JP2002122825A - 累進屈折力眼鏡レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 広い遠用度数領域と安定した累進度数領域お
よび近用度数領域の得られる非対称設計の累進屈折力眼
鏡レンズの提供。 【解決手段】 レンズの上部に遠用度数領域１４、同下
部に近用度数領域１６、そして両領域の間に累進度数領
域１８を設けた累進屈折面（累進面）１２をレンズ前面
又はレンズ後面に備えた累進屈折力眼鏡レンズ。累進屈
折面１２を、直交座標系において、Ｚ＝Ｆ（Ｘ，Ｙ）と
して与えられるＺを連続的に結び付けた下記一般式で表
される面としたとき、８〜２０の範囲から選択されるｎ
次のべき乗関数で構成する。（ただし、ｎ＝ａ＋ｂで、
ｎ、ａ、ｂはいずれも０以上の整数。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの上部に遠
用度数領域、同下部に近用度数領域、そして両領域の間
に累進度数領域を設けた累進屈折力眼鏡レンズに関す
る。

【０００２】

【背景技術】累進屈折力眼鏡レンズは必要な光学特性を
得るためにレンズ面の曲率を変えて累進屈折面を創成し
ている。

【０００３】この累進屈折面は、遠用度数領域（遠用領
域）、累進度数領域（累進領域）、近用度数領域（近用
領域）などを光学的に滑らかな面でもって接続する必要
がある。このため、少なくとも２次微分可能な関数によ
り表現されることが求められる。

【０００４】公知の数学的な表現方法を大別すると２通
りある。

【０００５】第１の方法は、立体的な面を表す３次元の
関数、例えば、高次の多項式が使用され、関数中に遠用
度数領域、累進度数領域、近用度数領域などを形成し、
パラメータにより必要な累進屈折面を創成する。

【０００６】この方法では、関数の選択、パラメータの
配置と設定がキーポイントであり、安定した光学性能の
累進屈折面が得られるが、使用された関数により設計の
自由度が制約され易い。

【０００７】第２の方法は、座標値などで与えられた点
群を滑らかにつないで自由曲面を創成するものである。
このような点群をつなぐために２次微分可能な双３次ス
プラインなどが使用される。

【０００８】この方法は、非常に自由度が高い反面、設
計そのものが収束が付かなくなって駄目になることもあ
るが、種々のバリエーションが得られるので、最近はコ
ンピュータの能力の進歩と合いまってこの方法を採用す
るメーカーが増えてきている。

【０００９】一方、累進屈折力眼鏡レンズ開発の歴史
は、像のゆがみ、揺れそしてボケの改良であると言って
も過言ではない。

【００１０】これらは全て累進屈折力眼鏡レンズである
が故に発生する問題である。ゆがみと揺れは垂直方向と
水平方向の像の拡大率の差によって引き起こされる。

【００１１】従来、遠用（度数）領域においては主子午
線から離れるに従って曲率を強くし、逆に近用（度数）
領域においては主子午線から離れるに従って曲率を弱く
（非球面化）して遠用度数領域の屈折面曲率と近用度数
領域の屈折面曲率の差を周辺部で小さくすることで改良
していた（特公昭４９−３５９５、同５２−２０２１１
公報等参照）。

【００１２】これは従来に比較して、遠用度数領域と近
用度数領域は狭くなったが、周辺部における像の曲がり
を少なくすることが出来た。

【００１３】また、遠用度数領域と近用度数領域の各屈
折面を略球面で構成して光学的に広い遠用度数領域と近
用度数領域を得、さらに、周辺部の残留非点収差の主軸
Ｌ方向を水平方向と垂直方向に分化することで像の揺れ
を若干改良した累進屈折力眼鏡レンズがある（特公昭５
７−５３５７０号公報等参照）。

【００１４】さらに、累進屈折面を一つの関数としてと
らえることにより、面形状を滑らかにするとともに非点
収差を減少し、像の揺れを著しく少なくした累進屈折力
眼鏡レンズがある（特公平６−８０４４７・６−８０４
４８号公報等参照）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】累進屈折力眼鏡レンズ
の設計において、中心線の左右で対称形に設計し、処方
に基づいて目の右側（Ｒ）と左側（Ｌ）に分けて使用す
る、所謂「対称設計」と予め目の輻輳に合わせて中心線
の左右で非対称に設計する、所謂「非対称設計」に分類
される。ここで、「輻輳」とは、「眼前の一点に視線を
集中させるために両眼が内転する機能のこと」をいう。

【００１６】対称設計の場合、処方により輻輳に合わせ
て内寄せするために、装用時に中心線の左右で（水平方
向の）非点収差や加入度が異なり、特に鼻側が上方にせ
り上がって見にくい欠点がある（図１８(a) 参照）。

【００１７】一方、非対称設計の場合、予め内寄せして
設計されているので中心線の左右（水平方向）で非点収
差や加入度が同じで、水平方向に視線を振っても像のゆ
がみが同等で、揺れが少ない利点がある（図１８(b) 参
照）。

【００１８】しかし内寄せした為に、中心線の左右で等
非点収差線の密度が異なり、両眼視した時、左右のレン
ズの両眼視野における等非点収差線が交差して、像ボケ
の程度が異なる欠点も発生する。

【００１９】このような場合、単レンズのみでなく、両
眼視による「融像」を考慮して設計しないと非対称設計
の利点が生かされない。ここで、「融像」とは、「左右
の目に入った外界の同一物体の像を一つに重ね合わせる
機能のこと」をいう。

【００２０】他方、高次のべき乗関数を使用する設計方
法は、先に述べたように自由度は少ないが光学的な滑ら
かさと安定性は非常に優れている。

【００２１】しかし、この方法で累進屈折面の中心線に
対して左右非対称にすることは非常に難しい。それは、
高次のべき乗関数が偶数次項のみからなる関数（偶関
数）である場合、非常に安定性がよく、対称設計には適
している。べき乗関数が奇数次項を含む場合、不安定で
発散しやすいとされている。

【００２２】本発明は、従来の上記不具合を解消するた
めになされたもので、広い遠用度数領域と安定した累進
度数領域および近用度数領域の得られる累進屈折力眼鏡
レンズを提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記にか
んがみて、鋭意開発に努力をする過程で、十分に優れた
累進屈折面を得るために、光学的な滑らかさの得られる
高次のべき乗関数による方法を選択すればよい、及び、
さらには非対称化するために敢えて奇数次項を含むべき
乗関数を採用すればよいことを見出して、下記構成の累
進屈折力眼鏡レンズに想到した。

【００２４】レンズの上部に遠用度数領域、同下部に近
用度数領域、そして両領域の間に累進度数領域を設けた
累進屈折面をレンズ前面又はレンズ後面に備えた累進屈
折力眼鏡レンズにおいて、累進屈折面を、直交座標系に
おいて、Ｚ＝Ｆ（Ｘ，Ｙ）として与えられるＺを連続的
に結び付けた下記一般式で表される面としたとき、ｎ＝
８〜２０のｎ次のべき乗関数で構成されていることを特
徴とする累進屈折力眼鏡レンズ。

【００２５】 輻輳を考慮して近用度数領域を鼻側に内寄せして中心線
の左右で非対称とした。

【００２６】上記中心線の左右での非対称は、非球面を
奇数次項を含むべき乗関数で構成することにより容易に
得られる。

【００２７】通常、非球面のべき乗関数の次数ｎ＝１１
〜１５の範囲から選択することが望ましい。

【００２８】

【構成の詳細な説明】以下、本発明の累進屈折力眼鏡レ
ンズの構成について説明をする。

【００２９】本実施形態の累進屈折力眼鏡レンズは、累
進屈折面の各部分を滑らかな面でつないで創成するので
はなく、累進屈折面（累進面）全体を一つの高次のべき
乗関数（ｎ次関数）で構成してものである。 すなわ
ち、累進屈折面を、直交座標系において、Ｚ＝Ｆ（Ｘ，
Ｙ）として与えられるＺを連続的に結び付けた下記一般
式で表される面としたとき、ｎ＝８〜２０（望ましくは
１１〜１５）のｎ次のべき乗関数で構成したものとす
る。

【００３０】 累進屈折面の形状の決定は被装用眼の回旋点を通過する
光線についての非点収差の評価に基づき、像の揺れ、屈
折面の滑らかさに関しては球面収差のスポットに基づい
てそれぞれ行う。

【００３１】以下に、図例に基づいて、具体的に説明す
る。

【００３２】本発明に係る累進屈折力眼鏡レンズの累進
屈折面１２は、図１に模式的に示す如く、レンズＬの上
部に遠用度数領域１４、同下部に近用度数領域１６、そ
して両領域の間に累進度数領域１８を設けたものであ
る。

【００３３】通常、図２(a) に示す如く、累進屈折面１
２はレンズＬの前側屈折面（レンズ前面）として構成
し、後側屈折面（レンズ後面）は球面２０又はトロイダ
ル面として構成する。レンズＬの球面屈折力、乱視屈折
力および乱視軸角度は後側屈折面により決定される。逆
に、図２(b) に示す如く、乱視屈折面を含む累進屈折面
１２を後側屈折面（レンズ後面）とし、球面２０を前側
屈折面（レンズ前面）としてもよい。

【００３４】累進屈折面を一つの関数として表現するこ
との利点は、面形状を滑らかにし、非点収差を少なくし
て像の揺れを押さえることを可能にすることである。し
かし、関数の次数が小さい（１０次未満さらには８次未
満）と非点収差が多く発生し易くなる。この点を留意す
ることは重要である。

【００３５】対称設計においては、通常、べき乗関数の
発散を避けるため偶数次項のみからなる偶関数を使用す
るが、非対称化するためには奇数次項も含めたべき乗関
数とする。それ故、１０次程度の次数でも、偶数次項の
み（偶関数）の場合の２０次に匹敵する光学的な滑らか
さを持つ累進形状が得られる。

【００３６】本発明では、非対称化により、輻輳を考慮
した内寄せを行い、対称設計で見られる鼻側での非点収
差及び加入度のせり上がりをなくした累進屈折面形状と
した（図１８(b) 参照）。

【００３７】本実施形態では、より幅広い累進度数領域
及び近用度数領域を得るために、加入度により累進屈折
面を３種類のタイプに分けて設計した。すなわち、低加
入度（０．７５〜１．２５）では遠近タイプとして近用
度数領域をより広く取れるようにした遠近重視型、中加
入度（１．５０〜２．５０）では安定した各度数領域を
有する遠中近のバランス型とした。そして、高加入度
（２．７５〜３．５０）では擬似ソフト設計として狭く
なりがちな累進度数領域を少しでも広くした。

【００３８】ここで、擬似ソフト設計とは、非点収差の
一部を遠用度数領域まで広げて非点収差等高線の密度を
下げる、いわゆるソフト設計（図１９(a) 参照）に類似
した設計をいう。なお「ソフト設計」に対する語は「ハ
ード設計」であり、非点収差がほとんど遠用度数領域ま
で広がっておらず等非点収差線の密度が大きいものをい
う（図１９(b) 参照）。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に
説明する。

【００４０】各実施例（累進屈折力眼鏡レンズ）の評価
に当たって、像のボケ、像のゆがみそして像の揺れの３
項目を対象とし、その評価方法はそれぞれ、［１］非点
収差の分布、［２］格子像、そして［３］スポットダイ
ヤグラムとした。以下に各方法を説明する。

【００４１】［１］非点収差の分布 図３のような累進屈折力眼鏡レンズＬを装用した眼球Ｅ
を模式的に考え、被装用眼Ｅの回旋点Ｑを通過する光線
について非点収差を計算する。

【００４２】すなわち、図４のように屈折波面２２の入
射断面２４とそれに垂直な方向の最終面２６の射出点２
８からの各像距離Ｆｓ、Ｆφの逆数の差として非点収差
量を得る。非点収差量が小さい程、像のボケが少ない。

【００４３】非点収差＝（１／Ｆｓ−１／Ｆφ）×１，
０００ ［２］格子像 図５のような格子３０を累進屈折力眼鏡レンズＬの前方
に置き、明視距離Ａから格子３０を見ると、累進屈折レ
ンズＬの場合、歪んだ格子３１が見られる。この歪んだ
格子３１の歪み具合から評価する。

【００４４】ここで「明視距離」とは、「目が疲労せず
に明視できる距離。正常眼では約２５センチメート
ル。」（「広辞苑第三版」岩波書店刊）。

【００４５】［３］スポットダイヤグラム 図６のように、５０φの平行光線３２を累進屈折力眼鏡
レンズＬに入射させ、レンズＬの後面の５００mmの所で
そのスポットダイヤグラムを見て評価する。集光状態に
偏りが多く、光線本数の密度の高低差が大きく、双葉型
のパターンが明瞭に現れるほど像の揺れは少ない（図１
０及び図１１参照）。

【００４６】＜実施例１＞図８は本実施例による右目用
の累進屈折力眼鏡レンズの非点収差等高線図である。本
実施例の条件設定及びファクターを表１に示す。

【００４７】従来例（図７）は、本実施例のファクター
の内、べき乗関数の次数のみを２０次としたものであ
る。

【００４８】

【表１】

【００４９】本実施例と類似の従来例（対称設計）の非
点収差等高線図（図８および図７）と比較すると、ほぼ
同一の広い遠用度数領域１４を有し、累進度数領域１８
と近用度数領域１６は従来例よりも広くなっている。

【００５０】また、水平方向の分布を比較すると従来例
では鼻側が上方へせり出しているのに対して本実施例の
場合は左右均等である。

【００５１】本実施例の場合、格子図（図９）に関して
も著しいゆがみも見られない。さらに、スポットダイヤ
グラム（図１０）も、前に述べた集光状態の偏り、光線
本数の密度の高低差も無く、そして双葉型のパターンも
見られない。これに対して、従来のスポットダイヤグラ
ム（図１１）は、集光状態の偏り、光線本数の密度の高
低差が若干あり、そして双葉型のパターンがはっきりと
見られる。

【００５２】従って、本実施例は、像ボケ、ゆがみの少
ない、そして像の揺れも少ない非対称型の累進屈折力眼
鏡レンズであると言える。

【００５３】＜実施例２＞図１２は本実施例による左目
用の累進屈折力眼鏡レンズの非点収差等高線図である。
本実施例の条件設定およびファクターを表２に示す。

【００５４】

【表２】

【００５５】本実施例の非点収差等高線図（図１２）は
各度数領域（遠用度数領域１４、近用度数領域１６、累
進度数領域１８）に関して十分に広く、水平方向につい
ても全く問題が見られない。

【００５６】一方、格子図（図１３）に関しても全くゆ
がみも見られないのに等しい。さらに、スポットダイヤ
グラム（図１４）も集光状態の偏り、光線本数の密度の
高低差も無く、双葉型のパターンも見られない。

【００５７】従って、本実施例は、像ボケの少ない、ゆ
がみの少ない、そして像の揺れも少ない非対称型の累進
屈折力眼鏡レンズであると言える。

【００５８】本実施例は、べき乗関数の次数ｎ＝１１次
と、実施例１より２次低くしたが、図１１〜１３から分
かるように何ら低い次数の影響は見られない。すなわ
ち、上記の如く、十分な広さの累進度数領域及び近用度
数領域が形成される。

【００５９】＜実施例３＞図１４は本実施例による右目
用の累進屈折力眼鏡レンズの非点収差等高線図である。
本実施例の条件設定およびファクターを表３に示す。

【００６０】

【表３】

【００６１】本実施例の非点収差等高線図（図１４）は
各度数領域（遠用度数領域１４、近用度数領域１６、累
進度数領域１８）に関して十分に広く、水平方向につい
ても全く問題が見られない。

【００６２】一方、格子図（図１６）に関しても著しい
ゆがみは見られない。さらに、スポットダイヤグラム
（第１７図）も集光状態の偏り、光線本数の密度の高低
差も無く、双葉型のパターンも見られない。

【００６３】従って、本実施例は、像ボケの少ない、ゆ
がみの少ない、そして像の揺れも少ない非対称型の累進
屈折力眼鏡レンズであると言える。

【００６４】本実施例は、べき乗関数の次数ｎ＝１５
と、実施例１より二次高くしたが、図１５〜１７から分
かるように、何ら次数の影響は見られない。すなわち、
光学的な滑らかさが失われていない。累進面の光学的な
滑らかさを失わないために、この程度の次数で光学設計
できることは重要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】累進屈折面の分割図

【図２】累進屈折面の構成説明図

【図３】非点収差による評価方法の説明図

【図４】非点収差による評価方法の説明図（２）

【図５】格子像による評価方法の説明図

【図６】スポットダイヤグラムによる評価方法の説明図

【図７】従来例の非点収差等高線図

【図８】実施例１の非点収差等高線図

【図９】同じく格子像

【図１０】同じくスポットダイヤグラム

【図１１】従来例のスポットダイヤグラム

【図１２】実施例２の非点収差等高線図

【図１３】同じく格子像

【図１４】同じくスポットダイヤグラム

【図１５】実施例３の非点収差等高線図

【図１６】同じく格子像

【図１７】同じくスポットダイヤグラム

【図１８】累進屈折面の対称設計(a) と非対称設計(b)
とのモデル比較図

【図１９】累進屈折面のソフト設計(a) とハード設計
(b) とのモデル比較(b)

【符号の説明】

１２ 累進屈折面 １４ 遠用度数領域 １６ 近用度数領域 １８ 累進度数領域 Ｌ （累進屈折力）眼鏡レンズ Ｅ 眼球 Ｑ 回旋点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷 尚幸 愛知県蒲郡市宮成町３番19号 伊藤光学工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H006 BD03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズの上部に遠用度数領域、同下部に
   近用度数領域、そして両領域の間に累進度数領域を設け
   た累進屈折面（累進面）をレンズ前面又はレンズ後面に
   備えた累進屈折力眼鏡レンズにおいて、 前記累進屈折面を、直交座標系において、Ｚ＝Ｆ（Ｘ，
   Ｙ）として与えられるＺを連続的に結び付けた下記一般
   式で表される面としたとき、ｎ＝８〜２０の範囲から選
   択されるｎ次のべき乗関数で構成することを特徴とする
   累進屈折力眼鏡レンズ。
2. 【請求項２】 輻輳を考慮して近用度数領域を鼻側に内
   寄せした、中心線の左右で非対称である請求項１項記載
   の累進屈折力眼鏡レンズ。
3. 【請求項３】 前記累進面が奇数次項を含むべき乗関数
   で構成されていることを特徴とする請求項１記載の累進
   屈折力眼鏡レンズ。
4. 【請求項４】 前記累進面のべき乗関数の次数ｎ＝１１
   〜１５の範囲から選択されることを特徴とする請求項３
   項記載の累進屈折力眼鏡レンズ。
5. 【請求項５】 加入度により累進屈折面のタイプを変え
   た請求項１、２、３又は４項記載の累進屈折力眼鏡レン
   ズ。