乱視とは凸レンズや凹レンズを使っても網膜にピントが合わない状態のことを言います。乱視は角膜と水晶体のゆがみによって起こります。
乱視を理解するために、水晶体は正常で角膜だけにゆがみがあるとします。実際の角膜は球面ではありませんが球面として考えます。角膜に乱視がなければ角膜のどこを測ってもカーブは一定です。
乱視のある角膜はラグビーボールを横にしたような形をしている場合が多く、９０度のカーブは１８０度よりも小さな値となり、９０度のほうが１８０度よりも度数は大きな値を示します。その度数の差をもって乱視度数とします。
乱視度数は相対的な値ですが、マイナスで表すのが普通です。
たとえば、９０度のカーブが長く角膜度数がプラス４５Ｄとします。１８０度のカーブが短く角膜度数がプラス４２Ｄとします。そのとき、乱視度数は[４５－４３]から３Ｄとなります。カーブの長い軸の角度を乱視の軸としたときはマイナスを乱視度数につけます。
ここで、マイナス９Ｄで、乱視がマイナス３Ｄ、乱視軸が１８０度の近視性乱視のある眼について考えてみましょう。縦のカーブは横のカーブよりも小さく、縦の光は横の光よりも１ミリ手前に結びます。それを補正するレンズは横から見ると凹レンズ、上から見ると板ガラスの構造しています。そのような乱視のレンズを円柱凹レンズといいます。
円柱凹レンズにも度数があり、横から見た凹レンズの度数をもって円柱凹レンズの度数とします。この場合、マイナス３Ｄの円柱レンズを１８０度の方向に入れます。
円柱凹レンズで乱視を補正すると、マイナス９Ｄだけの近視が残り、ピントは網膜から３ミリ手前に結びます。そこでさらにマイナス９Ｄの凹レンズを使うとピントは網膜に結びます。このように近視と乱視がある場合、凹レンズと円柱凹レンズを組み合わせたレンズで眼鏡を作ります。
乱視は１～２Ｄを軽度乱視とし、２Ｄ以上を強度乱視と分類します。参考までに、眼鏡で矯正できる乱視の限度は通常２．５Ｄまで、ハードコンタクトレンズで矯正できる限度は２Ｄまでです。