身近な光学機器～眼鏡～

眼鏡は、眼のレンズの屈折率異常を補正する道具である。眼鏡のレンズは顔の形状にフィットするように、表側が凸面となった凹凸レンズ（メニスカスレンズ）が用いられる。材質はプラスチックもしくはガラスが用いられている。プラスチックレンズは軽量で割れにくいが、屈折率が低いため厚みを持つ。その反対に、ガラスレンズは屈折率が大きいので薄くできるが、重く、割れやすいという特徴を持つ。どちらのレンズも、高屈折率の材料を用いることで、薄く、軽いレンズを作ることができる。

眼鏡のレンズでは、屈折力の度合いを示す指標として、焦点距離の逆数であるジオプトリー（D）が用いられる。凸レンズでは＋、凹レンズでは－の符号をつける。例えば、焦点距離1 mの凸レンズでは＋１D、焦点距離0.5 mの凸レンズでは＋2Dとなる。レンズを重ねて使う場合は、各レンズのジオプトリーの和が全体のジオプトリーとなる。

最も単純なレンズ形状は単焦点の球面レンズであるが、周辺部では収差によって像が歪んでしまう（像面湾曲）。特に、強度の近視用眼鏡を装着した場合、他の人から見ると、目が変形しているように見えることがある。一方で、非球面形状のレンズは、周辺部の湾曲度が中央部に比べて抑えられており、像面湾曲を抑えることができる。このため、目の変形などの問題を解決できる。

近視の矯正には凹レンズが、遠視の矯正には凸レンズが用いられる（図1）。乱視の矯正には、一方向の屈折率異常を補正するために、シリンドリカルレンズが用いられる。近視、あるいは遠視に乱視が混じっている場合には、メニスカスレンズとシリンドリカルレンズが組み合わされて用いられる。老視用レンズは遠視用と同じく凸レンズや、遠近両用眼鏡が用いられる。