JPS6129331A - 検眼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ず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
必要であった。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づ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。従って″、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
要であって、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
を有する何面もの円柱レンズが用いられている。したが
って、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、低ディオプトル（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内爪誤整
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。

本発明１竺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ろこ
とである。

本発明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。

従って、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。

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。

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°の回転が極座標プロ
ットの３６０°にわたって描かれるように、プロット上
に円柱レンズの回転軸線を描くことによって得られる。

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って低い円柱レンズ屈折力の誤差を
減小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って一層正確となる。

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。

本発明の基本的原理の説明図（実施例ではない）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ＭＡが第１の対の逆回転する正負の円柱レン
ズＢ（第ルンズ部材）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１
４と凸形の正球向レンズ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に沿って変えることによっ
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に沿って配置された逆回転するレンズ対Ｂ
（第ルンズ部材）は正円柱レンズ２０と負円柱レンズ２
２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。

先ず、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２
０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。従って
、これらのレンズが円柱レンズ軸＠２４．２６と同時に
整合している時には、円柱レンズの組合せ屈折率は・零
であって、レンズ２０の正の円柱レンズ効果はレンズ２
２の負の円柱レンズ効果によっ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″の軸線４４、４６
に沿った２つのレンズの組合せの円柱効果が変化する。

第２に軸＠２４．２６とこれらの軸線から９０°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って
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
　　　　　１組合せ作用によって各レンズが互にその効
果を打潤し合うことから明らかである。即ち、円柱レン
ズ２Ｇ、　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って消滅
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に沿っ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
対で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（第ルンズ部材）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″で配置された軸線５４．５６において発生
する。。軸線３４．３６に平行な軸線に沿っても軸線３
４．３６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。従って、レンズ３０．３２の逆相対回
転に変化があったとしても、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＠の角度であるのが図示しであ
る。正確には４５°の角度で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
によって発見、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、
即ち各円柱レンズは４５″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
では本発明の基本的原理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Ｏに対して反
時計方向に４５°回転している状態が示されている。従
って、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°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っ
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°である。従って、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９０４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でいる。

レンズ素子３０は観察者の眼Ｏに対して時計方向に４５
°回転している。従って、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°変位してい
る。

同様にして、レンズ素子３２は観察者の眼Ｏに対して反
時計方向に４５°回転している。新しい軸線５６は古い
軸線３６に対して４５°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
対によって発生される。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、　　　
　　　１゜この逆回転する正負の円柱レンズの各々はそ
れぞれの軸線に沿って互に他に対して相対的に９０’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６４４に沿った最大
の負円柱効果と軸線４６に沿っ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に沿った最大の負円
柱効果と軸線５６に沿っ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索子ＢとＣの１つの可能
な回転をみることによって、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に沿っ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に沿っ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に沿って、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５
４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
が光学通路に沿って投映されると軸線５４、５６から４
５°の角度だけ正確に分離する光学通路に沿う軸線４４
．４６によって規定される面と対応する軸線５４．５６
によって規定される面との間に幾分かの分離があること
が０本発明の実施に当っては要求される。この分離は４
５６である必要はない。任意の大きさの角度的分離であ
っても差支えない。

ここに図示した正確な４５°の分離が１つの利点を有す
ることは理解されるべきである。基本的には、正確な４
５°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１８０°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°を越えて逆回転すると、相対逆回転の最初の９
０°で前にみられた分離が発生する。従って、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９０°以
上の相対回転を行うことによっては実用的な目的は達せ
られない。

大きさが等しフカ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、９０°とは異なった角度
ずつ、好ましくは４５°ずつ整合させることによって、
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。光学的整合によってこれ
らの屈折力を得る場合に、レンズ対ＢとＣの各々は所望
の眼科処方を行うために予あ選択された量だｉ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１は、この器具を用いる患者、また
は技師、眼科医あるは医師のいずれかによって個々の処
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っ
て、本発明の理解は従来技術との関連においていっそう
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ャーク（Ｇ　ｏｔｔｓｃｈａｌｋ
）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ィック（ａｎａｍｏｒｐｈｔ
ｃ）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
　　　　　１２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っ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っているが、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
によっ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紐計さ
れている。

本発明の基本的原理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′ｌｆｆ１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である。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
である。円柱レンズの形状は大きく誇張して示しである
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の対の逆
回転する正負の円柱レンズＢ（第１９２１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装置が示されている。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。ビニオン２５をギヤ２１．２３の間に取付けること
によって負円柱レンズ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。一方ではビニオン２５
とギヤ２１の間のギヤ比を同一にし、他方ではビニオン
２５とギヤ２３との間にギヤ比を同一にすることによっ
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３ｏは円形ラッ
ク３１の内部に設けられている。ラック３１゜３３の両
方に相対するビニオン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Ｏ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
調節することによって行うことができる。その後ビニオ
ン２５を視覚が最適になるまで回転させる。最後に視覚
が最適となるまでビニオン３５を回転させる。

望遠鏡へとビニオン２５．３５を１回１１ｇ１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ｗｉＯ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
た視覚によって、観察者自身の眼Ｏ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である。同様に
して、球面光学部材による視覚の小さな再調節は、限が
高度の乱視補正を行われたことによって、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。

光学的設定を行った時、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に取付はカーソル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って行
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りに注意を向
けると、５円柱ディ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
ことによってなされる。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
歪曲を補正するディオプトル屈ｉカで設けられている。

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は目盛りの一４ディオブトルまで回転しであ
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りの＋２デイオブトルの相
対回転位置まで回転されているのが示しである。

目盛り上に読みが設定されると、第４図のデカルト座標
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がマイナスディオプトルの設定へ
と相対逆回転したことを示す。

このマイナスディオプトルの設゛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軸方向における一４デ
ィ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’の軸線に
沿っているのでこれは第４図のデカルト座標プロットの
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の係数によっ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。従って、第４図に示されたプロットでは円柱
レンズの１８０”の回転は実際の極座標プロットの３６
０６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の一４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°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ったものである。

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
オア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ィ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゜６３１
ｉ　−１−−！−１７）アイオア８７．□よ工えゎ、−
動すると仮定してみよう。更に測定の不確実性は１〒デ
４ｔ７ｔ−）ＬＴ−あ社仮定Ｌ′１み１う・第４図を参
照すると、レンズ素子Ｂ、Ｃの□ディオアトル逆回転位
置はｌＯにプロットされ工いす ることがわかる。更に、□ディオアトルの潜在誤差領域
は１２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
こかに入ったとすると、その円め角度は１１．２°と３
３．７°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一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って比較的大き
な角度ずつ回転することが必要であることが判った。　
・・１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°
ノで示された新しい処方術が開発されたことである。９
０°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って、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、回転角度とディオプトル率
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、光学的補正のディオ
ア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”と３３．７”とにおけるプロットによっ
て示された全区域での高石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、本発明の基本的原理を説明するための手段
として利用したにすぎない。本発明はこの基本的原理を
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
するものである。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いる。

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１９２１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に沿って移動する
ことによっ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布部分の可変負屈
折力へと変化する。

当業者には理解できることであるが、横路８４は此処で
は軸ＩＹ＝Ｏに沿ってレンズの中心に配置された中立セ
グメントを通っていることが示しである。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　　　　
　　　　　　１３、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に横路はレンズを通
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前祝できなくなる結果、歪
曲（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）が発生する。

第２に、横路は軸線８２又は軸線Ｙ＝Ｏに沿って移動さ
せられるべきである。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５２年４月２７日に公告された特公
昭５２−１５２２８号公報１°レンズ並びにその製作法
」に一層充分に記載されている。アナモルフィックレン
ズ（像面上゛で縦方向と横方向の倍率が異なる像を生ず
るレンズ）Ｇは、その表面を通っ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。円柱レンズの屈折力と回転とは、円柱レン
ズ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２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って変化する。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、
のデカルト座標によるレンズ方程式によって定義される
光学的実効厚みｔで表わされる。

上式でＸ　Ｇ、ｔｘ軸に沿って測った距離、ｙはｙ軸に
沿って測った距離、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で負の場合もありうる。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。従って、屈折率に変化があるな
らば、幾何学的厚みにおいて、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への変位距離によって左右される。

また、理解されるべきことは、此処で開示されたレンズ
は実質的にぼ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ってもよく、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Ｌっだ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、ｘｙに関して１次よりも高次の
項を含むべきてない。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
たらすがらである。

従って、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，ｉ　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。　　　　　
　；このような２つの可変レンズ素子（第１および第２
レンズ部材）が−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”つの素子のルみ方程式の
場合の値と同じではあり得ない。へ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。

この場合ミ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ねす定数、ｒ及
びθ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って、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に沿って変位させることによる乱視検査は、第
７図に示ずように・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″の角度の乱
視はレンズを軸線８８に沿って変位させることによって
補正値を探すことができる。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、その視向の小さくわかれたセグメントのみが
横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［の軸線８２に沿った視点セグメン
トの変位が所望の球面補正に正比例することは理解され
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った視点セグメント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に沿ったこのような変位はｙ軸及びｙ軸に沿
った第４図に示すようなプロットに直接変換して乱視補
正のディ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った。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り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。従ってり
、Ｗ：アルバレツツ（ΔＩｖａｒｅｚ）の米国特許第２
，３０５，２９４号、アルバレッ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＠公報にのべであるように、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っ
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、目盛読取スロット９３．
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
通してアイチャート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号に記載しであ
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ビ
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図に示しで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図ではがくれてい
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、可変アナモルフィックレ
ンズ相互間の相対するセグメント間の相対運動は、アナ
モルフィック率（像面での縦横倍率比）の変化を起させ
る。このことは第６図のアナモルフィックレンズの細部
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って最も
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（
第ルンズ部材と第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ツプ
部分にわたって均一である。

単一のアナモルフィックレンズ素子Ｇの場合と同じよう
に、２つの相対ザるアナモルフィックレンズ１０６．　
１０７はそれぞれ第１図及び第２図の等角度でかつ方向
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、レンズ索子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っている。同様に、レンズ索子１２
２は可変乱視レンズ素子１０７から取られた垂直ストリ
ップから成っている。

第７図に戻って、レンズ索子１２２はビニオン１２７に
よって起動される垂直ラック１２５に数句けられている
。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はビニオン１３７によって起動
される。通常、本体部分１３０に０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の変位量を指示する。

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じ目盛を用いることによっ
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
ルト座標で読むことも、それに代えて乱視処方に用いら
れるものと標！のディオプトル率及び角度回転座標で読
むこともできる。

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をのぞく患者は横路１０
２に沿ってアイチャートＲを注視する。

ビニオン１００．　１２７及びそれにつづいてビニオン
１３１を順次操作することによって、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、ビ
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図に関して本発明の基本的原理を説明し
た装置と第７図及び第８図に示された本発明の実施例装
置とは、効果において下記のような差異を有することを
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でき、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
に示された装置は横路１０２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１素子１２０．
　１２２の相対的変位に基づいて光学的模を観察者の視
線に導入する。

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。更に
、可変円柱レンズ屈折力は直交軸に沿って等しく反対の
円柱レンズ効果を発生させることは好ましいが、これは
必須ではない。・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
種々のアイチャート及びアイチャートの形状は、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
置に対しである距離をおいた壁に取付けて用い　　　　
　１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
本発明の基本的原理説明のための斜視図、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
である第１図と同様の図、第３図は円柱レンズ対を逆回
転する装置を具備する眼の検査装置例の一部破断斜視図
、第４図は極座標とデカルト座標とによってプロットさ
れた装置の出力を図示したグラフ、第５図は本発明によ
る乱視効果可変装訂の実施例の第１及び第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
配置された第１及び第２レンズ部材の斜視図、第７図は
第６図の第１及び第２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図はアイチャ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屈折力補正値を
読取るのに用いられる目盛を示す図である。 Ｆ・・・第ルンズ部材　　Ｇ・・・第２レンズ部材８０
・・・光学的軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）最大のレンズ厚み変化が該レンズの直径の１／２
   より小さい少くとも１個のレンズを具備し；該レンズは
   検眼装置の光学通路を通る光軸に対して平行な方向に参
   照面を基準として測定される厚みを有し、該厚みは、式 Ａ（ｘｙ＾２＋１／３ｘ＾３）＋Ｄｘ＋Ｅ で近似的に表わされるものであり； 該式において、ｘおよびｙは、前記光軸に対して垂直な
   直交座標系上の点を示す座標であり；Ａはｘ軸方向にお
   けるレンズの屈折力の変化を表わす定数であり； Ｄはレンズ厚みを最小にするために取除かれるプリズム
   係数を表わし、零であってもよい定数であり； Ｅは、光軸上のレンズ厚みを表わす定数であり；ざらに
   、前記装置を通してアイチャートを光学的に観察するた
   めに、視野セグメントを画定する手段； 式、Ｙ＝０で現わされるｘ軸上の線に沿って、レンズの
   横方向の運動を制御し、前記視野セグメントとの間に相
   対的な運動をと行わせる変位手段；前記視路に位置決め
   された第２レンズ部材；および、 該第２レンズ部材は、第１および第２の光学的界面と、
   該両界面間に介在する光学媒質を含み；前記両光学的界
   面間の前記光学媒質の厚みは、前記光学的界面に実質的
   に平行に設けられた直交座標軸ｘ、ｙに対してほぼ垂直
   な方向に測定された有効光学的厚みにおいて変化のある
   ものであり；該第２レンズ部材の有効光学的厚みの変化
   は、式 Ｂ（ｘ＾３／３−ｘｙ＾２） で規定されるものであり； 該式において、 ｘは前記光軸に対して実質的に垂直な直交座標系上の座
   標値を表わし； ｙは前記直交座標系におけるｘ−ｙ平面において、前記
   ｘ軸に対して実質的に垂直なｙ軸上における直交座標系
   の座標値を表わし； Ｂは、該第２レンズ部材の屈折力の変化率を表わす定数
   であり；さらに、 アイチャードが眼に対して最良の合焦状態となるように
   、前記視野セグメントに対して、相対的に前記第２レン
   ズ部材に制御された変位を与えるために、前記視路に沿
   って前記第２レンズ部材を変位させる変位手段； を具備する検眼装置。