JP2003535357A - プログレッシブ眼鏡レンズの計算方法と、この種の眼鏡レンズの製造方法 - Google Patents
プログレッシブ眼鏡レンズの計算方法と、この種の眼鏡レンズの製造方法Info
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Abstract
Description
、プラスチック材料からこの種の眼鏡レンズをプレス成形するためのドロッププ
レート型モールド、鋳物用の鋳型や成形プラグを製造する方法に関する。
は、眼鏡着用者が近接物体を見る範囲(近接部)におけるよりも、眼鏡着用者が
遠距離(今後は遠距離部と表示する)にある物体を見る範囲において異なる(よ
り小さい)倍率を有する眼鏡レンズであるものと通常は理解されている。遠距離
部と近接部の間には所謂、プログレッシブゾーンがあり、ここでは眼鏡レンズの
倍率が遠距離部の倍率から近接部の倍率へと連続して増加する。この倍率増加の
大きさは付加倍率として表示される。
され、一方、近接部は下部領域に置かれ、特に読書用に設計される。特別用途の
(パイロットやモニターワークステーション用の眼鏡を事例として述べる)眼鏡
では、遠距離部と近接部はそれぞれ別に配置され、また/あるいは距離毎に設計
される。さらに、複数の近接部および/あるいは遠距離部と適切なプログレッシ
ブゾーンが存在することが可能である。
を増やすために、片面あるいは両面の曲率が遠距離部から近接部に連続して変化
することが必要である。
つのが特徴である。(ときには、主曲率K1=1/R1とK2=1/R2が曲率
の主半径の代わりに与えられる)。ガラス材の屈折率と共に、曲率の主半径はレ
ンズ面の眼科的特徴を示すのに頻繁に使用されるパラメータを左右する。
。面非点収差(より詳しくは円筒倍率と呼ぶ)は「面倒な特性」である。それは
、約0.5dptの値を越える非点収差(−眼は補正されるべき生来の収差を持
たないものではあるが−)があると網膜上の像を明瞭に見ることができなくなる
からである。
面の曲率の変化は、(平面や曲)線に沿って比較的簡単に得られるが、この線に
沿って無視できない面の「交差(intersections)」が発生し、上
記の線に沿う領域においてレンズの特性を多少とも損なう大きな面非点収差を引
き起こす。Minkwitzの法則によれば、平面に横たわり、且つ中央線とし
て設計された線では、この中央線に垂直な方向の面非点収差は中央線に沿う面倍
率の勾配の二倍の勾配で増加するので、特にプログレッシブゾーンにおいて、面
非点収差の気がかりな値が既に中央線に接近して生じる。(各点で同一主曲率を
持つ線は非点面収差がなく、中心線すなわち中央線やオムビリカル(ombil
ical)線と呼ばれる)。
内にあり、波状に拡がる線(主経線あるいは主線とも呼ばれる)から過去に始め
られた。この線は上部から下部に面に沿って中心に走り、主視線(princi
pal viewing line)にほぼ追従する。主視線は一瞥するような
動き、特に視線を落とすような動作中に、眼鏡レンズ面の中を通って鼻の前面で
種々の位置で中心に置かれた物体に向けられた視線が浸透する一連の点であると
理解される。この線の各点の主曲率は、遠距離部から近接部までの面倍率の所望
の増加が得られるように選定される。次に、この線からの位置決め、(多少の)
適切な計算が各種方法や手法を用いてレンズ面の側腹部で行われる。
適合する場合に、通常は約8°から10°だけ傾くので、主経線は眼の収束に一
致して上部から下部に斜めに伸びる。プレーナ主経線を有するプログレッシブ眼
鏡レンズは例えば、米国特許第2,878,721号やDE−AS204463
9号に記述されている。
は記述していない残りの全専門用語に関係する注目事項が特別に記述される。
用は常に妥協の産物であることを示す。この理由で長い間、波状線(主線として
表示されることもある)をプログレッシブ面の「構造的なバックボーン」として
使用することが提案されてきた。この進路(course)は、眼鏡レンズの構
造によるのではなく、生理機構により決められるできるかぎり主視線の実際の進
路に従う。
る。 一つの例として米国特許第4,606,622号の記述に注目する。しかし、
この公報には、主線の進路が主視線とどのように「一致する」かについての詳細
が見られない。 他の各種公報は主線の進路に関わるものであるが、そこに述べられた手法は以
下に述べるように不満足なものである。
ンズ面では、主線の進路は直線部分で構成される。ここでは直線間の角度は付加
倍率次第で変わる。直線部分から主線を構成することは不適当な手法である。そ
れは、主線が二度微分できなければならないからである。主線を主視線に一致さ
せるために、付加倍率にのみ依存して主線を変えることも不満足である。それは
、主視線が他の多くのパラメータに左右されるからである。さらに、これらの公
報には、プログレッシブ面がこの主線の周りでどのように設計され、主線に沿っ
て特性をどのように指定したかの方法が記載されていない。
みに)依存して変わるものである。これとは別に、主線の進路は、主線が主視線
と一致するとの期待の中でおそらく決定される。
とも一つの面の構成線)と主視線(生理特性)の間の区別がなされていないし、
代わりに主視線(結局、眼鏡レンズの特性である)のみを述べている眼鏡レンズ
が遠隔部分(強力な主経線)の倍率と付加倍率とに依存して変わる主線(より正
確にはオフセット主線)を持つことを記述する。この種の主線が実際の主視線に
一致するかどうかは詳しく研究されていない。さらに、主視線を確定する方法は
与えられていない。同じく、主視線が他の多くのパラメータに依存すること、お
よび主線が付加倍率と遠隔部分倍率とに依存してのみ変わる場合に、主線は実際
の主視線と一致できないことを考慮していない。
次の式を持つ。
prescription)では、この式は主線を主視線に一致させるには満足
なものでないことがはっきりしている。
る。主視線に一致する二次のストリップを計算する方法は与えられてない。
このレンズでは、倍率と非点収差の所定の特性が線(以下では主線と称する)に
沿うものであり、且つ、この主線が主視線に一致するものである。さらに、適切
な製造方法について記述する。
させたものが請求項2から請求項18の内容である。請求項19と請求項20に
は、適切なレンズ面すなわち眼鏡レンズの製法を示す。
心として主線(所定のパラメータにおそらく依存する)を規定する従来の手法か
ら離れ、この代わりに、正反対の手法を進めること、すなわち、先ず、第一近似
値を用いて計算した面上に主視線を確定し、次に主線の進路を主視線の実際の進
路に一致させ、前記面にも一致させることによる基本的概念に基づくものである
。本発明に基づき、この手法を進めることによってのみ、これらの二つの線を一
致させることが可能である。
に沿う眼鏡レンズの特性とを規定し、一方で、瞳孔間距離に加えて、球面、円筒
形、および可能なプリズム処方値と付加倍率を考慮し、これらの規定から眼鏡レ
ンズのプログレッシブ面上の二次オーダの少なくとも一つのストリップを計算す
る。 b.一瞥する(特に視線を落とす)ような動作で物体距離の変化を記述する物体
距離関数Al(y)を規定する。 c.プログレッシブ眼鏡レンズの各水平主経線上にプログレッシブ面を通る主光
線が浸透する点を確定する。この点では、瞳孔間距離を二等分する平面と主光線
が交差する点の距離は物体距離関数Al(y)で与えられた物体距離に等しい。
d.主視線上にあるこれらの浸透点全体に対してxy面上の投影x’0(y)の
進路を計算する。 e.進路x0(y)とx’0(y)を同等と見なし、一致を確認する。 f.主線の投影x0(y)が各面の計算に使用される主視線の投影x’0(y)
の進路に(任意の制限内で)等しくなるまで、工程a.からe.までを順次に反
復して繰返す。
上のz0(y)により明白に形成される。
づいた各プログレッシブ面の計算では、例えば経験値に基づく主線の投影x0(
y)の進路が先ず規定され、その後にこの投影と主線に沿う他の特性規定とによ
り、眼鏡レンズは少なくとも二次オーダのストリップの形態で設計される。
である主光線の浸透点を計算で求める。各水平主経線上でプログレッシブ面を通
る浸透点を選定し、ここで、前面を通る浸透点から主光線の中央面(瞳孔間距離
を二等分する垂直面)との交差点までの距離は規定の物体距離Al(y)に一致
する。物体距離関数Al(y)は例えば、経験的に、あるいは特定の眼鏡着用者
に対する測定により決められる。
、主線の投影x0(y)は主視線に等しくされる、すなわち、眼鏡レンズは二度
目で設計され、主視線は再度計算される。主線と主視線が一致するまで、このこ
とが繰返される。一般に、一度の反復工程で既に十分である。
非点収差A0(y)と平均面倍率D0(y)である。ここで、主線上の一つの点
での頂点高さzと微分δz/δxおよびδz/δyは初期条件として規定される
。
き級数(power series)で記述される。
ることにより、特定位置で、所謂二次オーダのストリップが明白に確定される。
これは正確には、 投影z0(y)と、 係数a1(y)a2(y)のそれぞれの進路とになる。
ことのどちらかによって計算される。眼鏡レンズの周囲を最適化するために高次
の係数a3(y)〜An(y)(ここでの用語「二次オーダーのストリップ」)
を自由に選べ、使用できる。 勿論、(少なくとも)二度微分される他の面表示は可能である。
る。規定の非点収差A0(y)からの偏差は、例えば、大きさと円筒軸をも考慮
するクロスシリンダ法により計算される。
ある。
の円筒軸を持ち、得られた非点収差エラーは0.174dptである。
鏡レンズの特性を規定することが望ましい。特に、これらの特性は非点収差と組
合せ「眼鏡レンズ/眼」の倍率である。
、各着用位置の個々のパラメータを特に決め、プログレッシブ面を個別に計算す
る明確な利用者、あるいは例えば、DIN58208のパート2に記述されるよ
うに平均値のどちらかに関する。
でのプリズム倍率を二度微分(twice differentials)の代
わりに規定する。特に球面や非球面である二次面の面記述、眼鏡レンズの屈折率
、瞳孔間距離と眼の回転中心の距離、パントスコピック(pantoscopi
c)角と眼鏡レンズ横勾配、および物体距離関数Al(y)がさらに必要である
。
ブ眼鏡着用者の個々に確定したデータである。ここでは、データを確定する際に
実際の眼鏡フレームと将来の眼鏡着用者の眼の前部の配置を考慮できる。
が計算の第一のねらいである。それによってのみ、眼鏡着用者が主視線に沿う所
定(それゆえ最適)特性を持つことが可能になる。主視線では主な観察(vie
wing)問題が生じる。
べたように反復によってのみ得られる。
鏡レンズが得られる。このために、瞳孔間距離、眼の回転中心の距離、球面、円
筒およびプリズム処方値、付加倍率、物体距離、パントスコピック角と眼鏡の横
方向勾配、眼鏡レンズの厚みと屈折率と基本曲線のような個々のパラメータの全
てを主視線を決定中に考慮する。
)非点収差、および面倍率すなわち倍率を記述する関数は(少なくとも)二度連
続して微分可能であり、規定特性を再現するのに十分にフレキシブルでなければ
ならない。
は高次スプライン関数すなわち次の式の関数f(y)である。
る二次オーダーのストリップから着手して、下記の関数を用いて個々の水平主経
線(y=yc)を計算することができるのみでなく、(主線が(少なくとも任意
制限内で)主視線と一致する二次のストリップから再度始めて)立方体や高次ス
プライン関数と通常の最適化方法を用いて面全体を計算できる。
系)を有するブランクとして組立てられる眼鏡レンズの面のような任意の所望の
面に対しても使用できる。
算される眼鏡レンズに本発明の方法を用いることが特に好ましい。このために、
前面は球面や非球面であり、特にトロイダルやアトロイダル面でよい。ここで、
トロイダルやアトロイダル面により与えられた円筒倍率はそれぞれの眼の非点収
差を補正する役目を必ずしも持つ必要はない。トロイディシティ(toroid
icity)も初期の出願に記述されたように、外観のために選ばれる。
作方法を用いてプログレッシブ眼鏡レンズの製造時に本来知られた方法で役に立
つ。
)任意の所望のケイ酸塩ガラスやプラスチック材の眼鏡レンズブランクの研磨作
業を制御する。適切な数値制御研削盤と研磨機が一般に知られている。
ドロッププレート型モールドや成形プラグを製造するのにも面データを用いる。
業中のエラーを考慮できる。計測技術により詳細に測定した既成裏面のエラーも
プログレッジブ面の計算には考慮される。
して裏面の鋳型の配置時に互いに相対的に二つの面の配置と裏面とに対するデー
タを同じように使用する。 下記に本発明を発明全体の概念の制限なしに、テキストに明確に記述されてい
ない本発明の細部全部の開示に関係する注目部を明確に描いた図面を参照して実
施例より事例を記述する。
る。前面は球面やトロイダル面である。
直軸である。
、付加倍率は1dptである。
つが、それらの付加倍率はそれぞれ2および3dptである。
dptであり、付加倍率はそれぞれ1,2および3dptである。
centration)点は十字形で表示される。これらの点は各図から見れる
。さらに本発明により確定された主線の進路が描かれる。
半径30mmの円内の非点収差偏差を示す。この非点収差偏差は眼鏡レンズ/眼
の系の「残留非点収差」であり、等方線0.25dptで始まる所謂等方線を用
いて図示される。この等方線は円筒形処方からの大きさと円筒軸に関する非点収
差の偏差を示し、乱視のない眼の場合に0dptである。
率の等方線を示す。平均「着用時」倍率Dは像側焦点インターセプトS’1とS
’2マイナス物体距離すなわち物体側焦点インターセプトSであり、同様に等方
線0.75dptで始まる所謂等方線の形で示される。
分図cとdに示される。これらの面データの定義に対しては前置きの説明時に言
及した。
隔部では、平均「着用時」倍率は周辺に向かってほとんど増加せず、近接部では
少しだけ減少する。最大非点収差偏差は非常に小さく、また、最大鼻部偏差と側
頭部偏差の差は微々たるものである。
の球面倍率(平均「着用時」倍率)が1dptで、付加倍率が2dptであるこ
とである。非点収差処方はない。これらの図では、横座標(x軸)は水平軸であ
り、縦座標(y軸)は着用位置では垂直軸である。
ション点は十字により表示される。(それらの位置は各図で分かる)。さらに、
本発明により確定された主線の形状が描かれる。
さは頂点の面接平面から座標xおよびy(眼鏡レンズの着用位置における水平お
よび垂直軸)を有する点の距離であると理解される。各表では、左側欄はy値(
−20〜+20mm)を示し、トップラインは欄2から前方にx値(−20〜+
20mm)を示す。頂点高さもmmで表す。値0とは、これらのxy座標に対し
て頂点高さが与えられないことである。
で半径30mmの円内の非点収差偏差を示す。非点収差は眼鏡レンズ/眼系の「
残留非点収差」であり、等方線0.25dptで始まる所謂等方線によって示さ
れる。等方線は円筒処方からの円筒軸と大きさに関して非点収差の偏差を示す(
乱視のない眼の場合には0dptである)。
す。平均「着用時」倍率Dは、像側焦点インターセプト(S’1とS’2)−物体
距離すなわち物体側焦点インターセプトSの逆数の平均値であり、所謂、等方線
の形で示され、等方線0.75dptで始まる。
dとeに示される。これらの面データの定義については、前置きの説明で基準を
示す。
点収差にかかわらず、着用位置における等方線は、面値は部分的に明確に異なる
けれども、実際には互いに異なることはない。
動屈折率を有する眼鏡レンズの計算と製造にも使用される。
Claims (20)
- 【請求項1】 眼鏡レンズの計算方法であって、前記レンズは、 遠距離および特に「無限遠」を見るように設計された範囲(遠距離部); 近距離および特に「読書距離」を見るように設計された範囲(近接部);およ
び、 遠距離部と近接部との間に配置したプログレッシブゾーンで、眼鏡レンズの倍
率が、付加倍率として設計された量だけ、鼻に向かって曲がる曲線(主線)に沿
って遠距離にある遠距離基準点での値から近接部にある近接基準点での値に増加
するプログレッシブゾーンを備えるものであり、 a.初期パラメータとしてxy面上に主線の投影x0(y)の進路とこの主線に
沿う眼鏡レンズの特性をも規定し、その上、球面、円筒、あるいはプリズム処方
値(prescription values)と付加倍率の他に瞳孔間距離を
考慮し、さらにこれらの規定により眼鏡レンズのプログレッシブ面上の少なくと
も二次のストリップを計算する工程; b.一瞥する(特に視線を落とす)ような動作で物体距離の変化を記述する物体
距離関数Al(y)を規定する工程; c.プログレッシブ眼鏡レンズの各水平主経線上にプログレッシブ面を通る主光
線の浸透点(この点では、瞳孔間距離を二等分する平面と前記主光線との交差す
る点の距離が物体距離関数Al(y)により与えられた物体距離に等しい)を確
定する工程; d.主視線上にあるこれらの浸透点の全体に対してxy面上の投影x’0(y)
の進路を計算する工程; e.進路x0(y)を進路x’0(y)に等しくし、その一致を調べる工程; f.続いて、主線の投影x0(y)が各面の計算に使用した主視線の投影x’0
(y)の進路に(任意の制限内で)等しくなるまで工程aから工程eを反復して
繰返す工程を備えることを特徴とする眼鏡レンズの計算方法。 - 【請求項2】 眼鏡レンズの規定特性が面特性であることを特徴とする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 面特性が面非点収差A0(y)と面倍率D0(y)であるこ
とを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 【請求項4】 主線上の所定位置での頂点高さzと微分δz/δxとδz/
δyが初期条件として規定されることを特徴とする請求項2ないし請求項3に記
載の方法。 - 【請求項5】 眼鏡レンズの規定特性が(眼鏡の)着用位置における特性で
あることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 規定特性が非点収差と組合せ「眼鏡レンズ/眼」倍率である
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 眼鏡レンズの厚みと特定位置でのプリズム倍率を初期条件と
して規定することを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 裏面(second surface)の面記述と眼鏡レン
ズの屈折率を別の初期条件として規定することを特徴とする請求項1〜請求項7
に記載の方法。 - 【請求項9】 瞳孔間距離、眼の回転の中心の距離、また眼鏡レンズのパン
トスコピック(pantoscopic)角と横勾配を初期条件として追加規定
することを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 これらのパラメータとさらに物体距離関数Al(y)を平
均値として規定することを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 これらのパラメータとさらに物体距離関数Al(y)を見
込み眼鏡着用者の個別に確定したデータとして規定することを特徴とする請求項
9に記載の方法。 - 【請求項12】 眼鏡着用者の目の前にある実際の眼鏡フレームの形状とそ
の配置を追加考慮することを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 主線の投影x0(y)と、さらに規定特性を立方体ないし
は高次スプライウン関数や下記の関数 【数1】 により記述することを特徴とする請求項1〜請求項12の任意の請求項に記載の
方法。 - 【請求項14】 主線が(少なくとも任意制限内で)主視線と一致する二次
のストリップから始まり、次式 【数2】 により与えられる個別水平主経線(y=yc)を計算することを特徴とする請求
項1から請求項13の任意の請求項に記載の方法。 - 【請求項15】 主線が主視線(少なくとも任意の制限内で)と一致する二
次のストリップから始まり、面全体をスプライン関数と通例の最適化方法により
計算することを特徴とする請求項1〜請求項13の任意の請求項に記載の方法。 - 【請求項16】 物体距離が、前面を通る主光線の浸透点から瞳孔間距離を
二等分する中央面と主光線との交差点までの距離であることを特徴とする請求項
1から請求項15の任意の請求項に記載の方法。 - 【請求項17】 プログレッシブ面が眼側面であることを特徴とする請求項
1から請求項16の任意の請求項に記載の方法。 - 【請求項18】 前面が球面ないしは非球面であることを特徴とする請求項
17に記載の方法。 - 【請求項19】 眼鏡レンズ、鋳物用の鋳型と、プラスチック材料からプレ
ス成形眼鏡レンズ用のドロッププレート型モールドや成形プラグを製造する方法
であって、 請求項1から請求項18の任意の請求項により計算した面のデータを面成形方
法あるいは面加工方法を用いてプログレッシブ面や鋳型、ドロッププレート型モ
ールドや成形プラグを製造するのに用いることを特徴とする。 - 【請求項20】 裏面のデータと二つの面の互いに対する配置のデータを裏
面を加工することによる眼鏡レンズの製造、あるいはプログレッシブ面の鋳型に
対する第二鋳型の配置に用いることを特徴とする請求項19に記載の方法。
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