質問: 凸レンズは正、凹レンズは負で示される、眼鏡の度を表すのに用いられる レンズの屈折力の単位は何でしょう?
回答: ディオプトリ

タイトル: 眼鏡
球面でなくする意図には次のようなものがある。遠視用レンズは球面設計では十分な光学性能の実現が難しく、大きな光学的歪みを生じるが、非球面設計によって改善される。昭和7年(1932年)の書籍にも非球面レンズへの言及があるが、当時の非球面レンズはもっぱら高度遠視に用いるものとされていた。今日では近視用の非球面レンズも販売されているが、近視用レンズでは球面設計でもそこそこ良好な光学性能が達成可能なので、非球面設計にする目的は1の薄型化が主である。非球面形状を採用することにより、球面レンズと比較して緩い外面カーブでも必要な光学性能を満たすことができ、薄く仕上げることができる。4の点は、近視用では球面でも非球面でもほとんど差がない。眼鏡店では近視の客にも非球面レンズのほうが歪みが少ないと言って勧めることがあるが、その際の歪みとは、2や3にある度数誤差や非点収差といった光学上の歪みを指す。

タイトル: 正視
正視(せいし)とは、目に屈折異常がない状態をいう。チン小帯・毛様体の緊張が無い(水晶体が最も薄くなっている)場合に、無限遠方の像が網膜上に結像する状態のことである。視力が良ければ正視というわけではない。視力が良い人の中には軽い遠視の人がかなり含まれている。近視や遠視などの屈折異常の矯正は原理としては眼鏡やコンタクトレンズを用いて正視の状態にするものだが、厳密に言えばやや近視寄りの状態にすることが多い。完全な正視の状態では、常にチン小帯・毛様体の緊張が起こり目が疲れやすくなるため、矯正用レンズを正視の状態よりわずかに近視に近い状態に合わせて調製するのである。その場合レンズの度数(ディオプター)は最良の遠点視力が得られる値よりも若干大きくなる。つまり、近視では弱め、遠視では強めの度数となる。矯正した状態でごく弱い凹レンズを通して見た場合、さらに遠点視力が良くなっていれば、この条件に適合する。

タイトル: レンズ
レンズの厚みが無視できる程度に薄いと仮定(薄レンズ近似)した場合、二つの主点は一致する。凸レンズには主に下記のような性質がある(図1-1)。物側焦点より遠い物体上の点(物点)から出た光(図1-2)について考えると、結果として物点から出てレンズへ向かう光はレンズの反対側の一点(像点)を通る。軸からの物点の高さと像点の高さとの比は一定となる。像面にスクリーンを置けば物体が逆さまに拡大・縮小された像が投影されることになる。このように物点からの光が像点で交わってできる像を実像と呼ぶ。物側焦点より近い物体上の点から出た光(図1-3)について考えると、結果として、実際には物点から出てレンズへ向かった光をレンズの反対側から見ると、あたかも物点より遠くの一点から出たかのように進む。このように物点からの光が像点で交わらずにできる像を虚像と呼ぶ。虚像は、ルーペのようにレンズを覗き込むことで観察できる。

タイトル: 眼鏡
使用する人の度数がたまたま兼用する度数範囲の中央に当たればよいが、範囲の境界に当たれば性能が劣るかもしれない。それに対して内面および両面非球は度数一段階ごとに別の非球面形状を用意するので、どの度数でも理想的な非球面形状が使用される。その代わり生産コストが嵩む。主なレンズの材質はプラスチックとガラスである。また、極めて高価なため使用する人は稀だが、人工水晶や人工サファイアを使用したレンズもある。現在では販売量の9割近くがプラスチックレンズである。利点としては、「割れにくい」「軽い」「染色によってカラーの選択が自由」がある。欠点としては、傷が付きやすい。通常はハードコート(後述)がなされているものの、ガラスレンズには及ばない。ただし、耐擦傷性向上によるガラスレンズ並みの傷つきにくさを謳う製品もある。また、プラスチックレンズは同度数のガラスレンズに比較して厚い。

タイトル: 眼内レンズ
眼内レンズの度数決定は眼軸、角膜曲率半径、眼内レンズの固有の定数、患者の生活スタイルによって決められる。術前正視だった人は遠方あわせに、近視だった人は近方あわせにすることが多い。強度の近視の場合には、軽度の近視にあわせることもある。また片眼のみしか手術をしない場合には、不同視を避けるために手術を行わない方の眼の屈折値に合わせる場合が多い。術後目標屈折値にあう眼内レンズの度数の計算方法は様々あり、SRK、SRK-II、SRK/T、Holladay、Hoffer-Qなどがある。各種検査の誤差、眼内レンズの固定の具合などにより、度数ずれを起こすことがある。また近視矯正手術を行っている眼は上記計算式では、対応しきれず度数ずれすることが知られており、術前の角膜形状解析のデータがあった方がよいとされる。一般にアクリル素材が選ばれることが多いとされる。

タイトル: 眼鏡
眼鏡は装身具としての側面も持っている。視力の改善でなく見た目の改善を目的として眼鏡が使われることは古くからあり、失明により見苦しくなった眼を隠すためにサングラスを使うことは19世紀から一般的であったし、適切に調整された大きなレンズの眼鏡には顔を陽気に見せる効果がある。顔面の中でも目立つ場所である目の周りに装着する眼鏡の装身具としての可能性は高い。上記のように眼鏡のフレームには多種多様なものがあるが、実用品としてみればサイズ違いだけで十分である。壊れやすい縁無しなどは実用品としての性能は劣っているともいえる。多種多様なフレームが開発されてきたのは眼鏡が昔から装身具としての側面をもっていたことの証左である。レンズの改良においても外観の改善つまり厚みの低減には大きな努力が払われてきた。高価な高屈折レンズも、利点は外観の良さが主であり、光学性能ではむしろ劣ってさえいる。

タイトル: 眼鏡
昭和3年に日本の眼科医が著した本では、眼鏡レンズが大きくても小さくても結局その中心しか鮮明に見えないのだからレンズの大小は光学的には問題にならないとし、もっぱら顔に似合うかどうかでレンズの大きさを決めるように勧めている。また、表記には総寸法の提示が無く、丁番部などがレンズから横に張り出したデザインやテンプルの曲げられてからのサイズは分からないため、同表記であっても横幅寸法はデザインによって違うため、実際に試着装用してみたり専門家による調整が必要である。眼鏡は、横幅は眉毛の長さに合わせ、縦幅は鼻の上部にかかる程度が丁度良いサイズだが、あくまで目安とし、店員と相談をして合わせるのが望ましい。

タイトル: 屈折率分布型レンズ
屈折率分布型レンズは、イオン交換等により屈折率を半径方向に変化させ焦点を形成させた円筒形のレンズである。単独で光ファイバーの接続に用いるほか、光学系を小さく設計できる利点や、端面が平滑であることを利用して極細のレンズをアレイ状に並べ撮像デバイスの結像レンズとして用いられる。

タイトル: コンタクトレンズ
 乱視用でないコンタクトレンズは瞬目時のレンズの回転は問題にならないが、乱視用のコンタクトレンズの場合は特定方向に追加度数が入っておりレンズが回転しては乱視度数を入れたがためにかえって見にくくなるという逆効果になるため、レンズの下部に厚みをつけ、重力や瞬目時の圧力に応じて厚みのある方向が必ず下に保持されるように作られているプリスムバラスト設計や、レンズの左右のみを楕円状に厚みをつけ、瞬目時の圧力により厚みのある部分が横方向に保持されるダブルスラブオフ設計などにより乱視軸とのずれを防ぐ工夫が施されている。また、一部のメーカーではこれらを組み合わせにより回転を抑える機構を持つものも存在する。 しかし、通常のソフトレンズと比べるとなどが問題点である。

タイトル: 老視
矯正は老眼鏡(老視鏡)で行う。正視の人が老視になった場合、老眼鏡には凸レンズを使う。凸レンズを使う点では遠視の眼鏡と同じであるが、使う目的が異なる。遠視の眼鏡は遠視を矯正するために凸レンズを使い、老眼鏡は老視によって落ちた調節力を補うために凸レンズを使う。老視になる以前から近視・遠視・乱視などで眼鏡を用いていた場合は、原理としては遠くを見るための度数に適切な凸レンズの度数を加えたものを近くを見るために用いる。元が近視で凹レンズを用いていた場合は、その分、凹レンズの度数を弱める。弱い近視で、老視のために加える凸レンズの強さが近視を矯正するための凹レンズの強さを上回る場合には、遠方視用に凹レンズ、近方視用に凸レンズを用いることになる。調節力の減退に応じて、加える度数も強くする必要がある。逆にいえば若い人ほど度数が弱くて済み、40代半ばより若ければ一般に老眼鏡が不要である。

タイトル: 神経眼科学
視力とは物体を識別する能力であり2点で識別できる能力の限界をもって表される。視力には遠見視力、近見視力、裸眼視力、矯正視力、片眼視力、両眼視力、小数視力、分数視力、log MAR視力などが知られている。一般視力検査では5mの距離でランドルト環を使用する。他眼を遮閉し片眼ずつ測定し、同列の5指標中半分以上を正答できるかで判定する。0.1の指標が見えない場合は指標を見せながら近づき、50cmでも見えなければ指数弁(指の本数がわかる)、手動弁(手をふっているのがわかる)、光覚弁(光がわかる)、全盲の評価を行う。視力検査の結果は下記のような略字を用いる。屈折検査とは近視や遠視、乱視の度数を調べる検査でありオートレフラクトメーターなどを用いる。眼圧とは眼球形状を維持するための眼球の内圧であり眼の硬さに相当する。正常値は10〜21mmHgであり、体位や日内変動で変化する。

タイトル: 眼鏡
現実には、大きなフレームの眼鏡はフィッティングが難しくなるので、顔との適合を考えずにむやみに大きなフレームを選ぶと、次のような理由によりレンズ面積のわりにはレンズを通して見られる視野が広くならないことがある。以下、レンズを通して見られる視野を単に視野という。眼鏡がずり落ちてレンズが眼から離れてしまうことには、他にも次のような不利益がある。1833年に、イギリスロンドンの眼鏡商が著した本では、レンズの大きさは直径にして、3/4インチから1インチ(メートル法換算で、19ミリから25.4ミリメートル)もあれば実用上十分であり、フレームが視界に入って気になるという例の十中九までは、眼鏡が顔に適切にかかっていないか眼から離れすぎているのが原因であるとしている。

タイトル: 標準レンズ
厳密な定義はないが、人間の視野に近い画角をもつレンズの呼称である。一般的には画角が45-50°程度であり、主なフィルム(撮像面)の大きさと伝統的な焦点距離は、概ね下記の通りである。標準レンズを基準として、それよりも画角が広いものを広角レンズといい、逆に画角が狭いものを望遠レンズという。標準レンズの基準は諸説あり、下記は代表的な例である。2010年現在、各メーカーが標準レンズと公称している単焦点レンズの焦点距離は、以下の通りである。

タイトル: F値
F値 (エフち、英: F-number)とは、レンズの焦点距離を有効口径で割った値であり、レンズの明るさを示す指標として用いられる。F値が小さいほどレンズは明るく(=レンズを通る光量が多い)、シャッター速度を速くできる。F値のFとは「焦点の」を意味する"focal"から来ている。Fの後に数字を続けて(例:F2)表記する。なお、レンズの有効口径を用いて明るさを表現することもある(例:f/2。ここでfを焦点距離とすると、f/2はレンズの有効口径と等しくなる(後述))。

タイトル: 開口数
開口数 NA は、物体から対物レンズに入射する光線の光軸に対する最大角度を θ、物体と対物レンズの間の媒質の屈折率を n (レンズの屈折率ではないので注意)として、次の式で表される。ジョン・ウィリアム・ストラット(レイリー卿)の理論によると、光学機器の分解能は、対物レンズの開口数と、見ている光の波長で決まる。波長を λ とすれば、2つの点光源の分解能 δ はで表される(本来は係数が0.61ではない場合もあるのだが、代表的数値として通常用いる)。分解能は波長に比例し、開口数に反比例する。である。焦点深度は、波長に比例し、開口数の2乗に反比例する。

タイトル: レンズ
レンズ(蘭: lens、中: 透鏡)とは、

タイトル: コンタクトレンズ
眼鏡による近視矯正では物が小さく見えるとよく言われるが、近視の多くを占める軸性近視の場合、これは厳密には正しくない。軸性近視では凸レンズである角膜や水晶体が正視の場合より網膜から離れてしまっている。凸レンズには目から離れるほど物を大きく見せる効果があるので、軸性近視の者が裸眼で物を見た場合、凸レンズである角膜や水晶体が網膜から離れてしまっている分、正視より網膜に物が大きく映っている。眼鏡で近視を矯正すると、軸性近視により網膜像が拡大される効果と凹レンズにより縮小される効果が相殺して正視に近い大きさの像が網膜に映る。それに対してコンタクトレンズによる矯正では、角膜との間の距離がゼロに近いため、軸性近視により拡大されたままに近い大きさで物を見ることになる。

タイトル: 接眼レンズ
接眼レンズ(せつがんレンズ、 英: ocular lens)、とは望遠鏡・双眼鏡・顕微鏡などの光学機器で、目で覗く側に取り付けるレンズ。対物レンズや主鏡で集めた光によって焦点に作られた実像を拡大する。接眼鏡(せつがんきょう)、アイピース(英: eyepiece)ともいう。光学機器の多くには、焦点を合わせるために接眼レンズの取り付け位置を調整する機構がある。また、拡大率を調整するために異なる拡大率を持つ接眼レンズを換装できるようになっている。

タイトル: レンズの公式
B F A B F − A F A B F = − A B A B F ∴ 1 A − 1 B = − 1 F {\displaystyle {\begin{array}{lcl}{\frac {BF}{ABF}}-{\frac {AF}{ABF}}&=&-{\frac {AB}{ABF}}\\\therefore {\frac {1}{A}}-{\frac {1}{B}}&=&-{\frac {1}{F}}\end{array}}}凹レンズによる虚像であるため B, F を負の数で表し F' = -F; B' = -B とおくと、上式は1 A + 1 B ′ = 1 F ′ {\displaystyle {\frac {1}{A}}+{\frac {1}{B'}}={\frac {1}{F'}}}

タイトル: 接眼レンズ
ガリレオ・ガリレイの時代の望遠鏡に使われていた接眼レンズは凹レンズのものであった。凹レンズによる接眼レンズは正立像になるメリットはあるものの、視界が狭く倍率が上げられないという大きな制約があった。ヨハネス・ケプラーは1611年に2枚組の凸レンズを接眼レンズとした望遠鏡を考案した。こうすると目で見える像は倍率の大きさを自由に変えたりすることが可能となり、以後接眼レンズは凸レンズ系のものが使用されるのが普通となった。凸レンズを用いると像は倒立像となってしまうが、ケプラーは2枚用いることで2回像を反転して正立像としていた。天体望遠鏡や顕微鏡では特に正立像である必然性が低いために、現在ではそのまま倒立像としている。双眼鏡や地上用望遠鏡のように正立像を必要とする場合には光路内にプリズムを加えて像を再度反転させている。

タイトル: 回折限界
一般に、顕微鏡、望遠鏡やカメラなどの光学結像系の分解能は、レンズの欠陥や不整合といった要素によって左右される。しかし、もし仮に、完全な精密さをもつ光学系が作成できたとしても、現実に無限の分解能が得られることはなく、光の回折に起因する分解能の限界がある。この限界を、回折限界(かいせつげんかい)と言う。望遠鏡の回折限界の角度分解能は、観察する光の波長に比例し、対物レンズの入射口径に反比例する。口径が円である望遠鏡の場合、回折限界である像の最小の大きさはエアリーディスクの大きさである。望遠レンズの口径の大きさを小さくすると、それに比例して回折が増加する。最近のf/22のような小さな口径のレンズでは回折のみに制限され、構造内の収差やその他の不完全性によっては制限されない。顕微鏡の場合、回折限界の空間分解能は光の波長と、対物レンズか物体照明源のうち小さい方の開口数に比例する。

タイトル: 屈折異常眼の完全矯正値
屈折異常眼の完全矯正値(くっせついじょうがんのかんぜんきょうせいち)とは、

タイトル: 眼鏡
しかし、その人が正視だった頃の見え方に比べれば、ほぼ同じ大きさか、むしろやや大きく見えているのである。軸性近視では凸レンズである角膜や水晶体が正視の場合より網膜から離れてしまっている。凸レンズには目から離れるほど物を大きく見せる効果があるので、軸性近視の者が裸眼で物を見た場合、凸レンズである角膜や水晶体が網膜から離れてしまっている分、正視より網膜に物が大きく映っている。凸レンズが網膜から離れると網膜像が大きくなることは、凸レンズの老眼鏡を通常の位置に掛けた場合と離して掛けた場合とを比べれば容易に理解されよう。近視の眼鏡によって網膜像が縮小されるといっても、それは現在の裸眼での見え方と比べての話である。近視になる前の見え方と比較するならば、裸眼の時点て正視よりも網膜像が拡大されてしまっていることを考慮する必要がある。

タイトル: 実像
実像(じつぞう、英: real image)とは、凸レンズ や凹面鏡の焦点の外に物体を置くとできる、屈折、反射された光線が実際に集まって作る像のことをいう。

タイトル: 実像
凸レンズでは、物体を焦点よりも外側に置くことによって生じる。作図をするには、凸レンズの項の光の進路3本のうちの2本を描けば像が収束する箇所がわかる(この場合は(1)と(3)を利用した)。光の逆進の原理から、像が収束するのはレンズ後側焦点の外側である。また図からわかるとおり、凸レンズによって生じる実像は倒立である。軸と平行にレンズを通った光は、レンズを通った後レンズの焦点を通る。レンズの中心を通った光は、レンズを通った後も、直進する。

タイトル: ディオプトリ
また、レンズを複数枚重ねた場合の屈折力を、単純に足し算で求めることができる。例えば、2.0ディオプトリーのレンズと0.5ディオプトリーのレンズを重ねたものは、2.5ディオプトリーのレンズ1枚とほぼ同じ焦点距離になる。メートル単位の焦点距離の逆数に基づいてレンズに番号をつけるというアイディアは、1866年にドイツの眼科学者アルブレヒト・ナーゲル(ドイツ語版)が提案したものである。ディオプトリーという言葉は、1872年にフランスの眼科医フェルディナン・モノワイエ(英語版)が、ヨハネス・ケプラーが著した望遠鏡レンズについての理論書"dioptrice"(ジオプトリス)から取って提案したものである。