CN100456084C - 眼镜镜片的设计方法 - Google Patents

Abstract

渐进屈光力镜片的设计方法。本发明提供了能够对合成了渐进屈光面和散光屈光面的合成屈光面实施最佳的非球面设计的眼镜镜片设计方法。在本发明的眼镜镜片设计方法中，构成眼镜镜片的两个屈光面中至少任意一个屈光面具有渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面，该渐进屈光面具有远用部、近用部和渐进部，在远用部和近用部的任意一方中设定从眼镜镜片的几何学中心附近的中心点(GC)向放射方向的至少两个方向延伸的基准线，并且在远用部和近用部的任意另一方中，设定从眼镜镜片的中心点(GC)向放射方向的至少一个方向延伸的基准线，对沿各个基准线的屈光力确定非球面附加量，使用插值法对这些基准线之间的屈光力确定非球面附加量。

Description

眼镜镜片的设计方法

技术领域

本发明涉及视力矫正用渐进屈光力镜片的设计方法。

背景技术

在渐进屈光力镜片中，构成眼镜镜片的物体侧与眼球侧的两个屈光面中至少任一个屈光面具有：远视用的上方的远用部、具有与该远用部不同的屈光力的近视用的下方的近用部、和在它们之间屈光力渐进变化的渐进部。在渐进屈光力镜片中，为了提高光学性能，进行了各种的尝试。作为其中一种而受到关注的是使用非球面设计的渐进屈光力镜片。该镜片假设与将眼镜镜片戴在眼上时相同的条件，通过光线追踪来计算度数、或像散、棱镜度等，对在球面设计中出现误差的部分进行补偿。

另外，渐进屈光面原本是在一个面中平滑地连接远视用与近视用的不同曲率的球面，所以虽然其本身是非球面，但这里所说的渐进屈光力镜片的非球面设计是指，即使是在远用中心或近用中心等的渐进屈光面的曲率固定的区域，也不是数学意义上的脐点。

在下述专利文献1中公开了使用这种非球面设计的渐进屈光力镜片，与球面设计相比，具有像散减小、镜片薄型化等的效果。但是，专利文献1中记载的非球面设计很难说是最佳的非球面设计。因此，本发明人在下述专利文献2中，提出了一种眼镜镜片的设计方法，该设计方法可通过简便的镜片设计来实施最适合于包含渐进部在内的镜片整体的非球面设计。

专利文献1：日本特公平2-39768号公报

专利文献2：日本特开2000-66148号

但是，在本发明人于专利文献2中提出的设计方法中，渐进屈光力镜片的远用部与近用部分别为具有固定屈光力的区域，由此进行非球面设计。但是，现状是实际生产的眼镜镜片的7成左右都加进了散光矫正的屈光力，具有设置了渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面的屈光面的眼镜镜片占了一大半。在专利文献2提出的设计方法中，未考虑散光屈光力，因此，还未对于在渐进屈光面上合成了散光屈光面的合成屈光面，通过非球面设计实现校正的最佳化。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种眼镜镜片的设计方法，该方法可对渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面实施最佳的非球面设计。

为了实现上述目的，本发明的第1方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其中构成眼镜镜片的物体侧与眼球侧的两个屈光面中至少任意一个屈光面具有渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面，其中渐进屈光面具有：远用部、具有与该远用部不同的屈光力的近用部、和在它们之间屈光力渐进变化的渐进部，该方法具有：第1基准线设定工序，在所述远用部和所述近用部的任意一方中，设定从眼镜镜片的几何学中心附近的中心点朝向放射方向的至少两个方向的基准线；第2基准线设定工序，在所述远用部和所述近用部的任意另一方中，设定从眼镜镜片的所述中心点朝向放射方向的至少一个方向的基准线；非球面附加量确定工序，对沿各个所述基准线的合成屈光面的屈光力，确定非球面附加量；和插值工序，通过插值法，对这些基准线之间的屈光力确定非球面附加量，其特征在于，所述非球面附加量是以通过所述中心点的X轴为起点、逆时针方向的角度与距所述中心点的距离的函数。

在具有在渐进屈光面中合成了散光屈光面的合成屈光面的眼镜镜片中，远用部和近用部均变为非球面。远用部和近用部中的合成屈光面的屈光力根据散光屈光力和散光轴而发生大的变化，所以即便说对于每个眼镜镜片都不同也不为过。最佳的非球面附加量根据作为基础的合成屈光面的屈光力而不同，所以必须把握作为基础的合成屈光面的屈光力。因此，将眼镜镜片的几何学中心或其附近设定为中心点，设定从该中心点沿放射方向向远用部或近用部中的面积较大的一方的区域延伸的至少两条基准线，同时，设定向远用部或近用部的面积较小的一方的区域延伸的至少一条基准线，针对沿这些基准线的屈光力确定最佳的非球面附加量，再通过插值法来确定这些基准线之间的区域的非球面附加量，从而可对整个合成屈光面实施最佳的非球面设计。

本发明的第2方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1眼镜镜片的设计方法中，所述第1基准线设定工序设定从所述中心点开始向着所述远用部和所述近用部的任一方的两端部以及中心部的至少三个方向的基准线。

为了正确把握远用部或近用部中面积较大的一方的合成屈光面的屈光力，设定向两端部以及中心部的至少3个方向延伸的基准线是有利的。

本发明的第3方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或第2方面的眼镜镜片设计方法中，定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设所述非球面附加量为δ时，加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t用z_t＝z_p+δ来表示。

根据该第1非球面附加量计算方法，可直接计算Z轴方向的非球面附加量的坐标。

本发明的第4方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或第2方面的眼镜镜片设计方法中，定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用dz_p表示成为所述合成屈光面的基础的径向斜率，当设根据所述非球面附加量求出的径向斜率为dδ时，加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的径向斜率dz_t用dz_t＝dz_p+dδ来表示。

根据该第2非球面附加量计算方法，由于求出倾斜的分布，所以具有棱镜量的控制变得容易的优点。Z坐标可通过从原点开始积分来求出。

本发明的第5方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或第2方面的眼镜镜片设计方法中，定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用c_p表示成为所述合成屈光面的基础的径向曲率，当设根据所述非球面附加量求出的径向曲率为cδ时，加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的径向曲率c_t用c_t＝c_p+cδ来表示。

根据该第3非球面附加量计算方法，由于求出曲率的分布，所以具有光学评价简单，设计容易，容易得到目标处方的优点。Z坐标可通过从原点开始积分来求出。

本发明的第6方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或第2方面的眼镜镜片设计方法中，定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设根据所述非球面附加量求出的径向曲率为cδ时，使用由下式(1)定义的b_p，

[算式5]

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}\·\·\·\left(1\right)$

由下式(2)来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t：

[算式6]

$z_t=\frac{(b_p+\mathrm{c\δ})r^2}{1+\sqrt{1-{(b_p+\mathrm{c\δ})}^2{r}^2}}\·\·\·\left(2\right)$

(其中，r为距所述中心点的距离，用r＝(x²+y²)^1/2来表示)。

根据该第4非球面附加量计算方法，由于求出曲率的分布，所以具有光学评价简单，设计容易，容易得到目标处方，并且无需通过积分即可直接算出Z坐标的优点。

本发明的第7方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或第2方面的眼镜镜片设计方法中，定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设根据所述非球面附加量求出的圆锥系数为kδ(kδ＝-e²，e为离心率)时，使用由下式(1)定义的b_p，

[算式7]

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}\·\·\·\left(1\right)$

由下式(3)来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t：

[算式8]

$z_t=\frac{b_p{r}^2}{1+\sqrt{1-(1+\mathrm{k\δ}){b_p}^2{r}^2}}\·\·\·\left(3\right)$

(其中，r为距所述中心点的距离，用r＝(x²+y²)^1/2表示)。

根据该第5非球面附加量计算方法，可设计成使曲率的变化平滑，得到无急剧的度数变化等的自然的渐进面形状。

本发明的第8方面提供了一种眼镜镜片的设计方法，其特征在于：在上述第1或2中的任一方面的眼镜镜片设计方法中，所述合成屈光面设置在眼球侧的屈光面上。

通过在眼球侧的屈光面上配置合成屈光面，可使物体侧的屈光面成为球面。由此，可降低作为渐进屈光力镜片的缺点的波动或变形等的因素，光学性能提高，同时，还可同时实现作为本发明效果的像散减少、或镜片的薄型化。

本发明的第9方面提供了一种眼镜镜片，该眼镜镜片采用根据第1方面或第2方面所述的眼镜镜片的设计方法所设计。

附图说明

图1(a)～图1(d)是表示渐进屈光力镜片的远用部、近用部和渐进部的区分例的示意图。

图2(a)和图2(b)是表示本发明的渐进屈光力镜片的设计方法的示意图。

图3(a)是根据实施例1设计的眼镜镜片的等像散图，图3(b)是根据现有的设计方法设计的眼镜镜片的等像散图。

图4(a)是根据实施例2设计的眼镜镜片的等像散图，图4(b)是根据现有的设计方法设计的眼镜镜片的等像散图。

图5(a)是根据实施例3设计的眼镜镜片的等像散图，图5(b)是根据现有的设计方法设计的眼镜镜片的等像散图。

具体实施方式

下面，说明本发明的眼镜镜片设计方法的实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。

本发明的眼镜镜片设计方法是如下的眼镜镜片的设计方法，在该眼镜镜片中，构成眼镜镜片的物体侧(外面侧)与眼球侧(内面侧)的两个屈光面中至少任一个屈光面具有在渐进屈光面中合成了散光屈光面的合成屈光面，该渐进屈光面具有：远用部、具有与该远用部不同的屈光力的近用部、和屈光力在它们之间渐进变化的渐进部。

矫正散光的复曲面的散光轴根据处方而发生180°变化，矫正散光的度数也根据处方而变化。即便认为远用部和近用部中的合成屈光面的屈光力针对每个眼镜镜片都不同也不为过。因此，具有渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面的眼镜镜片的设计必然变为定做的设计，针对每个眼镜镜片进行设计。因此，即便在应用本发明的眼镜镜片设计方法的情况下，也不会仅仅因为增加了计算量而降低生产性，可提供具有渐进屈光力与散光屈光力两者的视力矫正所需的最适合于每个人的光学性能的眼镜镜片。

在具有渐进屈光力的眼镜镜片的设计中，在眼镜镜片内区分为：在镜片上方、看远方用的远用部；在镜片下方、看近物用的近用部；和平滑地连结这些远用部与近用部、看中间距离用的渐进部。在按用途分的设计中，大致可区分为：以良好的平衡来配置远用视野与近用视野两方的所谓远近两用设计、重视宽阔的远方视野与中间视野的远中主体设计、和重视从1m左右的中间区域至手边的视野的中近主体设计。另外，在失真像差与像散的分布设计中，大致可区分成：将远用部与近用部增宽，使像差集中于窄的渐进部的像差集中型；和将远用部与近用部变窄，将渐进部增宽而使中间部的像差扩散的像差分散型。在本发明的眼镜镜片设计方法中，可应对任意类型的渐进屈光力的眼镜镜片。

图1中示出了远用部、渐进部与近用部的几个区分例。图中，眼镜镜片是从佩戴眼镜时的正面看合成屈光面的图，将左右方向示为X轴，将上下方向(远近方向)示为Y轴。图1(a)是像差分散型远近两用设计的远用部、渐进部与近用部的区分的一例的示意图。图1(b)是像差集中型的远近两用设计的远用部、渐进部与近用部的区分的一例的示意图。图1(c)是像差分散型中近主体设计的远用部、渐进部与近用部的区分的一例的示意图。图1(d)是像差集中型中近主体设计的远用部、渐进部与近用部的区分的一例的示意图。

另一方面，矫正散光的复曲面被定义为如下表面，即在某个子午面内具有最大屈光力，在与其成直角的子午面内具有最小的屈光力，使相互垂直的截面中的曲率半径不同。

例如在WO97/19382中公开了合成上述渐进屈光面与复曲面的合成屈光面的设计方法。即，合成屈光面的任意点P(x，y，z)的坐标z可以用球面设计的渐进屈光面的任意点P处的近似曲率Cp、附加在球面设计的渐进屈光面上的复曲面的x方向的曲率Cx和y方向的曲率Cy，由下式(4)表示。

[算式9]

$z=\frac{(\mathrm{Cp}+\mathrm{Cx})x^2+(\mathrm{Cp}+\mathrm{Cy})y^2}{1+\sqrt{1-{(\mathrm{Cp}+\mathrm{Cx})}^2{x}^2-{(\mathrm{Cp}+\mathrm{Cy})}^2{y}^2}}\·\·\·\left(4\right)$

在具有这种合成屈光面的眼镜镜片的远用部与近用部中，由于矫正散光的屈光面是合成的，所以变为非球面。在本发明人于专利文献2中提出的设计方法中，忽视该散光引起的非球面，而假设远用部与近用部整体分别用一个平均度数来表示，确定要附加的非球面量。另外，本说明书中的附加的非球面(将其附加量称为非球面附加量)是指除去渐进屈光面与散光屈光面，从眼镜镜片的顶点向着周边曲率连续变化的屈光面。

本发明的眼镜镜片的设计方法是对远用部和近用部致密地确定非球面附加量并优化非球面附加量的设计方法。在本发明的眼镜镜片设计方法中，具有如下工序：在第1基准线设定工序中，在远用部和近用部的任意一方中，设定从眼镜镜片的几何学中心附近的中心点向放射方向的至少两个方向延伸的基准线，在第2基准线设定工序中，在远用部和近用部的任意另一方中，设定从眼镜镜片的中心点向放射方向的至少一个方向延伸的基准线，在非球面附加量确定工序中，对沿着各个基准线的屈光力确定非球面附加量，在插值工序中，通过插值法，对这些基准线之间的屈光力确定非球面附加量。

图2中示出了说明本发明的眼镜镜片设计方法的概念图。图2(a)是从正面看眼镜镜片的概念图，图2(b)是绘制距中心点一定距离的逆时针方向的圆轨迹与基准线相交的点处的非球面附加量的曲线图。

图2所示的眼镜镜片是远近两用设计的像差分散型的渐进多焦点镜片。远用部与近用部为分别以远用中心和近用中心为中心的扇形形状，用点阴影表示。该眼镜镜片用于左眼，考虑眼的内斜视，由较粗的线示出的主子午线从远用中心到近用中心向图面左侧的鼻侧弯曲。

作为本发明中的眼镜镜片设计的基准的通常是眼镜镜片的几何学中心，将几何学中心用作为中心。但是，可以把该几何学中心附近的任意点选择为中心点。在远近两用设计的渐进屈光力镜片中，如图2(a)所示，眼镜镜片的几何学中心GC事实上与远用中心一致。

在第1基准线设定工序中，选择远用部与近用部中面积较大的一方，设定从几何学中心GC放射状地通过远用部或近用部的区域内、到达眼镜镜片端缘的直线状延伸的至少两条基准线。例如，在远近两用设计中，选择面积较大的远用部，在中近主体设计中，选择面积较大的近用部。通过设定两条以上的基准线，可致密地把握大区域的远用部或近用部的屈光力。

图2(a)中，示出在区域比近用部更大的远用部中设定Pf1-Pf7的7条基准线的示例。这7条基准线从通过几何学中心GC的水平方向的X轴开始在逆时针方向上每隔相等的角度22.5°设定。基准线Pf4成为与主子午线相同的方向并与其重合。

当设定最小的两条基准线时，优选沿散光轴方向和与散光轴方向垂直的方向来设定基准线。由此，可根据最小的两条基准线来正确把握远用部或近用部的屈光力。在设定3条基准线的情况下，优选设为远用部或近用部的两端部以及中心部这3条。由此，可把握远用部或近用部的区域内的屈光力。因为若基准线的数量越多，则设计越致密，所以优选在远用部或近用部的区域内设为3条以上，例如可以按5°间隔、10°间隔、15°间隔、20°间隔、22.5°间隔来设定。另外，不必按相等的角度来设定基准线。

接着，在第2基准线设定工序中，选择远用部与近用部中面积较小的一方，设定从几何学中心GC放射状地通过远用部或近用部的区域内、到达眼镜镜片端缘的直线状延伸的至少一条基准线。例如，在远近两用设计中，选择面积较小的近用部，在中近主体设计中，选择面积较小的远用部。该基准线可任意设定1条以上。例如，可把连结眼镜镜片的几何学中心与远用中心或近用中心、延伸至眼镜镜片端缘的一条线段采用为基准线。在远用部与近用部的面积小的情况下，即便用一条基准线来代表该远用部或近用部的整个区域，也能充分把握散光矫正用的非球面。不用说，若设定两条以上的基准线，则设计变得更致密，可优化校正。在图2所示的示例中，两条基准线Pn1与Pn2是连结将扇形的近用部的圆弧三等分的端缘点与中心点GC的线。例如，可从眼镜镜片的几何学中心GC开始向着远用部或近用部区域内的镜片端缘，按5°间隔、10°间隔、15°间隔、20°间隔、22.5°间隔来设定基准线。此时，也不必按相等的角度来设定基准线。

第1基准线设定工序与第2基准线设定工序的顺序可交换，也可在第2基准线设定工序之后执行第1基准线设定工序。

下面，在非球面附加量确定工序中，对沿着所设定的各基准线的合成屈光面的屈光力确定非球面附加量。非球面附加量可采用如下公知的方法来求出：针对每个基准线，对于沿着各基准线的合成屈光面的屈光力，假设与将眼镜镜片戴在眼上时相同的条件，通过光线追踪来计算度数、或像散、棱镜度等，并求出最佳的非球面附加量。

作为该非球面附加量的计算方法，有如下5种计算方法。首先，如图1所示，针对眼镜镜片的坐标系，定义如下坐标系：从佩戴眼镜时的正面看合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向(远近方向)设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将第1基准线设定工序与第2基准线设定工序中设定的各基准线的中心点GC设为(x，y，z)＝(0，0，0)(原点)。

第1非球面附加量的计算方法是直接计算Z轴方向的非球面附加量的坐标的方法。作为基础的合成屈光面的深度方向的坐标z_p用坐标(x，y)的函数表示为z_p＝f(x，y)。若向z_p附加Z轴方向的非球面附加量δ，则设附加后的Z轴方向的合成坐标、即新的合成屈光面的坐标为z_t时，z_t＝z_p+δ。

此时，镜片中心点GC的附近很少发生棱镜度、像散，所以非球面附加量可以较小，但镜片外周部由于从眼入射的光线带有角度，所以易产生像散，通常用于校正该像散的非球面附加量也大。实际附加的理想的非球面附加量随使用者的处方(镜片的度数)不同而千差万别，但对应于距中心点GC的距离r而变化。根据以上所述，附加的最佳非球面附加量δ变为距中心点GC的距离r：r＝(x²+y²)^1/2的函数。另外，如图2所示，例如，以通过几何学中心GC的X轴为起点设定逆时针方向的角度θ，从而可以把非球面附加量δ表示为(θ，r)的函数。这在以下的计算方法中也一样。

该第1非球面附加量的计算方法由于可直接计算坐标，所以具有计算便捷的优点。

第2非球面附加量的计算方法在用dz_p表示成为基础的合成屈光面的径向斜率，将新的合成屈光面的斜率设为dz_t时，使用dz_t＝dz_p+dδ的关系。

该第2非球面附加量的计算方法由于求出斜率的分布，所以具有棱镜量的控制变得容易的优点。可通过从原点开始进行积分来求出Z坐标。

第3非球面附加量的计算方法在用c_p表示成为基础的合成屈光面的径向曲率，将新的合成屈光面的曲率设为c_t时，使用c_t＝c_p+cδ的关系。

该第3非球面附加量的计算方法由于求出曲率的分布，所以具有光学评价简单，设计容易，容易得到目标处方的优点。可通过从原点开始进行积分来求出Z坐标。

第4非球面附加量的计算方法使用如下的关系：用z_p表示成为基础的合成屈光面的坐标，使用将合成屈光面的Z坐标置换成曲率的下式(1)定义的b_p，

[算式10]

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}\·\·\·\left(1\right)$

由下式(2)来表示新的合成屈光面的坐标z_t：

[算式11]

$z_t=\frac{(b_p+\mathrm{c\δ})r^2}{1+\sqrt{1-{(b_p+\mathrm{c\δ})}^2{r}^2}}\·\·\·\left(2\right)$

该第4非球面附加量的计算方法由于求出曲率的分布，所以具有光学评价简单，设计容易，容易得到目标处方，并且不通过积分即可直接算出Z坐标的优点。

第5非球面附加量的计算方法使用如下的关系，用z_p表示成为基础的合成屈光面的坐标，使用将合成屈光面的Z坐标置换成曲率的下式(1)定义的b_p，

[算式12]

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}\·\·\·\left(1\right)$

由下式(3)表示新的合成屈光面的坐标z_t：

[算式13]

$z_t=\frac{b_p{r}^2}{1+\sqrt{1-(1+\mathrm{k\δ}){b_p}^2{r}^2}}\·\·\·\left(3\right)$

第5非球面附加量的计算方法可设计成使曲率的变化变得平滑，得到无急剧的度数变化等的自然的渐进面形状。

在非球面附加量确定工序中，对于各个基准线，沿着基准线将非球面附加量δ确定为距中心点GC的距离r与从X轴开始逆时针方向的角度θ的函数。

之后，在插值工序中，通过插值法，对各基准线间的区域的屈光力确定非球面附加量，在合成屈光面整个区域上平滑地附加非球面成分。所谓插值法是指知道函数的两个以上点的函数值，求出它们之间的点的函数值的计算方法。作为一般的插值法，有被广泛知道的拉格朗日(Lagrange)插值和样条插值。本发明中也可采用一般的插值法。

图2(b)是绘制了如下的值的曲线图，即当在纵轴设定由上述第1～第5非球面附加量计算方法求出的非球面附加量δ的值、在横轴设定以X轴为起点的逆时针方向的角度θ时，距中心点GC等距离(图2中为镜片端缘)的位置处的、图2(a)所示基准线δf1～δf7和δn1与δn2上的非球面附加量δ的9点的值。插值法是求出全部通过这9点非球面附加量δ的值的图2(b)虚线所示的平滑曲线的方程式的计算方法。由此，可在眼镜镜片全体的区域中确定最佳的非球面附加量。

下面，说明考虑了利用焦度计(lensmeter)进行的度数测定的渐进屈光力镜片。渐进屈光力镜片从渐进开始点起渐进地施加加入度数。因此，当利用焦度计来测定度数时，一般考虑进焦度计的光线宽度，在从渐进开始点向远用侧偏移5～10mm的位置处设定度数测定点。但是，若实施非球面设计直到渐进开始点的附近，则当用焦度计来测定度数时，产生像散，不能保证镜片的度数。

因此，在远近两用设计中，优选按照如下方式来设定球面设计部：从与几何学中心GC事实上一致的渐进开始点开始，直至r为预定的距离，不附加非球面。r优选的是能覆盖度数测定点的7mm以上、不足12mm的值。即便设置这种球面设计部，由于渐进开始点的附近靠近光轴，原本要附加的理想的非球面附加量小，所以也基本上不影响光学性能。

作为成为本发明的眼镜镜片设计方法的基础的渐进屈光力镜片，优选采用将合成屈光面配置在眼球侧的屈光面上的所谓内面渐进屈光力镜片。通过在眼球侧配置合成屈光面，可使物体侧的屈光面为球面。由此，可知能降低作为渐进屈光力镜片的缺点的波动或变形等因素，提高光学性能(WO97/19382)。若将本发明应用于将合成屈光面配置在眼球侧的渐进屈光力镜片，则除了WO97/19382中公开的减少波动或变形的效果外，还可同时实现作为本发明效果的像散减小或镜片薄型化。

[实施例]

(实施例1)

将本发明的眼镜镜片设计方法应用于图2(a)所示的远近两用设计的像差分散型渐进屈光力镜片。作为基础的渐进屈光力镜片是内面渐进镜片，即物体侧为球面，在眼球侧设置合成了渐进屈光力与散光屈光力的合成屈光面，基线为5.00D，球面屈光力S为0.00D，柱面屈光力C为+2.00D，散光轴为90度，加入度为2.00D，镜片中心的厚度t为2.9mm。

将图2(a)所示的几何学中心GC设为中心，从X轴开始关于角度θ每隔5°设定基准线，在较大区域的远用部中设定25条基准线，在较小区域的近用部中设定7条基准线。

针对各个基准线求出沿着各基准线的成为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面的坐标值，算出沿着各基准线的曲面的近似式，并通过针对该曲面近似式的屈光力的光线追踪法，针对每个基准线，算出如下的非球面式的3次和4次的非球面系数，以求出非球面附加量δ(θ，r)，作为与成为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面的坐标值相对的Z轴方向的增减。

[算式14]

$\mathrm{\δ}(\mathrm{\θ},r)=\underset{n}{\mathrm{\Σ}}{a}_n\left(\mathrm{\θ}\right)\·{(r-r_0)}^n$

其中，a_n表示n次非球面系数，r₀表示作为基准的点与几何学中心之间的径向偏差。在实施例中，全部设为r₀＝0。

由此，针对每隔5°设定的每条基准线求出沿着各基准线的非球面附加量δ(θ，r)。之后，通过样条插值算出基准线间的非球面式的3次与4次非球面系数，求出基准线间的区域的非球面附加量。

表1中示出每隔30°的非球面系数a₃(θ)、a₄(θ)与非球面附加量δ(θ，r)(单位为μm)的数据。非球面附加量的负号表示在把作为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面从眼球侧向物体侧拉远的方向上附加非球面，正号表示在把作为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面从物体侧向眼球侧拉近的方向上附加非球面。

【表1】

图3(a)中示出假定了实施例1中设计的眼镜镜片的佩戴状态来进行仿真得到的等像散图。另外，图3(b)表示假定了针对相同的原始眼镜镜片应用专利文献2示出的设计方法来附加非球面而得到的眼镜镜片的佩戴状态，从而进行仿真得到的等像散图。

(实施例2)

与实施例1一样，将本发明的眼镜镜片设计方法应用于图2(a)所示的远近两用设计的像差分散型渐进多焦点镜片。作为基础的渐进屈光力镜片是所谓的内面渐进镜片，即物体侧为球面，在眼球侧设置合成了渐进屈光力与散光屈光力的合成屈光面，基线为5.00D，球面屈光力S为0.00D，柱面屈光力C为+2.00D，散光轴为180度，加入度为2.00D，镜片中心的厚度t为3.4mm。

与实施例1完全一样地设定基准线，算出上述非球面式的3次与4次的非球面系数，求出非球面附加量δ(θ，r)，作为与沿各基准线的成为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面的坐标值相对的Z轴方向的增减，并且通过插值求出基准线间的上述非球面式的3次与4次非球面系数，求出基准线间的区域的非球面附加量。

表2中示出每隔30°的非球面系数a₃(θ)、a₄(θ)与非球面附加量δ(θ，r)(单位为μm)的数据。另外，图4(a)中示出假定了实施例2中设计的眼镜镜片的佩戴状态来进行仿真的等像散图。另外，图4(b)表示假定了对相同的原始眼镜镜片应用专利文献2示出的设计方法来附加非球面而得到的眼镜镜片的佩戴状态，从而进行仿真得到的等像散图。

【表2】

(实施例3)

与实施例1一样，将本发明的眼镜镜片设计方法应用于图2(a)所示的远近两用设计的像差分散型渐进多焦点镜片。作为基础的渐进屈光力镜片是所谓的内面渐进镜片，即物体侧为球面，在眼球侧设置合成了渐进屈光力与散光屈光力的合成屈光面，基线为5.00D，球面屈光力S为0.00D，柱面屈光力C为+2.00D，散光轴为45度，加入度为2.00D，镜片中心的厚度t为3.3mm。

与实施例1完全一样地设定基准线，算出上述非球面式的3次与4次非球面系数，求出非球面附加量δ(θ，r)，作为与沿着各基准线的成为基础的渐进屈光力镜片的合成屈光面的坐标值相对的Z轴方向的增减，通过插值求出基准线间的上述非球面式的3次与4次非球面系数，求出基准线间的区域的非球面附加量。

表3中示出每隔30°的非球面系数a₃(θ)、a₄(θ)与非球面附加量δ(θ，r)(单位为μm)的数据。另外，图5(a)中示出假定了实施例3中设计的眼镜镜片的佩戴状态来进行仿真得到的等像散图。另外，图5(b)表示假定了对相同的原始眼镜镜片应用专利文献2示出的设计方法来附加非球面而得到的眼镜镜片的佩戴状态，来进行仿真而得到的等像散图。

【表3】

参照图3～图5，专利文献2中示出的眼镜镜片设计方法因为没有针对在渐进屈光面上附加了散光矫正屈光面的合成屈光面考虑散光屈光力，所以成为像散大、光学性能差的眼镜镜片的设计方法。

与此相比，在本发明的眼镜镜片设计方法中，因为能够在非球面设计中考虑进散光屈光力，所以认为能够对合成了散光屈光力和渐进屈光力的合成屈光面进行最佳的非球面设计。

本发明的眼镜镜片设计方法能够设计提高了同时校正老花和散光的渐进屈光力镜片的光学性能的眼镜镜片。

Claims (9)

1、一种眼镜镜片的设计方法，其中构成眼镜镜片的物体侧与眼球侧的两个屈光面中至少任意一个屈光面具有渐进屈光面与散光屈光面合成而成的合成屈光面，该渐进屈光面具有：远用部、具有与该远用部不同的屈光力的近用部、和在它们之间屈光力渐进变化的渐进部，该方法具有：

第1基准线设定工序，在所述远用部和所述近用部任意一方中，设定从眼镜镜片的几何学中心附近的中心点向放射方向的至少两个方向延伸的基准线；

第2基准线设定工序，在所述远用部和所述近用部的任意另一方中，设定从眼镜镜片的所述中心点向放射方向的至少一个方向延伸的基准线；

非球面附加量确定工序，对沿各个所述基准线的合成屈光面的屈光力，确定非球面附加量；和

插值工序，使用插值法对这些基准线之间的屈光力确定非球面附加量，

其特征在于，

在所述远用部和所述近用部中，所述非球面附加量是以通过所述中心点的X轴为起点的逆时针方向的角度和距所述中心点的距离的函数。

2、根据权利要求1所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

所述第1基准线设定工序设定从所述中心点开始向着所述远用部和所述近用部的任一方的两端部以及中心部的至少三个方向的基准线。

3、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设所述非球面附加量为δ时，用z_t＝z_p+δ来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t。

4、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用dz_p表示成为所述合成屈光面的基础的径向斜率，当设根据所述非球面附加量求出的径向斜率为dδ时，用dz_t＝dz_p+dδ来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的径向斜率dz_t。

5、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用c_p表示成为所述合成屈光面的基础的径向曲率，当设根据所述非球面附加量求出的径向曲率为cδ时，用c_t＝c_p+cδ来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的径向曲率c_t。

6、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设根据所述非球面附加量求出的圆锥系数为cδ时，使用由下式(1)定义的b_p，

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}...\left(1\right)$

由下式(2)来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t

$z_t=\frac{(b_p+\mathrm{c\δ})r^2}{1+\sqrt{1-{(b_p+\mathrm{c\δ})}^2{r}^2}}...\left(2\right)$

其中，r为距所述中心点的距离，用r＝(x²+y²)^1/2来表示。

7、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

定义这样的坐标系：从佩戴眼镜时的正面看所述合成屈光面，将左右方向设为X轴、将上下方向设为Y轴、将深度方向设为Z轴、将所述中心点设为(x，y，z)＝(0，0，0)，用z_p表示成为所述合成屈光面的基础的坐标，当设根据所述非球面附加量求出的圆锥系数为kδ时，其中，kδ＝-e²，e为离心率，使用由下式(1)定义的b_p，

$b_p=\frac{{2z}_p}{x^2+y^2+z_p^2}...\left(1\right)$

由下式(3)来表示加上了所述非球面附加量后的合成屈光面的坐标z_t

$z_t=\frac{b_p{r}^2}{1+\sqrt{1-{(1+\mathrm{k\δ}){b_p}^{2}r}^2}}...\left(3\right)$

其中，r为距所述中心点的距离，用r＝(x²+y²)^1/2表示。

8、根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法，其特征在于：

所述合成屈光面设置在眼球侧的屈光面上。

9、一种眼镜镜片，该眼镜镜片采用根据权利要求1或2所述的眼镜镜片的设计方法设计。

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