CN116802551A - 眼镜镜片及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种技术,其具备:基底区域,用于使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;多个散焦区域,被基底区域包围且具有通过散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;散焦区域包括眼镜镜片上的设置在规定位置A的散焦区域a和设置在规定位置B的散焦区域b,当以由基底区域构成的基面为基准,将基面的法线方向的朝向镜片外部的方向设为正下垂值,将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,散焦区域b的立体形状的下垂值是使散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值。
Description
技术领域
本发明涉及眼镜镜片及其设计方法。
背景技术
作为抑制近视等屈光异常进展的眼镜镜片,在镜片上形成有具有比多个处方屈光力更正的屈光力的岛状区域(例如,参照专利文献1)。以下,将该岛状区域称为散焦区域。
根据该结构的眼镜镜片,在从物体侧的面入射并从眼球侧的面射出的光束中,通过了散焦区域以外区域的光束在佩戴者的视网膜上聚焦,但是通过了散焦区域的部分的光束会在比视网膜上更靠近自己跟前的位置聚焦,从而可以抑制近视的进展。
在本说明书中,将在轴方向上存在应该视觉辨认物体的正向称为近前侧,在近前侧的相反方向将在光轴方向上从后方即眼镜镜片朝向眼球的深度方向称为里侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国申请公开第2017/0131567号。
发明内容
发明要解决的课题
根据光束从眼镜镜片的哪个位置的散焦区域入射和射出,最终应提供给佩戴者的最佳焦点位置(Best Focal)会有不同。其理由如下。最佳焦点位置根据佩戴者的不同会发生变化,这取决于近视进展的程度、脉络膜的形态、佩戴时的入射角、眼睛的像差(像面弯曲)和视网膜的弯曲,其变化的程度在大多数情况下是越远离镜片中心越大。也就是说,应该给予佩戴者的散焦功率会根据佩戴者或镜片的位置而变化。最佳焦点位置也简称为“焦点位置”。
本说明书中的“焦点位置”是指焦点位置。但是,焦点位置与由散焦区域的形状(例如曲率半径为R的球面形状)决定的几何焦点(Geometric Focal)的含义略有不同。焦点位置是考虑到眼睛的频率特性(例如在低频处具有峰)的波动光学对比度的最佳位置。
一般来说,焦点位置会根据作为目标的空间频率的对比度最高的位置、能量最高的位置、光线偏差最小的位置等思想和用途而变化。因此,优选灵活地处理导致焦点位置的散焦区域。发明人注意到视网膜是对特定空间频率有反应的细胞集合,采用了上述关于焦点位置的定义。
本发明的一个实施例的目的在于提供一种技术,该技术可以根据眼镜镜片上的位置,灵活地改变散焦区域应该给佩戴者带来的焦点位置。特别是目的在于提供技术,该技术在散焦区域的表面形状彼此相等的状态下,可以灵活地改变焦点位置。
用于解决课题的手段
本发明的第一方面是一种眼镜镜片,其具备:
基底区域,其使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,其被所述基底区域包围,且具有通过所述散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
所述散焦区域包括眼镜镜片上的设置在规定位置A的散焦区域a和设置在规定位置B的散焦区域b,
当以由所述基底区域构成的基面为基准、将所述基面的法线方向上朝向镜片外部的方向设为正下垂值、将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,所述散焦区域b的立体形状的下垂值是使所述散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值。
本发明的第二方面是根据第一方面所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a和所述散焦区域b的至少中心部位为朝向镜片外部突出的曲面形状。
本发明的第三方面是根据第二方面所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a的中心部位的曲率半径与所述散焦区域b的中心部位的曲率半径相等。
本发明的第四方面是根据第一至第三方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,所述立体形状的下垂值的增加量是恒定的。
本发明的第五方面是根据第一至第四方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a的底面积与所述散焦区域b的底面积相等。
本发明的第六方面是根据第一至第五方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,所述规定位置A是靠近镜片周边的位置,所述规定位置B是靠近镜片中间的位置;或
所述规定位置A是靠近镜片中间的位置,所述规定位置B是靠近镜片周边的位置。
本发明的第七方面是根据第一至第六方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,在所述散焦区域a的立体形状中,所述基底区域附近的下垂值为负值。
本发明的第八方面是根据第一至第七方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,作为所有散焦区域的80%以上数量的散焦区域的集合T,在包括所述散焦区域b和所述散焦区域a的散焦区域T中,每个中心部位的曲率半径相等,并且在所述散焦区域T中,与所述散焦区域a下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%,在所述散焦区域T中,与所述散焦区域b下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%。
优选散焦区域的集合T占所有散焦区域的数量的90%以上、95%以上。
本发明的第九方面是根据第一方面所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a和所述散焦区域b的至少中心部位为朝向镜片外部突出的曲面形状,
所述下垂值的增加量是恒定的,
所述散焦区域a的中心部位的曲率半径与所述散焦区域b的中心部位的曲率半径相等,
所述散焦区域a的底面积与所述散焦区域b的底面积相等,
所述规定位置A是靠近镜片周边的位置,所述规定位置B是靠近镜片中间的位置,或
所述规定位置A是靠近镜片中间的位置,所述规定位置B是靠近镜片周边的位置,
作为占所有散焦区域的数量的80%以上的散焦区域的集合T,在包括所述散焦区域a和所述散焦区域b的散焦区域T中,每个中心部位的屈光力相等,并且所述散焦区域T中与所述散焦区域a下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%,在所述散焦区域T中与所述散焦区域b下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%。
优选散焦区域的集合T占所有散焦区域的数量的90%以上、95%以上。
本发明的第十方面是根据第一至第九方面中任一方面所述的眼镜镜片,其中,眼镜镜片是近视进展抑制镜片。
本发明的第十一方面是一种眼镜镜片的设计方法,所述眼镜镜片具备:
基底区域,其使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,其被所述基底区域包围,且具有通过所述散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
其中,当以由所述基底区域构成的基面为基准、将所述基面的法线方向上朝向镜片外部的方向设为正下垂值、将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,
通过增加所述散焦区域的立体形状的下垂值来使所述散焦区域相对于所述基面隆起,或
通过减少所述散焦区域的立体形状的下垂值来使所述散焦区域相对于所述基面下沉,
对佩戴者来说,根据眼镜镜片上的设置有所述散焦区域的位置来改变焦点位置。
本发明的第十二方面是根据第十一方面所述的眼镜镜片的设计方法,其中,通过改变将从所述散焦区域和所述基面之间的部分且具有正下垂值的部分的体积减去所述散焦区域和所述基面之间的部分且具有负下垂值的部分的体积后得到的值除以所述散焦区域的底面积而得到的值,来改变焦点位置。
可以与上述方面组合的本发明的其他方面如下。
规定位置A的散焦区域a的整个立体形状的下垂值和规定位置的散焦区域b的整个立体形状的下垂值可以都为正值,也可以都为负值。平面视图中心(或重心)处的下垂值可以都为正值,也可以都为负值。
散焦区域a的立体形状中至少中心部位和散焦区域b的立体形状中的至少中心部位都可以是球面形状。
散焦区域a的整个立体形状的下垂值可以为正值。
当假设将散焦区域a的立体形状和散焦区域b的立体形状在平面视图中心(或重心)和基面上对齐并重叠时,从散焦区域a的立体形状来看,优选散焦区域b的立体形状存在于+Z方向。
在上述假设中,优选散焦区域a的立体形状不从散焦区域b的立体形状突出出来。优选在假设上述重叠时,两个形状不接触。
上述下垂值的关系可以在形成有散焦区域a、b的镜片基材中得到满足。上述下垂值的关系可以在该镜片基材上形成有硬质涂层薄膜的情况下得到满足,进一步可以在形成于减反射膜硬质涂层薄膜上的情况下得到满足。在形成硬质涂层薄膜的情况下,对于没有形成散焦区域a、b的镜片基材,可以通过硬质涂层薄膜实现散焦区域a、b。
规定位置A可以是鼻侧的位置,规定位置B可以是耳侧的位置。相反,规定位置A也可以是耳侧的位置,规定位置B也可以是鼻侧的位置。在任何情况下,在规定位置A的散焦区域a的立体形状中,基底区域附近的下垂值都可以为负值。
在眼镜镜片中部的周围,可以在周向和径向等间隔地将大致圆形状的散焦区域配置成岛状(即,不彼此相邻且分离的状态)。作为平面视图中散焦区域配置的一个例子,可以举出以每个散焦区域的中心成为等边三角形的顶点的方式分别独立地将其离散配置(每个散焦区域的中心配置在蜂窝结构的顶点)的例子。该配置也称为“六方配置”。在本说明书中以该例为中心进行了举例。
多个散焦区域(所有散焦区域)中的一半以上的个数优选在平面视图中以相同的周期配置。作为相同周期模式的一个例子,可以举出上述六方配置。周期的方向只要是周向和/或径向即可。优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为95%以上。
在散焦区域a的立体形状的下垂值(例如:最大下垂值)在所有散焦区域中最小的情况下,在所有散焦区域的数量的80%以上的散焦区域中,优选满足“散焦区域b的立体形状的下垂值是使散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值”的关系。这意味着不仅存在散焦区域b,还存在满足上述关系的散焦区域c、d、e···(都比散焦区域a的下垂值大,并且下垂值的增加量都与散焦区域b不同)。
平面视图中散焦区域的直径优选为0.6~2.0mm左右。散焦区域的下垂量(突出高度,突出量)为0.1~10μm左右,优选为0.4~2.0μm。凸部区域的曲率半径为50~250mm,优选为86mm左右的球面状。
眼镜镜片上的散焦区域所带来的散焦功率的最小值优选在0.50~4.50D的范围内,最大值优选在3.00~10.00D的范围内。最大值和最小值的差优选在1.00~5.00D的范围内。
设置在镜片基材上的被膜的膜厚例如可以在0.1~100μm(优选为0.5~5.0μm,进一步优选为1.0~3.0μm)的范围内。
一种眼镜镜片的设计系统,其中,所述眼镜镜片具备:
基底区域,用于使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,被基底区域围绕且具有通过散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
其中,具备:
运算部,当以由基底区域构成的基面为基准,将基面的法线方向的朝向镜片外部的方向设为正下垂值,将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,
通过增加散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面隆起,或
通过减少散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面下沉,
对佩戴者来说,根据眼镜镜片上的设置有散焦区域的位置来改变焦点位置。
一种眼镜镜片的设计程序,其中,所述眼镜镜片具备:
基底区域,用于使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,被基底区域围绕且具有通过散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
其中,
使计算机装置作为运算部发挥作用,
所述运算部当以由基底区域构成的基面为基准,将基面的法线方向的朝向镜片外部的方向设为正下垂值,将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,
通过增加散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面隆起,或
通过减少散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面下沉,
对佩戴者来说,根据眼镜镜片上的设置有散焦区域的位置来改变焦点位置。
发明的效果
根据本发明的一个实施例,可以提供一种能够根据眼镜镜片上的位置灵活地改变散焦区域应该给佩戴者带来的焦点位置的技术。特别是,可以提供一种在散焦区域的表面形状彼此相等的情况下能够灵活地改变焦点位置的技术。
附图说明
图1是一个示意性(X-Z)截面图,该图示出了如何使散焦区域的立体形状(图1(a))的下垂值增加、如何使散焦区域相对于基面隆起、如何设置另一个散焦区域的立体形状(图1(b))。图1(c)是为了显示两个立体形状的下垂值的差异,在基面上在两个立体形状的平面视图中心对其进行了对齐时的说明性截面图。
图2是一个示意性(X-Z)截面图,该图示出了如何使散焦区域的立体形状(图2(a))的下垂值减少、如何使散焦区域相对于基面下沉、如何设置另一个散焦区域的立体形状(图2(b))。图2(c)是为了显示两个立体形状的下垂值的差异,在基面上在两个立体形状的平面视图中心对其进行了对齐时的说明性截面图。
图3(a)是在将散焦区域设定为直径1mm的球面形状、将眼镜镜片的折射率设定为1.59的情况下,纵轴为VSOTF(Visual Strehl ratio based on OTF)、横轴为散焦量(单位:D(屈光度),零为视网膜位置)时的图表。图3(b)是图3(a)的放大图。
图4(a)是在将散焦区域设定为直径1mm的球面形状、将屈光力设定为4.00D、将眼镜镜片的折射率设定为1.59的情况下,纵轴为VSOTF(Visual Strehl ratio based onOTF)、横轴为散焦量(单位:D(屈光度),零为视网膜位置)时的图表。图4(b)是图4(a)的放大图。
图5是示出了基于泽尔尼克多项式的形状分解的一个具体例子的说明图。
图6(a)是立体形状的下垂值的增加量从中心部位向周边增加的情况下的截面示意图,图6(b)是立体形状的下垂值的增加量从中心部位向周边减少的情况下的截面示意图。
图7是实施例1A中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图8是实施例1A中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图9是实施例1B中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图10是实施例1B中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图11是实施例1C中纵轴为相对于基准的下垂值的增加量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图12是实施例1C中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图13是实施例2A中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图14是实施例2A中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图15是实施例2B中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图16是实施例2B中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图17是实施例2C中纵轴为相对于基准的下垂值的增加量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图18是实施例2C中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
具体实施方式
在下文中,将对本发明的实施方式进行描述。以下的基于附图的描述是示例性的,本发明不限于所示例的方面。本说明书中没有描述的内容应该在专利文献1中已有全部描述,专利文献1中没有描述的内容(特别是与制造方法有关的内容)应该在WO2020/004551号公报中已有全部描述。如果专利文献1的描述内容与该公报的描述内容存在不一致时,则优先考虑该公报中的描述。
在本说明书中列举的眼镜镜片具有物体侧的面和眼球侧的面。“物体侧的面”是指佩戴者佩戴具备眼镜镜片的眼镜时眼镜镜片位于物体侧的表面,而“眼球侧的面”则相反,即为佩戴者佩戴具备眼镜镜片的眼镜时眼镜镜片位于眼球侧的表面。这种关系也适用于作为眼镜镜片的基础的镜片基材。也就是说,镜片基材也具有物体侧的面和眼球侧的面。
在本说明书中,将佩戴眼镜镜片状态下的水平方向设为X方向,将天地(上下)方向设为Y方向,将眼镜镜片的厚度方向即与X方向和Y方向垂直的方向设为Z方向。朝向佩戴者,将右方设为+X方向,将左方设为-X方向,将上方设为+Y方向,将下方设为-Y方向,将物体侧方向设为+Z方向,将其相反方向(里侧方向)设为-Z方向。
在本说明书中,“~”是指大于等于某规定值且小于等于某规定值。此后,将会标注符号,但是仅对第一次出现的项目标注符号,此后符号会被省略。
<眼镜镜片>
根据本发明的一个方面的眼镜镜片具备使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上的基底区域和多个被基底区域围绕的散焦区域,其中该散焦区域具有通过散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性。
基底区域是指从几何光学观点来看可以实现佩戴者的处方屈光力的形状的部分,是与专利文献1的第一屈光区域对应的部分。
散焦区域是指从几何光学观点来看,该区域的中的至少一部分不在基于基底区域的聚光位置聚光的区域。散焦区域是指相当于专利文献1的微小凸部的部分。根据本发明的一个方面的眼镜镜片与专利文献1中所述的眼镜镜片相同,是一种近视进展抑制镜片。与专利文献1的微小凸部相同,根据本发明的一个方面的多个散焦区域只要形成在眼镜镜片的物体侧的面及眼球侧的面中的至少一个上即可。在本说明书中,主要举例说明了仅在眼镜镜片的物体侧的面上设置了多个散焦区域的情况。此后,只要没有特别说明,散焦区域就是举例说明朝向镜片外部突出的曲面形状的情况。
如专利文献1的图10所述,可以在眼镜镜片的中部形成散焦区域,也可以如专利文献1的图1所述,不在眼镜镜片的中部形成散焦区域。在本发明的一个方面中,举例说明了在眼镜镜片的中部未形成散焦区域的情况。
“眼镜镜片的中部”是指镜片中心的附近。在本说明书中,举例说明了定心中心及其附近的情况。该定心中心也称为镜片中心。在本说明书中,举例说明了当佩戴者正视时通过镜片中心的情况。
本发明的一个方面的眼镜镜片中的散焦区域包括眼镜镜片上的设置在规定位置A的散焦区域a和设置在规定位置B的散焦区域b。
以由基底区域构成的基面为基准,将在基面的法线方向将朝向镜片外部的方向设为正下垂值,将朝向镜片内部的方向设为负下垂值。
严格来说,在每个散焦区域中基面的法线方向是不同的,但是差异很小。因此,在本说明书中,将该法线方向作为Z方向来处理。也就是说,将朝向镜片外部的方向(在本例中为从眼球侧的面朝向物体侧的面的方向)作为+Z方向来处理,将朝向镜片内部的方向(在本例中为其相反方向)作为-Z方向来处理。在本说明书中,平面视图是指从+Z方向向-Z方向看时的图。
“基面”是假设没有散焦区域时的眼镜镜片的一个主面(在本例中是物体侧的面)。
本发明的一个方面的眼镜镜片的散焦区域b的立体形状的下垂值设为使散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值(隆起、加高)。换句话说,散焦区域a的立体形状的下垂值则设为使散焦区域b的立体形状的下垂值减少而获得的值(下沉、挖掘)。
图1是示出了如何使散焦区域的立体形状(图1(a))的下垂值增加、如何使散焦区域相对于基面隆起、如何设置另一个散焦区域的立体形状(图1(b))的示意性(X-Z)截面图。图1(c)是为了显示两个立体形状的下垂值的差异,在基面上在两个立体形状的平面视图中心对其进行了对齐时的说明性截面图。实线表示使下垂值增加的部分的立体形状。虚线是随着散焦区域2相对于由基底区域1构成的基面1s的隆起而新形成的基部3。图1(c)的长虚线表示图1(a)的散焦区域的立体形状,图1(c)的实线表示图1(b)的散焦区域的立体形状。
图2是示出了如何使散焦区域的立体形状(图2(a))的下垂值减少、如何使散焦区域相对于基面下沉、如何设置另一个散焦区域的立体形状(图2(b))的示意性(X-Z)截面图。图2(c)是为了显示两个立体形状的下垂值的差异,在基面上在两个立体形状的平面视图中心对其进行了对齐时的说明性截面图。点线表示基面。虚线是随着散焦区域的沈降,在基底区域和散焦区域之间新形成的凹陷部分4。图2(c)的长虚线表示图2(b)的散焦区域的立体形状,图2(c)的实线表示图2(a)的散焦区域的立体形状。
应予说明,图2的上述描述涉及从(a)到(b)的变化。另一方面,从(b)到(a)的变化也是允许的。在这种情况下,可以说使(b)的散焦区域的立体形状的下垂值增加了,使散焦区域相对于基面隆起了,并且设置了另一个散焦区域的立体形状。
本说明书中的“散焦区域b的立体形状的下垂值是使散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值”是指如图1(c)和图2(c)所示,使下垂值增加前的散焦区域a的立体形状在+Z方向进行的位移。
例如,散焦区域b中的部位b1(例如:凸部区域顶点)的下垂值正大于散焦区域a中的部位a1(例如:凸部区域顶点)的下垂值。另外,两个下垂值也可以都为正。但是,与基底区域的边界可以是零下垂值。因此,这里所说的立体形状是指比与基底区域的边界更靠内侧的形状。
在采用凸部区域顶点的情况下,在包括凸部区域顶点的中心部位整体中可以具有上述下垂值的关系(图1(c)和图2(c))。在某些情况下,在凸部区域的外缘也具有同样的下垂值的关系(图2(c))。也可以代替凸部区域顶点,在平面视图中心(或重心)的部位具有上述下垂值的关系,。
上述下垂值的关系,换句话说也可以表示为如下。如图1(c)和图2(c)所示,假设将散焦区域a的立体形状和散焦区域b的立体形状在平面视图中心(或重心)和基面上进行对齐并重叠时,从散焦区域a的立体形状来看,散焦区域b的立体形状存在于+Z方向。在上述假设(图1(c)和图2(c))中,散焦区域a的立体形状即使能与散焦区域b的立体形状接触(例如,在散焦区域的最外缘彼此接触),也不会从该立体形状突出出来。优选在假设上述重叠时,两个形状不接触。
上述下垂值的关系可以在形成有散焦区域a、b的镜片基材中得到满足。上述下垂值的关系可以在该镜片基材上形成有硬质涂层薄膜的情况下得到满足,也可以进一步在形成于减反射膜硬质涂层薄膜上的情况下得到满足。在形成硬质涂层薄膜的情况下,对于没有形成散焦区域a、b镜片基材,可以通过硬质涂层薄膜实现散焦区域a、b。
在本发明的一个方面中,如图1和图2所示,使相对于基面的下垂值根据每个散焦区域在眼镜镜片上的位置而不同。从而,可以根据眼镜镜片上的位置灵活地改变散焦区域给佩戴者带来的焦点位置。从另一个方面来看,在本发明的一个方面中,可以控制波动光学对比度的最佳位置。这方面的原因将在下面详细讨论。
图3(a)是在将散焦区域设定为直径1mm的球面形状、将眼镜镜片的折射率设定为1.59的情况下,纵轴为VSOTF(Visual Strehl ratio based on OTF)、横轴为散焦量(单位:D(屈光度),零为视网膜位置)时的图表。
图3(b)是图3(a)的放大图。
虚线是散焦区域的屈光力为3.50D时的图表上的标示。实线是散焦区域的屈光力为4.00D时的图表上的标示。点线是散焦区域的屈光力为4.50D时的图表上的标示。对于散焦区域的直径及眼镜镜片的折射率以外的设置,采用后述的实施例1的描述。
图4(a)是在将散焦区域设定为直径1mm的球面形状、将屈光力设定为4.00D、将眼镜镜片的折射率设定为1.59的情况下,纵轴为VSOTF(Visual Strehl ratio based onOTF)、横轴为散焦量(单位:D(屈光度),零为视网膜位置)时的图表。
图4(b)是图4(a)的放大图。
实线是散焦区域的屈光力为4.00D时的图表上的标示,与图3(a)所示的图表上的标示相同。虚线是使实线的散焦区域下沉0.23μm时的图表上的标示(例如,图2)。点线是使实线的散焦区域隆起0.23μm时的图表上的标示(例如,图1)。
VSOTF是一个标量,它一同考虑了被认为是由视网膜结构或神经系统引起的对比灵敏度特性。VSOTF是考虑了眼睛的每个空间频率的灵敏度特性而加权的OTF的实部之和。具体数式列举如下。
【数1】
分子中的OTF:实际镜片中的OTF(Optical Transfer Function)。
分母中的OTFDL:假设在镜片中无像差时的OTF。
CSF:人类视觉的空间频率的对比灵敏度函数(Contrast SensitivityFunction)。CSF在相对于截止频率足够低的低频上具有灵敏度峰值。
关于VSOTF,在以下的文献「Thibos Ln,ong X,Bradley A,ApplegateRA.Accuracy and precision of objective refraction from wavefrontaberrations.J Vis.2004Apr 23;4(4):329-51.”中已有描述,此处省略说明。
OTF是评价镜片性能的尺度之一,它表示可以将视觉辨认对象所具有的对比度在像面上作为空间频率特性忠实再现的程度。作为OTF的绝对值的MTF(Modulation TransferFunction)值大,意味着经由镜片观看物体时佩戴者识别的对比度高。
如图3(b)所示,除了通过基底区域聚光在视网膜上(横轴零值)的光束,光束在视网膜跟前汇聚,光束作为发散光入射到视网膜上。而且,根据散焦区域的屈光力,当时的散焦量也不同。
而且,如图4(b)所示,本发明人发现通过使散焦区域隆起,可以再现与使散焦区域的屈光力增加时相同的状况。而且,本发明人发现通过使散焦区域下沉,可以再现与使散焦区域的屈光力减少时相同的状况。
考虑到纵轴为VSOTF,发现通过利用上述发现,根据眼镜镜片上的位置,可以提供能够灵活地改变散焦区域应该给佩戴者带来的焦点位置的技术。这一发现也关系到将来对于佩戴了具备散焦区域的眼镜镜片的佩戴者,可以根据散焦区域的位置提供最佳焦点位置。下面将使用一个例子对该原理进行说明。在下面的一个例子中,将举例说明在相对于物体侧的面在+Z方向上突出的凸部区域中设置有多个球面形状的散焦区域的情况。
首先,可以利用眼镜镜片的波前和泽尼克多项式来计算基于VSOTF的焦点位置。
眼镜镜片的波前是指透过眼镜镜片并由瞳孔规定直径的光束的波前。对于确定每个散焦区域中相对于基底区域的波前行进量w的方法没有特别的限定,例如可以通过利用了波动光学计算的模拟处理来进行。
泽尼克多项式是一个在半径为1的单位圆内部定义的函数(正交多项式)。具体由以下公式(1)表示。
【数2】
在公式(1)中,W(x、y)是坐标x、y处的波前,Zj(x、y)是第j个泽尼克多项式,cj是对应于第j个泽尼克多项式的泽尼克系数,J是用于展开的泽尼克多项式的数量。
根据这样的泽尼克多项式,所有的表面形状都可以通过泽尼克多项式的相加(近似)来表现。
图5是示出基于泽尔尼克多项式的形状分解的一个具体例子的说明图。
具体而言,例如,对于某一个表面形状,如图5所示,可以通过泽尼克多项式从0阶像差到n(n为自然数)阶像差进行形状分解。
应予说明,在图中,由中间附近的框所围绕的各分量表示旋转对称分量,除此之外的各分量表示非旋转对称分量。另外,在图中,属于旋转对称分量的2次像差的分量一般被称为度数误差(散焦),该像差的系数对应于波前像差最小的焦点位置。属于旋转对称分量的4阶像差的分量相当于球面像差分量。属于旋转对称分量的各分量的系数的总和对应于PSF(Point Spread Function)最小的焦点位置。PSF通过光线追踪法求出即可。
另外,例如对于上述多项式或正交多项式中的展开系数,可以将进行基于泽尔尼克多项式的展开时的旋转对称分量(参照图5)的各权重设为1。如果将旋转对称分量的各权重设为1,则可以计算出PSF最小的焦点位置。但是,可以省略不具有有意量的分量的权重。
可以通过以下内容说明,根据泽尼克多项式的展开系数可以计算出焦点位置。假设有这样一种情况,光束以角度α入射到折射率为n的眼镜镜片的平缓弯曲的表面上,并以角度α′射出。在这种情况下,表示镜片形状、作为相对于基面的位移量的下垂值Z和波前像差W具有以下的比例关系。
【数3】
W(hx,hy)=(cosα-Ncosα′)Z(x,y)
hx、hy是被标准化为±1的光线的瞳孔高度。x、y是镜片上对应于hx、hy的设定的坐标。当将散焦区域的直径(这里为平面视图直径)设为时,以下公式成立。波前和散焦区域的立体形状的下垂值Z存在比例对应关系。
【数4】
距离镜片1的光线像差(横向像差)Dx、Dy如下式所示,可以用根据波前像差W的h的微分和散焦区域的F值(将一个散焦区域视为镜片时)的乘积来表示。
【数5】
一般来说,根据思想和用途的不同会使用各种各样的焦点位置的定义,如目标空间频率的对比度最高的位置、能量最高的位置、光线偏差最小的位置等。能量最高的位置相当于“所有空间频率的对比度的总和最高的位置”,光线偏差最小的位置(具体而言是PSF最小的位置)相当于“无限靠近零的低空间频率的对比度最高的位置”。
在眼镜中,鉴于眼睛的灵敏度特性的峰值足够靠近低频,重视低频的对比度来确定焦点位置是妥当的。能量最高的位置和光线偏差最小的位置的中间位置是焦点位置。
能量最高的位置相当于根据波前的曲率求出的所谓焦点距离。光线偏差最小的位置作为焦点位置,如下所示,可以根据光线像差量计算出来。
焦点位置是指光线像差中包含的散焦引起的像差全部被去除的状态,即去除散焦像差后的残留像差最小的位置。将这个用数式表示。作为表示某个像面上光线位置的函数的PSF的方差如下式所示为横向像差的平方和。
【数6】
由散焦量P引起的光线像差是一个(hx、hy)的线性函数。因此,在光线像差量中,用线性函数近似像差时的残差最小的位置为PSF的方差的最小位置。也就是说,从像面偏移了散焦量的位置就是焦点位置。表示这种状况的公式如下。
【数7】
解上式如下。
【数8】
这里,利用波前像差和光线像差之间的关系。这种关系根据上述[数5]求出如下。
【数9】
当对上式进行部分积分并以极坐标表示时,则其如下式所示。将散焦区域作为r<1的闭区间,将r=1的圆周上作为基底区域处理。
【数10】
右边第一个括号内是散焦区域的平面视图中的半径的平方的倒数,因此它是底面积的倒数。
右边第二个括号内的第一项是整个散焦区域的波前像差的积分值。由于波前像差与镜片的下垂量相对应,所以该项与镜片的下垂量的积分即体积相对应。
由于散焦区域被定义为r<1的闭区间,所以右边第二个括号内的第二项的高度是围绕散焦区域周围的基面的平均高度。
总之,右边第二个括号内是指图1的阴影部分或图2的阴影部分的体积。图1的情况下,由于散焦区域的立体形状的所有的下垂值都是正值,所以右边第二个括号内是指阴影j的整体部分的体积。图2的情况下,右边第二个括号内是指在散焦区域中从基面以上的部分的体积中(阴影j)减去基面以下的部分的阴影k的体积后得到的值。
也就是说,散焦量P和焦点位置对应于在平面视图中以与散焦区域相邻且围绕散焦区域周围的基面(以下,也简称为“最外周”。)的高度为基准时的下垂值的积分值除以散焦区域的底面积而得到的值。
更详细地说,与从散焦区域和基面之间的部分的具有正下垂值的部分的体积中(积分值),减去散焦区域和基面之间的部分的具有负下垂值的部分的体积(积分值)后得到的值,除以散焦区域的底面积而得到的值成正比。
而且,泽尼克多项式的旋转对称分量之和就是以散焦区域的最外周为基准的波前的行进度的积分值。这个相当于以散焦区域的最外周为基准的下垂值的积分值。
结果,通过增减散焦区域的下垂值使散焦区域隆起或下沉(换句话说为加高或挖掘),从而可以控制焦点位置。
顺便说一下,已经叙述了在眼镜中眼睛的灵敏度特性的峰值足够靠近低频。而且,重视低频的对比度来确定焦点位置是妥当的。
例如,在作为全频率的平均值的中频中,基于MTF的焦点位置一般由散焦区域的曲率半径R来确定。另一方面,在极其靠近零的低频下,基于MTF的焦点位置一般由以散焦区域的最外周为基准时的下垂值Z的积分值来确定。结果,眼睛的频率特性(综合了低~中频的情况)下的焦点位置由曲率半径R和下垂值Z的积分值来确定。
举一个例子,将把由散焦区域的曲率半径R确定的几何焦点(Geometric Focal)和由散焦区域的下垂值Z的积分值确定的焦点(低频中的最佳焦点位置)之间分成四等分时的靠近视网膜的位置,作为对眼睛来说的焦点位置。作为公式表示如下。
((从视网膜到中频焦点位置的距离)×3+(从视网膜到低频焦点位置的距离))/4=(对眼睛来说的焦点位置离视网膜的距离)
带来该焦点位置的散焦区域的功率也称为分段功率。
假如在使每个散焦区域的底面积相等的情况下,仅通过使散焦区域的下垂值增加或减少来使每个散焦区域向上或向下位移,就可以对佩戴者的散焦区域进行焦点控制。应予说明,该“相等”是指在每个散焦区域的底面积中,距每个散焦区域的底面积的平均值的误差为10%以下(优选为5%以下、3%以下、1%以下)。
由此,无需根据眼镜镜片上的位置改变散焦区域的表面形状就可以改变焦点位置。这与配合焦点位置的改变而改变表面形状相比,制造得到了简化,如在干涉测量时可以一并创建零(NULL)波前等。
在本说明书中的“底面积”是指由散焦区域的最外周所包围的部分的面积。最外周的下垂值为正值情况下,与基面重叠的区域的面积为底面积。最外周的下垂值为负值情况下,由最大负下垂值所包围的部分的面积为底面积。可以采用平面视图中的散焦区域(或凸部区域)的面积作为底面积。
应予说明,已经叙述了应该给予佩戴者的散焦功率是根据佩戴者或镜片的位置而变化的情况。这意味着将根据眼镜镜片上的散焦区域的位置来增加或减少散焦区域的下垂值。下面将列举该思想和用途的一个例子。
(功率误差:下垂值相对较高的规定位置B处于靠近镜片中间的位置)
由于远离镜片中心的部分(靠近镜片周边的部分、镜片周边部)是在周边观看时使用,所以会发生由斜入射引起的散光和功率误差。因此,相对于镜片中心入射及射出的光束给佩戴者带来的散焦功率与相对于靠近镜片周边的部分入射及射出的光束给佩戴者带来的散焦功率是有差异的。
为了弥补该差异,也可以将规定位置B设在靠近镜片中间的位置,将规定位置A设在靠近镜片周边的位置。也就是说,也可以通过在靠近镜片中间的位置将散焦区域的下垂值设的较高,在靠近镜片周边的位置将散焦区域的下垂值设的较低,来消除伴随功率误差的度数增加。此时,如图2(b)所示,在规定位置A的散焦区域a的立体形状中,基底区域附近的下垂值可以为负值。当然,如图1(b)所示,散焦区域a的整个立体形状的下垂值也可以为正值。
(考虑远离中央窝部分的视网膜的周边部分中的眼球光学系统的像面弯曲及视网膜弯曲)
作为眼镜镜片上的位置的差异带来的散焦功率的差异的另一个例,有以下内容。
眼球光学系统根据佩茨瓦尔定律具有像面弯曲,但是视网膜的弯曲具有比其更强的曲率。因此,一般来说,在视网膜周边部光束的聚光位置比视网膜更靠里侧。特别是在近视人群中,由于眼轴长度的延长,所以视网膜的曲率会更强,聚光位置也趋于更靠里。
有鉴于此,认为对于根据测定的视网膜形状、眼轴长度、近视进展的程度等信息推测视网膜的曲率较高的佩戴者,应配制周边部的散焦功率较高的眼镜。
为了实现这一点,也可以将规定位置A设在靠近镜片中间的位置,将规定位置B设在靠近镜片周边的位置。也就是说,可以通过在靠近镜片周边的位置将散焦区域的下垂值设的较高,在靠近镜片中间的位置将散焦区域的下垂值设的较低,来对应视网膜的周边部分的弯曲。此时,在规定位置A的散焦区域a的立体形状中,基底区域附近的下垂值可以为负值。
(关于上述弯曲的考虑,在镜片周边部的鼻侧和耳侧不对称的情况下)
已知眼睛的像面弯曲和视网膜的弯曲在鼻侧和耳侧不对称,其程度也因人而异。因此,优选根据佩戴者的不同使散焦功率在耳侧和鼻侧的值上不对称。
另外,在沿着面部的形状弯曲的所谓高曲线镜片等中,在耳侧和鼻侧入射角不同。在这种情况下,也需要在耳侧和鼻侧配合不对称的入射角,不对称地设定散焦功率。
此时,考虑到鼻侧和耳侧的不对称性,即使靠近镜片周边,也可以根据是靠近鼻侧的周边还是靠近耳侧的周边,来使下垂值的增加程度不同。规定位置A可以是鼻侧的位置,规定位置B可以是耳侧的位置。相反,规定位置A可以是耳侧的位置,规定位置B可以是鼻侧的位置。此时,在规定位置A的散焦区域a的立体形状中,基底区域附近的下垂值可以为负值。
<眼镜镜片的优选例及变形例>
下面将描述本发明的一个方面的眼镜镜片的优选例及变形例。
可以使规定位置A的散焦区域a的整个立体形状的下垂值和规定位置的散焦区域b的整个立体形状的下垂值都为正值,也可以使其都为负值。
在假设规定位置B是靠近镜片周边的位置、规定位置A是靠近镜片中间的位置并使各下垂值都为正值的情况下,散焦区域b是使散焦区域a隆起的形状(例如图1)。因此,具备散焦区域b的凸部区域的体积比具备散焦区域a的凸部区域的体积大。另外,散焦区域b的立体形状的中心部位的下垂值可以与使散焦区域a的立体形状的中心部位(在某些情况下是整体)的下垂值增加了规定值后得到的值相等。通过隆起产生的基部的形状适当设定为与基底区域连接即可。
在假设规定位置B是靠近镜片周边的位置、规定位置A是靠近镜片中间的位置的情况下,以其中间位置M的散焦区域m的立体形状为基准,规定位置B的散焦区域b可以设为使散焦区域m的立体形状的中心部位的下垂值增加而获得的值(隆起、加高),而规定位置A的散焦区域a可以设为使散焦区域m的立体形状的下垂值减少而获得的值(下沉、挖掘)。
图6(a)是立体形状的下垂值的增加量从中心部位向周边增加的情况下的截面示意图,图6(b)是立体形状的下垂值的增加量从中心部位向周边减少的情况下的截面示意图。单点划线表示使下垂值增加前的散焦区域的立体形状。
如图1所示,立体形状的下垂值的增加量可以是恒定的,也可以如图6(a)(b)所示,根据立体形状的部位使增加量变化。
图1的情况下,至少在中心部位散焦区域a、b的表面形状是相等的。应予说明,该“相等”是指在每个散焦区域的任意部位(例如,在散焦区域a中的部位a1(例如:凸部区域顶点),在散焦区域b中与该部位a1对应的部位b1(例如:凸部区域顶点)),与每个散焦区域的立体形状的下垂值的平均值((部位a1的下垂值+部位b1的下垂值)/2)的误差为10%以下(优选为5%以下、3%以下、1%以下)。
无论是图1还是图6(a)(b),上述部位b1的下垂值都是超过了上述部位a1的下垂值的值。作为上述部位,例如可以举出凸部区域顶点和凸部区域的外缘中的至少一个(优选两个)。
散焦区域a的中心部位(在某些情况下是整体)的曲率半径和散焦区域b的中心部位(在某些情况下是整体)的曲率半径可以相等。在这种情况下,可以在散焦区域的表面形状彼此相等的状态下灵活地改变焦点位置。
本说明书中的“曲率半径相等”是指与每个散焦区域的中心部位的曲率半径的平均值的误差为10%以下(优选为5%以下、3%以下、1%以下)。每个散焦区域的曲率半径相等意味着,在每个散焦区域的中心部位(在某些情况下是整体),虽然下垂值(高度)不同,但是具有相同的形状。由此,设计和制造(例如利用喷墨等形成散焦区域)变得容易。
在散焦区域的中心部位为非球面形状的情况下,除了使两个曲率半径相等之外,还可以使非球面系数相等。本说明书中的“非球面系数相等”是指与每个散焦区域的中心部位的非球面系数的平均值的误差为10%以下(优选为5%以下、3%以下、1%以下)。
在散焦区域的中心部位为非球面形状的情况下,可以采用近似曲率半径。当形成外缘的平面视图中的圆的直径为C,该外缘的下垂值为h时,近似曲率半径R由以下公式表示。
R={h2+(C/2)2}/2h
在眼镜镜片的中部的周围,可以在周向和径向等间隔地将大致圆形状的散焦区域配置成岛状(即,不彼此相邻且分离的状态)。作为平面视图中散焦区域的配置的一个例子,可以举出以每个散焦区域的中心成为等边三角形的顶点的方式分别独立地将其离散配置(每个散焦区域的中心配置在蜂窝结构的顶点)的例子。该配置也称为“六方配置”。在本说明书中以该例为中心进行了举例。
多个散焦区域(所有散焦区域)中的一半以上的个数优选在平面视图中以相同的周期配置。作为相同的周期的模式的一个例子,可以举出上述六方配置。周期的方向只要是周向和/或径向即可。优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为95%以上。此后,“所有散焦区域的一半以上的数量(或80%以上的数量)”的优选例与上述同样地按照优选顺序设为80%以上、90%以上、95%以上,这里省略重复的描述。
作为所有散焦区域的80%以上的数量的散焦区域的集合T,优选在包括散焦区域a和散焦区域b的散焦区域T中,每个中心部位的曲率半径相等,并且散焦区域T中的散焦区域a和下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%,散焦区域T中的散焦区域b和下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%。也就是说,优选确保相当数量的散焦区域a和散焦区域b的数量。
在散焦区域a的立体形状的下垂值(例如:最大下垂值)在所有散焦区域中最小的情况下,在所有散焦区域的80%以上的数量的散焦区域中,优选满足“散焦区域b的立体形状的下垂值是使散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值”这种关系。这意味着,不仅存在散焦区域b,还存在满足上述关系的散焦区域c、d、e···(都比散焦区域a的下垂值大,并且下垂值的增加量都与散焦区域b不同)。
散焦区域可以是球面形状、非球面形状、复曲面形状或它们混合的形状(例如,每个散焦区域的中心部位为球面形状,中心部位的外侧的周边部位为非球面形状)。也可以在散焦区域(或凸部区域)的平面视图半径的1/3~2/3的部分设置中心部位与周边部位的边界。但是,优选散焦区域a和散焦区域b的至少中心部位为朝向镜片外部突出的凸曲面形状。另外,随着多个散焦区域(所有散焦区域)中的一半以上的个数优选在平面视图中以相同的周期配置,散焦区域优选为球面。
<眼镜镜片的一个具体例子>
在多个散焦区域的配置方面没有特别限定,例如,可以从从散焦区域的外部的可视性、散焦区域赋予的设计性、基于散焦区域的屈光力调整等角度来确定。
在眼镜镜片的中部的周围,可以在周向和径向等间隔地将大致圆形状的散焦区域配置成岛状(即,不彼此相邻且分离的状态)。作为平面视图中散焦区域的配置的一个例子,可以举出以各凸部区域的中心成为等边三角形的顶点的方式分别独立地将其离散配置(每个散焦区域的中心配置在蜂窝结构的顶点:六方配置)的例子。在这种情况下,散焦区域之间的间隔可以是1.0~2.0mm。另外,散焦区域的个数可以是100~100000。
例如,每个散焦区域的配置如下。平面视图中散焦区域的直径优选为0.6~2.0mm左右。散焦区域的下垂量(突出高度、突出量)为0.1~10μm左右,优选为0.4~2.0μm。凸部区域的曲率半径为50~250mm,优选为86mm左右的球面状。
对每个散焦区域的散焦功率的具体数值没有限定,但是例如眼镜镜片上的散焦区域所带来的散焦功率的最小值优选在0.50~4.50D的范围内,最大值优选在3.00~10.00D的范围内。最大值和最小值的差优选在1.00~5.00D的范围内。
“散焦功率(量)”是指每个散焦区域的屈光力与每个散焦区域以外的部分的屈光力之差。换句话说,“散焦功率(量)”是指从散焦区域的规定部位的最小屈光力和最大屈光力的平均值减去了基部的屈光力后得到的差值。在本说明书中,举例说明了散焦区域为凸部区域的情况。
本说明书中的“屈光力”是指屈光力最小的方向的屈光力和屈光力最大的方向(垂直于该方向)的屈光力的平均值即平均屈光力。
镜片基材例如由硫代氨基甲酸酯、烯丙基系、丙烯酸系、表硫等热固性树脂材料形成。应予说明,作为构成镜片基材的树脂材料,也可以选择能够得到所希望的折射率的其他树脂材料。另外,可以使用由无机玻璃代替树脂材料制成的镜片基材。
硬质涂层薄膜例如使用热塑性树脂或UV固化性树脂形成。硬质涂层薄膜可以通过在硬质涂层液中浸渍镜片基材和使用旋涂等方法形成。通过被覆这样的硬质涂层薄膜,可以提高眼镜镜片的耐久性。
减反射膜是例如通过利用真空蒸镀将ZrO2、MgF2、Al2O3等减反射剂成膜而形成的。通过被覆这样的减反射膜,可以提高透过眼镜镜片的像的可视性。
如上所述,在镜片基材的物体侧的面上形成有多个散焦区域。因此,如果用硬质涂层薄膜和减反射膜覆盖该面,则也可仿照镜片基材中的散焦区域,由硬质涂层薄膜和减反射膜形成多个散焦区域。
在制造眼镜镜片时,首先,通过浇铸聚合等已知的成形方法将镜片基材成形。例如,通过使用具有具备多个凹部的成形面的成形模具并利用浇铸聚合法进行成形,能够得到至少一个表面上具有散焦区域的镜片基材。
然后,在得到镜片基材后,接着在该镜片基材的表面上形成硬质涂层薄膜。硬质涂层薄膜可以使用在硬质涂层液中浸渍镜片基材和使用旋涂等方法形成。
形成硬质涂层薄膜后,进一步在该硬质涂层薄膜的表面上形成减反射膜。减反射膜可以通过利用真空蒸镀使减反射剂成膜来形成。
通过这样步骤的制造方法,能够得到在物体侧的面上具有向物体侧突出的多个散焦区域的眼镜镜片。
经过以上工序形成的被膜的膜厚例如可以在0.1~100μm(优选为0.5~5.0μm,进一步优选为1.0~3.0μm)的范围内。但是,被膜的膜厚是根据被膜所要求的功能来确定的,并不限于例示的范围。
在被膜上还可以再形成一层以上的被膜。作为这种被膜的一个例子,可以举出减反射膜、防水性或亲水性的防污膜、防雾膜等各种被膜。关于这些被膜的形成方法,可以应用已知的技术。
<眼镜镜片的设计方法>
本发明也适用于眼镜镜片的设计方法。具体而言,是通过以满足上述公式1的方式进行条件设定来设计眼镜镜片。由于本设计方法的各组成部分的内容的详细情况与<眼镜镜片>中描述的内容重复,所以将其省略。应予说明,本发明的技术思想也反映在使用本设计方法设计的眼镜镜片的制造方法中。
下面将描述眼镜镜片的设计方法的一个组成部分。
“一种眼镜镜片的设计方法,所述眼镜镜片具备:
基底区域,用于使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,被所述基底区域围绕,且具有通过散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
其中,
在以由基底区域构成的基面为基准,在基面的法线方向将朝向镜片外部的方向设为正下垂值,将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,
通过增加散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面隆起,或通过减少散焦区域的立体形状的下垂值来使散焦区域相对于基面下沉,
对于佩戴者来说,根据眼镜镜片上设置有散焦区域的位置来改变焦点位置。”
此时,优选确定每个散焦区域的下垂值,以对应近视进展的程度、脉络膜的形态、佩戴时的入射角、眼睛的像差(像面弯曲)、视网膜的弯曲等与佩戴者相关的参数引起的焦点位置的变化。
本发明的技术范围不限于上述实施方式,还包括在能够导出通过本发明的构成要件及其组合得到的特定效果范围内进行了各种改变和改良的方式。
作为本发明的一个方面的眼镜镜片的设计方法,可以使用计算机装置(例如装置内的运算部)来执行。也就是说,本发明的技术思想也反映在使用了计算机装置的眼镜镜片的设计系统中。
也就是说,通过使用具备具有CPU(Central Processing Unit)等的运算部、闪存或HDD(Hard Disk Drive)等存储器、输入/输出接口等硬件资源而构成的计算机装置,并且使运算部执行预先安装在存储器中的规定程序,可以根据眼镜镜片上的散焦区域的位置设定每个散焦区域的下垂值。此时,与佩戴者相关的上述参数可以存储在上述存储器中,也可以从网络上的云端获得。
另外,用于使计算机装置执行眼镜镜片的设计的规定程序,只要可以安装在该计算机装置中,就可以通过存储在可以由该计算机装置读取的记录介质(例如,磁盘、光盘、光学磁盘、半导体存储器等)中来提供,也可以通过因特网或专用线路等网络从外部来提供。
【实施例】
下面将示出实施例,对本发明进行具体说明。本发明不限于以下的实施例。
(实施例1A~1C)
制造了以下的镜片基材。应予说明,没有利用其他物质对镜片基材进行层压。关于处方度数,S(球面度数)为0.00D,C(散光度数)为0.00D。
镜片基材的平面视图中的直径:100mm
镜片基材的种类:PC(聚碳酸酯)
镜片基材的折射率:1.589
镜片基材的基础曲线:3.30D
凸部区域的形成面:物体侧的面
凸部区域的形状:球面
凸部区域的平面视图中的形状:正圆(直径1mm)
凸部区域的平面视图中的配置:以各凸部区域的中心成为等边三角形的顶点的方式分别独立地将其离散配置(蜂窝结构的顶点配置有各凸部区域的中心)
形成凸部区域的范围:距镜片中心半径为23.5mm的圆内(但是,以距镜片中心半径为3.0mm的圆为内切圆的正六边形的区域除外)
各凸部区域之间的间距(凸部区域的中心之间的距离):1.5mm
在实施例1A~1C中,从镜片中心(靠近镜片中间)朝向镜片周边部(靠近镜片周边),使分段功率减少。
图7是在实施例1A中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的曲线图。此后,该位置也称为分段位置。
图8是在实施例1A中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的曲线图。
在实施例1A中,以配置在最外周的散焦区域的立体形状为基准(此后,作为基准的立体形状的最大下垂值为0.74μm)。而且,从该散焦区域来看靠近镜片中间的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值增加恒定值并将其加高来设计的。随着接近镜片中心,该恒定值增加。应予说明,在保持散焦区域的底面积恒定的情况下,通过加高新形成的基部的侧面的形状为连接立体形状和基面的在剖视图中为直线的形状(Z方向直线)(例如图1。此后,关于加高也是如此)。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越大,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率减少。
图9是在实施例1B中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图10是在实施例1B中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
在实施例1B中,以配置在最靠近镜片中心的位置的散焦区域的立体形状为基准。而且,从该散焦区域来看,靠近镜片周边的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值减少恒定值并对其进行挖掘来设计的。随着远离镜片中心,该恒定值增加,从而使减少量也增加。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越大,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率减少。
图11是在实施例1C中纵轴为相对于基准的下垂值的增加量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图12是在实施例1C中,纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
在实施例1C中,以平面视图中心处于远离镜片中心12.5mm处的散焦区域的立体形状为基准。
从该散焦区域来看,靠近镜片中间的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值增加恒定值并将其加高来设计的。随着接近镜片中心,该恒定值增加。
从该散焦区域来看,靠近镜片周边的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值减少恒定值并对其进行挖掘来设计的。随着远离镜片中心,该恒定值增加,从而使减少量也增加。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越大,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率减少。
(实施例2A~2C)
在实施例2A~2C中,从镜片中心(靠近镜片中间)向镜片周边部(靠近镜片周边),使分段功率增加。除此之外,与实施例1中描述的内容相同。
图13是在实施例2A中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图14是在实施例2A中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
在实施例2A中以配置在最外周的散焦区域的立体形状为基准。
而且,从该散焦区域来看,靠近镜片中间的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值减少恒定值并对其进行挖掘来设计的。随着接近镜片中心,该恒定值增加,从而使减少量也增加。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越小,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率增加。
图15是在实施例2B中纵轴为相对于基准的下垂值的变化量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图16是在实施例2B中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
在实施例2B中,以配置在最靠近镜片中心的位置的散焦区域的立体形状为基准。而且,从该散焦区域来看,靠近镜片周边的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值增加恒定值并将其加高来设计的。随着远离镜片中心,该恒定值增加。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越小,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率增加。
图17是在实施例2C中纵轴为相对于基准的下垂值的增加量(单位:μm)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
图18是在实施例2C中纵轴为分段功率(单位:D)、横轴为散焦区域的平面视图中心的位置(原点为镜片中心)(单位:mm)时的图表。
在实施例2C中,以平面视图中心处于远离镜片中心12.5mm处的散焦区域的立体形状为基准。
从该散焦区域来看,靠近镜片中间的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值减少恒定值并对其进行挖掘来设计的。随着接近镜片中心,该恒定值增加,从而使减少量也增加。
从该散焦区域来看,靠近镜片周边的散焦区域的立体形状是通过使该基准的立体形状的下垂值增加恒定值并将其加高来设计的。随着远离镜片中心,该恒定值增加。
结果,离镜片中心越近的散焦区域,分段功率越小,而随着远离镜片中心,散焦区域的分段功率增加。
附图标记的说明
1、基底区域
1s、基面
2、散焦区域
3、基部
4、凹陷部分。
Claims (12)
1.一种眼镜镜片,其具备:
基底区域,其使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,其被所述基底区域包围且具有通过所述散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
所述散焦区域包括眼镜镜片上的设置在规定位置A的散焦区域a和设置在规定位置B的散焦区域b,
当以由所述基底区域构成的基面为基准、将所述基面的法线方向上朝向镜片外部的方向设为正下垂值、将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,所述散焦区域b的立体形状的下垂值为使所述散焦区域a的立体形状的下垂值增加而获得的值。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a和所述散焦区域b的至少中心部位是朝向镜片外部突出的曲面形状。
3.根据权利要求2所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a的中心部位的曲率半径与所述散焦区域b的中心部位的曲率半径相等。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的眼镜镜片,其中,所述立体形状的下垂值的增加量是恒定的。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a的底面积与所述散焦区域b的底面积相等。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的眼镜镜片,其中,所述规定位置A是靠近镜片周边的位置,所述规定位置B是靠近镜片中间的位置,或者
所述规定位置A是靠近镜片中间的位置,所述规定位置B是靠近镜片周边的位置。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的眼镜镜片,其中,在所述散焦区域a的立体形状中,所述基底区域附近的下垂值为负值。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的眼镜镜片,其中,作为所有散焦区域的80%以上的数量的散焦区域的集合T,在包括所述散焦区域b和所述散焦区域a的散焦区域T中,每个中心部位的曲率半径相等,并且在所述散焦区域T中与所述散焦区域a下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%,在所述散焦区域T中与所述散焦区域b下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%。
9.根据权利要求1所述的眼镜镜片,其中,所述散焦区域a和所述散焦区域b的至少中心部位是朝向镜片外部突出的曲面形状,
所述下垂值的增加量是恒定的,
所述散焦区域a的中心部位的曲率半径与所述散焦区域b的中心部位的曲率半径相等,
所述散焦区域a的底面积与所述散焦区域b的底面积相等,
所述规定位置A是靠近镜片周边的位置,所述规定位置B是靠近镜片中间的位置,或者
所述规定位置A是靠近镜片中间的位置,所述规定位置B是靠近镜片周边的位置,
作为所有散焦区域的80%以上的数量的散焦区域的集合T,在包括所述散焦区域a和所述散焦区域b的散焦区域T中,每个中心部位的屈光力相等,并且在所述散焦区域T中与所述散焦区域a下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%,在所述散焦区域T中与所述散焦区域b下垂值相等的散焦区域的数量为10~90%。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的眼镜镜片,其中,眼镜镜片是近视进展抑制镜片。
11.一种眼镜镜片的设计方法,所述眼镜镜片具备:
基底区域,用于使从物体侧的面入射的光束从眼球侧的面射出并经由眼球汇聚在视网膜上;
多个散焦区域,被所述基底区域围绕且具有通过所述散焦区域的至少一部分的光束作为发散光入射到视网膜的特性;
当以由所述基底区域构成的基面为基准、将所述基面的法线方向上朝向镜片外部的方向设为正下垂值、将朝向镜片内部的方向设为负下垂值时,
通过增加所述散焦区域的立体形状的下垂值来使所述散焦区域相对于所述基面隆起,或者
通过减少所述散焦区域的立体形状的下垂值来使所述散焦区域相对于所述基面下沉,
对佩戴者来说,根据眼镜镜片上的设置有所述散焦区域的位置来改变焦点位置。
12.根据权利要求11所述的眼镜镜片的设计方法,其中,通过改变将从所述散焦区域和所述基面之间的部分的具有正下垂值的部分的体积减去所述散焦区域和所述基面之间的部分的具有负下垂值的部分的体积后得到的值除以所述散焦区域的底面积而得到的值,来改变焦点位置。
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