乱視（光学系）

検眼学および眼科学では、垂直面と水平面はそれぞれ接線子午線と矢状子午線として識別されます。眼の乱視は、異なる子午線で屈折度に差がある眼の屈折異常です。 ^{[ 4 ]}これは通常、非球面、非回転形状の角膜によって特徴付けられ、ある子午線における角膜プロファイルの傾斜と屈折力は、垂直軸のそれよりも小さくなります。

乱視は細かい部分が見えにくくなる原因となります。乱視は、異なる平面で曲率半径が異なるレンズ（円筒レンズ）を使用した眼鏡、コンタクトレンズ、または屈折矯正手術によって矯正できる場合が多いです。^{[ 5 ]}

乱視は非常に一般的です。研究によると、約3人に1人が乱視に悩まされています。^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}乱視の有病率は年齢とともに増加します。^{[ 9 ]}軽度の乱視は本人が気づかない場合もありますが、乱視が強くなると、視界がぼやけたり、目を細めたり、眼精疲労や倦怠感、頭痛を引き起こしたりすることがあります。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

眼科医や検眼医は、眼科検査中に乱視の有無を判断し、乱視の量と軸を定量化するために、いくつかの検査を使用します。 ^{[ 13 ]}スネレンチャートやその他の視力表では、最初に視力低下が明らかになる場合があります。角膜前面の最も急な経線と最も平坦な経線の曲率を測定するために、ケラトメーターが使用される場合があります。 ^{[ 14 ]} 角膜形状をより正確に表現するために、角膜トポグラフィーも使用される場合があります。 ^{[ 15 ]}オートレフラクトメーターまたは検影法は、眼の屈折異常の客観的な推定値を提供し、フォロプターでジャクソンクロスシリンダーを使用することで、これらの測定値を主観的に微調整することができます。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}フォロプターを使用した別の手法では、「時計盤」または「サンバースト」チャートを使用して乱視軸と乱視度数を決定する必要があります。^{[ 19 ] [ 20 ]}

乱視は眼鏡、コンタクトレンズ、または屈折矯正手術で矯正できます。^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}眼の健康状態、屈折状態、ライフスタイルなど、さまざまな要素を考慮すると、どの選択肢が最適かが決まることがよくあります。円錐角膜の場合、トーリックコンタクトレンズを使用すると、眼鏡よりも視力が向上することがよくあります。乱視が霰粒腫による眼球の変形などの問題によって引き起こされている場合は、根本原因を治療することで乱視は解消されます。

精密光学部品の研削・研磨は、手作業または機械作業のいずれにおいても、通常、大きな下向きの圧力が加えられます。この圧力によって、研磨ストローク中に大きな摩擦による横方向の圧力が生じ、部品が局所的にたわんだり歪んだりすることがあります。これらの歪みは一般的に回転体対称性を持たず、非点収差を生じます。歪みの原因となる問題が修正されない場合、歪みは徐々に表面に永久的に研磨されてしまいます。非点収差のある歪んだ表面は、光学系の性能を著しく低下させる可能性があります。

研削や研磨による表面の歪みは、部品のアスペクト比（直径と厚さの比）とともに増加します。一次近似では、ガラスの強度は厚さの3乗に比例して増加します。アスペクト比が4:1から6:1の厚いレンズは、15:1以上のアスペクト比を持つ光学窓などの高アスペクト比部品よりもたわみがはるかに少なくなります。表面または波面誤差の精度要件と部品のアスペクト比の組み合わせによって、特に研磨中の高い下向き圧力と横方向力のときに必要となる背面支持の均一性の程度が決まります。光学加工には通常、ある程度のランダム性が伴いますが、研削/研磨プロセス中に部品がたわまない限り、回転体形状の表面を維持するのに大いに役立ちます。

コンパクトディスクプレーヤーは、ピント合わせに非点収差レンズを使用します。一方の軸が他方の軸よりもピントが合っている場合、ディスク上の点状の模様は楕円形に投影されます。この楕円の向きによって、どちらの軸がよりピントが合っているかが分かり、レンズをどちらの方向に動かす必要があるかが分かります。わずか4つのセンサーを正方形に配置するだけで、この偏りを検出し、ディスク表面の楕円形のくぼみやその他の特徴に惑わされることなく、読み取りレンズを最適な位置に調整することができます。

光学超解像顕微鏡の一種である3D PALM/STORMでは、円筒レンズをイメージングシステムに導入して非点収差を作り出すことができ、これにより回折限界光源のZ位置を測定できます。^{[ 24 ]}

レーザーラインレベルは、円筒レンズを用いてレーザー光線を一点から線状に広げる。