4＝−50mm 中心厚み：C23＝0.2mm、C34＝1.0mm レンズ系直径:d＝6mm 屈折率：no＝1.443、ne＝1.8、n34＝1.443 光学軸の方向：γ＝90° 入射光の方向：αγ＝０° 前記結果が、本発明の複屈折レンズは二焦点内視レン
ズとして使い得ることを示している。
第3B図に示すように、本発明の複屈折レンズ系は又、
レンズ軸に直交しない光学軸の方向に対しても、二焦点
である。
前記計算値から分るように、異常光線に対する拡大力
は低下している。これは有効屈折率ne、effがneよりも
小さいという事実による。異常光線に対する像の品質
は、γ＝90°の場合に対してよりも劣る。それゆえ、
二、三の例においてのみ、光学軸とレンズ軸の間の角が
γ＝90°以外の値をとることが適切である。
しかし、せいぜい90°からのγの小さな偏移に対して
のみ、レンズ挙動は満足され得る。それゆえ、その光学
軸がシート面内にある複屈折ポリマーのシートを曲げ
て、円筒軸が円の光学軸に垂直である円筒面を示すこと
は、本発明の範囲内にある。円筒の半径は、例えば複屈
折レンズの半径の一つに対応する値を与えられ得る。そ
のようなレンズの分析は、レンズ軸の垂直な光学軸を示
すレンズとほとんど同一に挙動することを示す。明らか
なように、増加する円筒半径に関し近似がより当てはま
る。
今まで説明した実施例において、複合レンズ系に対す
る自由に残る配置パラメータにおいてさえも、その大き
さが互いに完全に独立に選ばれ得る二つの異なつた拡大
力を与えるために、複屈折レンズは一以上の等方レンズ
と組み合わされてきた。例えば、コンタクトレンズの場
合には、この自由パラメータはレンズ系の後面曲率の設
計に対して有効である。この効果は、一般に、二つの複
屈折レンズを組み合わせることによつても達成される。
二つの拡大力のみを生じるために、二つの複屈折レンズ
の光学軸間の角度は90°でなければならず、その結果、
第一複屈折レンズ内の常光線が第二複屈折レンズの異常
光線となり、又、この逆も成り立つ。この配置は「交差
複屈折」レンズ系と呼ばれ、第５図に示されている。
複屈折レンズ20、21からなる第５図のレンズ系の設計
パラメータは次のとおりである。
前面半径:7.9mm 中間面半径:7.5mm 後面半径:7.8mm 第一レンズの中心厚み:0.06mm 第二レンズの中心厚み:0.06mm レンズ系直径:6.0mm 第一レンズの屈折率：no＝1.443、ne＝1.8 第二レンズの屈折率：no＝1.443、ne＝1.8 光学軸の方向：γ1＝γ2＝90° 光学軸間の角度:90° 入射光の方向：αγ＝０° 第７表の計算値において、各記号は次の定義をもつ。
第５図のレンズ系によつて与えられる像の鮮鋭度は、
例えば第3A図のような等方−複屈折レンズ系の場合にお
けると同一の軸上入射光に対する大きさを有している。
交差複屈折配置は、非常に薄いレンズに対してさえ
も、二つの直交した偏光出射光に対する大きな拡大力の
相違を生じ得る。従つて、このような配置はコンタクト
レンズに対して利用され得る。
前記実施例は、本発明の複屈折レンズ系が少くとも二
つの異なつた拡大力をもち、少くとも一つは遠距離用、
また少くとも一つは読書用のコンタクトレンズ又は内視
レンズとして有利に使い得ることを示している。
本発明の複屈折レンズ系の実施例は又、眼科用眼鏡と
しても使われ得る。このレンズの好ましい実施例が第9
A、9B図に示され、ここで40は二焦点複屈折レンズ部、
例えば読書と遠距離用の複屈折−等方レンズを示し、50
は通常の等方メデイアからなる遠距離用の単焦点レンズ
部を示している。第9A、9B図の眼鏡レンズにおいて、レ
ンズ部40の常光線に対する拡大力は、レンズ部50の拡大
力と等しい。有利なことに、レンズ部40と50で使われて
いる等方メデイアは、例えばポリアクリレートで全く同
一であり、そこからレンズ部40の複屈折レンズが構成さ
れる複屈折メデイアは延伸されたポリアクリレートであ
る。読書に対し、軸上の入射光が主に使われる。すなわ
ち、眼球運動は読んでいる本と瞳との間の直線（レンズ
軸という）を維持する。このような眼球運動は、通常頭
部の運動を引き込まない。眼の前方の代表的な読書距離
は役40cmであり、印刷された本は代表的に左から右に20
cmの幅がある。従つて、眼球のレンズ軸は印刷された本
を水平に読んでいる間、約30°の角度を掃引する。眼鏡
のレンズは角膜の前方、12mmの位置にあるのが代表的で
ある。それゆえ、読書拡大力を与える眼鏡レンズの範囲
は水平方向に約1cm以上横切る必要はない。どんな場合
でも、読書付加範囲は2cm以上要しない。垂直方向にお
いて、読書付加範囲はわずかに１〜1.5cmである。第9
A、9B図に描いてあるように、その範囲は眼鏡レンズの
底に位置するのが有利である。
このような読書付加範囲内での複屈折二焦点レンズ系
の使用は、双方の範囲がどちらも単焦点である従来の二
範囲二焦点眼鏡レンズに対し、決定的な有利さを与え
る。読書付加範囲の要求次元に対する上記検討は従来の
二焦点眼鏡レンズにも当てはまるけれども、このような
レンズは通常相当大きな読書付加範囲を示す。これは主
に、高拡大力の小範囲をもつた従来の眼鏡レンズは美容
上、映えないという事実による。
複屈折レンズ系は比較によれば単焦点レンズの外観を
もつ。このことは、遠視レンズに使われる屈折率と同じ
屈折率noを複屈折レンズが示すなら、読書付加範囲は遠
視範囲と区別できないということを意味する。小さな読
書付加範囲は、対照によれば、眼鏡レンズの全体の重さ
を減らすことのできる適切なレンズ厚みで大きな読書拡
大力を与える。結局、ここで注目すべきことは、本発明
の複屈折レンズ系は読書にも遠距離にも同時に必要な拡
大力を与えるということである。それゆえ、視野は全眼
鏡レンズ域に広がり、これは下方向に遠距離で見ると
き、又は遠距離物体が傾いた位置に見られるときに重要
である。従来の二焦点眼鏡では、読書付加範囲を吟味す
るために、頭を相当前に曲げなければならない。
前述したように、複屈折レンズ系の二つの拡大力は二
つの直交する偏光波によつて生ずる。例えば、もし、遠
視拡大力が垂直偏光面内の光波に関係し、読書拡大力が
水平偏光面内の光波に関係しているなら、偏光フィルタ
ーをもつたサングラスは注視方向に依存して二つの拡大
力のうちの一つを独占的に選ぶように有利に使われ得
る。このようなサングラスは、この例においては、遠視
用のより大きな範囲に垂直偏光を生じる偏光フイルター
と、読書用のより小さいな範囲に水平偏光を生じる偏光
フイルターをもたなければならない。遠視・読書範囲区
分は第9A図の区分に対応する。このようなサングラスは
従来の偏光サングラスの光強度と比べると、強度のロス
がなく、読書拡大力を妨げる焦点外れの光が遠視拡大力
においては除かれ、又その逆も成り立つ。すなわち、本
質的に入射光強度の50％が二つの焦点のそれぞれにおい
て利用される。このような設計のサングラスの物理的外
観は従来の偏光サングラスのそれと区別できず、それは
美容的に有利である。
二つの複屈折レンズの光学軸が90°でなければ、一般
に、第一レンズの常光線拡大力も異常光線拡大力も第二
レンズのこれらと組み合わされるので、四つの異なつた
拡大力が生じる。第５図のレンズ系では、二つの付加拡
大力は−0.51ジオプターと−0.47ジオプターであり、す
なわちレンズは実際三焦点である。
光学軸間の角度が90°以上である二つの複屈折レンズ
20、21からなる複屈折レンズ系が第７図に示されてい
る。一般に二つの複屈折レンズからなるレンズ系の四つ
の拡大力は次式で与えられる。
D1o＋D2o＝Da （8a） D1o＋D2e＝Db （8b） D1e＋D2o＝Dc （8c） D1e＋D2e＝Dd （8d） ここでD1oは第１レンズの常光線に対する拡大力、D1e
は第１レンズの異常光線に対する拡大力、…であり、Da
〜Ddは二つのレンズが接触している場合の組合せの拡大
力である。よい近似で、レンズの拡大力Ｄは次式で与え
られる。
Ｄ＝（ｎ−１）×Ｓ （９） ここでＳはレンズの「形状フアクター」、ｎは屈折率
である。（９）式は非完全配置（例、第3A、４、５図）
の複屈折レンズの場合にも当てはまる。（９）式にかん
がみ、第１レンズの拡大力D1o、D1eは次式で与えられ
る。
D1o＝（n1o−１）×S1 （10a） D1e＝（n1e−１）×S1 （10b） D1e＝m1×D1o （10c） n1eとn1oは第１レンズの異常光線と常光線に対する各
屈折率である。同様の関係が第２レンズにも当てはま
る。
（５′）、（10）、（８）式にかんがみ、この実施例
のレンズ系の四つの拡大力が次式で与えられる。
D1o＋D2o＝Da （11a） D1o＋ｍ×D2o＝Db （11b） ｍ×D1o＋D2o＝Dc （11c） ｍ×D1o＋ｍ×D2o＝Dd （11d） この式は冗長であるので、互いに独立に四つの拡大力
を予選択することはできない。（11）式は単に四つの拡
大力のうちの二つを予選択できるだけである。これは異
なる複屈折メデイアからなる二つの複屈折レンズの場合
にも当てはまる。
第７図のレンズ系が三焦点であるなら、四つの拡大力
の二つが等しくなければならない。（11）式から明らか
なように、二つの可能性だけが存在する。
Da＝Dd （12） Db＝Dc （13） Da＝Ddの場合にはD1o＝−D2oであり、したがつて、Da
＝Dd＝０である。このレンズ系の三つの拡大力は、次式
で与えられる。
Db＝D1o×（１−ｍ） （14） Da＝Dd＝０ （15） Dc＝−D2o×（１−ｍ） （15） すなわち、等しく配置されている。三つの拡大力の間
の一定間隔は自由に選べる、すなわち三つの拡大力の二
つが予選択できる。間隔の選択がD1oを決定する。一つ
のレンズ面の選択がなされると、二つのレンズが共通の
又は相補の対向面をもつなら、D1oが他のレンズ面を決
定する。
Db＝Dcなら、D1o＝D2oとなり、三つの拡大力は次式で
与えられる。
Da＝２×D1o （17） Db＝Dc＝（ｍ＋１）×D1o （18） Dd＝２×ｍ×D1o （19） （17）〜（19）式からわかるように、三つの拡大力の
一つに対する値は他の二つの拡大力を決定する。こうし
て、この特別な場合には、他から独立に二つの拡大力を
予選択する可能性は存在しない。前記議論から、等方レ
ンズの付加を通して、個々の拡大力の間の差を変えるこ
となく、一組の拡大力が望ましい一組の拡大力に移るこ
とができるのは明らかである。
二つの複屈折レンズからなるレンズ系において、複屈
折レンズがレンズ軸の回りに回転できる自由度を与えら
れているなら、非偏光が用いられたときレンズ系は四焦
点レンズ又は二焦点レンズとして作用し、偏光が用いら
れたときにはレンズ系は四焦点レンズ、二焦点レンズ又
は単焦点レンズとして作用する。第８図は偏光子60と二
つの複屈折レンズ20、21からなるレンズ系を示してい
る。前述したように、二つの複屈折レンズだけが組み合
わされて等方レンズがない場合には、四つの拡大力のう
ち二つだけが独立に予選択できる。例えば、二つの複屈
折レンズの一つが等方レンズ又は他の複屈折レンズと組
み合わされるなら、この組み合わされたレンズは二つの
独立に選択可能な拡大力D1とD2を示す。従つて、四つの
拡大力は次式で表わされる。
D1＋D2o＝Da （20a） D1＋ｍ×D2o＝Db （20b） D2＋D2o＝Dc （20c） D2＋ｍ×D2o＝Dd （20d） （20）式から、四つの拡大力のうちのどんな三つも、
残りの一つをそれら三つの拡大力の関数として予選択さ
れ得ることが分る。
上記の結果から、次のことが導き出される。
（１）与えられたメデイアの単一複屈折レンズは二つの
異なつた拡大力を同時に示す。その二つの拡大力のうち
一つだけが予選択可能であり、残りの一つは前の一つの
拡大力の関数である。
（２）複屈折レンズと等方レンズ又は他の複屈折レンズ
とからなるレンズ系は、互いに完全に独立に予選択され
得る二つの拡大力を示す。
（３）二つの複屈折レンズからなるレンズ系は一般に四
つの拡大力を示す。四つの拡大力のうちの二つは独立に
予選択でき、残りの二つの拡大力は該選択された二つの
拡大力の関数である。
（４）二つの複屈折レンズが等方レンズ又は他の複屈折
レンズと組み合わされると、四つの拡大力のうちの三つ
が予選択でき、残りの一つのみが選ばれた三つの拡大力
の関数である。
（５）三つの複屈折レンズからなるレンズ系において、
八つの全拡大力のうち三つのみが独立に予選択できる。
（６）三つの複屈折レンズが等方レンズ又は他の複屈折
レンズを組み合わされると、八つの拡大力のうち四つが
任意に予選択できる。
一般に、Ｍ個の複屈折レンズからなるレンズ系の拡大
力の数Ｎは次式で与えられる。
Ｎ＝2M （21） 完全に独立に選択される拡大力の数Nfreeは、 Nfree＝Ｍ （22） である。Ｍ個の複屈折レンズからなる系において、少く
とも一つの複屈折レンズが等方レンズ又は他の複屈折レ
ンズと組み合わされると、拡大力の数はＮであるが、N
freeは Nfree＝Ｍ＋１ （23） となる。上式はＭ個の予選択された複屈折メデイアの場
合に適用される。Ｍ個の複屈折メデイアの選択に選別が
あるなら、Nfree以上の数が所望の値として与えられ得
る。
複屈折レンズ又はレンズ系が異なる拡大力に対し異な
る強度を帰する可能性を与える。強度の議論において、
入射自然光の振幅はベクトル的に分割される。すなわち
それぞれ常光線と異常光線に関する振幅AoとAeは、次式
で与えられる。
ここでＡは入射光の振幅である。利用できる強度の50
％は二つの焦点の各々に導かれる。それゆえ、焦点の合
つた光の強度と焦点の外れた光の強度の関係は1:1であ
る。このことは、前述の従来の同時二焦点レンズ設計に
対し、非常な有利さを与える。
線形偏光が少くとも一つの複屈折レンズからなるレン
ズ系に入射すれば、この比（1:1）は所望の値を与えら
れ得る。第６図は、複屈折レンズ20の光学軸の相対方向
が入射偏光の振動面に関し角度βによつて特性づけられ
るレンズ系を示している。偏光は偏光子80によつて生じ
る。常光性と異常光線に関する各強度IoとIeは、それぞ
れ次式で与えられる。
Io＝Ipsin2β （25a） Ie＝Ipcos2β （25b） ここでIpは入射偏光の強度である。（25）式にかんが
み、IoとIeの間の比は、角度βの適切な選択によつて、
どんな値でも与えられ得ることは明らかである。共通の
偏光フイルターが偏光を生じるために用いられるなら、
全強度の損失を伴つてこれが達成される。しかし、ある
応用において、両方の拡大力に関するより大きな強度を
もつことよりも、一つの拡大力において焦点外れの光の
強度を減らすことの方が、より重要である。さらに、全
強度は影響を受けないが、米国特許第3,552、985号に開
示されているような高伝達偏光子を用いることが可能で
ある。
上記議論は、一般に複屈折二焦点レンズ系に適用され
る。すなわち、二つの交差複屈折レンズからなる系（第
５図）や、一つの複屈折レンズと一以上の等方レンズか
らなるレンズ系（第3A、3B、４図）に対してである。
第７図の複屈折レンズ系の四つの拡大力に関する強度
は次式で与えられる。
ここでＩ（OO）は第１レンズ内の常光線および第２レ
ンズの常光線に関する強度であり、Ｉ（OE）〜Ｉ（EE）
についてもそれぞれ同様である。Ｉは非偏光入射光の強
度であり、β12は二つの複屈折レンズの光学軸間の角度
である。（26）式から、ある自由度が強度を異なる拡大
力に帰することに存在することが明らかである。レンズ
系がすべての拡大力において等しい強度をもつた三焦点
からなつておれば、前記D1o＝−D2oの場合には、角度β
12は Ｉ（OO）＋Ｉ（EE）＝Ｉ（OE）＝Ｉ（EO） （27） 又は cos2β12＝（sin2β12）/2 （27′） で決定される。
ここでは、次のようになる。
β12＝54.7° （28） 前記の他の可能な場合D1o＝D2oについては、 β12＝35.3° （29） となる。
偏光フイルターが、第８図のように二つの複屈折レン
ズと任意の一以上の等方レンズからなるレンズ系の前に
用いられるなら、四つの拡大力に関する強度は、次式で
与えられる。
（30）式は、レンズ軸の回りの複屈折レンズの回転の
自由度が与えられているなら、第８図のレンズ系は単焦
点、二焦点又は四焦点からなつていることを示してい
る。
B.色消し又は色収差の予選択された量を示す多焦点複屈
折レンズ系 一以上の複屈折レンズおよび一以上の等方レンズかな
る本発明の多焦点レンズ系は、色消しにすることもでき
る。色消しレンズ系に対する次の議論は、例えばM.ヘル
ツバーガーの『物理ハンドブツク』（マグローヒル社、
1967年、６〜42頁）に表わされているような形式論にか
なつている。ヘルツバーガーの色消しの扱いは、例えば
J.ストロングの『古典光学の概念』（W.M.フリーマン商
会、1958年、319頁）やM.ボルンの『光学』（シュプリ
ンガー−バーラグ社、1972年、82頁）のようなより一般
的に採用されている論理とはわずかに異なつている。さ
らに、色消し複屈折レンズ系の次の記述が、第１、3A、
3B、４〜９図のような非色消しレンズ系とは違つて、個
々のレンズが互いに「隣接」してはいるけれど、同一又
は相補曲率の二つの対向レンズ面をもつ必要がないとい
うことは、注目すべきである。
一つの複屈折レンズと少くとも一つの等方レンズから
レンズ系は、完全配置又は非完全配置のいずれかである
が、次の（31）式が解かれるなら、予選択された両方の
拡大力において色消しである。
D1,bl＋D2o,bl＋D3,bl＝Da,bl （31a） D1,r＋D2o,r＋D3,r＝Da,r （31b） D1,bl＋D2e,bl＋D3,bl＝Db,bl （31c） D1,r＋D2e,r＋D3,r＝Db,r （31d） ここで Da,bl＝Da,r＝Da （32） Db,bl＝Db,r＝Db （33） （31）〜（33）式において、D1,blは青色（blue）光に
対する等方レンズ１の拡大力を表し、D2o,blは青色常光
線に対する複屈折レンズ２の拡大力を表し、D3,rは赤色
（red）光に対する等方レンズ３の拡大力を表し、以下
同様である。
記号blとｒは単に二つの異なつた波長を表しており、
以下の記述は青色光と赤色光に相当する二つの特定の波
長に限定されないということを注意すべきである。
前記レンズの形状フアクターＳは、次式で近似され
る。
ここでＤはレンズの拡大力、ｎはこの拡大力に関わる
屈折率である。簡単にするため、ｎ−１を以後ｎ′と呼
ぶ。すなわち、 ｎ′＝ｎ−１ 例をとると、拡大力D3,blとD3,rは次式で関係づけら
れる。
（31）式のレンズ系が両方の拡大力において色消しで
あるなら、次式が満足されなければならない。
D2o,bl−D2e,bl＝D2o,r−D2e,r （35） 上式は次式に帰する。
n2o,bl−n2e,bl＝n2o,r−n2e,r （36） 異常光線と常光線に対する屈折率の間の相違は、その
メデイアの「複屈折」と呼ばれる。従つて、一つの複屈
折レンズと少くとも一つの等方レンズからなるレンズ系
は、その複屈折レンズの複屈折が２つの対象波長、例え
ば上記青色光と赤色光において同一であるなら、非完全
配置と完全配置の両方に対し、二つの予選択拡大力の双
方において色消しとなり得る。
二つの予選択拡大力を生じ得る、一つの複屈折レンズ
と二つの等方レンズとからなるレンズ系は、一般に、こ
れら二つの予選択拡大力の一つにおいて色消しとなり得
る。一例として、異常光線に対応する拡大力が色消しで
あるレンズ系を考える。このとき、次式が解かれ得なけ
ればならない。
D1,bl＋D2e,bl＋D3,bl＝Da,bl （37a） D1,r＋D2e,r＋D3,r＝Da,r （37b） D1,bl＋D2o,bl＋D3,bl＝Db,bl （37c） （９′）、（34）式にかんがみて、この（37）式は次
のように変形できる。
さらに、色消しレンズに対して、次式が成立しなけれ
ばならない。
Da,bl＝Da,r （39） レンズがこの拡大力においてある色収差を示すべきな
ら、Da,blとDa,rは異なつた値に予選択され得る。
（38）式は一般にD1,bl、D2o,blおよびD3,blの仕様に
帰して、またそれら以外のすべての拡大力については
（34）式にかんがみて解かれ得る。従つて、接触してい
る三つのレンズは三つの自由度を示し、接触している第
三のレンズと結合している（共通面を有している）二つ
のレンズは二つの自由度を示し、結合している三つのレ
ンズはそのようなレンズ系の配置に対する一つの自由度
をなお示す。
（38）式のレンズ系が予選択された拡大力の一つにお
ける色消しも、完全配置も示すことが望ましいなら、こ
のことは次のようなさまざまな方法で達成され得る。
（１）複屈折レンズは前側に位置し得るので、光はまず
複屈折レンズに入射し、複屈折レンズの第一面は平面で
ある。
（２）レンズ系の配置は次式で定められる。
D1＝−D2e,fs （40） ここでD2e,fsは第一等方レンズに隣接した複屈折レン
ズの第一面の面拡大力であり、D1は第一レンズの拡大力
であり、D1とD2e,fsは両方ともどんな可視波長にも対応
する。
（３）二つの等方レンズが複屈折レンズの前側に位置し
ているなら、次式が成り立たなければならない。
D1＋D3＝−D2e,fs （41） ここでD2は残りの等方レンズの拡大力である。厳密に
いうと、上記（１）に従う配置のみが青色光および赤色
光の波長双方に対する完全配置であり、上記（２）と
（３）は（40）式と（41）式で選択された波長に対して
のみ、完全配置を生じる。しかし、等方メデイアと複屈
折メデイアの屈折率の通常は適切な波長依存性により、
上記（２）と（３）の制約は実質的に完全配置と帰す
る。
二つの予選択された拡大力における色消しの複屈折レ
ンズ系を、今から述べる。
二つの交差した複屈折レンズからのみなり、等方レン
ズを何ももたないレンズ系において、次式で解かれなけ
ればならない。
D1o,bl＋D2e,bl＝Da,bl （42a） D1o,r＋D2e,r＝Da,r （42b） D1e,bl＋D2o,bl＝Db,bl （42c） D1e,r＋D2o,r＝Db,r （42d） ここで、色消し条件は Da,bl−Da,r＝Db,bl−Db,r＝０ （43） である。
（42）、（43）式は、 （n1o,r−n1e,r）−（n2o,r−n2e,r） ＝（n1o,bl−n1e,bl）−（n2o,bl−n2e,bl） （44） が満足されるなら、解かれ得る。
従つて、二つのレンズの複屈折の間の差は、二つの波
長に対して等しくなければならない。これは再び、複屈
折メデイアに対する制約に等しい。
結局、二つの交差した複屈折レンズと二つの等方レン
ズとからなるレンズ系が記述される。このようなレンズ
系が双方の予選択された拡大力において色消しであるな
ら、次式が解法可能でなければならない。
D1,bl＋D2o,bl＋D3e,bl＋D4,bl＝Da,bl （45a） D1,r＋D2o,r＋D3e,r＋D4,r＝Da,r （45b） D1,bl＋D2e,bl＋D3o,bl＋D4,bl＝Db,bl （45c） D1,r＋D2e,r＋D3o,r＋D4,r＝Db,r （45d） 上式は、次式に変形できる。
二つの予選択された拡大力が色消しであるなら、（4
3）式も満足しなければならない。
（46）式は一般に解くことができるが、二つの異なつ
た複屈折メデイアの場合に対してだけである。
すでに前述したように、配置に対する一つの自由度が
与えられた拡大力をもつ一つのレンズに対して存在す
る。（46）式の四つのレンズが接触はしているが複合は
していないとき、最大で四つの自由度がある。この自由
度はレンズ系に完全配置を与えるために用いられる。
例えば、第一複屈折レンズ内ですべての異常光線が光
学軸と直角にあることが望ましいなら、この複屈折レン
ズは等方レンズの後方に位置しなければならず、等方レ
ンズは次式を満足する拡大力D1を示す。
D1＝−D2e,fs （47） ここでD2e,fsは可視波長に対する第一複屈折レンズの
前面拡大力である。
第一複屈折レンズ内の異常光線も第二複屈折レンズ内
の異常光線もそれぞれの光学軸に直角であるなら、これ
ら二つの複屈折レンズの前面は（47）式に加えて、次式
（48）も満足しなければならない。
D1＋D2o＝D3e,fs （48） ここでD3e,fsは可視波長の異常光線に対する第二複屈
折レンズの前面拡大力である。（47）、（48）式を満足
するのに二つの自由度だけが要求され、四つの自由度を
もつているので、本発明のレンズ系は二つの独立に予選
択された色消し拡大力と、双方の複屈折レンズにおける
完全配置を示す。
高複屈折のレンズに対し、該レンズ内の異常光線の方
向への異常光線の屈折率の依存性は、波長への該屈折率
の依存性よりも重要であることに注意すべきである。
従つて、完全配置は色消し多焦点複屈折レンズ系の構
造に対して本質的なものである。
二つの複屈折レンズが交差しない、すなわち、二つの
光学軸の間の角度が90°や０°以外であるなら、このレ
ンズ系は前述したように一般に四つの拡大力を示す。複
屈折レンズ内の常光線は等方レンズ内の通常の光線と比
較されるので、完全配置という概念は常光線には適用さ
れない。それゆえ、第一・第二双方の複屈折レンズ内に
おける常光線に関わる拡大力は、レンズ系が異常光線に
対する完全配置条件を満たすか否かにかかわらず、色消
しされる。従つて、それぞれ第一・第二複屈折レンズ内
の常光線と常光線、常光線と異常光線および異常光線と
常光線に関わる拡大力は、厳しい色消しおよび完全配置
条件を満たし、第一・第二複屈折レンズの異常光線の拡
大力の組合せは完全配置に関与しない。前述したよう
に、四つの拡大力のうちの三つが予選択された値に帰す
ることができるので、前記常光線と常光線、常光線と異
常光線および異常光線と常光線の拡大力を予選択するの
に好都合である。
以上のすべての議論において、入射光は平行光線から
なつていると仮定されている。レンズ系が非ゼロ縁の光
に対して使われるなら、非ゼロ縁の光をゼロ縁の光に変
えるコリメーターレンズがこのレンズ系の前方に位置さ
れる。このコリメーターレンズ自身は従来の色消し部材
である。一以上の付加的等方レンズと結合するシステム
の予選択できる拡大力の計算は、光学の標準的な方法に
よつて入射平行光に対する基礎に基づいて行なわれる。
その際、一連の等方レンズの数ｊ＞２を、拡大力DxとDy
をもつ二つの等方レンズによつて置き換えることが、一
般に可能である。すなわち、 D1,bl＋D2,bl＋……＋Dj,bl＝Dx,bl＋Dy,bl （49a） D1,r＋D2,r＋……＋Dj,r＝Dx,r＋Dy,r （49b） という式が、DxとDyについて解ける。
複屈折レンズの回転に対する自由度の付与と同様に偏
光部材の追加は前述のことから明らかであり、レンズ軸
の回りの偏光部材は本発明のレンズ系を可変色消しレン
ズ系に変える。
前述の非色消しレンズ系およびレンズ系に対する議論
は、色消しレンズおよびレンズ系にも当てはまる。
色消し又は非色消しのレンズ系の組合せは、強力な光
学素子および器具を提供する。色消し部材の組合せもま
た色消しになつているので、可変拡大力素子は、色消し
レンズ系が他の色消しレンズ系と組み合わせられて使用
されるなら、色消しの単一又は多くの拡大力を供する。
偏光子および複屈折レンズの回転により、異なつた拡大
力が選択され得る。
さらに、色消し又は非色消しの二以上の複屈折レンズ
系は、一以上のレンズ系がそのレンズ系の軸に沿う並進
運動の自由度も示す系に組み合わされ得る。このような
組合せ系は、標準的な光学から知られているように、可
変拡大力素子として使われ得る。複屈折レンズおよび偏
光子の回転に対する付加自由度は、望ましい拡大力の選
択に対する自由度を付加できる。
これらの記述は、本発明のレンズ系の可能な適用の広
い分野のうちの一つの示唆としてのみであることを、理
解すべきである。適用としては、例えばカメラ、望遠
鏡、顕微鏡、コピー機、光学ベンチ、ロボツトの光学素
子等である。
本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に
限定されず、本発明の範囲を逸脱せずに当業者には様々
な変形が可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の複屈折レンズの完全配置を示す一実施
例、第２図は本発明のレンズ系に用いられる複屈折レン
ズの側面図、第3A、3B、４、５図は本発明の複屈折系の
他の実施例、第６図は偏光子と組み合わせた本発明の複
屈折レンズ系の一実施例、第７図は二つの複屈折レンズ
からなる本発明の複屈折レンズ系の一実施例、第８図は
偏光子と組み合わせた第７図のレンズ系の概略構成図、
第9A、9B図はそれぞれ本発明の複屈折レンズ系からなる
眼鏡レンズの正面図と側面図である。 10……等方レンズ、20……複屈折レンズ 21……複屈折レンズ、30……等方レンズ 40……複屈折二焦点レンズ、50……等方単焦点レンズ 60……偏光子、80……偏光子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 5/30 G02C 7/04 - 7/06

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ａ）複屈折レンズである第一レンズと ｂ）該第一レンズに隣接した第二レンズとからなり、 第一・第二レンズの対向面の曲率が実質的に同一か相補
    になっており、第二レンズが （ｉ）第一レンズの光学軸の方向とは異なる方向の光学
    軸を有する複屈折レンズ、又は （ii）二つの屈折率がいずれも第一レンズの二つの屈折
    率と異なる複屈折レンズ、又は （iii）常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
    一であるが、異常光線に対する屈折率は第一レンズのそ
    れとは異なる複屈折レンズ、又は （iv）異常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
    一であるが、常光線に対する屈折率は第一レンズのそれ
    と異なる複屈折レンズ、又は （ｖ）等方レンズからなり、 レンズ軸に平行に入射する光に対しては、各々がレンズ
    系の軸上の予選択された正又は負の焦点距離に位置する
    少なくとも二つの焦点を同時に有し、第一又は第二レン
    ズのいずれかの一つの面が該予選択された焦点に依存し
    ない曲率を与えられている多焦点レンズ系からなる眼内
    用レンズ。
  2. 【請求項２】完全配置である請求項１記載のレンズ。
  3. 【請求項３】非完全配置である請求項１記載のレンズ。
  4. 【請求項４】望まない焦点を全く示さない請求項１記載
    のレンズ。
  5. 【請求項５】一以上の複屈折レンズがポリマー複屈折物
    質からなる、請求項１記載のレンズ。
  6. 【請求項６】眼内用レンズがコンタクトレンズである、
    請求項１記載のレンズ。
  7. 【請求項７】ａ）レンズ軸に実質的に直交している光学
    軸を有する複屈折レンズである第一レンズと、 ｂ）該第一レンズに隣接した第二レンズとからなり、該
    第二レンズが、 （ｉ）第一レンズの光学軸の方向と異なる方向の光学軸
    を有する複屈折レンズ、又は （ii）二つの屈折率がいずれも第一レンズの二つの屈折
    率と異なる複屈折レンズ、 （iii）常光線に対する屈折率は第一レンズのそれと同
    一であるが、異常光線に対する屈折率が第一レンズのそ
    れとは異なる複屈折レンズ、又は （iv）異常光線に対する屈折率が第一レンズのそれと同
    一であるが、常光線に対する屈折率が第一レンズのそれ
    と異なる複屈折レンズ、又は （ｖ）等方レンズからなり、 レンズ軸に平行に入射する光に対して、レンズ系の軸上
    の予選択された正又は負の焦点距離に各々が位置する少
    なくとも二つの焦点を同時に有し、さらに該二つの焦点
    の少なくとも一つの焦点距離が結像光の少なくとも二つ
    の異なる波長に等しい、少なくとも一つの焦点において
    色消しであるか、予決定された量の色収差を示す多焦点
    複屈折レンズ系からなる眼内用レンズ。
  8. 【請求項８】完全配置である請求項７記載のレンズ。
  9. 【請求項９】非完全配置である請求項７記載のレンズ。
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