JP2006106002A - Spectacle lens evaluation method and evaluation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、眼鏡レンズの光学性能を評価する評価方法及び評価装置に係り、特に、眼鏡レンズの装用状態及び眼の視線方向を考慮した光学性能を求めることができる眼鏡レンズの評価方法及び評価装置に関する。 The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the optical performance of a spectacle lens, and in particular, an spectacle lens evaluation method and an evaluation apparatus capable of obtaining optical performance in consideration of a spectacle lens wearing state and an eye gaze direction. About.
眼鏡レンズの製造、加工は、設計者からの最適化された仕様に沿って行われるが、出来上がった眼鏡レンズの性能を評価する際には、レンズメータが使用されている。レンズメータでの測定は、レンズ面に垂直に平行光束を投射して度数などを測定する。また、加入度を測定するレンズメータも知られている。これらレンズメータによる測定はスポットでの測定が一般的である。これに対して、近年、レンズの広い領域の光学特性を測定する装置も提案されている(例えば、特表平10−507825号公報、特開平8−304228号公報等参照) Manufacture and processing of spectacle lenses are performed in accordance with optimized specifications from the designer, but a lens meter is used to evaluate the performance of the spectacle lenses that have been completed. In the measurement with the lens meter, a parallel light beam is projected perpendicularly to the lens surface and the power is measured. A lens meter for measuring the addition power is also known. The measurement with these lens meters is generally a spot measurement. On the other hand, in recent years, apparatuses for measuring optical characteristics of a wide area of a lens have also been proposed (see, for example, JP-A-10-507825, JP-A-8-304228, etc.).
ところで、眼鏡レンズの光学性能を評価する際には、一般の光学系(カメラや望遠鏡)との違いを考慮する必要がある。すなわち、一般の光学系の場合、例えばカメラでは、一度に広い範囲の被写体をフィルム面に撮影する事が出来るが、眼が広い範囲を見ようとすると、眼球がその回旋中心を中心に回転(眼球運動)して視線を移動させながら像を捉えていく。これは、眼の網膜上に映った像がすべて鮮明な像として知覚されるのではなく、高い分解能を有する中心窩部分の狭い領域しか鮮明に見えないことに起因している。 By the way, when evaluating the optical performance of the spectacle lens, it is necessary to consider the difference from a general optical system (camera or telescope). That is, in the case of a general optical system, for example, with a camera, a wide range of subjects can be photographed on the film surface at once, but when the eye is looking at a wide range, the eyeball rotates around its center of rotation (eyeball To capture the image while moving the line of sight. This is because not all images reflected on the retina of the eye are perceived as a clear image, but only a narrow region of the foveal portion having high resolution is clearly visible.
一方、レンズメーターでは、眼鏡レンズの光軸上以外では、眼球の回旋中心を通る視線方向の光線又は光束を測定することができず、眼鏡レンズの周辺部を通過する視線方向の頂点屈折率などを正しく測定できない。 On the other hand, the lens meter cannot measure a light beam or a light flux in the visual line direction passing through the center of rotation of the eyeball except on the optical axis of the spectacle lens, and the vertex refractive index in the visual line direction passing through the peripheral part of the spectacle lens. Cannot be measured correctly.
本発明は、上記背景のもとになされたものであり、眼鏡レンズの装用状態及び眼の視線方向を考慮し、眼鏡装用者の装用状態にそれぞれ対応したより最適な眼鏡レンズの光学性能を求めることができる眼鏡レンズの評価方法及び評価装置を提供するを目的とする。 The present invention has been made based on the above background, and considers the wearing state of the spectacle lens and the line of sight of the eye, and obtains the optimum optical performance of the spectacle lens corresponding to the wearing state of the spectacle wearer. It is an object of the present invention to provide a spectacle lens evaluation method and an evaluation apparatus that can be used.
上記目的を達成するために、本発明の眼鏡レンズの評価方法は、眼鏡レンズの3次元形状データと、前記眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離をパラメータとして含む眼鏡レンズの装用状態パラメータと、前記眼鏡レンズの屈折率をパラメータとして含む眼鏡レンズの材質パラメータとから、前記眼球の回旋中心を通る主光線又は主光線を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学性能を求めて眼鏡レンズの評価を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a spectacle lens evaluation method of the present invention includes a spectacle lens including a three-dimensional shape data of a spectacle lens and a distance between an eye-side surface of the spectacle lens and a rotation center of an eyeball as parameters. From the wearing state parameter and the material parameter of the spectacle lens including the refractive index of the spectacle lens as a parameter, the optical performance at each position of the spectacle lens with respect to the principal ray passing through the center of rotation of the eyeball or the light flux including the principal ray is obtained. The eyeglass lens is evaluated.
すなわち、眼鏡レンズのより最適な光学設計を行うためには、単焦点や多焦点の各種眼鏡レンズ、殊に累進多焦点レンズにおいては、眼球の回旋中心を通る視線方向の光線又は光束に対する眼鏡レンズの各位置(レンズの中心部のみならず周辺部も)での光学性能を評価する必要がある。また、眼鏡レンズと眼球との光学系における眼鏡レンズの光学性能をより適切に評価するためには、眼鏡レンズの装用状態、即ち眼鏡レンズと眼球との位置関係、特に眼球の回旋中心に対する眼鏡レンズの位置関係を考慮する必要がある。 That is, in order to perform more optimal optical design of spectacle lenses, various spectacle lenses of single focus and multifocal, especially in progressive multifocal lenses, spectacle lenses for light rays or light fluxes in the line of sight passing through the center of rotation of the eyeball. It is necessary to evaluate the optical performance at each position (not only at the center but also at the periphery). In order to more appropriately evaluate the optical performance of the spectacle lens in the optical system of the spectacle lens and the eyeball, the spectacle lens wearing state, that is, the positional relationship between the spectacle lens and the eyeball, particularly the spectacle lens with respect to the center of rotation of the eyeball It is necessary to consider the positional relationship.
また、回旋中心距離に限らず、眼鏡レンズの装用状態のファクターである、偏心、プリズム処方、眼鏡レンズの前傾角なども、装用者個人の処方や装用する眼鏡フレームなどによって個々に異なる。従って、眼鏡レンズの光学性能をより適切に評価するためには、上記回旋中心距離などの眼鏡レンズの装用状態の各ファクターをパラメータにした「眼鏡レンズ装用時の光学モデル」を構築して行う必要がある。 Further, not only the rotation center distance but also the factors of the wearing state of the spectacle lens, such as decentration, prism prescription, and forward tilt angle of the spectacle lens, vary depending on the individual prescription of the wearer and the spectacle frame to be worn. Therefore, in order to evaluate the optical performance of the spectacle lens more appropriately, it is necessary to construct and carry out an “optical model at the time of spectacle lens wearing” using each factor of the spectacle lens wearing state such as the rotation center distance as a parameter. There is.
一方、眼鏡レンズ装用状態の光学性能をより正しく測定できるように、眼球の回旋中心に対する眼鏡レンズの相対的な位置関係を自由に変更できるメカニカルな光学装置・機構を使用することが考えられる。しかしながら、このようなメカニカルな光学装置では、同一の眼鏡レンズに対しても、回旋中心距離などの眼鏡レンズ装用状態の各パラメータの値を変化させる場合、その都度再測定を行わねばならず、また、眼鏡レンズの屈折率分布を測定する場合などには、多くの測定位置に眼鏡レンズを移動して測定する必要があり、測定時間を要する。 On the other hand, it is conceivable to use a mechanical optical device / mechanism that can freely change the relative positional relationship of the spectacle lens with respect to the center of rotation of the eyeball so that the optical performance in the spectacle lens wearing state can be measured more correctly. However, in such a mechanical optical device, even when the value of each parameter of the spectacle lens wearing state such as the rotation center distance is changed even for the same spectacle lens, it must be measured again each time. When measuring the refractive index distribution of the spectacle lens, it is necessary to move the spectacle lens to many measurement positions for measurement, which requires measurement time.
眼鏡レンズの3次元形状データと、眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離をパラメータとして含む眼鏡レンズの装用状態パラメータとから、眼鏡レンズの装用状態、即ち眼球の回旋中心に対する眼鏡レンズの位置関係(眼鏡レンズ装用時の光学モデル)が定まり、これより、眼球の回旋中心を通る視線方向の主光線又は主光線を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学性能が求められる。 The spectacle lens wearing state, that is, spectacles with respect to the center of rotation of the eyeball, from the three-dimensional shape data of the spectacle lens and the spectacle lens wearing state parameter including the distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball as a parameter The positional relationship between the lenses (optical model when the spectacle lens is worn) is determined, and the optical performance at each position of the spectacle lens with respect to the principal ray in the line-of-sight direction passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the principal ray is determined.
すなわち、この発明の特徴の1つは、眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離を固定因子とせずにパラメータとして扱うようにしたことである。これにより、眼鏡装用者が実際に眼鏡を装用したときの実質的な光学性能をより正確に確認することを可能にしている。つまり、この発明は、一般的に眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離は眼鏡装用者によって異なる事実、並びに、この距離が異なると眼鏡レンズ自体の光学性能が同じでも眼を通して見たときの実質的な光学性能が無視できないほど異なってしまうという事実に着目したものである。 That is, one of the features of the present invention is that the distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball is treated as a parameter without being a fixed factor. This makes it possible to more accurately confirm the substantial optical performance when the spectacle wearer actually wears spectacles. In other words, in the present invention, generally, the distance between the eye side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball varies depending on the spectacle wearer, and if this distance is different, the optical performance of the spectacle lens itself is the same. It focuses on the fact that the actual optical performance when viewed is so different that it cannot be ignored.
この距離のパラメータ化により、例えば、コンピュータシミュレーション等を利用す
ることによって、上記距離が様々に異なる場合についても、眼鏡装用者が実際に眼鏡を装
用した時の実質的光学性能を正確に求めることが可能となる。さらに、この発明は、上記
距離以外の装用状態によって変化する他の因子を装用状態パラメータとして同様にパラメ
ータ化している。加えて、装用者の顔面形状や好み等によって変化する可能性のある因子
をパラメータ化している。これらのパラメータと3次元形状データとから、様々な可変因
子を考慮した上で眼鏡装用者が実際に眼鏡を装用したときのレンズ全体の実質的な光学性
能をより正確に求めることを可能にしているものである。
By this parameterization of the distance, for example, by using computer simulation or the like, even when the distance is different, the spectacle wearer can accurately determine the substantial optical performance when the spectacles are actually worn. It becomes possible. Furthermore, the present invention similarly parameterizes other factors that change depending on the wearing state other than the distance as wearing state parameters. In addition, parameters that may change depending on the face shape and preferences of the wearer are parameterized. From these parameters and three-dimensional shape data, it is possible to more accurately determine the substantial optical performance of the entire lens when the spectacle wearer actually wears spectacles in consideration of various variable factors. It is what.
上記眼鏡レンズの評価方法において、眼鏡レンズの装用状態パラメータには、少なくとも眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離が含まれるが、これ以外にも、偏心、プリズム処方、眼鏡レンズの前傾角が含まれているのが好ましい。各装用者の処方や装用する眼鏡フレーム形状などの眼鏡レンズの装用状態に適切に対応できるからである。 In the spectacle lens evaluation method, the spectacle lens wearing state parameter includes at least the distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball. In addition to this, eccentricity, prism prescription, spectacle lens It is preferable that the forward tilt angle is included. This is because it is possible to appropriately cope with the wearing state of the spectacle lens such as the prescription of each wearer and the shape of the spectacle frame to be worn.
また、眼鏡レンズの3次元形状データには、原子間力プローブを利用した接触式の3次元測定器によって眼鏡レンズの3次元の面形状を測定した測定値が用いられるのが好ましい。原子間力プローブを利用した接触式の3次元測定器では、高精度の測定ができると共に、眼鏡レンズにプローブによって傷を付けたりすることがないからである。ただし、眼鏡レンズの3次元形状データの測定は、原子間力プローブを利用した接触式の3次元測定器に限らず、干渉計や非接触の3次元測定器を用いてもよい。 The three-dimensional shape data of the spectacle lens is preferably a measurement value obtained by measuring the three-dimensional surface shape of the spectacle lens with a contact-type three-dimensional measuring device using an atomic force probe. This is because a contact-type three-dimensional measuring instrument using an atomic force probe can measure with high accuracy and does not damage the spectacle lens with the probe. However, the measurement of the three-dimensional shape data of the spectacle lens is not limited to a contact-type three-dimensional measuring device using an atomic force probe, and an interferometer or a non-contact three-dimensional measuring device may be used.
また、眼鏡レンズの3次元形状データにおける眼鏡レンズの面形状は、スプライン関数により関数化されているのが好ましい。スプライン関数により眼鏡レンズ面を適切に近似できると共に、光学性能を求める際に眼鏡レンズ面と光線との交点を容易に求められるなどの利点があるからである。眼鏡レンズの各位置での光学性能は、眼球の回旋中心を通る主光線又は主光線を含む光束の光線追跡によって求められる。 Further, the surface shape of the spectacle lens in the three-dimensional shape data of the spectacle lens is preferably functionalized by a spline function. This is because the spectacle lens surface can be appropriately approximated by the spline function, and there is an advantage that the intersection between the spectacle lens surface and the light beam can be easily obtained when obtaining the optical performance. The optical performance at each position of the spectacle lens is obtained by ray tracing of a chief ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the chief ray.
本発明の眼鏡レンズの評価装置は、眼鏡レンズの面形状を測定する3次元測定器と、前記眼鏡レンズに対する各種データより眼鏡レンズの光学性能を算出するコンピュータと、コンピュータが算出した眼鏡レンズの光学性能の評価結果を表示する出力装置とを備え、
前記コンピュータは、前記3次元測定器の測定値を含む眼鏡レンズの3次元形状に関するデータを入力する3次元形状データ入力部、前記眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離をパラメータとして含む眼鏡レンズの装用状態パラメータを入力する装用状態パラメータ入力部、及び前記眼鏡レンズの屈折率をパラメータとして含む眼鏡レンズの材質パラメータを入力する材質パラメータ入力部を有すると共に、これら入力部からのデータに基づいて、前記眼球の回旋中心を通る主光線又は主光線を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学性能を算出する処理部を有することを特徴とする。
The spectacle lens evaluation apparatus according to the present invention includes a three-dimensional measuring instrument that measures the surface shape of a spectacle lens, a computer that calculates the optical performance of the spectacle lens from various data for the spectacle lens, and the spectacle lens optics calculated by the computer. An output device for displaying the performance evaluation results,
The computer includes a three-dimensional shape data input unit for inputting data relating to a three-dimensional shape of the spectacle lens including a measurement value of the three-dimensional measuring device, and a distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball as a parameter A wearing state parameter input unit for inputting a wearing state parameter of the spectacle lens, and a material parameter input unit for inputting a material parameter of the spectacle lens including the refractive index of the spectacle lens as a parameter, and data from these input units And a processing unit for calculating optical performance at each position of the spectacle lens with respect to a principal ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light flux including the principal ray.
上記眼鏡レンズの評価装置において、3次元測定器は、原子間力プローブを利用した接触式の3次元測定器であるが好ましい。また、処理部には、3次元形状データ入力部からの入力値より、眼鏡レンズの面形状をスプライン関数により関数化する関数化処理部を有することが好ましい。更に、処理部には、眼球の回旋中心を通る主光線又は主光線を含む光束の光線追跡によって眼鏡レンズの各位置での光学性能を求める際に、光線と眼鏡レンズとの相対的な位置関係を変更するための座標変換を行う座標変換処理部を有することが好ましい。 In the eyeglass lens evaluation apparatus, the three-dimensional measuring device is preferably a contact-type three-dimensional measuring device using an atomic force probe. Moreover, it is preferable that the processing unit includes a functionalization processing unit that converts the surface shape of the spectacle lens into a function using a spline function based on an input value from the three-dimensional shape data input unit. Further, the processing unit determines the relative positional relationship between the light beam and the spectacle lens when determining the optical performance at each position of the spectacle lens by ray tracing of the principal ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the principal ray. It is preferable to have a coordinate conversion processing unit that performs coordinate conversion to change the value.
以上説明したように、本発明によれば、眼鏡レンズの3次元形状データ、眼鏡レンズの装用状態パラメータとから、眼鏡レンズの装用状態、即ち眼球の回旋中心に対する眼鏡レンズの位置関係(眼鏡レンズ装用時の光学モデル)を決定し、これより、眼球の回旋中心を通る視線方向の主光線又は主光線を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学性能を求めている。このため、眼鏡レンズの装用状態及び眼の視線方向を考慮した、実際の眼鏡装用者の装用状態にそれぞれ対応したより適切かつ正確な眼鏡レンズの光学性能を求めることができる。 As described above, according to the present invention, the spectacle lens wearing state, that is, the positional relationship of the spectacle lens with respect to the center of rotation of the eyeball (the spectacle lens wearing state), based on the three-dimensional shape data of the spectacle lens and the wearing state parameter of the spectacle lens. And the optical performance at each position of the spectacle lens with respect to the principal ray in the line of sight passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the principal ray is obtained. For this reason, it is possible to obtain a more appropriate and accurate optical performance of the spectacle lens corresponding to the actual spectacle wearer's wearing state in consideration of the spectacle lens wearing state and the eye gaze direction.
また、眼鏡レンズの3次元形状データを用いて評価しているので、眼鏡レンズの所望の位置において、眼鏡レンズの光学性能を計算することができる。更に、眼球の回旋中心距離を含む眼鏡レンズの装用状態パラメータによって、眼鏡レンズの装用状態を決定して計算を行っているので、装用状態が変わっても再測定することなく、光学性能を評価することができる。 Moreover, since the evaluation is performed using the three-dimensional shape data of the spectacle lens, the optical performance of the spectacle lens can be calculated at a desired position of the spectacle lens. Furthermore, since the spectacle lens wearing state is determined and calculated based on the spectacle lens wearing state parameters including the rotation center distance of the eyeball, the optical performance is evaluated without re-measurement even if the wearing state changes. be able to.
また、本発明によれば、眼鏡レンズのいずれか一方の面の面形状が得られれば、他方の面の面形状に任意の設計値を与えることにより、光学性能のシミュレーションができ、最適処方を得ることができる。また、入力可能なパラメータとして、プリズムシニングなどの処方以外のプリズム値を入力可能なパラメータの一つとして扱うことも可能である。 In addition, according to the present invention, if the surface shape of one surface of the spectacle lens is obtained, the optical performance can be simulated by giving an arbitrary design value to the surface shape of the other surface, and the optimum prescription can be determined. Obtainable. Also, as a parameter that can be input, a prism value other than a prescription such as prism thinning can be handled as one of parameters that can be input.
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図1は本発明に係る眼鏡レンズの評価装置の一実施形態を示す概略構成図である。この評価装置は、眼鏡レンズの面形状を測定する3次元測定器200と、眼鏡レンズに対する各種データより眼鏡レンズの光学性能を算出するコンピュータ100と、コンピュータ100が算出した眼鏡レンズの光学性能の評価結果を表示する出力装置(プリンタ120、ディスプレイ130)とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an eyeglass lens evaluation apparatus according to the present invention. This evaluation apparatus includes a three-
コンピュータ100は、3次元測定器200の測定値を含む眼鏡レンズの3次元形状に関するデータを入力する3次元形状データ入力部として、3次元測定器200の測定値を入力するレンズ面形状入力部101と、肉厚ゲージ(図示せず)によって測定された眼鏡レンズの幾何中心の厚みを入力する肉厚入力部102とを有する。また、眼鏡レンズの装用状態パラメータを入力する装用状態パラメータ入力部として、眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との回旋中心距離を入力する回旋中心距離入力部103と、眼鏡レンズの偏心量を入力する偏心量入力部104と、プリズム処方を入力するプリズム処方入力部105と、眼鏡レンズの前傾角を入力する前傾角入力部106とを有する。更に、眼鏡レンズの材質パラメータを入力する材質パラメータ入力部として、眼鏡レンズの屈折率を入力する屈折率入力部107と、眼鏡レンズのアッベ数を入力するアッベ数入力部108とを有する。
The
また、コンピュータは、3次元測定器200からレンズ面形状入力部101に入力された測定値に含まれるノイズをカットするノイズカット処理部109と、レンズ面形状入力部101からのレンズ面形状データをスプライン関数によって関数化するスプライン関数フィッテイング処理部(関数化処理部)110と、レンズ面などの座標位置を変換する座標変換処理部111とを有する。更に、コンピュータは、上記入力部や処理部からのデータに基づいて、眼鏡レンズ装用状態における眼球の回旋中心を通る主光線及びその近傍の光線の光線追跡を行う光線追跡計算処理部112と、この光線追跡計算結果から眼鏡レンズの光学性能を計算する光学性能計算処理部113と、光学性能計算結果をプリンタ120、ディスプレイ130に出力するための処理を行う計算結果表示処理部とを有している。
The computer also obtains the noise
次に、眼鏡レンズの3次元形状の測定を説明する。上記3次元測定器200によって眼鏡レンズの面形状を測定した。3次元形状測定及び光学性能計算前の前処理のフローを示す図2に従って説明する。まず、眼鏡レンズの凸面(レンズの物体側の面)と凹面(レンズの眼側の面)の面形状を測定する。3次元測定器には、原子間力プローブを利用した接触式の3次元測定器(松下電器産業株式会社製 超高精度3次元測定器UA3P)を使用した。測定データは、常にノイズを含んでいるが、エラーレベルの大きいものは適切な評価を妨げる原因となるため、エラーレベルの大きいノイズ(レンズ面に付着したごみなど、明らかにノイズと分かるもの)をあらかじめ取る処理を行う。この処理は、上記コンピュータのノイズカット処理部109でなされる。また、接触式の3次元測定器の場合、凸面、凹面の各測定データは、測定器側で特に処理がなされていない場合には、プローブ中心位置の座標値の点群であるため、オフセット処理を施し、凸面、凹面の実質的な面を導出する。
Next, measurement of the three-dimensional shape of the spectacle lens will be described. The surface shape of the spectacle lens was measured by the three-
次いで、これらノイズカット処理、オフセット処理がなされた凸面、凹面の各測定データに対し、上記スプライン関数フィッテイング処理部110でスプライン関数化がなされる。測定データは、点群であることが多いが、光線追跡などを行う際には、微分値が必要になるため、この計算値を安定させるために、測定面を関数化することが好ましい。この際使用する関数は、一般的に知られているスプライン関数が適している。なお、必要に応じて、NURBSなどの関数を使用しても良い。
Subsequently, the spline function fitting
また、眼鏡レンズの凸面測定後、凹面測定の際、眼鏡レンズを180度回転(レンズ面を反転)して測定ベット部へセットしたので、凸面と凹面の測定データにおいて、座標系が、180度回転された状態になっている。そのため、凸面データ、凹面データのどちらかを反転(180度回転)させることにより、同一の座標系に持ってくるようにする。この座標変換は、上記座標変換処理部111でなされ、座標変換には、一般的に知られているアフィン変換を使用した。 In addition, after measuring the convex surface of the spectacle lens, when measuring the concave surface, the spectacle lens was rotated 180 degrees (the lens surface was inverted) and set to the measurement bed portion. It is in a rotated state. Therefore, by reversing (rotating 180 degrees) either the convex surface data or the concave surface data, the data is brought to the same coordinate system. The coordinate transformation is performed by the coordinate transformation processing unit 111, and generally known affine transformation is used for the coordinate transformation.
また、眼鏡レンズの幾何中心の厚さを、肉厚ゲージ(S0NY製U30など)を使用して測定した。このレンズの肉厚データと、上記スプライン関数化されたレンズ面形状から眼鏡レンズの凸面及び凹面の3次元形状データが得られる。 The thickness of the geometric center of the spectacle lens was measured using a thickness gauge (such as S0NY U30). Three-dimensional shape data of the convex and concave surfaces of the spectacle lens can be obtained from the lens thickness data and the lens surface shape converted into the spline function.
次に、眼鏡レンズの光学性能を計算し、その計算結果を表示する処理内容を図3のフローに従って説明する。まず、眼鏡レンズの測定面(凹面、凸面)のスプライン関数の入力と、眼鏡レンズの装用状態パラメータなどのパラメータを入力する(ステップS1)。眼球の回旋中心を通る直線をX軸として、図4及び図5に示すようにXYZ座標系を定めた。図4は側断面図、図5は正面図である。 Next, the processing contents for calculating the optical performance of the spectacle lens and displaying the calculation result will be described according to the flow of FIG. First, parameters such as the spectacle lens measurement surface (concave surface, convex surface) spline function and spectacle lens wearing state parameters are input (step S1). An XYZ coordinate system was defined as shown in FIGS. 4 and 5 with a straight line passing through the center of rotation of the eyeball as the X axis. 4 is a side sectional view, and FIG. 5 is a front view.
スプライン関数化には、2次元のスプライン関数(吉本 富士市ら著 「スプライン関数とその応用」第5版 1985―2―1 教育出版などを参照)を用い、2次元の離散データについてスプライン関数をフィッテイングする方法を採った。
2次元のスプライン関数は、
The two-dimensional spline function is
眼鏡レンズ1の凸面1a、凹面1bを、上記形式のスプライン関数によってフィッティングする。凸面1aの形状関数F(Y,Z)、凹面1bの形状関数G(Y,Z)とすると、ある点(Y1,Z1)での凸面、凹面の高さ(X座標位置)は、下記のF(Y1、Z1)、G(Y1,Z1)であらわすことが出来る。
F(Y1,Z1)=ΣCij Nmi(Y1)Nmj(Z1)
G(Y1,Z1)=ΣDij Nmi(Y1)Nmj(Z1)
ここで、Nmi(Y)Nmj(Z)は、スプライン関数の特徴である、節点に依存する関数である。また、Cij、Dijは、形状をフィッテイングする際に得られる係数で、係数を求める際には、最小2乗法を使用して求められる。
The
F (Y1, Z1) = ΣCij Nmi (Y1) Nmj (Z1)
G (Y1, Z1) = ΣDij Nmi (Y1) Nmj (Z1)
Here, Nmi (Y) Nmj (Z) is a function depending on the node, which is a feature of the spline function. Cij and Dij are coefficients obtained when fitting the shape, and are obtained using the least square method when obtaining the coefficients.
各パラメータの入力では、形状ファクターである眼鏡レンズの幾何中心の肉厚値(CT)、並びに、眼鏡レンズの装用状態におけるファクターである眼球の回旋中心距離(VR)、偏心量の値、プリズム処方値及び前傾角の値、並びに、レンズの材料ファクターであるレンズの屈折率(n)及び色収差の計算が必要であればアッベ数の各値をそれぞれパラメータとして入力する。なお、レンズの中心肉厚(CT)、プリズムの値、前傾角の値、偏心の値、眼球の回旋中心距離(VR)は、次の光学モデルの構築で必要になる。また、屈折率(n)、アッベ数は、後述の光線追跡で必要になる。 In the input of each parameter, the thickness value (CT) of the geometric center of the spectacle lens as the shape factor, the rotation center distance (VR) of the eyeball as the factor in the wearing state of the spectacle lens, the value of the eccentricity, the prism prescription When the calculation of the lens refractive index (n) and the chromatic aberration, which are the material factors of the lens, and the Abbe number are input as parameters, respectively. The lens center thickness (CT), the prism value, the forward tilt value, the eccentricity value, and the rotation center distance (VR) of the eyeball are required for the construction of the next optical model. Further, the refractive index (n) and the Abbe number are necessary for ray tracing described later.
次に、眼鏡レンズ装用時の光学系モデルを構築する(ステップS2)。これは、眼鏡レンズの装用状態、即ち眼球の回旋中心Rに対する装用時の眼鏡レンズの位置関係(眼鏡レンズ装用時の光学系モデル)を定めないと、装用時の眼鏡レンズの光学性能を正しく評価できないからである。 Next, an optical system model when the spectacle lens is worn is constructed (step S2). If the spectacle lens wearing state, that is, the positional relationship of the spectacle lens with respect to the rotation center R of the eyeball (the optical system model when wearing the spectacle lens) is not defined, the optical performance of the spectacle lens when wearing is correctly evaluated. It is not possible.
この光学モデルは、プリズムの値、眼鏡レンズの前傾角の値、偏心の値(処方)、回旋中心距離などの装用状態の各ファクターをパラメータにしている。したがって、同じ眼鏡レンズを取り扱っても、各パラメータの個々の値によって光学モデルとしては異なる。例えば、図6及び図7に示すように、眼鏡レンズ1の前傾角の値によって光学モデルは異なる。図6は前傾角ゼロのとき、図7は前傾角7度のときの光学モデルである。また、図8〜図10には、回旋中心距離が異なる場合(図8、図9、図10は回旋中心距離がそれぞれ20mm、27mm、34mmの場合)の装用時の光学モデルを示す。
This optical model uses parameters of the wearing state such as a prism value, a spectacle lens forward tilt value, an eccentricity value (prescription), and a rotation center distance. Therefore, even if the same spectacle lens is handled, the optical model differs depending on the individual values of each parameter. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the optical model differs depending on the value of the forward tilt angle of the
ここで、偏心量(mm)をパラメータにする意味は次の通りである。すなわち、偏心は設計上のアイポイントに対して、装用時のアイポイントがずれる(偏心する)ことを意味するが、この偏心には、偏心を意図的に設定する場合と、意図しないが結果的に生じていまう場合とが考えられる。意図せず偏心する場合とは、なんらかのミスによって偏心が生じた場合である。この場合には、偏心量をパラメータにしてシミュレートすることにより誤って生ずる可能性のある偏心の影響の大きさを数値化して確認しておくことができる。 Here, the meaning of using the amount of eccentricity (mm) as a parameter is as follows. In other words, the eccentricity means that the eye point at the time of wearing is shifted (eccentric) with respect to the designed eye point. This eccentricity is the case where the eccentricity is intentionally set and the result is not intended. It may be caused by this. The case where the eccentricity occurs unintentionally is a case where the eccentricity is caused by some mistake. In this case, it is possible to numerically confirm the magnitude of the influence of eccentricity that may be erroneously generated by simulating with the amount of eccentricity as a parameter.
また、意図的に偏心を設定する場合とは以下のような場合である。すなわち、例えば、累進多焦点レンズの場合は、遠用部、近用部の光学的レイアウトその他の条件から、むしろ偏心して装用したほうが心地よい装用感が得られる場合があるが、そのような場合等である。さらに、このほかにも意図的に偏心を設定する場合が考えられるが、そのような多様な偏心処方に対しても、偏心量をパラメータにしてシュミレートすることはそれぞれの場合の光学性能を確認できるので大きな意味がある。特に例えば、汎用の眼鏡レンズは、平均的なある一定の基本装用条件をモデルとして設計されているので、そのレンズ設計が、必ずしも特定の装用者に合わない場合がある。このような場合に、偏心量をパラメータにしてシュミレートしておけば、偏心量を選ぶことによって心地よい装用感が得られる装用条件を見つけることも可能になる。 The case where the eccentricity is intentionally set is as follows. That is, for example, in the case of a progressive multifocal lens, a comfortable wearing feeling may be obtained if it is worn eccentrically because of the optical layout and other conditions of the distance portion and the near portion. It is. In addition to this, it is conceivable to intentionally set the eccentricity, but even for such various eccentric prescriptions, simulating with the amount of eccentricity as a parameter can confirm the optical performance in each case. So it has a big meaning. In particular, for example, a general-purpose spectacle lens is designed using a certain average basic wearing condition as a model, so that the lens design may not always suit a specific wearer. In such a case, if simulation is performed using the amount of eccentricity as a parameter, it is also possible to find a wearing condition in which a comfortable wearing feeling can be obtained by selecting the amount of eccentricity.
プリズム処方をパラメータにするのは、多様な処方に対応するためであり、また、プリズムシニングなどの処方以外のプリズム値を入力できる。
フレーム前傾角(°)はフレームの形状とその装着の仕方に関係する。一般的にフレームの設計上、この角度は平均的な値(7−8°)が使用されている。しかし実際の装用状態がその値とは異なる場合が考えられる。それは、個人のフレームの装着の仕方や頭部の形状の相違かである。また、近年種々のデザインのフレームがあり、それにより前傾角も多様になり、また変化するためである。従って、フレーム前傾角のパラメータ化は種々のデザインのフレームと装着状態をシミュレートするのに有効である。屈折率、アッベ数はレンズの材質によるもので、これらのパラメータ化は材質の選択、例えば低屈折率レンズから高屈折率レンズへのシミュレートを意味する。
The prism prescription is used as a parameter in order to cope with various prescriptions, and prism values other than prescription such as prism thinning can be input.
The forward tilt angle of the frame (°) is related to the shape of the frame and how to attach it. In general, an average value (7-8 °) is used for this angle in frame design. However, the actual wearing state may be different from the value. That is the difference in how the individual frame is worn and the shape of the head. In addition, there are frames of various designs in recent years, which causes the forward tilt angle to become diverse and change. Therefore, the parameterization of the forward tilt angle of the frame is effective for simulating various designs of frames and wearing states. The refractive index and the Abbe number depend on the material of the lens, and these parameterizations mean selection of the material, for example, simulation from a low refractive index lens to a high refractive index lens.
上記眼鏡レンズ1の凹面1b及び凸面1aのスプライン関数、眼鏡レンズの装用状態パラメータなどのパラメータの入力値から、XYZ座標系上におけるレンズ凸面1aの位置、凹面1bの位置、眼球の回旋中心位置、参照球面(眼球の回旋中心Rを中心とした回旋中心距離(VR)を半径とした球面である。最終的に求められる度数Sは、この参照球面からの焦点距離の逆数である。)の位置を定義することにより、光学モデルを構築する。例えば、凸面1aの中心を座標の原点に置き、そこから中心肉厚(CT)分シフトした位置に凹面1bがあると、F(Y,Z)、G(Y,Z)が独立な座標系上で定義されていれば、次のような表現が出来る。即ち、凸面関数F(0,0)は、原点の位置に一致しており、この座標系において凹面1bの中心位置はG(0,0)+CTである。また、上の表現を使えば、この座標系において眼球の回旋中心Rの位置はVR+CTである。
From the input values of parameters such as the concave surface 1b and
次に、眼鏡レンズの光学性能の評価を行う評価位置の主光線設定をする(ステップS3)。図4及び図5に示すように、眼鏡レンズ1の測定領域内において、回旋中心Rを通りX軸とのなす角αと、X軸を回転軸としての回転角度βとで規定されるベクトルを主光線と定義し、α、βの値を適宜設定することにより評価位置の主光線を設定する。具体的に行った計算例では、X軸とのなす角α、X軸を回転軸として回転角度β(360度の領域)は、ともに5度ピッチにした。
Next, the principal ray of the evaluation position for evaluating the optical performance of the spectacle lens is set (step S3). As shown in FIGS. 4 and 5, in the measurement region of the
次に、主光線を含む光束が眼鏡レンズに入射した径での光学性能を求めるために、図11、図12に示すように、眼鏡レンズに入射する主光線を含む入射光束の入射波面を設定する(ステップS4)。入射波面は、この実施形態では、平面波が入ってくることにした。しかし、入射波面を球面波としても同様に光学性能を求めることができる。平面波の場合、主光線に平行な光線が多数入射してくると考えることが出来るので、1つの主光線について、0.5ミリピッチ間隔で、φ5mm領域を持つ光線群を入射させる様に設定した。 Next, in order to obtain the optical performance at the diameter at which the luminous flux including the principal ray is incident on the spectacle lens, the incident wavefront of the incident luminous flux including the principal ray incident on the spectacle lens is set as shown in FIGS. (Step S4). In this embodiment, a plane wave enters the incident wavefront. However, the optical performance can be similarly obtained even when the incident wavefront is a spherical wave. In the case of a plane wave, it can be considered that many light rays parallel to the chief ray are incident. Therefore, one chief ray is set so that a light ray group having a φ5 mm region is incident at intervals of 0.5 mm.
次に、設定された入射波面を構成する入射光束のそれぞれの光線について、スネルの法則を使用して光線追跡を行う(ステップS5)。入射光束の各光線は、逆光線追跡といわれる手法を使用して、スネルの法則を使用することにより、容易に求めることが出来る。光線追跡によって、得られる情報(数値)は、それぞれの光線について、
(1). レンズ凸面上の通過点P1(X1,Y1,Z1)、通過点P1での屈折光ベクトルV1(XV1,YV1,ZV1)
(2). レンズ凹面上の通過点P2(X2,Y2,Z2)、通過点P2での屈折光ベクトルV2(XV2,YV2,ZV2)
(3). 参照球面に接する接平面上の通過点P3(X3,Y3,Z3)
(4). 参照球面の通過点P4(X4,Y4,Z4)
である。なお、(3)、(4)の通過点P3、P4においては、光線のベクトルは変化せずV2(XV2,YV2,ZV2)である。また、図11、図12においては、上記通過点、ベクトルを主光線についてだけ示した。
Next, ray tracing is performed using Snell's law for each ray of the incident light beam constituting the set incident wavefront (step S5). Each ray of the incident luminous flux can be easily obtained by using Snell's law using a method called reverse ray tracing. The information (numerical values) obtained by ray tracing is as follows:
(1). Passing point P1 (X1, Y1, Z1) on the convex surface of the lens, refracted light vector V1 (XV1, YV1, ZV1) at the passing point P1
(2). Passing point P2 (X2, Y2, Z2) on the concave surface of the lens, refracted light vector V2 (XV2, YV2, ZV2) at the passing point P2.
(3). Passage point P3 (X3, Y3, Z3) on the tangent plane in contact with the reference sphere
(4). Pass point P4 (X4, Y4, Z4) of reference spherical surface
It is. Note that at the passing points P3 and P4 in (3) and (4), the light beam vector does not change and is V2 (XV2, YV2, ZV2). In FIGS. 11 and 12, the passing points and vectors are shown only for the principal ray.
次に、上記光線追跡から得られた波面から、眼鏡レンズの設定位置の光学性能を計算する(ステップS6)。光学性能は、物体側から眼鏡レンズに入射する入射光束の入射波面と、眼鏡レンズを通り、回旋中心からレンズ裏面までの回旋中心距離を半径とする参照球面に達したとき出射波面との変化から求められる。 Next, the optical performance at the set position of the spectacle lens is calculated from the wavefront obtained from the ray tracing (step S6). Optical performance is based on the change between the incident wavefront of the incident light beam incident on the spectacle lens from the object side and the outgoing wavefront when it reaches the reference spherical surface that passes through the spectacle lens and has a radius of the rotation center distance from the rotation center to the lens back surface. Desired.
光線追跡によって得られた、通過点P3(X3,Y3,Z3)、屈折光ベクトルV2(XV2,YV2,ZV2)から光学性能を求めるのに、Zernike多項式を使用した。Zernike多項式で波面の形状をあらわすことにより、光学性能を多項式の係数から求める方法をとった。波面WはZernike多項式により次のように表される。
W≒Σa・Ze
ここで、aはZernike係数、ZeはZernike多項式である。
光線追跡により求められたのは、波面の位置ではないが、屈折光ベクトルが波面の法線方向を意味することから、
P≒Σa・δZe/δY
Q≒Σa・δZe/δZ
を解くことにより(P、Qは波面の勾配)、係数aを求め、係数aより光学性能を求める。
A Zernike polynomial was used to obtain optical performance from the passing point P3 (X3, Y3, Z3) and the refracted light vector V2 (XV2, YV2, ZV2) obtained by ray tracing. The Zernike polynomial was used to represent the wavefront shape, and the optical performance was determined from the polynomial coefficient. The wavefront W is expressed by the Zernike polynomial as follows.
W ≒ Σa ・ Ze
Here, a is a Zernike coefficient, and Ze is a Zernike polynomial.
What is obtained by ray tracing is not the position of the wavefront, but the refracted light vector means the normal direction of the wavefront,
P ≒ Σa ・ δZe / δY
Q ≒ Σa ・ δZe / δZ
(P and Q are the gradients of the wavefront), the coefficient a is obtained, and the optical performance is obtained from the coefficient a.
次いで、上記光学性能計算を設定した全ての評価位置で計算したかを判別し(ステップS7)、全ての評価位置の光学性能を求めるまで、上記ステップS3からステップS6までを繰り返して光学性能計算を実施する。 Next, it is determined whether or not the optical performance calculation has been performed at all evaluation positions set (step S7), and the optical performance calculation is repeated by repeating the above steps S3 to S6 until the optical performances at all evaluation positions are obtained. carry out.
光学性能計算の終了後は、光学性能の計算結果の表示処理を行い(ステップS8)、プリンタやディスプレイに等高線表示の収差図、鳥瞰図表示の収差図を表示する(ステップS9、S10)。なお、2次元表示の収差図も表示するようにしてもよい。 After the completion of the optical performance calculation, display processing of the optical performance calculation result is performed (step S8), and the aberration diagram in the contour line display and the aberration diagram in the bird's eye view display are displayed on the printer and the display (steps S9 and S10). A two-dimensional aberration diagram may also be displayed.
上述したように、眼鏡レンズの3次元形状が測定されているので、測定済みの領域の中で任意の回旋方向または、レンズ面の凸面、もしくは凹面上の任意の位置において、眼鏡レンズの光学性能を計算することができる。特に、レンズ面がスプライン関数化されているので、光学性能計算が容易に行える。
また、眼鏡レンズの装用状態におけるファクターとして、眼球の回旋中心距離(VR)、偏心、プリズム処方及び前傾角等を定義し、これら各値をそれぞれパラメータにして光学モデルの構築を計算で行っているので、装用状態が変わっても再測定する必要はない。
As described above, since the three-dimensional shape of the spectacle lens is measured, the optical performance of the spectacle lens in an arbitrary rotation direction or a convex surface of the lens surface or an arbitrary position on the concave surface in the measured region. Can be calculated. In particular, since the lens surface is a spline function, optical performance can be calculated easily.
Further, as factors in the wearing state of the spectacle lens, the rotation center distance (VR) of the eyeball, the eccentricity, the prism prescription, the forward tilt angle, and the like are defined, and an optical model is constructed by calculation using these values as parameters. Therefore, there is no need to re-measure even if the wearing state changes.
例えば、偏心量(mm)をパラメータにしていることから、誤って生ずる可能性のある偏心の影響の大きさを数値化して確認しておくことができる。また、累進多焦点レンズの場合等で積極的に偏心して装用したほうが心地よい装用感が得られる場合があるが、そのような偏心処方に対しても、光学性能を確認するので、再測定するまでもなく最適な装用感を見つけることが可能になる。 For example, since the amount of eccentricity (mm) is used as a parameter, the magnitude of the influence of eccentricity that may occur erroneously can be numerically confirmed. In addition, in the case of a progressive multifocal lens, it may be possible to obtain a comfortable wearing feeling when it is decentered actively, but even for such decentration prescription, optical performance is confirmed, so until remeasurement It is possible to find the optimal wearing feeling without any problems.
また、プリズム処方をパラメータにしているので、多様な処方に対応でき、また、プリズムシニングなどの処方以外のプリズム値についても光学性能を求めることができる。さらに、フレーム前傾角をパラメータにしていることから、種々のデザインのフレームと装着状態をシミュレートできる。屈折率、アッベ数のパラメータ化により、低屈折率レンズから高屈折率レンズまでのシミュレートが得られる。 In addition, since the prism prescription is used as a parameter, it is possible to deal with various prescriptions, and optical performance can be obtained for prism values other than prescription such as prism thinning. Furthermore, since the frame forward tilt angle is used as a parameter, it is possible to simulate various designs of frames and mounting states. By parameterizing the refractive index and the Abbe number, a simulation from a low refractive index lens to a high refractive index lens can be obtained.
なお、上記実施形態では、眼鏡レンズの両面(凸面、凹面)の3次元測定に基づいて、眼鏡レンズ装用時の光学性能を計算したが、凸面だけが仕上げられたセミフィニシュレンズに対しても、光学性能を計算して評価することができる。すなわち、セミレンズの場合、その凸面を測定して3次元形状データを取得すると、凹面の面形状に任意の設計、例えば球面、非球面、アトーリック、自由曲面や光学的収差を考慮したカーブの設定などを選択してシミュレーションすることにより、最適な凹面の形状をシミュレーションでき、最適処方を得ることができる。このように、眼鏡レンズの両面のうち、凹面、凸面のどちらか一方の面の3次元測定データが得られれば、本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the optical performance at the time of wearing the spectacle lens is calculated based on the three-dimensional measurement of both surfaces (convex surface, concave surface) of the spectacle lens, but even for a semi-finished lens in which only the convex surface is finished, Optical performance can be calculated and evaluated. In other words, in the case of a semi-lens, if the convex surface is measured and three-dimensional shape data is acquired, the concave surface shape can be arbitrarily designed, for example, spherical, aspherical, atoric, free-form surface, and curve setting considering optical aberration By selecting and simulating, etc., it is possible to simulate the optimum concave shape and obtain the optimum prescription. Thus, the present invention can be applied if the three-dimensional measurement data of either the concave surface or the convex surface of both surfaces of the spectacle lens is obtained.
次に、実際に、累進多焦点レンズの3次元測定を行って、回旋点中心の光学性能を求めた例を述べる。3次元測定器により累進多焦点レンズの凸面、凹面を測定した。この測定は、1mmピッチで凸面φ35mm、凹面φ33mmで4mm/secのスピードで走査させて行った。また、測定値に対し、ノイズカットとオフセット処理の計算を行った。スプライン関数化は、凸面±35mmの領域において節点をX、Y方向29本取り6階のスプライン関数にフィッテイングをかけた。また、凹面±33mmの領域において節点をX、Y方向24本取り6階のスプライン関数にフィッテイングをかけた。光学性能の計算では、入力パラメータは、次の値を使用した。
レンズの中心肉厚 7.20mm
屈折率 1.501
アッベ数 58
偏心量 0.0
プリズム処方値 0.00
前傾角の値 0.00
回旋中心距離 27mm
Next, an example will be described in which the optical performance at the center of the rotation point is actually obtained by performing three-dimensional measurement of a progressive multifocal lens. The convex and concave surfaces of the progressive multifocal lens were measured with a three-dimensional measuring instrument. This measurement was performed by scanning at a speed of 4 mm / sec with a convex surface of φ35 mm and a concave surface of φ33 mm at a pitch of 1 mm. In addition, noise cut and offset processing were calculated for the measured values. In the spline function, fitting was applied to the 6th-floor spline function with 29 nodes in the X and Y directions in the area of the convex surface ± 35mm. Also, fitting was applied to the 6th-floor spline function with 24 nodes in the X and Y directions in the area of concave surface ± 33mm. In the calculation of optical performance, the following values were used as input parameters.
Center thickness of lens 7.20mm
Refractive index 1.501
Abbe number 58
Eccentricity 0.0
Prism prescription value 0.00
Forward tilt value 0.00
Rotation center distance 27mm
この条件で計算されたデータを図13〜図16に示す。図13はS度数(平均度数)分布図、図14は、C度数(円柱度数)分布図である。図13、図14において、点線で書かれた同心円は回旋角のαを表し、5度ピッチで記してある。また、等高線のピッチは、0.5D(ディオプトリー)である。また、図15は、図13のS度数分布に対応する鳥瞰図であり、図16は図14のC度数分布に対応する鳥瞰図である。また、図17には、この時に求めたS度数(ディオプトリー(Dptr)),C度数(ディオプトリー(Dptr)),AX(乱視軸、度(Deg))の数値データ(β=90度の場合で、回旋角度α=−45度〜+45度の範囲の値)を示す。 The data calculated under these conditions are shown in FIGS. FIG. 13 is an S frequency (average frequency) distribution diagram, and FIG. 14 is a C frequency (cylindrical frequency) distribution diagram. In FIG. 13 and FIG. 14, the concentric circles written with dotted lines represent the rotation angle α and are shown at a pitch of 5 degrees. The pitch of the contour lines is 0.5D (dioptre). 15 is a bird's eye view corresponding to the S frequency distribution of FIG. 13, and FIG. 16 is a bird's eye view corresponding to the C frequency distribution of FIG. FIG. 17 shows the numerical data (β = 90 degrees) of S frequency (diopter (Dptr)), C frequency (diopter (Dptr)), and AX (astigmatic axis, degree (Deg)) obtained at this time. , Rotation angle α = value in the range of −45 degrees to +45 degrees).
1 眼鏡レンズ
1a 凸面
1b 凹面
2 眼球
100 コンピュータ
101 レンズ面形状入力部
102 肉厚入力部
103 回旋中心距離入力部
104 偏心量入力部
105 プリズム入力部
106 前傾角入力部
107 屈折率入力部
108 アッベ数入力部
109 ノイズカット処理部
110 スプライン関数入力部
111 座標変換処理部
112 光線追跡計算処理部
113 光学性能計算処理部
114 計算結果表示処理部
120 プリンタ
130 ディスプレイ
R 回旋中心
VR 回旋中心距離
CT 眼鏡レンズの中心肉厚
DESCRIPTION OF
Claims (7)
の回旋中心との距離をパラメータとして含む眼鏡レンズの装用状態ファクターと、前記眼
鏡レンズの屈折率を含む眼鏡レンズの材質ファクターの各ファクターをパラメータ化して
、可変に設定可能にし、所定の値を選択し、前記眼球の回旋中心を通る主光線又は主光線
を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学収差を求めて眼鏡レンズの評価を行うこ
とを特徴とする眼鏡レンズの評価方法。 A three-dimensional shape factor of the spectacle lens, a wearing state factor of the spectacle lens including the distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball as parameters, and a material factor of the spectacle lens including the refractive index of the spectacle lens Each parameter of the eyeglasses is parameterized so that it can be set variably, a predetermined value is selected, and the optical aberration at each position of the spectacle lens with respect to the chief ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the chief ray is obtained. A method for evaluating a spectacle lens, comprising evaluating a lens.
の回旋中心との距離の他に、偏心、プリズム処方、眼鏡レンズの前傾角が含まれているこ
とを特徴とする請求項1に記載の眼鏡レンズの評価方法。 The spectacle lens wearing state factor includes, in addition to the distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball, eccentricity, prism prescription, and forward tilt angle of the spectacle lens. Item 2. A method for evaluating an eyeglass lens according to Item 1.
スプライン関数により関数化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡レ
ンズの評価方法。 The surface shape of the spectacle lens in the three-dimensional shape factor of the spectacle lens is:
3. The spectacle lens evaluation method according to claim 1, wherein the spectacle lens is functionalized by a spline function.
線又は主光線を含む光束の光線追跡によって求められることを特徴とする請求項1乃至3
のいずれかに記載の眼鏡レンズの評価方法。 4. The optical aberration at each position of the spectacle lens is obtained by ray tracing of a principal ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light beam including the principal ray.
The evaluation method of the spectacle lens in any one of.
鏡レンズの評価方法を使用して眼鏡レンズを評価する工程を有することを特徴とする眼鏡
レンズの設計方法。 5. A spectacle lens design method comprising a step of evaluating a spectacle lens using the spectacle lens evaluation method according to claim 1 in the spectacle lens design process.
各種データより眼鏡レンズの光学収差を算出するコンピュータと、コンピュータが算出し
た眼鏡レンズの光学収差の評価結果を表示する出力装置とを備え、前記コンピュータは、
前記3次元測定器の測定値を含む眼鏡レンズの3次元形状に関するデータを入力する3次
元形状データ入力部、前記眼鏡レンズの眼側の面と眼球の回旋中心との距離をパラメータ
として含む眼鏡レンズの装用状態パラメータを入力する装用状態パラメータ入力部、及び
前記眼鏡レンズの屈折率をパラメータとして含む眼鏡レンズの材質パラメータを入力する
材質パラメータ入力部を有すると共に、これら入力部からのデータに基づいて、前記眼球
の回旋中心を通る主光線又は主光線を含む光束に関する眼鏡レンズの各位置での光学収差
を算出する処理部を有することを特徴とする眼鏡レンズの評価装置。 A three-dimensional measuring instrument that measures the surface shape of the spectacle lens, a computer that calculates the optical aberration of the spectacle lens from various data for the spectacle lens, and an output device that displays the evaluation result of the optical aberration of the spectacle lens calculated by the computer The computer includes:
A three-dimensional shape data input unit for inputting data relating to a three-dimensional shape of the spectacle lens including the measurement value of the three-dimensional measuring device, and a spectacle lens including a distance between the eye-side surface of the spectacle lens and the center of rotation of the eyeball as a parameter A wearing state parameter input unit for inputting the wearing state parameter, and a material parameter input unit for inputting a material parameter of the spectacle lens including a refractive index of the spectacle lens as a parameter, based on data from these input units, A spectacle lens evaluation apparatus comprising: a processing unit that calculates an optical aberration at each position of the spectacle lens with respect to a principal ray passing through the center of rotation of the eyeball or a light flux including the principal ray.
鏡レンズの面形状をスプライン関数により関数化する関数化処理部を有することを特徴と
する請求項6に記載の眼鏡レンズの評価装置。 The spectacles according to claim 6, wherein the processing unit includes a functionalization processing unit that functionalizes a surface shape of the spectacle lens by a spline function based on an input value from the three-dimensional shape data input unit. Lens evaluation device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090212 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091027 |