JP2012068551A - 眼内レンズシミュレーション装置及びシミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多焦点眼内レンズの挿入手術を受けなくても、その効果等を実感・体験できる眼内レンズシミュレーション装置及び方法を得る。
【解決手段】主アフォーカル光学系を有すること；所定の被検眼内レンズを収納する被検レンズ支持手段と、入射した軸上光束径を細くして被検眼内レンズに向かって射出する作用を有する前方光学系を有すること；主アフォーカル光学系の後方から観察者が前方光学系、被検眼内レンズ及び主アフォーカル光学系を通して被観察物を観察可能であること；観察者の眼と瞳共役関係となる位置に被検レンズ支持手段が配置されていること；前方光学系から主アフォーカル光学系を含む全系の合成角倍率が略等倍であること、及び前方光学系に入射する光束の軸上光束径をφ１、被検眼内レンズに入射する光束の軸上光束径をφ２としたとき、
０．７７＜φ２／φ１＜０．８９
を満足する眼内レンズシミュレーション装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、眼内レンズシミュレーション装置及びシミュレーション方法に関する。

白内障の治療を目的として、混濁した水晶体を摘出し眼内レンズ(IOL)を挿入する手術が普及している。一方で、白内障治療目的のみではなく、老視で失いかけている調整力を補うために、多焦点眼内レンズが用いられている。多焦点眼内レンズは所定の基本屈折力と該基本屈折力に差分屈折力を加えた付加屈折力の複数の屈折力を有するものであり、レンズの表面を、エリア毎に異なる曲率半径で構成した屈折型と、回折構造にした回折型が知られているが、どちらも集光点を複数(遠方視用・近方視用)に光軸方向に分割するものである。このような構成にすることで、遠方視用・近方視用どちらかの集光点で視力が確保でき、眼鏡に頼らなくても生活が送れる利点がある。

特許第３８１４０１７号公報 特表２００７−５２７２６３号公報

しかし、２つの集光点の少なくともどちらか一方はぼけた状態に見えるため、そのぼけがノイズとなってコントラストなど視認性を劣化させる要因となる。例えば、回折型ではハイライトがぎらつくグレアが、屈折型では、光の周辺に輪がかかって見えるハローという現象が出やすいなどの欠点がある。これらは眼内レンズの多焦点化による副作用であって健常眼では認識されない現象であり、多焦点眼内レンズの手術を受けた後にはじめて実感できる（つまり、術前には実感できない）。

特許文献１は、結像光学系の光路中に眼内レンズを配置し、網膜像に相当する像をＣＣＤ等で撮像して提示する装置である。撮像素子や表示装置を介して提示されるため、実際の人間の視覚においてどのような処理がなされるかは反映できない。

特許文献２は、多焦点コンタクトレンズのフィッテングを目的とし、途中で分岐した光路の片方に加入レンズを入れることで異なる視度の像を合成する装置である。実際に人間が覗くことのできる装置であるが、多焦点眼内レンズ各種の機能の違いを実感できるものではない。これは像の合成による多焦点化と実際の多焦点眼内レンズの多焦点化の光学的手法が異なる為であり、例えば屈折型などで指摘されている瞳孔径による見え方の違いなどは表現することができない。

本発明は、多焦点眼内レンズの挿入手術を受けなくても（挿入手術を受ける前に）、その効果、回折型と屈折型の差異、あるいはデメリットを実感・体験できる眼内レンズシミュレーション装置及びシミュレーション方法を得ることを目的とする。さらに本発明は、実際に挿入手術を受けた眼内においての眼内レンズに入射する光束は、角膜の正の屈折力の影響を受けることから、角膜の影響も考慮した高精度な眼内レンズシミュレーション装置及びシミュレーション方法を得ることを目的とする。

本発明は、平行光で入射した光束を略平行光で射出する、遠方の物体を観察できるアフォーカル光学系の前方に多焦点サンプルレンズ（多焦点眼内レンズ）を配置し、同アフォーカル光学系の後方から、多焦点サンプルレンズとアフォーカル光学系を通して被観察物を観察し、さらに同アフォーカル光学系の前方に、人の角膜の正の屈折力をシミュレーションする作用を有する光学系を付加すれば、多焦点サンプルレンズの装着感が実感できるという着眼に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明による眼内レンズシミュレーション装置は、平行光で入射した光束を略平行光で射出する主アフォーカル光学系を有すること；所定の被検眼内レンズを収納する被検レンズ支持手段と、前方光学系を有し、該前方光学系は該前方光学系に入射した軸上光束径を細くして被検眼内レンズに向かって射出する作用を有すること；上記被検レンズ支持手段と前方光学系は、上記主アフォーカル光学系の前方に配置されていて、該主アフォーカル光学系の後方から観察者が上記被検眼内レンズと主アフォーカル光学系を通して被観察物を観察可能であること；観察者の眼が配置されると想定された位置と瞳共役関係となる位置に上記被検レンズ支持手段が配置されていること；上記被検レンズ支持手段に被検眼内レンズを支持した状態で、上記前方光学系から主アフォーカル光学系を含む全系の合成角倍率が略等倍であること、及び上記前方光学系に入射する光束の軸上光束径をφ１、被検眼内レンズに入射する光束の軸上光束径をφ２としたとき、
０．７７＜φ２／φ１＜０．８９
を満足すること、を特徴としている。

本発明による眼内レンズシミュレーション装置は、多焦点被検眼内レンズ（多焦点眼内レンズあるいは等価な機能をもつテストピース）の光学的作用を観察者の水晶体近傍へリレーすることにより、被検眼内レンズを装着した被験者と同等の見え方を体感させるものである。これを実現する為に、観察者の眼が配置されると想定された位置と瞳共役関係となる位置に被検レンズ支持手段を配置すると共に、遠方の物体を観察できる主アフォーカル光学系を用いている。また上記の条件式の下限を下回ると、多焦点被検眼内レンズ（多焦点眼内レンズ）の光学的作用である差分屈折力（基本屈折力と付加屈折力の差）の効果である焦点が合う遠方物体と近方物体の物体距離の差が、実際に挿入手術を受けた眼内においての眼内レンズの効果より少なくなりすぎ、２焦点（あるいは多焦点）の実感が体感しづらくなる。同条件式の上限を上回ると、多焦点被検眼内レンズの差分屈折力の効果である焦点が合う遠方物体と近方物体の物体距離の差が、実際に挿入手術を受けた眼内においての眼内レンズの効果より大きくなりすぎ、例えば焦点の合う遠方物体に対して焦点の合う近方物体の物体距離が近くなりすぎ、実際に挿入手術を受けた状態での使い勝手が体感しづらくなる。

本発明の眼内レンズシミュレーション装置においては、上記前方光学系を、角倍率略１．２倍の拡大アフォーカル光学系とし、上記主アフォーカル光学系は、角倍率が略１／１．２倍とすることが好ましい。

また、別の態様では、上記前方光学系には負のパワーを与え、上記被検レンズ支持手段に支持される被検眼内レンズと上記主アフォーカル光学系の間には、正のパワーの後方光学系を配置し、上記被検レンズ支持手段は被検眼内レンズを水中に保持し、被検眼内レンズを水中に保持した状態で、上記前方光学系から後方光学系までの合成角倍率を略等倍に設定することが好ましい。

主アフォーカル光学系は、該主アフォーカル光学系内で観察物の実像を作るケプラー式とする。すなわち、主アフォーカル光学系にはケプラー式とガリレオ式があるが、瞳共役点が実像となるケプラー式の構成を取ることが必要である。これによって入射瞳位置に被検眼内レンズを配置することが可能となり、射出瞳位置には被検眼内レンズの光学的作用がリレーされる。観察者は一般的な望遠鏡と同様に水晶体が射出瞳位置にくるよう眼を置くことで被検眼内レンズを装着した被験者と同等の見え方を体感できる。

主アフォーカル光学系内には、その実像形成位置の近傍に、該実像近傍の空間位置を示す指標を配置することが好ましい。すなわち、被検眼内レンズを装着した被験者は眼の調節機能を持たないが、観察者は眼の調節機能を持つ為多焦点被検眼内レンズの光学的作用と調整力による作用とが混在している状態である。そこで、ケプラー式主アフォーカル光学系の内部に形成する実像位置近傍に指標を配置し、観察者がこの指標を注視することによって、眼の調節力が極力働かないように誘導することが望ましい。

主アフォーカル光学系は、具体的には、倍率が略等しい２つのアフォーカル光学系を対向させて配置して構成することができる。ケプラー式の光学系では倒立像を正立化するため、一般にポロプリズムなどに代表される正立光学系（像反転光学系）が必要となる。しかし、このプリズムは同時に光学系の入射角を制限するものである。一般的なケプラー式の双眼鏡などでは倍率が低いものでも入射角は±10°程度が限界である。略等倍であるケプラー式の光学系では射出角も同程度であるから、見かけの視界が狭くなるということになる。そこでこの正立光学系をリレー光学系に置き換えることで略等倍であると同時に実視界（見かけの視界）を広く取ることが可能となる。より具体的には、２つの倍率が等しいアフォーカル光学系を対向させて配置することで、双方の対向した対物レンズがリレー光学系として機能し、略等倍のケプラー光学系を構成する。

主アフォーカル光学系は１対を１組として双眼配置することができる。

被検レンズ支持手段に支持される多焦点サンプルレンズは、実際に眼内に挿入する多焦点眼内レンズ、すなわち肉眼内に水晶体の代わりに移植挿入可能な多焦点眼内レンズとすることができる。あるいは、多焦点眼内レンズとして、多焦点眼内レンズと光学的に等価なテストピースを用いることができる。光学的に等価なテストピースは、具体的には、屈折型の多焦点眼内レンズの場合には、屈折力を持たない透過部分と、上記基本屈折力（実際に眼内に挿入する多焦点眼内レンズの基本屈折力（例えば２０ディオプター、以下Ｄ））との差分屈折力（例えば４Ｄ）を持つ屈折部分とを有するテストピースとし、回折型の場合には、０次光が屈折力を持たず、１次光が差分屈折力を持つテストピースとすることができる。

本発明は、多焦点眼内レンズのシミュレーション方法の態様では、平行光で入射した光束を略平行光で射出する主アフォーカル光学系を準備するステップ；主アフォーカル光学系の前方に、所定の被検眼内レンズと、入射した軸上光束径を細くして上記被検眼内レンズに向かって射出する前方光学系を配置するステップ；前方光学系から上記主アフォーカル光学系を含む全系の合成角倍率が略等倍であること；及び主アフォーカル光学系の後方に観察者の眼を配置して、上記前方光学系、被検眼内レンズ、及び主アフォーカル光学系を通して被観察物を観察するステップ；を有することを特徴としている。

本発明によれば、多焦点眼内レンズの挿入手術を受けなくても（挿入手術を受ける前に）、手術後の眼の角膜の正の屈折力の影響も加味した状態を精密に再現できるので、眼内レンズの効果、回折型と屈折型の差異、あるいはデメリットを正確に実感・体験できる。

本発明による眼内レンズシミュレーション装置の第一の実施形態を示す光路図である。 図１の眼内レンズシミュレーション装置の眼内レンズ光学系の近傍の一実施形態を示す断面図である。 図１、図２の眼内レンズシミュレーション装置の被検レンズホルダの一実施形態を示す断面図である。 本発明による眼内レンズシミュレーション装置の第二の実施形態を示す光路図である。 図４の眼内レンズシミュレーション装置の眼内レンズ光学系の近傍の拡大断面図である。 図４、図５の眼内レンズシミュレーション装置の被検レンズホルダの一実施形態を示す断面図である。 屈折型テストピースの構成を示す模式図である。 本発明による眼内レンズシミュレーション装置を双眼型とした一実施形態の外観斜視図である。

「実施形態１」
図１ないし図３は、本発明による眼内レンズシミュレーション装置の第１の実施形態を示している。この眼内レンズシミュレーション装置は、主アフォーカル光学系１０と、この主アフォーカル光学系１０の入射瞳位置に配置した眼内レンズ光学系２００を有している。主アフォーカル光学系１０は、無限遠物体からの光束（平行光束）が入射すれば、略平行光束が出射する光学系である。

主アフォーカル光学系１０は、物体側から順に、正のパワーの対物レンズ群１１、プリズム１２、プリズム１３及び正のパワーの接眼レンズ群１４を有するいわゆるケプラー式光学系であり、対物レンズ群１１による観察物の実像が結像面１５に結像し、結像面１５の像が主アフォーカル光学系１０の射出瞳位置に置いた観察者の眼１６によって接眼レンズ群１４を介して観察される。プリズム１２とプリズム１３は、像を正立させる正立光学系であって、各２面合計４面の反射面を有する。具体的には、例えばポロプリズムによって構成することができる。結像面１５には、例えば透明板上に描いた十字線からなる指標が装備される。接眼レンズ群１４は、観察者の視度を調整するため、光軸方向に移動可能である。

眼内レンズ光学系２００は、図２、図３に拡大して示すように、眼内レンズ支持手段２０と、この眼内レンズ支持手段２０の前方に位置する前方光学系４０とを有している。眼内レンズ支持手段２０は、入射側と出射側の透過平行平面板２１と２２の間を液体保持空間２３としたもので、この液体保持空間２３内に保持した液体（水）内に、多焦点眼内レンズ（被検眼内レンズ）２４と相殺レンズ２５を保持している。透過平行平面板２１と２２は、ケーシング２６に固定されており、このケーシング２６に対して着脱可能なレンズホルダ２７に、被検眼内レンズ（多焦点サンプルレンズ）２４と相殺レンズ２５が保持される。眼内レンズ光学系２００の液体保持空間２３は、主アフォーカル光学系１０の入射瞳位置に配置される。多焦点眼内レンズ２４は、屈折型であると回折型であるとを問わず、水中（体液）での基本屈折力（例えば２０Ｄ）と、この基本屈折力に差分屈折力を加えた付加屈折力（例えば２４Ｄ）とを有する。相殺レンズ２５は、多焦点眼内レンズ２４の基本屈折力を相殺する負の屈折力を有するものであり、多焦点化された屈折力の差分（４Ｄ）のみを抽出する。図２の眼内レンズ光学系２００の入射角は±１０°である。図３は、眼内レンズ支持手段２０と前方光学系４０を有する眼内レンズ光学系２００をホルダー化した実施形態を示している。

また多焦点眼内レンズの代わりに基本屈折力がゼロであり差分屈折力のみを与えたテストピースを用いる場合には相殺レンズ２５を省略することができる。さらに、この実施形態１では、液体保持空間２３を入射／出射する光束をアフォーカルとしているので、このテストピースの差分屈折力は、水中に保持したときに所定の差分屈折力を観察者にリレーする設計であっても良いし、空気中に保持したときに所定の差分屈折力を観察者にリレーする設計であっても良い。空気中用のテストピースの場合は液体保持空間２３から液体（水）排水し、中空とすれば良い。

前方光学系４０は、正レンズ４１と負レンズ４２のガリレオ式アフォーカル系からなっており、眼の角膜の正の屈折力による影響をシミュレートするものである。すなわち、実際に水晶体を摘出し代わりに眼内レンズを挿入した場合には、眼内レンズに入射する光線は角膜の影響により集光光束となるから角膜に入射する光束径と眼内レンズに入射する光束径は異なっている。これに対し、眼内レンズ光学系２００内に、後述する作用の前方光学系４０を配置することで、眼内レンズ光学系２００内の多焦点眼内レンズ２４（被検レンズ）前後の光束径を、実際に眼に眼内レンズを挿入した状態の眼内レンズ前後の光束径と同等にして多焦点眼内レンズ２４を評価することができる。

前方光学系４０の角倍率は、主アフォーカル光学系１０との合成角倍率を考慮して、全系での角倍率が略等倍となるように定められている。具体的には、前方光学系４０の角倍率を約１．２倍程度とした場合、主アフォーカル光学系１０の角倍率を約０．８３倍程度（＝1／1.2）と設定することで、全系の角倍率を略等倍とすることができる。この実施形態では、多焦点眼内レンズ２４と相殺レンズ２５を含む眼内レンズ支持手段２０は、残存させた差分屈折力のみを有する。このように、前方光学系４０、主アフォーカル光学系１０及び相殺レンズ２５のパワーを設定することで、多焦点眼内レンズ２４と観察者の水晶体付近の瞳倍率を略等倍とし、多焦点眼内レンズ２４の光学的作用の中の差分屈折力の作用を観察者の水晶体近傍へ高い精度でリレーすることができる。

より具体的に、多焦点眼内レンズ２４の光学的作用を、本シミュレーション装置の観察者の水晶体近傍へより精度良くリレーする為には、本シミュレーション装置内の被検眼内レンズ位置での瞳径（軸上光束径）と観察者の水晶***置での瞳径（軸上光束径）が略等倍であることが望ましい。これは本シミュレーション装置内の被検眼内レンズの瞳径（軸上光束径）と、その眼内レンズを手術によって眼内に挿入した状態で透過する瞳径（軸上光束径）とを略等しくすることを意味する。多焦点眼内レンズ２４の屈折力（光学的作用）は、本シミュレーション装置内において、その瞳径の２乗に比例して観察者の眼にリレーされるので、多焦点眼内レンズ２４の瞳径と実際に眼内に挿入された状態における瞳径との差が大きいとシミュレーション精度が著しく低下してしまうのである。ここでLeGrandの模型眼の数値によって、水晶体の瞳径は角膜への入射瞳径（軸上光束径）に対し、水晶体入射面でおよそ0.89倍程度、射出面でおよそ0.77倍程度に縮小されることが分かっているので、多焦点眼内レンズ２４の軸上光束径と主アフォーカル光学系１０の射出側軸上光束径、すなわち観察者の角膜への入射光束径との関係にこの縮小関係を加えて考慮することで、高い精度で多焦点眼内レンズの光学的作用をリレーできる。つまり主アフォーカル光学系１０の瞳倍率（＝射出瞳／入射瞳）はこの縮小関係を考慮したものが望ましい。すなわち水晶***置の瞳径の縮小倍率がLeGrandの模型眼において0.89〜0.77であることから平均0.83倍程度としたとき、主アフォーカル光学系の瞳倍率を１／0.83＝1.2倍（このとき角倍率は0.83倍となる）とすることで、多焦点眼内レンズ２４の軸上光束径と観察者の角膜への入射光束径との関係を、実際の手術によって眼内レンズを挿入した状態に近い状態に設定できるのである。ただし主アフォーカル光学系１０だけでは角倍率が0.83倍であるため、被観察物（外界の風景や物体）の遠近感が正しく反映されない。そこで眼内レンズ支持手段２０の前方に角倍率が1.2倍程度の前方光学系４０（ガリレオ式アフォーカル系）を付加することで、多焦点眼内レンズ２４に0.83倍の光束を通過させると共に、本シミュレーション装置全系での角倍率を等倍（主アフォーカル光学系0.83倍×前方光学系1.2倍＝1.0倍）として被観察物の遠近感を適正に保つのである。

以上の眼内レンズシミュレーション装置によると、観察者は、眼内レンズ光学系２００の前方光学系４０、多焦点眼内レンズ２４及び主アフォーカル光学系１０を順に通過した光束により、角膜の正の屈折力の影響をもシミュレーションした状態で、被観察物を観察可能である。すなわち、観察者の眼が配置されると想定された主アフォーカル光学系１０の射出瞳位置と瞳共役関係となる位置に眼内レンズ光学系２００（多焦点眼内レンズ２４）が配置されており、眼内レンズ光学系２００にはその前方に角膜の影響をシミュレーションする前方光学系４０が含まれているので、主アフォーカル光学系１０の前方に置いた眼内レンズ光学系２００の内の多焦点眼内レンズ２４の光学的作用を、角膜の影響も加味した上で、主アフォーカル光学系１０の後方に置いた観察者の眼１６（水晶体近傍）へリレーすることができ、多焦点眼内レンズ２４を実際に装着した被験者と同等の見え方を体感させることができる。前方光学系４０から主アフォーカル光学系１０までの合成角倍率は等倍であり、被観察物（外界の風景や物体）を裸眼の状態と同様の倍率で観察できる。なお、主アフォーカル光学系１０の入射瞳径（機械的な開放径）は多焦点眼内レンズ２４の径より大きいことが好ましい。

また、結像面１５近傍に置いた（描いた）指標は、観察者がこの指標を注視することによって、眼の調節力を極力所定の値に固定するように誘導し、差分屈折力の実感を容易にさせる。

次に、具体的な数値実施例１を説明する。
「数値実施例１」
表１は、数値実施例１のレンズデータである。表１において、NOは物体側から数えた面番号、Rは曲率半径、dはレンズ厚またはレンズ間隔、N(d)はｄ線の屈折率、ν(d)はｄ線のアッベ数を示す。Rとｄの単位はｍｍである。面番号１から６は前方光学系４０（平行平面板２１は前方光学系４０の要素でもある）、面番号７と８は相殺レンズ２５、面番号９と１０は多焦点眼内レンズ２４、面番号１３から２６は主アフォーカル光学系１０である。
「表１」
NO R d N(d) ν(d)
1 33.000 3.200 1.77250 49.6
2 -54.300 2.930
3 -36.400 1.500 1.80100 35.0
4 36.400 1.000
5 ∞ 2.000 1.51633 64.1
6 ∞ 1.000 1.33304(水) 55.8
7 -13.650 0.500 1.49176 57.4 屈折力相殺レンズ
8 17.900 0.200 1.33304(水) 55.8
9 17.900 1.000 1.49176 57.4 眼内レンズ（20D）
10 -13.900 1.000 1.33304(水) 55.8
11 ∞ 2.000 1.51633 64.1
12 ∞ 20.500
13 51.160 1.600 1.69680 55.5
14 -171.300 0.500
15 31.100 2.600 1.74400 44.9
16 -31.100 1.000 1.84666 23.8
17 400.000 2.000
18 ∞ 30.000 1.51633 64.1 プリズム１２
19 ∞ 6.690
20 ∞ 36.000 1.51633 64.1 プリズム１３
21 ∞ 2.400
22 -480.000 1.200 1.84666 23.8
23 37.320 3.120 1.74400 44.9
24 -37.320 0.600
25 205.560 1.920 1.69680 55.5
26 -61.392 34.000
全系角倍率=0.98
前方光学系への軸上光束径φ１＝7.08
被検眼内レンズへの軸上入射光束径φ２＝5.98
φ２／φ１＝0.84
面番号１９と２０の間の結像面１５に指標が配置される。面番号２６のd値３４は、第２６面からアイポイント（周辺光束が光軸と交わる位置）までの距離（アイレリーフ）であり、理想的な観察状態では、 主アフォーカル光学系１０の射出瞳位置がこのアイポイントに一致する。

「実施形態２」
図４ないし図６は、本発明による眼内レンズシミュレーション装置の第２の実施形態を示している。この眼内レンズシミュレーション装置は、角倍率が略等倍の主アフォーカル光学系３０と、この主アフォーカル光学系３０の入射瞳位置に配置した眼内レンズ光学系２００Ｎを有している。そして、眼内レンズ光学系２００Ｎは、眼内レンズ支持手段２０Ｎと、この眼内レンズ支持手段２０Ｎの前方に位置する前方光学系４０Ｎを有している。主アフォーカル光学系３０の射出瞳位置には観察者の眼１６が置かれる。

眼内レンズ支持手段２０Ｎは、実施形態１の眼内レンズ支持手段２０前後の平行平面板２１と２２を、負レンズ２１Ｎと正レンズ２２Ｐで置き換えたもので、多焦点眼内レンズ２４と相殺レンズ２５は、実施形態１と同一である。なお、負レンズ２１Ｎと正レンズ２２Ｐは液体保持空間を水で満たした場合、液体保持の為のカバーガラスも役割も兼ねている。

前方光学系４０Ｎは、正レンズ４１と負レンズ４２、及び眼内レンズ支持手段２０Ｎの負レンズ２１Ｎからなっており、この前方光学系４０Ｎと、眼内レンズ支持手段２０Ｎの被検眼内レンズ２４、相殺レンズ２５、及び正レンズ２２Ｐ（後方光学系）との合成角倍率は、略等倍に設定されている。このように前方光学系４０Ｎから後方光学系２２Ｐまでの合成角倍率を略等倍とすることにより、被観察物の遠近感を適正に保つことができる。図６は、眼内レンズ支持手段２０Ｎと前方光学系４０Ｎを有する眼内レンズ光学系２００Ｎをホルダー化した実施形態を示している。

主アフォーカル光学系３０は、２つの対称配置のケプラー式アフォーカル光学系３１と３２を有しており、眼内レンズ支持手段２０Ｎ側のケプラー式アフォーカル光学系３１は、物体側から順に、正レンズ群３１ａ、合計４面の反射面を有する正立光学系３１ｂ、正レンズ群３１ｃからなり、正レンズ群３１ａと正立光学系３１ｂの間に結像面（１次結像面）３１ｐが位置している。眼１６側のケプラー式アフォーカル光学系３２は、ケプラー式アフォーカル光学系３１側から順に、正レンズ群３２ａ、合計４面の反射面を有する正立光学系３２ｂ、正レンズ群３２ｃからなり、正立光学系３２ｂと正レンズ群３２ｃの間に結像面（２次結像面）３２ｐが位置している。正レンズ群３１ａと正レンズ群３２ｃ、正立光学系３１ｂと正立光学系３２ｂ、正レンズ群３１ｃと正レンズ群３２ａはそれぞれ、対称に配置された同一の光学系である。

眼内レンズ支持手段２０Ｎ側のケプラー式アフォーカル系３１と眼１６側のケプラー式アフォーカル光学系３２の合成した角倍率及び瞳倍率が共に略等倍であるので、主アフォーカル光学系３０は、入射瞳位置に置かれた多焦点眼内レンズ２４を含む眼内レンズ支持手段２０Ｎの光学的作用を単に射出瞳位置へリレーするだけの機能しか持たない。つまり実施形態１とは異なり、主アフォーカル光学系３０は角膜をシミュレートする前方光学系４０Ｎの角倍率を打ち消したものとはなっていない。そこで、この実施形態２では、実施形態１の主アフォーカル光学系１０が担っていた、多焦点眼内レンズ２４の軸上光束径と観察者の角膜への入射光束径との関係を実際の手術によって眼内レンズを挿入した状態に近い状態に設定するための光学的機能を、眼内レンズ光学系２００Ｎに持たせている。すなわち眼内レンズ光学系２００Ｎの前方光学系４０Ｎ（負レンズ２１Ｎを含む）により、多焦点眼内レンズ２４からの射出光束を所定の発散度を有する発散光として、所定の距離を置いた位置にある正レンズ２２P（後方光学系）に入射させる配置とし、多焦点眼内レンズ２４から射出する軸上光束径に対する正レンズ２２Ｐから射出する軸上光束径の比が１／0.89＝1.12倍となるようにしている。そして正レンズ２２Ｐを射出する光束は略平行光束化されて主アフォーカル光学系３０に入射するように正レンズ２２Ｐの正のパワーが設定されている。負レンズ２１Ｎは多焦点眼内レンズ２４に入射する光束を所定の発散光とするよう機能している。本実施形態において、例えば前方光学系４０に平行光束を入射させた場合、正レンズ４１と負レンズ４２はガリレオ式アフォーカル系として機能している。よって負レンズ２１Ｎに入射する光束も平行光束となり、正レンズ２２Ｐ（後方光学系）から射出する軸上光束も平行光束化されるので、眼内レンズ支持手段２０Ｎとしては逆ガリレオ式アフォーカル光学系を構成している。そして眼内レンズ光学系２００Ｎの角倍率を、略等倍に保つ構成になっている。以上のように、眼内レンズ光学系２００Ｎの内部に前方光学系４０Ｎ、相殺レンズ２５、多焦点眼内レンズ２４、及び正レンズ（後方光学系）２２Ｐを置くことで、眼内レンズ瞳径と観察者の水晶体瞳径を略等倍とし観察者の角膜の影響をシミュレートすることができる。なお、このように構成した場合、負レンズ２１Ｎに入射する軸上光束径と正レンズ２２Ｐから射出する軸上光束径との比は多焦点眼内レンズ２４との比１／0.83＝1.2倍よりさらに大きくなる。本例の場合、前方光学系４０Ｎの瞳倍率は0.78倍（角倍率は1.29倍）である。さらに本実施形態では正レンズ２２Ｐのパワーを角膜のパワーと略一致するよう設定することによって擬似角膜として用い、軸上光束径が0.83倍程度に縮小した位置に眼内レンズ２４を保持している。これにより擬似角膜として機能する正レンズ２２Ｐと多焦点眼内レンズ２４の軸上光線の入射出角度の関係も手術によって眼内レンズを挿入した状態に近い状態に設定している。眼内レンズ支持手段２０Ｎ（ガリレオ式アフォーカル系）としては角倍率が略等倍となるよう構成しているので、主アフォーカル光学系３０の入射瞳位置に装着しても光学系全体の角倍率は略等倍に維持される。

なお、実施形態２では、例えば、市販のケプラー式双眼鏡２台をそのまま流用し、対物光学系同士を対向配置して構成することができる。その場合、観察者の視度調整は、双眼鏡が備える視度調整機能およびフォーカシング機能をそのまま用いることができる。また、各双眼鏡には左右１対の正立光学系３１ｂと左右１対の正立光学系３２ｂが存在しているが、例えばポロプリズムなどに代表される複数の反射面を使った正立光学系（像反転光学系）は光学系の入射角を制限するものであるので、眼内レンズシミュレーション装置専用の光学系を構成する場合には、全ての正立光学系３１ｂと正立光学系３２ｂを省略する方が好ましい。正立光学系３１ｂと正立光学系３２ｂを省略したアフォーカル光学系では、ケプラー式アフォーカル光学系３１と３２の対向した正レンズ群３１ｃと正レンズ群３２ａがリレー光学系であると共に像正立化光学系として機能する。

また、双眼鏡を流用した場合、主アフォーカル光学系３０は、対をなすアフォーカル光学系（図４の光学系を一対）を備えているから、眼内レンズ支持手段２０Ｎは、その対をなすアフォーカル光学系に対応させて一対を設けることで、双眼で観測可能なシミュレーション装置とすることができる。勿論、双眼鏡を流用せず、専用設計された主アフォーカル光学系１０または主アフォーカル光学系３０であったとしても、図１、図４の光学系及び眼内レンズ支持手段２０（２０Ｎ）を左右の眼視用に一対設けることが好ましいが、図１、図４の光学系を単独に設け、片眼ずつのシミュレーション装置として用いることも可能である。

次に、具体的な数値実施例２を説明する。
「数値実施例２」
表２は、数値実施例２のレンズデータである。面番号１から６は前方光学系４０、面番号７と８は相殺レンズ２５、９と１０は多焦点眼内レンズ２４、面番号１１と１２は正レンズ（後方光学系）２２Ｐ、面番号１３から２８は、ケプラー式アフォーカル光学系３１、面番号２９から４４はケプラー式アフォーカル光学系３２である。ケプラー式アフォーカル光学系３１と３２はそれぞれ角倍率８倍の同一光学系である。また多焦点眼内レンズの変わりに基本屈折力がゼロであり差分屈折力のみを与えたテストピースを用いる場合には相殺レンズ２５を省略することができる。眼内レンズ支持手段２０Ｎの入射角は±20°である。
「表２」
NO R d N(d) ν(d)
1 32.000 3.500 1.77250 49.6
2 -73.650 4.800
3 -36.400 1.500 1.80100 35.0
4 36.400 1.000
5 -10.500 1.000 1.49176 57.4
6 21.500 0.930 1.33304(水) 55.8
7 -13.650 0.500 1.49176 57.4 屈折力相殺レンズ
8 17.900 0.200 1.33304(水) 55.8
9 17.900 1.000 1.49176 57.4 眼内レンズ（20D）
10 -13.900 1.500 1.33304(水) 55.8
11 ∞ 2.000 1.49176 57.4
12 -11.700 17.000
13 -336.400 6.496 1.62041 60.3
14 -22.388 0.232
15 26.448 11.600 1.62041 60.3
16 -21.460 2.320 1.80518 25.5
17 -188.500 20.834
18 ∞ 52.850 1.51680 64.2
19 ∞ 0.928
20 ∞ 36.285 1.56883 56.0
21 ∞ 32.434
22 -93.448 2.320 1.51742 52.2
23 485.008 35.102
24 ∞ 5.800 1.51680 64.2
25 -87.904 0.348
26 734.524 2.900 1.69895 30.0
27 111.558 8.120 1.51680 64.2
28 -111.558 16.240
29 111.558 8.120 1.51680 64.2
30 -111.558 2.900 1.69895 30.0
31 -734.524 0.348
32 87.904 5.800 1.51680 64.2
33 ∞ 35.102
34 -485.008 2.320 1.51742 52.2
35 93.448 32.434
36 ∞ 36.285 1.56883 56.0
37 ∞ 0.928
38 ∞ 52.850 1.51680 64.2
39 ∞ 20.834
40 188.500 2.320 1.80518 25.5
41 21.460 11.600 1.62041 60.3
42 -26.448 0.232
43 22.388 6.496 1.62041 60.3
44 336.400 20.000
全系角倍率=1.00
前方光学系への軸上光束径φ１＝6.28
被検眼内レンズへの軸上入射光束径φ２＝5.48
φ２／φ１＝0.87
面番号３９の後方8.12の結像面３２ｐに、指標が位置する。面番号４４のd値２０は、第４４面からアイポイント（周辺光束が光軸と交わる位置）までの距離（アイレリーフ）であり、理想的な観察状態では、主アフォーカル光学系３０の射出瞳位置がこのアイポイントに一致する。

以上の実施形態では、被検眼内レンズとして多焦点眼内レンズ２４を用いているが、被検眼内レンズとして、多焦点眼内レンズ２４と光学的に等価なテストピースを用いることができる。図７は、屈折型の２焦点眼内レンズを想定した屈折型テストピース５０の構成を示す模式図である。テストピース５０は、遠方度数となる基本屈折力を０Ｄとして、相殺負レンズを省略できるように形成されている。テストピース５０の前面は６輪帯構造部５１となっており、図中の平行平面部分（凹部）を通過する光束が遠方焦点を受け持ち、凸球面部を通過する光束が近方焦点を受け持つ。表３はテストピース５０のパラメータを示している。表３において、ｒは凸球面部の曲率半径（mm）、n1は屈折率、fは水中での凸球面部の焦点距離（mm）、Dは水中での近方度数(差分屈折力)、saguは中心輪帯部の段差量(mm)をそれぞれ示している。また、中心厚ａは例えば2mm、外径ｂは例えば6mmである。
「表３」
r 41
n1 1.5
f 250
D 4.00
Sagu 0.11

図８は、本発明による眼内レンズシミュレーション装置を双眼型とした一実施形態の外観を示している。図１に示したアフォーカル光学系１０または図４に示したアフォーカル光学系３０を内蔵した光学鏡筒１０Ｂまたは３０Ｂは、左右一対が備えられており、この一対の光学鏡筒１０Ｂまたは３０Ｂの先端には、図２に示した眼内レンズ光学系２００を設けている。この双眼型眼内レンズシミュレーション装置によれば、双眼でシミュレーション効果を体感することができる。

１０ ３０ 主アフォーカル光学系
１１ 対物レンズ群
１２ １３ プリズム
１４ 接眼レンズ群
１５ 結像面
１６ 眼
２００ ２００Ｎ 眼内レンズ光学系
２０ ２０Ｎ 眼内レンズ支持手段（被検レンズ支持手段）
２１ ２２ 透過平行平面板
２１Ｎ 負レンズ
２２Ｐ 正レンズ（後方光学系）
２３ 液体保持空間
２４ 多焦点眼内レンズ（多焦点被検眼内レンズ）
２５ 相殺レンズ
３１ ３２ ケプラー式アフォーカル光学系（双眼鏡）
３１ａ ３１ｃ ３２ａ ３２ｃ 正レンズ群
３１ｂ ３２ｂ 正立光学系
３１ｐ ３２ｐ 結像面
４０ ４０Ｎ 前方光学系
４１ 正レンズ
４２ 負レンズ
５０ 屈折型テストピース（多焦点被検眼内レンズ）

Claims (11)

1. 平行光で入射した光束を略平行光で射出する主アフォーカル光学系を有すること、
   所定の被検眼内レンズを収納する被検レンズ支持手段と、前方光学系を有し、該前方光学系は該前方光学系に入射した軸上光束径を細くして被検眼内レンズに向かって射出する作用を有すること、
   上記被検レンズ支持手段と前方光学系は、上記主アフォーカル光学系の前方に配置されていて、該主アフォーカル光学系の後方から観察者が上記被検眼内レンズと主アフォーカル光学系を通して被観察物を観察可能であること、
   観察者の眼が配置されると想定された位置と瞳共役関係となる位置に上記被検レンズ支持手段が配置されていること、
   上記被検レンズ支持手段に被検眼内レンズを支持した状態で、上記前方光学系から主アフォーカル光学系を含む全系の合成角倍率が略等倍であること、及び
   上記前方光学系に入射する光束の軸上光束径をφ１、被検眼内レンズに入射する光束の軸上光束径をφ２としたとき、
   ０．７７＜φ２／φ１＜０．８９
   を満足すること、
   を特徴とする眼内レンズシミュレーション装置。
2. 請求項１記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記前方光学系は、角倍率略１．２倍の拡大アフォーカル光学系であり、上記主アフォーカル光学系は、角倍率が略１／１．２倍である眼内レンズシミュレーション装置。
3. 請求項１記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記前方光学系は負のパワーを有し、上記被検レンズ支持手段に支持される被検眼内レンズと上記主アフォーカル光学系の間には、正のパワーの後方光学系が配置され、上記被検レンズ支持手段は被検眼内レンズを水中に保持し、被検眼内レンズを水中に保持した状態で、上記前方光学系から後方光学系までの合成角倍率が略等倍に設定されている眼内レンズシミュレーション装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記主アフォーカル光学系は、該主アフォーカル光学系内で観察物の実像を作るケプラー式である眼内レンズシミュレーション装置。
5. 請求項４記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記主アフォーカル光学系内に作られる実像近傍に、該実像近傍の空間位置を示す指標を配置した眼内レンズシミュレーション装置。
6. 請求項１または３項記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記主アフォーカル光学系は、倍率が略等しい２つのアフォーカル光学系を対向させて配置して構成されている眼内レンズシミュレーション装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記主アフォーカル光学系は１対を１組として双眼配置されている眼内レンズシミュレーション装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記被検レンズ支持手段に支持される被検眼内レンズは、肉眼内に水晶体の代わりに移植挿入可能な多焦点眼内レンズである眼内レンズシミュレーション装置。
9. 請求項１ないし７のいずれか１項記載の眼内レンズシミュレーション装置において、上記被検レンズ支持手段に支持される被検眼内レンズは、基本屈折力または基本屈折力に差分屈折力を加えた付加屈折力のどちらか一方がほぼゼロである屈折型のテストピース、または回折型のテストピースである眼内レンズシミュレーション装置。
10. 請求項６記載の多焦点レンズシミュレーション装置において、上記主アフォーカル光学系内に可変絞りを配置した多焦点レンズシミュレーション装置。
11. 平行光で入射した光束を略平行光で射出する主アフォーカル光学系を準備するステップ；
    上記主アフォーカル光学系の前方に、所定の被検眼内レンズと、入射した軸上光束径を細くして上記被検眼内レンズに向かって射出する前方光学系を配置するステップ；
    上記前方光学系から上記主アフォーカル光学系を含む全系の合成角倍率が略等倍であること；及び
    上記主アフォーカル光学系の後方に観察者の眼を配置して、上記前方光学系、被検眼内レンズ、及び主アフォーカル光学系を通して被観察物を観察するステップ；
    を有することを特徴とする眼内レンズシミュレーション方法。