JPS6049500B2 - 乱視効果可変装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人間の眼の収差を測定するために球面的および
乱視的可変効果を発生する眼の検査装置に関するもので
ある。

眼鏡の処方に際して、球面光学的効果及び円柱光学的効
果を眼科的に測定するには、今まで複雑゜な装置の使用
が必要であつた。

基本的には、眼の検査装置は種々の屈折力（ｐｏｗｅｒ
：焦点距離の逆数）を有する多数の円柱光学部材を含ん
でいた。これらの光学部材は先ず光学部材列に挿入され
、その後眼鏡の所望の処方を行うため選択された整合が
得られるまで回転される。このような装置には、幾つか
の欠点がある。

先づ、この種の装置の球面光学的効果は円柱光学的効果
と相互に干渉し合う。従つて、円柱光学的レンズの屈折
力が変化した場合には、球面光学的レンズの屈折力に、
該変化に対応する調節を行わなければならない。眼の検
査装置のこのような相互に関連し合う円柱光学的レンズ
と球面光学的レンズとの屈折力を調節するのには相当の
熟練が必要であつて、その調節技術を習得するためには
熟練者でも高度の訓練が必要とされている。これが未熟
練者によるその使用を妨げてきた原因である。更に、こ
の眼の検査には通常種々の正および負の屈折力を有する
何百もの円柱レンズが用いられている。したがつて、球
面光学的レンズと円柱光学的レンズとの組合せに基づく
眼の検査装置の製造及び保守は非常に複雑である。最後
に、低デイオプトル（ＤｉＯｐｔｅｒ：メートル単位で
表した焦点距離の逆数）の円柱処方では、円柱整合の回
転誤差は非常に大きくなるので円柱角度誤整合の可能性
が倍加することになる。本発明の目的は、眼の検査装置
において、球面光学的レンズに干渉することなく、可変
屈折力の乱視補正を行うことである。

代表的な一例においては、２対の反対方向に回転する正
円柱レンズと負円柱レンズとを組合せてなる可変円柱光
学部材が使用される。各正円柱レンズはそれに対となる
各負円柱レンズに対して光軸のまわりで互に反対方向に
回転される。それらの互に反対方向に回転する正負のレ
ンズは装置の光学軸線に対してほぼ直交する２つの軸線
に対して可変円柱レンズ屈折力を生成する。各対の円柱
レンズは他の対の円柱レンズに対しても整合しており、
相対的に反対方向に回転されて、他の円柱レンズ対の対
応する軸線とは不一致の角度（好ましくは４５対すれた
角度）で光学軸線に沿つて正円柱レンズと負円柱レ．ン
ズとを発生する。対をなすレンズ素子間の相対的逆回転
に予め選択された位置を選択することによつて、実際に
は円柱レンズ整合と入力光とのすべての光学的な実際の
角度と屈折力とを球面光学的入力光とは独立に発生させ
ることができる。本発明に使用される乱視的レンズの利
点は、球面的レンズに従属することも干渉することもな
く変化させうることである。本発明の他の目的は、対を
なして逆回転する正と負の円柱レンズの各々を他の円柱
レンズの対の乱視的な可変軸線に対して正確に４５ンす
つずらせて整合することである。

この４５４ずらせての整合の利点は、各円柱レンズ対が
他の円柱レンズ対の乱視的レンズに対応した変化をうけ
ることなく、独立に変化させうることである。この正確
な４５う整合の更に他の利点は、３つの光学的レンズ部
材、即ち球面光学的レンズ部材と２つの乱視的レンズ部
材の各々が互に他のレンズ”部材の干渉を受けることな
く、それぞれ可変とするとができるため、眼の検査装置
の操作が非常に簡単となることである。

逆回転するレンズ対の更に他の利点は、双眼式の眼の検
査装置に使用することが可能であることであり、従つて
１２個程度のレンズで、球面双眼光学的レンズ部材と可
変円柱双眼光学的レンズ部材の何れをも発生させうるこ
とである。

本発明の更に他の利点は完全な未熟者、とくに患者自身
でさえも操作できることである。

光学的レンズ部材の各々を順次操作するように指図され
るだけで患者自身の操作による視力の測定が可能である
。従つて、この装置は眼科医に紹介すべき患者を決定す
る目的で、患者を迅速に検査選別するのに理想的である
。本発明の他の目的は、各対の円柱レンズの視線通路に
対して直角をなす軸線で、かつ逆回転する正負の円柱レ
ンズの可変円註レンズの屈折力を装置の視線通路に沿う
４５円の角度の不一致として得るように、２対の逆回転
する正負の円柱レンズを競合させることである。

本発明のこの特徴によれば、少なくとも１つの可変乱視
レンズが可変球面レンズの変化か又は従来の同心変化か
のいずれかを有する可変球面光学体と組合せられている
光学部材列に挿入される。光学通路と可変乱視レンズと
の間の予め選択された変位位置を選択することによつて
、実質的には円柱光学的レンズ部材の光学的な実際角と
屈折力とのすべてが球面光学的レンズ部材入力とは独立
に得られる。可変乱視レンズを用いる利点は、乱視補正
を指示する極座標またはデカルト座標のいずれかでの読
取値を容易に得ることができることである。

可変乱視レンズを用いる更に他の利点は光学通路に対す
るレンズ素子のずれは所要の乱視補正に直接比例してい
ることである。円柱レンズの逆回転角のサインの調節は
必要でない。本発明の更に他の利点は乱視補正の処方、
特に低屈折力の乱視補正処方に有用な新規な方法をのべ
ることである。

通常は、極座標による標準の乱視補正はデカルト座標の
プロットと置き換えられる。このデカルト座標プロット
は円柱レンズの１８０のの回転が極座標プロットの３６
００にわたつて描かれるように、プロット上に円柱レン
ズの回転軸線を描くことによつて得られる。この回転的
に拡げられた極座標プロット上にデカルト座標を重ねる
ことによつて低い円柱レンズ屈折力の誤差を減少させる
ことができる。光学的設定の再現性は広範囲にわたる屈
折力の補正によつて一層正確となる。本発明の他の目的
、特徴及び利点は以下の説明と図面を参照すると明らか
となる。

本発明の一実施例が第１図に示されている。

この実施例に特定して述べると、ガリレオ望遠鏡Ａが第
１の対の逆回転する正負の円柱レンズＢ（第１レンズ部
材）および第２の対の逆回転する正負の円柱レンズＣ（
第２レンズ部材）の組合せとして示されている。ガリレ
オ望遠鏡Ａは、凹形の負球面レンズ１４と凸形の正球面
レンズ１６とを含む従来通りのものである。当業者には
明らかなように、レンズ素子１４，１６の間の空間的間
隔を光学軸線１８に沿つて変えることによつて、可変球
面光学的レンズ部材の補正が可能となる。光学軸線１８
に沿つて配置された逆回転するレンズ対Ｂ（第１レンズ
部材）は正円柱レンズ２０と負円柱レンズ２２とを含ん
でいる。第１図に示されているように、正負の円柱レン
ズ２０，２２に関して幾つかの観測を行うことができる
。先す、これらのレンズは絶対値において等しく方向に
おいて反対の屈折力を有するのが好ましく、即ちレンズ
２０の正の円柱レンズ効果はレンズ２２の負の円柱レン
ズ効果に絶対値は等しくかつ方向は反対である。従つて
、これらのレンズが円柱レンズ軸線２４，２６と同時に
整合し合つている時には、円柱レンズの組合せ屈折率は
零であつて、レンズ２０の正の円柱レンズ効果はレンズ
２２の負の円柱レンズ効果によつて正確に打消される。
更に、レンズが逆回転すると、２つの効果が現われる。

第１に、軸線２４，２６に対し４５現の軸線４４，４６
に沿つた２つのレンズの組合せの円柱効果が変化する。
第２に軸線２４，２６とこれらの軸線から９００間隔を
あけた軸線との組合せの円柱レンズ効果は零である。最
後にガリレオ望遠鏡Ａの全球面光学的入力光は、２体の
レンズ対間の逆回転に関するいかなる位置関係によつて
も変化を受けることがない。このことは正円柱レンズが
レンズ列に挿入される時には常に対応する負円柱レンズ
がレンズ列に挿入されるため、円柱レンズ２０，２２の
組合せ作用によつて各レンズが互にその効果を打消し合
うことから明らかである。即ち、円柱レンズ２０，２２
の球面光学的レンズ部材への影響は、各レンズが相互に
その効果を打消し合うことによつて消滅する。これらの
効果は個々のレンズ素子２０，２２間の相対的な逆回転
のすべての位置に対してあてはまることに注目すること
が重要である。更に、正円柱レンズ３０と負円柱レンズ
３２とから成る互に逆回転する円柱レンズ対Ｃ（第２レ
ンズ部材）が光学軸線１８に沿つて配置されている状態
が示されている。

絶対値が等しく、符号は正負逆の屈折力をそれぞれ有す
るこれらの２つの円柱レンズ３０，３２はそれぞれの円
柱軸線３４，３６が第１図の軸線に対して垂直に整列し
ている状態が示されている。絶対値は等しく方向は反対
てある屈折力を有する円柱レンズの軸線３４，３６がこ
のように垂直に整列していると、両者の効果の組合せの
結果として中立のレンズ効果が発生する。逆回転する。
正負の円柱レンズＢ（第１レンズ部材）の場合と同じよ
うに、逆回転する正負の円柱レンズＣ（第２レンズ部材
）が光学軸線１８に円柱レンズ効果を全く発生しないよ
うに整列している状態が第１図に示されている。レンズ
素子３０，３２の間に絶対値は等しく方向は反対の相対
的逆回転が与えられると、２つの効果が生ずる。先づ、
可変屈折力の円柱レンズ効果は軸線３４，３６に対して
４５ので配置された軸線５４，５６において発生する。
軸線３４，３６に平行な軸線に沿つても軸線３４，３６
から９０ずつずれても円柱レンズ効果は有効に発生しな
い。結局、レンズ列に付与される球面効果は全く変化し
ない。従つて、レンズ３０，３２の逆相対回転に変化が
あつたとしても、ガリレオ望遠鏡Ａに必要な可変球面光
学的レンズ効果の変化は生じない。レンズ２０の円柱レ
ンズ軸線２４とレンズ２２の円柱レンズ軸線２６とはレ
ンズ３０，３２のそれぞれの円柱レンズ軸線３４，３６
に対して角度を以て変位されている。

この変位は正確に４５度の角度であるのが図示してある
。正確には４５５の角度て配置された反対の屈折力を有
する対をなす逆回転円柱レンズを中立位置にすることに
よつて発見されたことであるが、実質的には予め選択さ
れた屈折力と予め選択された角度回転を有するあらゆる
円柱レンズ効果を任意に発生することができる。２対の
レンズ対の逆相対回転が第２図に示されている。

第２図には、逆相対回転の極端な場合が示されており、
即ち各円柱レンズ４５端まで一方向に回転している。実
際の眼科的検査に基づくこのような回転は、特に光学的
に有用ではないし、一般にも行われないが、本明細書で
は本発明の理解を促進するために、ここに示すような円
柱レンズの相対回転位置について説明する。第２図には
、レンズ素子２０が観察者の眼０に対して反時計方向に
４５２回転している状態が示されている。

従つて、円柱レンズ素子２０の円柱軸線は前の位置２４
から新しい位置４４へ４５柱の角度だけ回転している。
レンズ素子２２の円柱回転は等角度だけ反対方向に向つ
てなされている。

この回転は観察者の眼０に対して時計方向に４５こであ
る。従つて、円柱レンズ素子２２の軸線は古い角度位置
２６から新しい角度位置４６へ回転している。正円柱レ
ンズ２０と負円柱レンズ２２とはそれぞれの軸線４４，
４６に対して互に９００をなすようにそれぞれ新しい方
向に向きが変る。

この整合状態では、このレンズ対は軸線４４に平行な最
大の正円柱レンズ効果を発生し、また軸線４６に平行な
対応する負円柱入力光を発生する。負と正の円柱レンズ
対Ｃの逆相対回転も類似している。

レンズ素子３０は観察者の眼０に対して時計方向に４５
素回転している。従つて、正円柱レンズ５４の新しい円
柱軸線は古い円柱レンズ軸線−３４から４５し変位して
いる。同様にして、レンズ素子３２は観察者の眼０に対
して反時計方向に４５３回転している。

新しい軸線５６は古い軸線３６に対して４５い変位して
いる状態が示されている。最大の正円柱レンズ効果は軸
線５４に平行なレンズ対によつて発生される。最大の負
円柱レンズ効果は軸線５６に平行に発生する。正と負の
円柱レンズの相対逆回転を分析すると、この逆回転する
正負の円柱レンズの各々はそれぞれの軸線に沿つて互に
他に対して相対的に９００以内の角度変位を発生するよ
うに移動させることができる。

正円柱レンズ２０と負円柱レンズ２２の場合、第２図に
示したのと反対の逆相対回転が軸線４４に沿つた最大の
負円柱効果と軸線４６に沿つた最大の正円柱効果とを発
生する。同様にして、対となるレンズ素子Ｃに対して示
されたのと反対の回転は軸線５４に沿つて最大の負円柱
効果と軸線５６に沿つた最大の正円柱効果とを発生する
。第２図の逆相対回転するレンズ素子ＢとＣの１つの可
能な回転をみることによつて、これらのレンズ素子の一
般的な回転は少なくとも部分的には理解することができ
る。

概略的にのべると、レンズ素子Ｂは光学通路１８に対し
て直角な軸線４４，４６に沿つて正又は負のいずれかの
それぞれの円柱レンズ補正を行うように整列される。同
様にして、逆回転レンズ素子Ｃも光学通路１８に直角な
軸線５４，５６に沿つて正又は負の円柱レンズを形成す
るように整列される。光学通路１８に沿つて、この光学
通路を通る想像面をとり、この想像面が軸線４４を含む
なら、この面は軸線５４又は５６のいずれをも含まない
ことが判る。

むしろ、軸線５４，５６は軸線４４と光学通路１８を含
むこの想像面から正確に４５゜だけ離れていることが示
されている。同じことは、一方では軸線４４，４６の角
度的分離について、他方では軸線５４，５６の角度的分
離についてもいうことができる。

光学通路と軸線４６とを含む想像面が光学通路に沿つて
投映されると軸線５４，５６から４５路の角度だけ正確
に分離する。光学通路に沿う軸線４４，４６によつて規
定される面と対応する軸線５４，５６によつて規定され
る面との間に幾分かの分離があることが本発明の実施に
当つては要求される。

この分離は４５明である必要はない。任意の大きさの角
度的分離であつても差支えない。ここに図示した正確な
４５■ を有することは理解されるべきである。

基本的には、正確な４５理の分離では一体の逆回転する
円柱体Ｂの乱視効果は残りの対の逆回転する円柱体Ｃの
乱視効果とは別であり、互に独立している。思い出され
ることと思うが、円柱レンズは１８００回転する毎にそ
の回転整合が不明瞭になる。更に、大きさが等しく方向
は反対に逆回転する正負の円柱レンズ対に関しては、レ
ンズの各々が他のレンズに対し９０関を越えて逆回転す
ると、相対逆回転の最初の９０関で前にみられた分離が
発生する。従つて、逆回転するレンズ素子の中立軸線位
置のいずれかの側に９００以上の相対回転を行うことに
よつては実用的な目的は達せられない。大きさが等しく
方向は反対の屈折力を有する対をなす逆回転円柱レンズ
の中立位置を、９００とは異なつた角度ずつ、好ましく
は４５をずつ整合させることによつて、実質的に、光学
的に利用できる整合円柱レンズの角度及び光学的屈折力
および円柱レンズの光学的屈折力とのすべてを生成する
ことができる。光学的整合によつてこれらの屈折力を得
る場合に、レンズ対ＢＩ：．Ｃの各々は所望の眼科処方
を行うために予め選択された量だけ相対的に動かされる
ことは、注目すべき点である。対をなす素子Ｂ相互間の
逆相対回転量が対をなすレンズ素子Ｃ相互間の逆相対回
転の量と同じであることは必ずしも必要でない。むしろ
相対回転量は、この器具を用いる患者、または技師、眼
科医あるいは医師のいずれかによつて個々の処方を基礎
として選択される。以下に述べる本発明の操作に関係す
る理論的考察によつて、本発明の理解は従来技術との関
連においていつそう深められることであろう。

特に、１９６９年２月１８日に特許されたゴツトシヤー
ク（ＧＯｔｔｓｃｈａｌｋ）の米国特許第３，４２８，
３９８号に注意が向けられる。この特許はアナモルフイ
ツク（ＡｎａｍＯｒｐｈｉｃ）レンズ系（像面上で縦方
向と横方向の倍率の異なる像を生ずる光学系）に関する
ものである。基本的には、キャリヤ内の定焦点球面レン
ズは２つの対をなして逆回転する同一の円柱レンズを有
し、これらのレンズは球面レンズ群のいずれかの側に整
列して設けられたキャリヤに取付けられている。大きさ
が等しく屈折力は反対の２つの円柱レンズは等角度だけ
反対方向に回転させられる。本発明が上記米国特許とは
別異のものであることは注目すべき重要なことである。
最も重要なことは、この米国特許では、円柱レンズの水
平及び垂直変化が同一の水平軸線と垂直軸線とに沿つて
それぞれ生ずるということである。換言すると、レンズ
系の光学通路に沿い、かつ１つの逆回転するレンズ対の
水平か垂直の円柱変動を通る平面をとると、この平面は
他のレンズ対の水平又は垂直の円柱変化の軸線に一致す
る。最後に、具体的に表現すれば、本発明は、いずれの
方向においても、交叉する円柱レンズ光学効果を生ぜし
めようとするものであることが思い出されなければなら
ない。

本発明とは逆に異なつているが、上記米国特許の逆相対
回転は、水平および垂直の投与された絵の寸法の変化に
よつて要求されるように、水平の絵に合せるか垂直の絵
に合せるかその両方に合せるかするようにのみ設計され
ている。本発明を更に説明するため第３図を参照するが
、この第３図は本発明を利用した実際の眼の検査装置を
示す一部を破断した斜視図である。

しかる後レンズ素子の相対逆回転が屈折力と回転整合と
の単一の円柱レンズ処方に変換される方法を示す第４図
を参照する。第３図に進む前に第１図及び第２図につい
て幾つかの点を注意する必要がある。

先づ、第１図及び第２図の円柱レンズとして矩形状の外
形のものが示されてある。この矩形状の外形には、格別
光・学的な意味があるわけではなく、本発明のレンズ素
子の回転効果を理解するのを容易にするためにこの外形
で示したのである。第２に、レンズ素子の逆相対回転を
行わせる機構は、肉眼による配合と整合の様子に関する
理解を容易にするために省、略してある。円柱レンズの
形状は大きく誇張して示してあるが、このように誇張す
ると、レンズの形状と本発明との理解を容易にすること
が期待されるからである。第３図を参照すると、ガリレ
オ望遠鏡Ａと第１ノの対の逆回転する正負の円柱レンズ
Ｂ（第１レンズ部材）と第２の対の逆回転する正負の円
柱レンズＣ（第２レンズ部材）とを用いた眼の検査？置
が示されている。

此処では通常の円形で示されている正円柱レンズ２０は
円形ラックギヤ２１の内部に取付けられている。同様に
、負円柱レンズ２２は円形ラックギヤ２３の内部に取付
けられている。ピニオン２５をギヤ２１，２３の間に取
付けることによつて負円柱レンズ２２に対する正円柱レ
ンズ２０の逆相対回転を得ることができる。一方ではピ
ニオン２５とギヤ２１の間のギヤ比を同一にし、他方で
はピニオン２５とギヤ２３との間にギヤ比を同一にする
ことによつてレンズ素子２２に対するレンズ素子２０の
相対回転はギヤ２５の回転時に等角度だけ反対方向に行
われるようにできる。レンズ素子３０，３２の相対逆回
転もまた全く同様である。

代表的な例をあげると、レンズ素子３０は円形ラック３
１の内部に設けられている。ラック３１，３３の両方に
相対するピニオン３５は両ラックのギヤ比が同一の場合
にこれらに等角度の逆相対回転を行わせる。標準のガリ
レオ望遠鏡Ａの球面屈折力を変化させる機構は示されて
いない。

この機構は従来通りのものであり、此処で繰返してのべ
る必要はないからである。図示のガリレオ望遠鏡自体は
新しいものでないが、図示の眼の検査装置のように、２
組の可変レンズ部材の光学通路に挿入し、組合せて使用
することは新規であり有用である。使用時には患者の観
察者の眼０が光学軸線１８上にくるように位置決めされ
る。先づ、球面光学部材Ａを調節して眼に対する最適の
球面的レンズ補正を行う。通常、この操作は単にガリレ
オ望遠鏡Ａの球面光学部材を患者が調節することによつ
て行うことができる。その後ピニオン２５を視覚が最適
になるまで回転させる。最後に視覚が最適となるまでピ
ニオン３５を回転させる。望遠鏡Ａとピニオン２５，３
５を１回調節した後、同順で再調節を行うことができる
。

この再調節は球面光学部材と円柱光学部材との間に相互
干渉が起るために必要となるのではない。むしろ、観察
者の眼０に対する乱視的補正が行われた後は、その補正
の結果改良された視覚によつて、観察者自身の眼０が球
面光学部材による視覚の更に小さな収差の検出を可能に
するので、補正の精度を高めることを目的として行うの
てある。同様にして、球面光学部材による視覚の小さな
再調節は、眼が高度の乱視補正を行われたことによつて
、乱視的に一層敏感となるようにする。望遠鏡の２回の
調節と、その後の乱視補正とだけが、装置を最終的な光
学的設定状態にするのに通常必要とされるすべてである
。光学的設定を行つた時、レンズ素子の相対逆回転値を
読取る必要がある。

このことはカーソル６１を円形ラック２３に取付けカー
ソル６３を円形ラック３１に取付けて中間スケールＤで
読取るべく指示させることによつて行うことができる。
第３図に示す装置のケースに示された目盛Ｄに注意を向
けると、５円柱デイオプトルの合計屈折力を有するレン
ズ系が示されている。観察は、対をなす逆回転レンズ素
子Ｂからカーソル６１で、対をなす逆回転レンズ素子Ｃ
からカーソル６３で、それぞれ同じ目盛上の目盛を読む
ことによつてなされる。典型的には、目盛は各カーソル
毎に正と負の１乃至５の符号をつけて自然発生する正弦
歪曲を補正するデイオプトル屈折力で設けられている。
第３図を参照すると、円形ラック２３に取付けられたカ
ーソル６１は目盛Ｄの−４デ゛イオプトルまで回転して
あるのが示されている。

同様にしてカーソル６３は円形ラック３１の取付位置か
ら目盛Ｄの＋２デイオプトルの相対回転位置まて回転さ
れているのが示してある。目盛Ｄ上に読みが設定される
と、第４図のデカトル座標の乱視プロット上に本発明に
よる読取値をプロットすることが残されているだけであ
る。

しかる後、眼に対する乱視補正を設定するため、デカル
ト座標プロットを通常の極座標プロットに移す表示作業
が行われる。第４図を参照すると、カーソル６１が−４
デイオプトル位置を指していたことが思い出されるであ
ろう。

カーソル６１はレンズ素子Ｂがマイナスデイオプトルの
設定へと相対逆回転したことを示す。このマイナスデイ
オプトルの設定は、第４図のプロットの垂直方向の負の
円柱レンズ補正を示す。これは第４図のプロットの負の
Ｘ軸方向における−４デイオプトルに対応する。同様に
して相対回転するレンズ素子Ｃに取付けられたカーソル
６３は＋２デイオプトルの設定まで移動している。

レンズ素子Ｃの乱視入力は４５〜１３５ての軸線に沿つ
ているのでこれは第４図のデカトル座標プロットのＹ軸
線の＋２の設定に等価であり、円柱プロットの角度は２
の係数によつて展開されていることが思い出される。デ
カルト座標プロットは通常の円柱レンズ角度に変換され
る。しかし、この円柱レンズ角度は２の係数を掛けられ
ている。従つて、第４図に示されたプロットでは円柱レ
ンズの１８００の回転は実６際の極座標プロットの３６
０の以上であるようにみえる。第４図を参照すると、逆
回転円柱レンズ素子Ｂの−４デイオプトルの設定とレン
ズ素子Ｃの＋２デイオプトルの設定とは、約７６ズの角
度で処方箋に、４．５デイオプトルの円柱レンズ調節が
なされたことがわかる。

この特定のレンズ設定はレンズの極端な設定である。

これほどに強い光学的補正が要求されることは実際には
有り得ない。この特定の図解は、本発明の極座標プロッ
トを理解し易く説明するために行つたものである。当業
者には容易に理解されることであるが、デカルト座標の
特定の形態は更に付加的な利点を有する。

特にデイオプトルで表示した屈折力が低い場合には乱視
レンズの通常の極座標系による処方は扱い難くなる。こ
の不便さは誤差のマージンと低デイオプトル円柱レンズ
補正が要求される時、角度回転に対する誤差が増加する
という事実とに基づくものである。これらの座標にプロ
ットされたこの誤差の例は有益である。

逆回転レンズＢ，Ｃはそれぞれのカーソル６１，６３を
＋１ノ２のデイオプトル補正までそれぞれ移動すると仮
定してみよう。

更に測定の不確実性は±１ノ２テイオプトルであると仮
定してみよう。第４図を参照すると、レンズ素子Ｂ，Ｃ
の１１２デイオプトル逆回転位置は７０にプロットされ
ていることがわかる。

更に、１１２デイオプトルの潜在誤差領域は７２でプロ
ットされている。乱視を補正する場合、患者の視覚誤差
は円７２内のどこかに入ると推定されるので、極座標プ
ロットは角度処方において大きな誤りを発生することに
なる。例えば、装置の指示が円７２内のどこかに入つた
とすると、その円の角度は１１．７と３３．７たとの間
のどこかに入る。更に記憶されていることと思うが、実
際の眼の検査の場合、円柱レンズ素子を回転して１１２
デイオプトルの設定を行うと、眼の視力が実際に向上し
た時を測定する機構は非常に難しくなる。

実際に乱視効果の所望の視覚補正を一括するためには大
きな角度範囲にわたつて比較的大きな角度ずつ回転する
ことが必要であることが判つた。この説明を更に進める
と、ここに記載されている本発明は、自明とはいえない
が、相乗作用を有することがわかる。

先づ、強調しなければならないことは、逆回転する正負
の円柱レンズからなる第１および第２のレンズ部材Ｂ，
Ｃの乱視入力は、それぞれこの組合せに用いられる球面
光学部材から独立していることである。第２にこれも極
めて重要なことであるが、第４図にグラフで示された新
しい処方術が開発されたことである。９０離れた軸上の
逆回転円柱光学部材ＢとＣの独立した光学的効果を対照
することによつて、今まで用いられていた極座標のしき
たりはデカルト座標方式に変換される。

このデカルト座標方式は、回転角度とデイオプトル率と
の古く一層一般的な円柱光学的処方に容易に移すことが
できるだけでなく、更に乱視の光学的補正を処方する方
法自体として用いることもできる。更にプロット７０と
円７２の誤差とで示したように、光学的補正のデイオプ
トルが低い場合に低屈折力の円柱レンズの回転は第４図
の１１．２低と３３．７柱とにおけるプロットによつて
示された全区域での高度の不確実性を有するのに対し、
デカルト座標はすべての補正値に対して均一な不確実性
を有することがわかる。第１図乃至第３図に関連して示
された逆回転す）る円柱レンズの対は、本発明を実施す
ることができる手段のひとつにすぎない。この実施例に
代えて、本発明は可変球面光学部材と可変円柱光学部材
とを使用して実施することも可能である。特に第５図を
参照すると、２つのレンズを有する本発５明の実施例が
示されており、その１つは可変球面レンズであり、他は
可変乱視レンズである。同様にして、第６図乃至第８図
に関連して、対をなす可変球面レンズと対をなす可変乱
視レンズとを有する本発明の実施例が示されてある。θ
第５図を参照すると、光学軸線８０は可変球面レンズ
素子Ｆ（第１レンズ部材）と可変乱視レンズ素子Ｇ（第
２レンズ部材）とを貫通している。上記の特定の可変球
面光学レンズ素子は米国特許第３，３０５，２９４号と
更に同第３，５０７，５６５号とにそれぞれ記載されて
いる。説明を簡単にするため、上記特許で記載された長
さの処方は此処では繰返して述べない。可変球面レンズ
素子Ｆを軸線８２に沿つて移動することによつて球面レ
ンズ屈折力がレンズ素子の下部左隅の可変正屈折力から
レンズ素子の上部右部分の可変負屈折カへと変化する。
当業者には理解できることであるが、視路８４は此処で
は軸線Ｙ＝Ｏに沿つてレンズの中心に配置された中立セ
グメントを通つていることが示してある。レンズ素子を
通して予め選択された視点間の距離が中央セグメントか
ら正方向又は負方向に増加するにつれて、可変球面レン
ズ素子の屈折力も正の屈折力又は負の屈折力でその絶対
値が増加する。１９６７年２月２１日に特許された米国
特許第３，５０７，５６５号に一層詳細にのべられてい
るように、このレンズの使用については２つの点に特に
注目するべきである。

第１に視路はレンズを通るレンズの小さなセグメントに
限定されるべきことである。さもないと、レンズのセグ
メント内の局所相互間における微小な屈折力の差異が無
視できなくなる結果、歪曲（ＤｉｓｔＯｒｔｉＯｎ）が
発生する。第２に、視路は軸線８２又は軸線Ｙ＝Ｏに沿
つて移動させられるできである。さもなければ、本発明
の球面光学部材に望ましくない乱視的影響が加えられる
。レンズ素子Ｇは昭和５岬４月２７田こ公告された特公
昭５２−１５２２８号公報「レンズ並びにその製作法」
に一層充分に記載されている。

アナモルフイツクレンズ（像面上で縦方向と横方向の倍
率が異一なる像を生ずるレンズ）Ｇは、その表面を通つ
て選択された微小な視点セグメントに対して円柱レンズ
の可変屈折力と回転とを発生する。円柱レンズの上の中
立視点セグメントから該レンズ上の任意の視点セグメン
トへの変位距離と角度との関数．として変化する。レン
ズ素子Ｇは厚み方程式で定義することができる。

透明レンズ媒体は、その両側に実質的に平行な２つの光
学的界面を有するものが選ばれる。この２つの光学的界
面の間はレンズの透明な光媒・体で構成されている。こ
の光学的界面とその面にほぼ直角な透明光媒体とを貫通
する任意の「光学的」軸線が選ばれる。Ｘ，Ｙ及びＺの
３軸を有する直交座標を用いると、レンズの光学的軸線
はｚ軸であるとみなされ、光学的実効厚み変化ｔはこの
軸に平行に測定される。レンズ素子の光学的厚みはその
表面全体にわたつて変化する。この厚みの変化は、次の
特性式で示されるようなＸ及びｙのデカトル座標による
レンズ方程式によつて定義される光学的実効厚みｔで表
わされる。上式でｘはＸ軸に沿つて測つた距離、ｙはｙ
軸ノに沿つて測つた距離、Ａはレンズ表面全体のレンズ
屈折力の変化率を表わす定数、ｔは光学的厚みを光軸に
平行な実効レンズ厚みとして表わしたもので、レンズを
通る光線の平均的な方向でみたレンズ素子の幾何学的厚
みと成形時のレンズ素子の材料の屈折率との両方を考慮
している。

光学的厚みを考察すると、レンズ材料が均一の屈折率を
有するならば、ｔ（光学的厚み）は幾何学的厚みと屈折
率との積とみなされる。従つて、屈折率に変化があるな
らば、幾加学的厚みにおいて、これの補償を考慮しなけ
ればならない。理解されるべきことは、此処に定義した
レンズ厚みはレンズ全体を通して位置が変化すると厚み
も変化するということである。この変動は基準位置から
レンズ上の一点Ｘ，ｙへの変位距離によつて左右される
。また、理解されるべきことは、此処で開示されたレン
ズは実質的には任意の既知表面に関して生成することが
できるということである。

すなわち、この表面は、レンズの１つの露出面として形
成される必要はない。更に、この表面はレンズ材料内部
の想像面であつてもよく、またレンズ材料の部分的な内
外両面あるいはそのいずれかの想像面とすることもでき
る。もちろん、光学素子には上記式の適正な寸法関係に
従つた厚み変動が存在することが要求される。レンズの
厚み式は上に設定した光学的条件項の外に、他の光学的
条件項を含んでいてもよいが、そのような光学的条件項
はｘ又はｙに関して２次よりも高次の項を含むべきでは
ないし、また、？に関して１次よりも高次の項を含むべ
きでない。

なぜならば、それらの条件項は上に設定した条件項に較
べて、著しく大きな厚み変化をもたらすからである。従
つて、完全なレンズ方程式は次の通りとなる。

上式におけるＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ．Ｆ，Ｇに対しては零を含
む任意の実数が与えられる定数である。

この占うな２つの可変レンズ素子（第１および第２レン
ズ部材）が一緒に用いられる（第６図、第７図及び第８
図の如き）場合におけるＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ及びＧの値
は、２つの素子の厚み方程式の場合の値と同じではあり
得ない。Ａの大きさは両方の式で同じであるべきである
が、同じ符号の素子は回転させて用いることもできる。
本発明の方程式を極座標で表わすこともできる。

この場合、方程式は次のように表現される。上式でｔは
上記の光学的厚み、Ａは上記したようにレンズ表面全体
のレンズ屈折力の変動率を表わす定数、ｒ及びＯはある
面積を有する特定の素子の極座標である。可変乱視レン
ズＧを通して予め選択された視点セグメントを選択する
ことによつて、逆回転円柱レンズ光学部材と均等の作用
を行わせることができる。

特に、レンズを軸線８７に沿つて変位させることによる
乱視検査は、第７図に示すように垂直および水平方向の
変位に変えることができる。このような変位は第１図及
び第２図のレンズ素子Ｂの逆回転に正確に対応している
。同様にして水平及び垂直方向に対して４５ズの角度の
乱視はレンズを軸線８８に沿つて変位させることによつ
て補正値を深すことができる。

これは第１図及び第２図のレンズ素子Ｃの逆回転に正確
に対応している。可変球面レンズ素子Ｆの場合と同様に
、可変乱視レンズ素子Ｇは、その視面の小さくわかれた
セグメントのみが視路に用いられることを必要とする。

さもなければ、視野に、乱視による相当大きくかつ変化
する不本意な歪みが生ずる。可変球面レンズ素子Ｆの軸
線８２に沿つた視点セグメントの変位が所望の球面補正
に正比例することは野解されるべきである。

同様にして通路８７又は８８あるいはこれらを構成要素
として合成されうる通路に沿つた視点セグメント８６の
変位は、得られるべき乱視的効果に正比例する。

軸線８７，８８に沿つたこのような変位はＸ軸及びｙ軸
に沿つた第４図に示すようなプロットに直接変換して乱
視補正のデイオプトル率と角度とを得ることができる。
第５図の実施例を実際に用いる時には、比較的大きなレ
ンズ素子を必要とすることが判つた。

その理由は、レンズ素子が小さければ小さいほど、球面
的又は乱視的な不本意な歪曲が生ずる点における視点セ
グメントの表面積が大きくなるような変化をすることで
ある。従つてＬ．Ｗ．アルバレツツ（Ａｌｖａｒｅｚ）
の米国特許第２，３０５，２９４号、アルバレツツおよ
び本発明者による米国特許第３，５０７，５６５号及び
前記特公昭５２−１５２２８号公報にのべてあるように
、一層コンパクトな光学装置を得るためには、可変球面
レンズ及び可変乱視レンズを対面配置させることが望ま
しいことが判つた。このような装置は第７図に示されて
いる。第７図の分解図を参照してのべると、接眼レンズ
９０は光遮蔽体９２に取付けられ、目盛読取プロット９
３，９４は、図示したように、遮蔽体の側部と上部とを
切欠いて設けられている。

通常は、患者は接眼レンズ９０を通してアイチヤートＲ
（詳細は第８図を参照）を観察する。可変球面光学体Ｈ
はハウジング９５の内部に取付けられている。

米国特許第３，３０５，２０４号に記載してあるように
、２つの可変球面レンズ素子が対面して相互に移動する
。一方の素子はラック９６に固定され、他方の素子はラ
ック９８に固定さ・れる。ラックを対面させてピニオン
１００を回転することにより、球面レンズ素子の２つの
対面する可変倍率球面レンズ素子の間に相対的に等距離
でかつ反対方向の上下運動が起る。球面レンズ補正率は
、第９図に示してあるような目盛で読取る・ことができ
る（この目盛面は第７図及び第８図ではかくれている）
。可変球面倍率レンズ素子相互間の相対運動が、球面倍
率を変化させるのと同じように、可変アナモルフイツク
レンズ相互間の相対するセグメント）間の相対運動は、
アナモルフイツク率（像面での縦横倍率比）の変化を起
させる。

このことは第一６図のアナモルフイツクレンズの細部と
それにつづく第７図に示す眼の検査装置の２つのレンズ
素子１２０，１２２とを参照することによつて最もよく
理解することができる。第６図には、２つの可変乱視レ
ンズ１０６，１０７（第１レンズ部材と第２レンズ部材
）が互に対向している状態が示されている。

これらの相対するレンズ素子を透視し一方の素子が他方
の素子に対して変位し、両レンズ素子の相対的回転整合
が維持されている時可変乱視効果が得られる。更に、こ
の効果は両レンズのオーバーラップ部分にわたつて均一
である。単一のアナモルフイツクレンズ素子Ｇの場合と
同じように、２つの相対するアナモルフイツクレンズ１
０６，１０７はそれぞれ第１図及び第２図の等角度てか
つ方向反対の逆回転をする円柱レンズＢ，Ｃに関しての
べた円柱レンズ効果と同じ円柱レンズ効果を発生するこ
とに注目することが重要である。

レンズ素子の寸法を減小させるため、レンズ素子１２０
は第６図の可変乱視レンズ素子１０６から取出された水
平ストリップから成つている。

同様に、レンズ素子１２２は可変乱視レンズ素子１０７
から取られた垂直ストリップから成つている。第７図に
戻つて、レンズ素子１２２はピニオン１２７によつて起
動される垂直ラック１２５に取付けられている。

カーソル１２９で読取られる目盛１２８はラック取付具
１３０に対するラック１２８の変位を測定することがで
きる。可変乱視レンズ素子１２０の取付けも同じである
。

基本的にはラック１３５はピニオン１３７によつて起動
される。通常、本体部分１３０に強固．に取付けられ本
体部分１４０上のカーソル１３９で読取られる目盛１３
８は、可変乱視レンズ素子１２０の変位置を指示する。
上記したレンズ素子では可変乱視レンズの相対変位の他
の読取が可能である。

１つの移動レンズ，素子に取付けられたカーソル１４５
は他のレンズ素子に取付けられた目盛１５０上で２つの
光学素子の相対変位を指示する。

第４図に示された目盛と全く同し目盛を用いることによ
つて乱視補正値を本発明の改良方法に示されたようにデ
カルト座１標で読むかそれに代えて乱視処方に用いられ
るものと標準のデイオプトル率及び角度回転座標で読む
ことができる。第８図を参照すると、組立てられた装置
の側面の詳細が示されている。

接眼レンズ９０をのぞく患者は視路１０２に沿つてアイ
チヤートＲを注視する。ピニオン１００，１２７及びそ
れにつづいてピニオン１３７を順次操作することによつ
て、眼の補正値が得られる。前にのべた第３図の光学装
置の場合と同様に、ピニオン１００，１２７，１３７の
順に行われる再調整は、患者の改良された視覚の眼Ｐを
用いて乱視視覚を一層敏感に検出し、さらに改良するこ
とを期待できる。第１図乃至第３図に関して説明した装
置と第７図及び第８図に示された装置とは、それぞれ独
特の利点を有することを理解すべきである。

第１図乃至第３図に示された装置の場合には、この装置
は、１２個のレンズ片からなる双眼鏡に容易に適合・さ
せることがてき、存在する球面と乱視との処方の改良に
実質的に役立てることができる。相対的に移動する６つ
のレンズ片が各視列毎に必要とされるため、第３図の実
施例によつて作られる装置は、ある程度の長さを必要と
する。第７図及び第゛８図に示された装置は、比較的短
かくてよい。第７図及び第８図に示された装置は視路１
０２に直角な方向に相当大きな幅を有する。この装置は
、図示のように、素子１２０，１２２の相対的変位に基
づいて光学的楔を観察者の視線に導入する。従つて、こ
れは双眼式の眼２検査装置に用いるのには特に望ましく
ない。本明細書では３つの好ましい実施例を記載した。

本発明の精神と範囲とから逸脱することなく他の実施例
を考えることができることは理解されるであろう。例え
ば、実際には視路にほぼ直角な線に対してレンズの円柱
倍率を変える器具を第１図及び第２図の逆回転円柱レン
ズＢ，Ｃの各々と替えることができる。更に、可変円柱
レンズ屈折力は直交軸に沿つて等しく反対の円柱レンズ
効果を発生させることは好ましいが、これは必須てはな
い。同様にして可変球面光学体の種々の組合せを用いる
ことができる。更に、当業界では公知の種々のアイチヤ
ート及びアイチヤートの形状は、眼の検査装置に取付け
て使用してもよく又通常のように光学装置に対してある
距離をおいた壁に取付けて用いてもよい。同様に、本発
明の精神及び範囲から逸脱することなく、その他の変形
を行うことはもちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は２対の逆回転する正負の円柱レンズと組合せた
通常のガリレオ望遠鏡を、それぞれの円柱レンズの中実
軸線が相互に４５、変位した中間位置にある状態を示す
本発明の第１実施例の概略斜視図、第２図は逆回転する
円柱レンズで最大の乱視補正が得られるようにレンズ対
が一方向にのみ最大の相対逆回転した状態で示してある
第１図と同様の図、第３図は円柱レンズ対を逆回転する
装置を示す本発明の眼の検査装置の第１実施例の一文破
断斜視図、第４図は極座標とデカトル座標とによつてプ
ロットされた装置の出力を図示したグラフ、第５図は本
発明による乱視効果可変装置第２実施例の２レンズ部材
の分解概略図、第６図は２つの上下に重なり合うように
配置された可変乱視レンズ部材の斜視図、第７図は第６
図の可変乱視レンズ部材を眼の検査装置の可変球面光学
部材とともに用いた本発明による眼の検査装置の分解斜
視図、第８図はアイチヤートを取付けた眼の検査装置を
患者が用いている状態を示す側面図、第９図は第７図及
び第８図ではかくれている球面倍率補正値を読取るのに
用いられる目盛を示す図である。 Ｂ・・・・・・第１の対の円柱レンズ部材、Ｃ・・・・
・・第２の円柱レンズ部材、１８・・・・・・光学的軸
線、２０，２２，３０，３２・・・・・・円柱レンズ部
材、２１，２３，３１，３３・・・・・・円形ラック、
２５，３５・・ピニオン、１０２・・・・・・光学的軸
線、１２０，１２２・・・・・・乱視レンズ部材、１２
５，１２８・・・・・・ラック、１２７，１３０・・・
・・・ラック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 乱視的レンズ屈折力と、与えられた視路に沿つての
   乱視的回転整合とを含む乱視効果に変化を生ぜしめる装
   置であつて：第１レンズ部材と第２レンズ部材を含むレ
   ンンズ系を具備し；該第１レンズ部材は、乱視的レンズ
   屈折力の変化を発生させる配置と構成を有し；該第１レ
   ンズ部材の乱視的レンズ屈折力における該変化は、前記
   視路に対して実質的に垂直な第１垂直軸線に沿つて発生
   するものであり；乱視的レンズ屈折力の変化を生ぜしめ
   るための前記第１レンズ部材は、前記視路内において、
   該視路に対して調節運動可能な少なくとも１個のレンズ
   素子を具備し；前記第２レンズ部材は、乱視的レンズ屈
   折力の変化を発生させる配置と構成を有し；該第２レン
   ズ部材の乱視的レンズ屈折力における変化は、前記視路
   に対して実質的に垂直な第２垂直軸線に沿つて発生する
   ものであり；乱視的レンズ屈折力の変化を生ぜしめるた
   めの前記第２レンズ部材は、前記視路内において、該視
   路に対して調節運動可能な少なくとも１個のレンズ素子
   を具備し；前記第１レンズ部材は、前記視路に沿って選
   ばれた軸線に沿う前記第２レンズ部材に対して回転可能
   に配置されており、その結果該第１レンズ部材の前記第
   １垂直軸線を通りかつ前記視路に沿つて規定される前記
   軸線を含む第１想像面が、前記第２レンズ部材の第２垂
   直軸線を通りかつ前記視路に沿つて規定される前記軸線
   を含む第２想像面と一致せず；前記レンズ系は、前記第
   １レンズ部材と第２レンズ部材の少なくとも１つによる
   前記乱視的レンズ屈折力の変化によつて、異なる方向に
   指向された前記第１想像面と第２想像面とについてそれ
   ぞれ異なる焦点距離を設定することを特徴とする乱視効
   果可変装置。