JPS6129332A - 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
学的レンズど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ｉ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ぐ、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−のまわりで、
互に反対方向に回転される。こ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。６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°ずれた角度）で光学軸線に沿って正円柱レンズ
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
って、実際には円柱レンズ整合と人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ろこ
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°ずつずらせて整合することであ
る。この４５″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、独立に変化させうろことである。 この正確な４５°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こと
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ｇｏ 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、・従っ
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ろ
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１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−０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。 本発明の他の目的は、６対の円柱レンズの親線通路に対
して直角をなす軸線で、かつ逆回転する正負の円柱レン
ズの可変円柱レンズの屈折力を装置の視線通路に沿う４
５°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。光学通路と一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って、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１８０６の回転が極座標プロットの３
６０’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ＭＡ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。ガリレオ望遠鏡へ
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図に示されでいるように、
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２２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に軸線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　　　　　１゜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の組合せ作用によっ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ずる。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１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、ガリレオ望遠鏡へに必要な可
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１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、水用ｍ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２Ｇの円柱軸線は前の位＠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５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１１ｉ４６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
＠４４．４６に対して互に９０’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＠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。 レンズ索子３０は観察者の眼Ｏに対して時期方向に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、レンズ索子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に対ビて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に平行に発生ずる。 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
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２
０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１１１４４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素子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５Ｂ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＠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
が本発明の実施に当っては要求される。この分離は４５
°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８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。 大ぎ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、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８と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、注目すべぎ点である。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索子Ｃ相互間
の逆相対回転のｍ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、眼科医あるは医師のいずれかによって個
々の処方を基礎としで選択される。 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９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（ａｎａａｏｒｐｈｉ
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ってそれぞれ生ずるということで
ある。！１１４目すると、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１２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−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持されるからである。 第３図を参照すると、ガリレオ望遠１１Ａと第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）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２
５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との鶴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２Ｇ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ハ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ＩＡ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ＭＡとビニオン２５．３５を１回調節した後、同順
で再ｍ１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Ｏに対する乱視
的補正が行゛ｌれた後は、その補正の結果改良さむた視
覚によ？て、観察者自身の眼０が球面光学部材による？
Ｉｔ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、眼が高
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不である。 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円柱ディオア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ｉれ同じ目盛上の１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１７）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アトル屈折力で設けられて
いる。 第３図を参照すると、円形ランク２３に取付けられたカ
ーソル６１は目盛りの一４デイオプ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−１−２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がマイナスディオアトルの設定へ
と相対逆回転したことを示す。 このマイナスディオアトルの設定は、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。レンズ索子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
０°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
ィ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１６°の角度で処方箋に４．５デイオプト
ルの円柱レンズ１１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りたものである。 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。特にディ
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アトル円柱レンズ補正が要
求される詩、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
十□のディオア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±□・ディオアトルで
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□″２ ディオア”トル逆回転位置は１０にプロットされてい在
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ｍ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１
２内のどこかに入ったとすると、その円の角度は１１．
２°と３３．７’との閤のとこかに入る。 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ニデイオアトルの設定
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ｉ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。 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１０と円７
２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１
１．２°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ど
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図ハ至第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である。 第５図を参照すると、光学軸線８Ｇは可変球面レンズ索
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１１Ｙ＝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　　　　　　　１・正の屈折力又は
負の屈折力でその絶対値が増加する。 １９６１年２月２１日に特許された米国特許第３．５０
７，５６５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
異が無視できなくなる結果、歪曲（ｄｔｓｔａｒｔｔｏ
ｎ）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２１日に公告された特公
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。 レンズ索子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はＸ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、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
素子の幾向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・４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−で、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ってもよ（、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っ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、ｘｙ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
たらづ°からである。 従って、完全なレンズ方程式は次の通りとなる。 ｔ＝Ａ　（−−ｘｙ２）＋ＢＸ２　＋Ｃｘｙ＋Ｄｙ２　
＋Ｅｘ十Ｆｙ＋Ｇ 苫 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８１に沿って変位させることによる乱視検査は、第
７図１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°の角度の乱
視はレンズを軸１Ｉ８８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
のレンズ索子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、乱視による相当大ぎくかつ変化する不本意な歪
みが生ずる。 可変球面レンズ索子Ｆ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８
７．８８に沿ったこのような変位はＸ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。従ってｔ−
、Ｗ、アルバレツツ（Ａ　Ｉｖａｒｅｚ）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５
２−１５２２８号公報に　“のべであるように、−ｍ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［１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
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）。 可変球面倍率レンイ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ｆｆ１ｌ（７）ｌｆＪ
　％ｔ１１　＃Ｊ　Ｇｅｔ、７ｔｆ）、＝１イツウ□ｉ
ｍｒｏ　　　　　’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即
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つの相対す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ＢＣに関しでのべた円
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
（ま第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１
２２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、レンズ素子１２２はピニオン１２１に
よっ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によって起動
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１３８
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
ルト座標で読むかそれに代えて乱視処方に用いられるも
のと標単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をのぞく患者は横路１
０２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
１３７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、それぞれそれ独特の利点を有
することを理解すべきである。第１１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ｉ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図の実施例によって作られる装置
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＠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、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。従って、これは双眼式
の眼の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、実際には横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（、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
る装置を示す本発明の眼の検査装置の第１実施例の一部
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？！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の対の円柱レンズ部材 １８・・・光学的軸線 ２Ｇ、　２２．３０．３２・・・円柱レンズ部材２１、
２３．３１．３３・・・円形ラック２５、３５・・・ビ
ニオン　　　１０２・・・光学的軸線１２０、　１２２
・・・乱視レンズ部材１２５、　１２８・・・ラック　
　　１２７．　１３０・・・ラック■面の浄書（内３に
変更なし） ＦＩＧ　　　２ 手続補正書 ′　昭和６０年４月７λ日 特許庁長官　　志賀　　学　殿１ １、事件の表示 昭和６０年特許願第　５０２２１　　号２、発明の名称 検眼装置 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 ４、代理人 ５、補正の対象　　　− 全文訂正明細書 １、発明の名称］ 検眼装置 ２、特許請求の範囲］ （１）　　少くとも１個のレンズを有する球面レンズ屈
折力を与えるための第１レンズ部材：および該第１レン
ズ部材光軸に沿って、一方が他方の背後に整列するよう
に配列された第２および第３レンズ部材：を具備し、 該第２および第３レンズ部材の各々は、前記光軸に対し
てほぼ垂直に配置された第１および第２の光学的界面を
有し、該光学的界面の各々の間には透明なレンズ媒質が
配置されており；４　前記各レンズ部材を構成する媒質
の厚みは、前′：記光軸に対してｙ軸、ｙ軸がほぼ垂直
になるよう。 に配設された直交座標軸系において、ｘｙ平１ｌＴｊ１
．１垂直な方向に測定された有効光学的厚みがｘ、ｙ値
に応じて変化しており、 前記第２レンズ部材の有効光学的厚みは、式％式％） ： 前記第３レンズ部材の有効光学的厚みは、式（−）　Ａ
　（ｘ３　／３−ＸＶ２） で表わされるものであり； 両式において、 Ｘは前記光軸に対してほぼ垂直な直交座標系のＸ軸上に
おける位置を表わし； ｙは前記ｘｙ平面において、前記ｙ軸にほぼ垂直な前記
ｙ軸上の位置を表わし； Ａはレンズ表面上での単位距離当りのレンズ屈折力変動
を表わす定数であり；さらに、前記光軸を横切る方向に
前記第２レンズ部材を変位させる第１駆動部材：および
、 前記光軸を横切′る方向に前記第３レンズ部材を変位さ
せる１第２駆動部材； を具備する検眼装置。 ３、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
必要であらた。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、す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
査には通常様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（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
ィオアトル（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。 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（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、患者を選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功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両頁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。このデカ元ト座標プロッ
トは円柱レンズの１８０°の回転が極座標プロットの３
６０６にわたって描かれ基ように、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ｉ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、凹形の負円柱レンズ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。 １′″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！、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線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２２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に軸線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への全球面光学４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１．円柱レンズ２０．２
２の組合せ作用によっ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で消滅する。こ
れらの効果は個々のレンズ素子２Ｇ。 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３Ｇ、　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１．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　　　　　　ｉ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５塁が生ず
る。先づ、可変屈折力の円柱レンズ効果は軸線３４．３
６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
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変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Ｏに対して時計
方向に４５°である：従って、円柱しンズ素子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２Ｇと負円柱レンズ２２とはそれぞれの軸
＠４４．４６に対して互に９０°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＠４Ｇ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
°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＠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［
１５６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
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２
０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素子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１１４４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≧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＠４Ｇ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［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
が本発明の実施に当っては要求される。この分離は４５
″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９Ｇ”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、９０°とは異なった角度
ずつ、好ましくは４５°ずっ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、娘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（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ィック（ａｎａａｏｒｐｈｉｃ
）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、水平み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　　　　　　１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４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ＩＩＡと第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）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２
５とギヤ２１の間のギＡ７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３０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！ｉＡ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Ａ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、球面光学部材へを調節し
て眼に対する蝉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
が最適となるまでピニオン３５を回転させる。 望遠鏡へとピニオン２５．３５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１０に町する乱視的
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ｗＩＯ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、眼が高度の
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円柱ディオアトルの合計屈折　　　　　　）
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、目盛は各カーンル毎に正と負の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
ィオアトル屈折力で設けられている。 第３６！ｌ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ディオプトＪしまで回
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デイオプ
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。 しかる債、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／ｊマイナスディオアトルの設定
へと相対逆回転したことを示す。 このマイナスディオアトルの設定は、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
０°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
ィオプトルの設定とレンズ素子Ｃの＋２ディオアトルの
設定とは、約１６″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。特にディ
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イオア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
ｍ：のディオア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±−ディオアトルであ
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の一層 ディオアトル逆回転位置は１０にプロットされていす 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１２内のど
こかに入ったとすると、その円の角度は１１．２°と３
３．７°との間のどこかに入る。　　　　□ 更に記憶されてい暮ことと思うが、実際の眼の罵 検査の場合、円柱レンズ素子を回転してニブイオアトル
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。 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【プ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、回転角変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１０と円１
２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１
１．２”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？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ず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２レンズ部材）と可変乱視レンズ素子Ｇ（第３
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
は軸線Ｙ＝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。 １９６１年２月２１日に特許された米国特許第３、５０
７．５６５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
異が無視できなくなる結果、歪曲（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏ
ｎ）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「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し　　　　　　１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つの光学的界面の藺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。 ご 上式でＸはＸ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
×、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従っ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、ｘｙ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。 従って、完全なレンズ方程式は次の通りとなる。 ＋Ｄｙ２＋Ｅｘ＋Ｆｙ＋Ｇ 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８、Ｃ１Ｄ、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″ズ光学部材８
均等０作用を行する′−８が１１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図に示すように垂直および一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へ４５°の角度の
乱視はレンズを軸４Ｉ８８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
枝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
として合成されつ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８
７．８８に沿ったこのような変位はＸ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。従ってり、
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９３．９
４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。一方や素子はラック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。球叩レンズ補
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
を変化させるのとりじように、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２レンズ部材と第３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つの相対す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、レンズ素子１２Ｇ
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、レンズ素子１２
２は可変乱視レンズ素子１０７が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、レンズ素子１２２はピニオン１２１に
よっ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。 基本的にはうツク１３５はピニオン１３７によって起動
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１３８
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
られるものと標準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１
０２に沿っ工アイチャートＲを注視する。　　　′ビニ
オン１００．　１２７及びそれにつづいてピニオン１３
７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、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
に示された装置は枝路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、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。 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Ｔ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。 ４、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だめの斜視図、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
番゛乱視効果可変装置の実施例の第２及び第３レンズ□
部材の分解機゛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２及　　　　　１び第３レンズ部材
の□斜視図、第７図は第［１の第２及び第３．レンズ部
材を眼の検査装置の可変球面光学部材（第１レンズ部材
）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。　　　　１Ｆ・・・
第２レンズ部材　　Ｇ・・・第３レンズ部材８０・・・
光学的軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも１個のレンズを有する球面レンズ屈折力
   を与えるための第１レンズ部材；および該第１レンズ部
   材光軸に沿って、一方が他方の背後に整列するように配
   列された第２および第３レンズ部材；を具備し、 該第２および第３レンズ部材の各々は、前記光軸に対し
   てほぼ垂直に配置された第１および第２の光学的界面を
   有し、該光学的界面の各々の間には透明なレンズ媒質が
   配置されており； 前記各レンズ部材を構成する媒質の厚みは、前記光軸に
   対してｘ軸、ｙ軸がほぼ垂直になるように配設された直
   交座標軸系において、ｘｙ平面に垂直な方向に測定され
   た有効光学的厚みがｘ、ｙ値に応じて変化しており； 前記第２レンズ部材の有効光学的厚みは、式（＋）Ａ（
   ｘ＾３／３−ｘｙ＾２） で表わされるものであり； 前記第３レンズ部材の有効光学的厚みは、式（−）Ａ（
   ｘ＾３／３−ｘｙ＾２） で表わされるものであり； 両式において、 ｘは前記光軸に対してほぼ垂直な直交座標系のｘ軸上に
   おける位置を表わし； ｙは前記ｘｙ平面において、前記ｘ軸にほぼ垂直な前記
   ｙ軸上の位置を表わし； Ａはレンズ表面上での単位距離当りのレンズ屈折力変動
   を表わす定数であり；さらに、 前記光軸を横切る方向に前記第２レンズ部材を変位させ
   る第１駆動部材；および、 前記光軸を横切る方向に前記第３レンズ部材を変位させ
   る第２駆動部材； を具備する検眼装置。