JP2008530588A - 眼鏡用補助レンズを定める方法 - Google Patents

Abstract

【課題】眼鏡用の補助レンズ、すなわち、クリップ留めレンズ(10)を定める方法を提供する。
【解決手段】この発明の方法は、まず、老眼者の処方に適合しているレンズ(6)を選択し(20)、その選択されたレンズ(6)の位置およびその選択されたレンズの前の補助レンズ(10)の位置をモデル化し(22)、次いでその選択されたレンズ(6)および補助レンズ(10)を含むアセンブリの光学的関数を選択する(24)ステップを含んでなる。補助レンズ(10)の特性値は、選択された光学的関数を最適化の目標として使用して、標準的眼鏡着用者について光学的最適化を行うことによって計算する。このようにして得られた補助レンズは、レンズ着用者に、前記選択された光学的関数を提供する。前記補助レンズは、選択されたレンズの全面を覆って広がり、前記面全体にわたって前記光学的関数の連続性を保証する。
【選択図】図１

Description

この発明は、眼鏡用の補助レンズ(supplementary face)、すなわち「クリップ留め」レンズ("clip-on" face)に関する。下記の説明では，眼鏡フレームに取り付けるべく意図された眼鏡用補助レンズ、すなわち支持体とレンズで形成された着脱自在のアセンブリを、用語「クリップ留めレンズ(crip-on)」により称する。このようなクリップ留めレンズをフレームに取り付けるとき、クリップ留めのレンズは、眼鏡フレームに取り付けられたレンズの前に配置される。そのようなクリップ留めレンズは、特に、非着色眼鏡の着用者に対して日射防護を提供するために提案されている。

眼鏡フレームにクリップ留めレンズを、確実に、着脱自在に取り付けるのに、各種の解決法がある。磁石式解決法が、米国特許第Ａ−５，７３７，０５４号、米国特許第Ａ−６，５４７，７０３号および米国特許第Ａ−６，４１２，９４２号に記載されている。機械式解決法が、米国特許第Ａ−６，４７４，８１０号、米国特許第Ａ−５，７７４，２００号、米国特許第Ａ−５，７２４，１１８号、米国特許第−５，６９４，１９２号、米国特許第Ａ−５，４９３，３４８号および米国特許第Ａ−５，７９０，２３０号に記載されている。

放射線技師、航空機パイロトその他の特定の老眼眼鏡着用者の要求を満たすために、クリップ留めレンズが提案されてきた。これらの着用者には、累進焦点レンズに用いられる標準領域、すなわちレンズの下部の近方視、レンズの上部の遠方視とは異なる視領域が必要である。例えば、航空機パイロットは、キャビンの上の方に配置されている目盛盤を見ることができるように、レンズの上部に近方視領域が必要である。

国際公開第ＷＯ−Ａ−０１／８１９８７号は、中間視または遠方視に対応する累進焦点レンズまたは多焦点レンズの部分を通して物体空間の近点または中間点を見る必要のある老眼の着用者用に意図された装置を提案している。この文書は、眼鏡レンズの上部分を覆って広がる、追加の正度数のレンズを備えた支持体を、眼鏡フレームに付け加えることを提案している。この追加レンズは、二焦点であるか、または度数変化を有する。例として示されている追加レンズは、単にその下部と上部における度数によって定義されている。第一の例は、下部分に１ジオプターの追加度数を有し、上部分に０．２５ジオプターの追加度数を有する、追加レンズに関する。第二の例は、下部分に０．２５ジオプターの追加度数を有し、上部分に１ジオプターの追加度数を有する、追加レンズである。これらの追加レンズとその形状は、結果として、レンズの下部分に着用者の光学的関数に有意な不連続の生成をもたらす。シミュレーションを、零ベースで２ジオプター追加のVarilux Panamic 型の累進焦点レンズで実施して、下記の結果を得ている。１ジオプターの度数を有する追加の単焦点レンズについて、Varilux Panamic と追加レンズのアセンブリの光学的関数は、視線が追加レンズの下部端縁上を移動するとき、経線に沿って１ジオプターを超える急激な不連続を示す。上部分の１ジオプターから下部分の０．２５ジオプターまで変化する度数を有する追加レンズについて、Varilux Panamic レンズと追加レンズのアセンブリの光学的関数は、視線が追加レンズの下部端縁上を通過するとき、経線に沿って０．７５ジオプター程度の急激な不連続を示す。シミュレーションは、さらに、クリップ留めレンズとレンズの周縁収差が、クリップ留めレンズによって修正された光学的領域において組み合わさることを示す。したがって、このアセンブリの周縁収差は、当初のレンズの周縁収差よりも著しい。

米国特許第Ａ−６，０２７，２１４号は、特定の用途専用の、局所修正領域を有するクリップ留めレンズを提案している。この文書は、修正領域の性質を具体的に述べていない。米国特許第Ａ−５，８８０，８０５号は、上部分２／３が素通し（零度）で下部分１／３が１ジオプター以上の度数を有するクリップ留めレンズを提案している。米国特許第Ａ−６，２４４，７０５号は、フレームの中のレンズの上部分を覆って広がる一定度数値のクリップ留めレンズを提案している。米国特許第Ａ−５，５９８，２３２号は、二焦点レンズの近方視領域の上に、この近方視領域に似せた形の負の度数を有するレンズを重ね合わせることができ、その結果、二焦点レンズから、遠方視に適した均一度数を有するレンズに移ることができる装置を提案している。

これらの各種文書は、一定の老眼の眼鏡着用者のそれら特定の問題を明らかにしている。しかし、これら文書は、幾分不十分な近似法に基づいた解決法を提案しているに過ぎない。事実、クリップ留めレンズと眼鏡レンズとの重合せにおいて、それらクリップ留めレンズと眼鏡レンズの両者が薄いレンズと考えられる。さらに、計算のために、これらのクリップ留めレンズは、「当初のレンズ」によって形成される光学的特性、例えば光学的設計を構成する度数と収差の分布、を考慮に入れていない。したがって、これらクリップ留めレンズは、眼鏡レンズとクリップ留めレンズのアセンブリの合成光学的特性に近づく。着用者の快適性の観点からは、これらの解決法は、満足すべきものではない。

さらに、光学的処方を確立するため、眼科医は、一般に、着用者の前に重ね合わせられる複数レンズの組合せを使用する。

着用者の処方に適したレンズを選択するステップと、
その選択されたレンズの位置およびその選択されたレンズの前の補助レンズの位置をモデル化するステップと、
選択されたレンズと補助レンズのアセンブリについての光学的関数を選択するステップと、
その選択された光学的関数を最適化の目標として使用することにより標準的着用者について光学的最適化を行うことによって、補助レンズの特性を計算するステップと、
を含んでなる、眼鏡用の補助レンズ（すなわち、クリップ留めレンズ）を定める方法を提案するものである。

一実施態様では、前記計算ステップは、補助レンズの一つの面を最適化することによって実行される。この場合、その最適化された面は、前記選択されたレンズに隣接する補助レンズの面であると見ることができる。補助レンズの最適化された面でない方の面は、球面でもよい。

この発明は、眼鏡に取り付けられたレンズの前に補助レンズを着脱自在に取り付けるのに適した着脱自在の取り付け装置と、
眼鏡に取り付けられたレンズの面に少なくとも等しい面と、
この面にわたって連続的に変化する光学的度数と、
を有する眼鏡用補助レンズも提案するものである。

その補助レンズは、中心部の厚さを２．５ｍｍ以下にし、および／または少なくとも一方の面を表面処理することができる。

最後に、この発明は、眼鏡フレームに取り付けるのに適した、このような補助レンズと眼鏡レンズとの組合せを提案するものである。

そのような組合せでは、
眼鏡レンズは、光学的中心または幾何学中心を有し、
補助レンズは、前記中心におけるレンズの前面の球面に等しい球面を有する、球面状の裏面を有している。

単に例として添付図面を参照して説明するが、この発明の実施態様についての以下の詳細な説明を読むと、この発明のその他の特徴および利点が明らかになるであろう。

この発明は、累進焦点レンズに取り付けることを意図したクリップ留めレンズを提案するものである。このクリップ留めレンズは、それが取り付けられる累進焦点レンズの表面の全体を覆い、この表面にわたって不連続を全く示さない。

それ自体知られているとおり、用語「累進焦点レンズ」は、老眼着用者用に意図されたレンズであって、レンズの上部分に遠方視領域を、レンズの下部分に近方視領域を、およびレンズの上部分から下部分への度数増加を有するものを意味するために使用される。そのようなレンズは、例えば、フランス特許第Ａ−２，６９９，２９４号、米国特許第Ａ−５，２７０，７４５号または米国特許第Ａ−５，２７２，４９５号、フランス特許第Ａ−２，６８３，６４２号、フランス特許第Ａ−２，６９９，２９４号またはフランス特許第Ａ−２，７０４，３２７号にも記載されている。それらのレンズは、一般に、それらレンズの異なる特性に課された一定数の制約から出発して最適化することによって決定される。これらのレンズは、着用者のその時点での異なる要求に適した万能レンズである。

用語「特殊レンズ」は、特定の活動または特定の処方に専用の、累進度数を有するレンズを意味するために使用される。そのようなレンズは、例えば、フランス特許第Ａ−２，５８８，９７３号に記載されており、この特許は、若年老眼者用に意図されたレンズを提案しており、それらレンズは、着用者の遠方視に必要な度数とは独立して、着用者の近方視に必要な度数の関数としてのみ処方されている。フランス特許第Ａ−２，７６９，９９７号は、着用者に、近方視において単焦点レンズの利点を提供しそのうえ中間視も提供する特殊レンズを提案している。発明の名称が「Lentille ophtalmique（眼用レンズ）」で２００４年６月３日出願されたフランス特許願第０４／０６００２号には、着用者に、遠方視において単焦点レンズの利点を提供しそのうえ中間視も提供するレンズが記載されており、そのレンズは、特に自動車を運転するのに適したものである。

この発明のクリップ留めレンズは、それを取り付ける累進焦点レンズの光学的関数の変換を確実にする。このクリップ留めレンズは、累進レンズの表面全体を覆うので、そのアセンブリの着用者は、累進焦点レンズの視野の全体にわたって修正された光学的関数を有することを保証する。そのうえ、このクリップ留めレンズには、不連続がないので、累進焦点レンズとクリップ留めレンズのアセンブリの着用者に提供される光学的関数に不連続を生じない。着用者は、クリップ留めレンズによって修正された連続的な光学的関数を、累進焦点レンズによって提供される全視野にわたって有する。光学的関数が連続であること、すなわち不連続がないことは、問題の光学的パラメータが視方向の連続的関数であるということを意味する。このことは、特に光学的度数に当てはまり、その結果レンズの他の光学的パラメータに当てはまる。

眼鏡レンズとクリップ留めレンズで形成されるアセンブリの合成ジオプターの近似値に基づいた従来技術の解決法とは異なり、この発明の解決法は、クリップ留めレンズと眼鏡レンズの組合せの光学的特性を考慮に入れることを可能にする。この考慮によって、着用者について得られる結果を改善することができる。そのうえ、クリップ留めレンズと眼鏡レンズとの組合せの光学的特性を使用することによって、着用者に、従来技術におけるよりも多様な解決法を提案することができる。
それ自体知られているとおり、非球面のどの点においても、下記式［数１］で与えられる平均球面Ｄが定義される。

式中、Ｒ₁ とＲ₂ は、メートル単位で表された最大および最小の局所曲率半径であり、そして、ｎは、レンズを構成する材料の屈折率である。

したがって、下記式［数２］で与えられる円柱面Ｃが定義される。

上記平均球面と円柱面は、面パラメータである。

図１は、レンズ−眼球系の垂直断面の線図図である。眼球２は、図中ＣＲＯで表されている回転中心、半径および瞳孔４でモデル化されている。眼球のモデルは、例えば、「Accommodation-dependent model of the human eye with aspherics」、R. Navarre、J. SantamariaおよびJ. Bescos著」、Opt. Soc. Am. A.、Vol.2, No. 8／１９８５年８月に提案されており、通常、眼球の位置（姿勢ｓ）は、主視方向に対する眼球の垂直回転と水平回転を表す二つの角αとβによって定義される。レンズ６は、フレームに取り付けられ、眼球の前に位置している。眼球の前のレンズの位置決めは、通常、パラメータ：眼球の回転中心から後面までの距離、ＣＲＯとレンズの距離、垂直線に対するレンズの傾斜角すなわち装着時前傾角(pantoscopic angle)、および水平線に対する傾斜角すなわち反り(curving contour angle)で定義される。一般に、前記ＣＲＯ−レンズ間距離、傾斜角および反りとして２７ｍｍ、１２°および０°の値を使用することができる。このレンズは、主視方向とレンズ上に設けた合わせ十字との整列（一直線並び）を考慮して取り付けられ、これが図１に示してあるが、そこでは、主視方向８と合わせ十字ＣＭがレンズの前面上にプロットされている。

図１には、レンズ６の前に配置されたクリップ留めレンズ１０も示しており、それは前面１４と裏面１２を有している。クリップ留めレンズをフレームに取り付けるための着脱自在の装置は、この図には示されていない。この装置は、前記従来技術に記載の既存の解決手段を一つ以上備えることができる。

スペースモデルを表すエルゴラマ(ergorama)が着用者について定義される。各視方向について、すなわち各対（α，β）について、エルゴラマは、物体近接度(object proximity)を提供する。エルゴラマの構造に関するより詳細な説明については、国際公開第ＷＯ−Ａ−９８／１２５９０号（米国特許第Ａ−６，３１８，８５９号）の文献を参照することができる。次いで、着用者がレンズを通して、エルゴラマで与えられる各距離について、矢状面上の各点を見るときの、眼球の位置（姿勢）の全ての対（α，β）として、経線が定義される。

眼球とレンズ位置のモデルのエルゴラマが与えられると、レンズの各光学的パラメータを計算することができるが、そのことについては、例えば、ヨーロッパ特許出願第Ａ−Ｏ ９９０，９３９号に図１〜３を参照して説明されており、または国際公開第ＷＯ−Ａ−９８／１２，５９０号（米国特許第Ａ−６，３１８，８５９号）にも図１を参照して説明されている。具体的には、頂点球面は、眼球の回転中心に中心があって、合わせ十字の所でレンズに接している球面と定義する。視方向（α，β）については、エルゴラマが与える物体距離における物点Ｍを考慮する。間に物体の像が形成される点Ｓと点Ｔとが定まる。眼球の回転中心と点Ｍを通る光線は、頂点球面と点Ｊで交差する。したがって、像近接度ＩＰは、下記式［数３］で与えられる。

一方、物体近接度ＯＰは、頂点球面の点Ｍと点Ｊとの間の距離の逆数である。度数は、下記式［数４］のように、物体近接度と像近接度の合計と定義される。

非点収差の振幅は、下記式［数５］で与えられる。

非点収差（乱視）の角は、眼球にリンクした垂直面に像Ｔが形成する、眼球にリンクした基準面において水平方向に対して測定した角度である。度数および非点収差のこれら定義は、着用条件下で眼球にリンクした基準面内での光学的定義である。定性的には、このように定義される度数と非点収差は、視方向のレンズの代わりに取り付けられて、局所的に同じ像を提供する薄いレンズの特性に相当する。主視方向において、この定義は、非点収差の標準値を提供することが分かる。

このように定義された度数および非点収差は、フロントフォコメーター(frontofocometer)を使ってレンズ上で実験的に測定することができ、また着用条件下で光線追跡法によって計算することもできる。

これらのパラメータを使って、レンズの光学的関数が、例えば、図５および６に示すように、全ての視方向について度数および非点収差の値によって定義される。

老眼着用者用に意図された累進焦点レンズの例を考えると、このレンズは、慣例的にＶＬで表される遠方視基準点および慣例的にＶＰで表される近方視基準点を有している。これら２点の間に、このレンズは、慣例的にＶＩで表される中間視領域を有し、この中間視力領域は、点ＶＬを含む遠方視領域と点ＶＰを含む近方視領域を連結している。このレンズは、処方が、遠方視においてＳＶＬ、ＣＶＬおよびＡＶＬ（球面、円柱面および軸）でありかつ近方視においてＳＶＰ、ＣＶＰおよびＡＶＰである老眼の着用者に適している。一般に、公称追加(nominal addition)ＡＤＤは、遠方視において処方された球面と近方視において処方された球面との間の差ＳＶＰ−ＳＶＬによって与えられ、非点収差の処方（円柱面および軸）は、遠方視と近方視で同一であり、ＣＶＰ＝ＣＶＬおよびＡＶＰ＝ＡＶＬと表される。したがって、平均度数の補正値は、遠方視においてはＳｍＶＬ＝ＳＶＬ＋ＣＶＬ／２であり、近方視においてはＳｍＶＰ＝ＳＶＰ＋ＣＶＰ／２＝ＳｍＶＬ＋ＡＤＤである。

図２は、累進焦点レンズの平均度数の光学的プロフィルを示し、レンズの度数をｘ軸に沿って図２のグラフにプロットし、視線の下げ角αをｙ軸に沿ってプロットしてある。図２が示すように、光学的度数は、主視方向より上の各視方向について、すなわちここで提案されている表記法で角αの負の値について、実質的に一定である。その光学的度数は、前記補正ＳｍＶＬに関連するＰｍＶＬの値を有する。視方向が下げられると、光学的度数は増大して、近方視領域において実質的に一定の値に到達し、その値は、先に考察したＳｍＶＰに関連するＰｍＶＰの値を有する。角αの値は、合わせ十字についてと、併せて遠方視用の基準点ＶＬおよび近方視用の基準点ＶＰについて、このグラフ上にプロットした。

図３は、同じ表記法で、特殊レンズの平均度数の光学的プロフィルを示し、図３の左側に自動車運転専用の特殊レンズのプロフィルが示されている。図３が示すように、このレンズは、図２に示す種類の累進焦点レンズより低い方まで広がる遠方視領域を有している。この特殊レンズの下方部分では、度数は中間視を保証するために増大している。この特殊レンズは、近方視領域を有しない。図３の右側に、コンピュータ作業専用の特殊レンズのプロフィルを示してある。図２の示すプロフィルについて、この特殊レンズは、その上部分に、標準の累進焦点レンズの点ＶＬよりに、一定ではあるが着用者の遠方視を補正するのに必要な値に比べてより大きい度数の領域を有し、この領域は中間視を許容している。この特殊レンズは、その下部分に、標準の累進焦点レンズの近方視領域より少し高い位置に配置された近方視領域を有している。このような光学的プロフィルは、フランス特許出願第Ａ−２，７６９，９９７号に、より詳細に記載されている。

図４〜６は、従来技術の累進焦点レンズの光学的特性を示し、それは、本願出願人が名称 Varilux Panamic で市販しているタイプの面で形成されているレンズであって、２．００ジオプターを追加する平面処方用に一般的に使用されている。例として選択されるレンズは、遠方視の平均度数が０ジオプターで公称追加度数が２ジオプターである。図４は、従来技術の累進焦点レンズについての経線沿いの着用者度数のグラフを示し、角αはｙ軸に沿って表し、光学的度数はｘ軸に沿って表してある。このグラフは、経線に沿って、Ｔ、ＳおよびＰの値を、ジオプターで示している。図４に示すプロフィルは、図２に線図で示されたタイプのものである。図５は、図４の累進焦点レンズについて、着用者度数のマップを示し、眼球の回転中心を通る垂直軸の周りの眼球の回転角βがｘ軸に沿って表され、眼球の回転中心を通る水平軸の周りの眼球の回転角αがｙ軸に沿って表されている。図５は、同じ着用者度数の各線を、対（α，β）の異なる値について、０．２５ジオプター刻みで示している。図５は、遠方視領域を着用者度数が０．５０ジオプターの線より上のレンズの上部分に示しており、近方視力領域も近方視基準点の周りのレンズの下部分に示されている。図５は、また、対（α，β）の値（０，０）について合わせ十字を示し、当該合わせ十字より上方にαの値が８°程度でβの値が０の所について遠方視基準点を示している。最後に、近方視基準点が、レンズの鼻側にシフトされているが、図５にプロットされている。図６は、同じ表記法で、図４の累進焦点レンズについて結果として発生している非点収差(resulting astigmatism)（＝生成非点収差）のマップを示している。ここでも、生成非点収差の等収差線が０．２５ジオプター刻みで示されている。このレンズは、中心の厚さが２．５３ｍｍであり、遠方視基準点において、このレンズは、平均度数が−０．０４ジオプターで、生成非点収差が０．０１ジオプターである。近方視基準点では、平均度数が２．０２ジオプターで、生成非点収差が０．０３ジオプターである。

図７〜９は、従来技術の第一の特殊レンズについて、図４〜６に示したのと類似のグラフとマップを示し、図７は、図３の右側に示したタイプのプロフィルを示す。この第一の特殊レンズは、中間視での作業用に意図されたレンズであり、２．００ジオプター追加の処方を有する着用者に適している。この特殊レンズの着用者度数の累進は、０．８０ジオプターに等しく、着用者の追加の処方より小さい。等度数線マップ(isopower map)と等非点収差線マップ(isoastigmatism map)は、０．２５ジオプターの間隔を置いた線を示している。このレンズは、中心の厚さが２．２０ｍｍであり、中間視のレベルの所（その位置は中心より上方に約６°の所である）で、このレンズは、１．２２ジオプターの平均度数と０．０１ジオプターの生成非点収差を有している。近方視のレベルでは、平均度数が２．０８ジオプターであり、生成非点収差が０．１５ジオプターである。

図１０〜１２は、この発明による第一のクリップ留めレンズの裏面の特性を示し、これによって、図４〜６の累進焦点レンズの光学的関数を、図７〜９の第一の特殊レンズの光学的関数に変換することができる。このクリップ留めレンズは、前面が球面で裏面が無限焦点面である。当該裏面は、レンズおよびそのレンズに取り付けられたクリップ留めレンズのアセンブリに必要な光学的関数を保証するために最適化される。図１０は、クリップ留めレンズの裏面の経線に沿った平均球面のグラフを示し、その経線は、上記のようにして光学的に定義される。図１０は、実線で平均球面を示し、点線で最大と最小の曲線の１／Ｒ₁ と１／Ｒ₂ の値を示し、これらの値は、ｘ軸に沿ってジオプターでプロットされており、レンズの中心より８ｍｍ上方に位置する点における平均球面に対して相対的に与えられた値である。軸（ｘ，ｙ）が水平軸と垂直軸を示す正規直交化基準面において、ｙ軸に沿って、このグラフはｍｍで目盛りが付けられてレンズ上の縦軸を示しており、その平面（ｘ，ｙ）は、レンズの中心においてのレンズの面に接している。図１０は、レンズの上部分における平均球面が実質的に一定であり、レンズの下部分における１．２０ジオプター程度の値に到達するように増加していることを示している。レンズ上の座標点（０ｍｍ，８ｍｍ）の所で、平均球面は３．５７ジオプターであり、そして円柱面は０．０２ジオプターである。基準面（ｘ，ｙ）内の座標点（０，４ｍｍ）の所で、平均球面は３．５７ジオプターであり、そして円柱面は０．０４ジオプターである。基準面（ｘ，ｙ）内の座標（２．５６１ｍｍ，−１４ｍｍ）の近方視用の対照点の高さの所で、平均球面は４．７５ジオプターであり、そして円柱面は０．０６ジオプターである。

クリップ留めレンズの前面は、球面であり、曲率が４．７４ジオプターである。クリップ留めレンズは、Essilor が供給している Orma と呼称されている材料で形成されており、１．５０２の屈折率を有する。このクリップ留めレンズの厚さは、１．５０ｍｍである。

図１１と１２は、図１０のクリップ留めレンズの裏面の平均球面と円柱面のマップを示し、座標は、ｍｍで上記基準面（ｘ，ｙ）内のｘ軸とｙ軸上にプロットされている。等円柱面線とジオプター等球面線を０．２５ジオプター間隔で描かれている。

図１０〜１２に示すクリップ留めレンズは、レンズとクリップ留めレンズのアセンブリを、以下に説明するように、着用条件下で、光学的に最適化することによって得られる。

光学的最適化法を利用すると、アセンブリの組合せを単純に近似させることによって得られるであろう光学的関数よりも、またはクリップ留めレンズを、それが取り付けられているレンズとは独立して最適化することによって得られるであろう光学的関数よりも、精確な光学的関数を、着用者に対して保証できる。

この発明は、基本的な光学的関数を、具体的な要求に適した光学的関数に変換することを可能とする。上述の従来技術の解決法とは異なり、この発明は、眼鏡レンズとクリップ留めレンズのシステムの光学的関数の全体にわたって、特にそのシステムの周縁において、光学的関数の制御を保証する。

上記最適化は、以下のようにして実施できる。まず第一に、眼のモデルに対して標準の位置において、着用者の処方に適したレンズを、図１について説明したように、検討する。次に、クリップ留めレンズを眼鏡レンズの前に配置するが、レンズに対するクリップ留めレンズの位置は、もし異なる取付けシステムが、フレームまたはレンズに対してクリップ留めレンズの異なる位置を提供するならば、クリップ留めレンズをレンズのフレームに取り付けるシステムに依存するであろう。クリップ留めレンズがレンズの前に一旦配置されると、そのクリップ留めレンズは、眼鏡レンズとクリップ留めレンズのアセンブリに望ましい光学的関数を最適化の目標として使用して最適化することによって定まる。この望ましい光学的関数は、空間の記述(description)と活動(activity)の分析を用いて決定することができる。問題の活動に最適な望ましい光学的関数は、このことから導き出される。

上記最適化は、光線プロッティングソフトウェアを使って実行され、このソフトウェアによって、与えられた形状のクリップ留めレンズについて、着用者の度数およびレンズとクリップ留めレンズのアセンブリから生じる非点収差を決定することができる。光学的システムの光学的関数をシミュレートできる、それ自体公知の他のいかなるツールも使用できる。この最適化は、例えば、ALLIONE P.,AHSBAHS F.,LE SAUX G. の「Application of optimization in computer-aided ophthalmic lens design」、Design and Engineering of Optical Systems II（Merkle Editor,SPIE Proceedings SERIES Vol.3737,Berlin 1999）、１３８〜１４８頁に記載されている光学的最適化法に従うことによって、それ自体公知のやり方で実施される。

したがって、光学的最適化は、クリップ留めレンズを計算する際に近似を行うことなく実施され、特に、従来技術と異なって、薄いレンズの近似は含まれていない。最適化に使用する入力は、当初のレンズおよび所望の光学的関数の精確な記述である。

システムが意図している活動が特定の処理を必要としている場合は、クリップ留めレンズにそのような特定の処理を行うことができる。例えば、自動車の運転用または野外活動用に意図された眼鏡レンズのためには、クリップ留めレンズは、対日光処理または偏光処理を施すことができる。コンピュータ画面作業用の「コントラスト強調」処理またはゴルフ用のニュートラルシェーディング(neutral shading)を実施することもできる。この処理は、クリップ留めレンズの二つの面のいずれかに行うことができる。そのうえ、耐衝撃性に関する規格などの諸規格は、クリップ留めレンズには適用されないので、クリップ留めレンズは余り厚くしなくてもよい。下記の実施例では、クリップ留めレンズは、中心の厚さが１．５０ｍｍであり、厚さが２．５ｍｍ以下であれば、より一般的に有利である。

上記の実施例では、クリップ留めレンズの前面は、球面であり、最適化はその裏面上に実行する。これは、眼鏡レンズとクリップ留めレンズのアセンブリのために球面の前面を提供するという利点を有する。また、クリップ留めレンズの前面を最適化するとか、光学的関数をクリップ留めレンズの前面にわたっておよび裏面にわたって分布させるとか、することも可能である。また、クリップ留めレンズの光学的関数を、回折素子、勾配屈折率素子などのような他のタイプの光学素子によって得ることも可能である。

この発明のクリップ留めレンズは、与えられた累進焦点レンズのために最適化される。しかし、この発明のクリップ留めレンズは、眼鏡レンズの経線に沿った度数プロフィルが、最適化のために使用される累進焦点レンズのそれに類似している他のレンズ用にも使用することができる。上記の実施例では、この発明のクリップ留めレンズは、品名 Varilux Panamic で市販されているレンズ用に最適化される。この発明のクリップ留めレンズは、経線に沿ってその近傍に類似の度数プロフィルを有する品名 Varilux Comfort で市販されているタイプのレンズ用にも使用できる。もちろん、同じクリップ留めレンズをこのように使用すれば、Varilux Comfort レンズの Varilux Panamic レンズと類似の光学的関数を有する部分の光学的関数のみが保証される。これは近似解であるから、可能である限り、取り付けるクリップ留めレンズが最適化される元の眼鏡レンズの関数最適化を行うことが好ましい。

図１３〜１５は、従来技術の第二の特殊レンズについて、図４〜６に示したのと類似のグラフとマップを示す。図１３〜１５のレンズは、自動車運転専用のレンズであり、前記フランス特許出願第０４／０６００２号に記載のタイプのものである。このレンズは、２．００ジオプターの追加処方を有する着用者に適している。この特殊レンズをにわたっての着用者の公称度数累進は、０．７２ジオプターに等しく、着用者の追加処方よりも小さい。等度数線マップおよび等非点収差線マップは、０．２５ジオプター間隔の各線を示している。このレンズは、中心の厚さが２．０７ｍｍであり、遠方視のレベルの所（その位置は、前記中心より約６°上方である）で、このレンズは−０．０２ジオプターの平均度数と０．０４ジオプターの生成非点収差を有している。中間視のレベルの所では、視線を約３３°下げてかつ鼻の方向に約６°の角度について、平均度数は０．７０ジオプターであり、生成非点収差は０．３４ジオプターである。

図１６〜１８は、図１０〜１２に類似している。図１６−１８は、この発明による第二のクリップ留めレンズの裏面の特性を示し、このクリップ留めレンズは、図４〜６の累進焦点レンズの光学的関数を図１３〜１５の第二の特殊レンズの光学的関数に変換できる。前記実施例のように、このクリップ留めレンズは、球面の前面と無限焦点の裏面を有している。その裏面は、レンズとレンズに取り付けられたクリップ留めレンズとのアセンブリに必要な光学的関数を保証するように最適化される。図１６は、クリップ留めレンズの裏面について、経線に沿っての平均球面のグラフを示し、各軸の符号の取り方は、図１０におけるのと同じである。図１６は、レンズの上部分における平均球面が、実質的に一定であり、レンズの下部分において１．３７ジオプターの程度の値に到達するように増加していることを示している。レンズ上の座標点（０ｍｍ，８ｍｍ）の所で、平均球面は４．７３ジオプターであり、そして円柱面は０．０５ジオプターである。基準面（ｘ，ｙ）内の座標点（０，４ｍｍ）の所で、平均球面は４．８２ジオプターであり、そして円柱面は０．０８ジオプターである。基準面（ｘ，ｙ）内の座標（２．５６１ｍｍ，−１４ｍｍ）の中間視用の対照点の高さの所で、平均球面は６．１０ジオプターであり、そして円柱面は０．３０ジオプターである。

クリップ留めレンズの前面は、球面であり、曲率は４．７４ジオプターである。クリップ留めレンズは、Essilor が供給している Orma と呼称されている、屈折率が１．５０２の材料で形成される。そのクリップ留めレンズの厚さは、１．５０ｍｍである。

図１７と１８は、図１６のクリップ留めレンズの裏面の平均球面と円柱面のマップを示し、図１１および１２と同じ表記法で描かれている。等円柱面線と等球面線を０．２５ジオプター間隔で描いてある。

取り付け中、眼鏡レンズに対するクリップ留めレンズの位置決めの精度は、眼球の前の累進焦点レンズの合わせ十字の精度と同程度であれば十分である。これは、クリップ留めレンズをフレームに取り付けるための標準的な技術によって容易に得られる。クリップ留めレンズの計算では、第一のジオプター（この実施例のクリップ留めレンズの前面）と眼球との間の全ての運動力学を考慮に入れるので、優れている。

図１６〜１８の実施例によって、眼鏡レンズとクリップ留めレンズのアセンブリの着用者に、図１３〜１５に記載されているレンズの光学的関数を提供できる。第一の実施例で説明したように、クリップ留めレンズを定義するために光学的最適化法を利用すれば、着用者がそのレンズとクリップ留めレンズのアセンブリを着用するとき目標の光学的関数が効果的に達成される。

図１９は、この発明の方法の流れ図である。ステップ２０で、着用者の処方に適したレンズ６が選択される。上記に提案した実施例では、このレンズは、その光学的関数が図４〜６に表されているレンズである。

ステップ２２で、選択されたレンズ６およびその選択されたレンズの前のクリップ留めレンズ１０の位置をモデル化する。これは、先に説明したように、眼球の回転中心と選択されたレンズの裏面との間の距離、傾斜角および反り(curving contour)を考慮することによって実行できる。標準値を上記のように選択することができ、または特定の条件下での与えられた着用者に適した諸値を選ぶことができる。クリップ留めレンズの位置も、選択されたレンズのフレームにクリップ留めレンズを取り付けるためのシステムに応じて決まる。

ステップ２４で、選ばれたレンズとクリップ留めレンズのアセンブリの光学的関数を選択する。この実施例では、このステップは、図７〜９または１３〜１５に示した光学的関数の選択に相当する。

ステップ２６〜３４で、最適化の目標として選択された光学的関数を使用して、標準着用者のために光学的最適化によりクリップ留めレンズの特性を計算する。この目的のために、まず、ステップ２６で出発クリップ留めレンズを選択する。例えば、
・前面１４が球面であり、
・裏面１２がゼルニケの多項式の無限湾曲面またはＢスプラインモデリング(B-Spline modeling)によってモデル化されている、
クリップ留めレンズを考えることができる。

ゼルニケの多項式は、例えば、F.ZERNIKE、「Beugungstheorie des Schneidenverfahrens und seiner verbesserten Form、der Phasenkontrastmehode、Physica、１、６８９〜７０４頁、１９３４年 に記載されている。B-Splines に関連する文献としては、C. De Boorの「A practical guide to Splines」、Applied Mathematical Sciences 27、Springer-Verlag、New-York、３３３〜３５９頁、１９７８年 がある。その裏面は、レンズの前面の球面と同じ値の中心で平均球面を押し当てることができる。このようにすると、クリップ留めレンズをレンズに対して正しく位置決めし易くなり、そして眼鏡レンズとクリップ留めレンズのアセンブリの合計厚さが抑えられる。出発クリップ留めレンズは、両表面間の厚さを１．５ｍｍとすることができる。

ステップ２８において、クリップ留めレンズの裏面を表すゼルニケの多項式は、変更することができる。反復の第一回目において、ステップ２６で選択された出発クリップ留めレンズを変更することができる。以降の反復の間は、各直前の反復中に決定された現在のクリップ留めレンズを考慮する。

ステップ３０において、選択された眼鏡レンズ・クリップ留めレンズのアセンブリの光学的関数を、ステップ２８で変更された場合、光線追跡法により計算する。

ステップ３２において、ステップ２８で計算された光学的関数とステップ２４で選択された目標の光学的関数を比較する。この比較は、物体空間の中の点、すなわち視方向を選び、次いで選択された各点についての着用者の度数と生成非点収差との間の差の二乗値を合計することによって行うことができる。この合計値は、最適化中に使用されるシステムの「メリット関数」を構成している。例えば、物体空間の中に下記のように分布した１５００個の点を選択することができる。すなわち、
・経線に沿った２５０個の点と、
・物体空間の残りの部分における１２５０個の点である。

ステップ３４において、上記比較結果が閾値より小さいかどうかを証明する。上記実施例において、１０⁵ ジオプター² の閾値を考慮することができ、この閾値は、求める最適化の関数として変えることができる。比較結果が閾値より小さくない場合は、ステップ２８に戻る。そうでない場合は、ステップ３６に進み、クリップ留めレンズは、その得られた現在値によって定められる。

上記に考察したタイプの光学的関数を求めるには、クリップ留めレンズは、計算された光学的関数と目標の光学的関数の間の上記差でもって１５回の反復で最適化される。

このように定められたクリップ留めレンズは、従来の技術によって、例えば、ポリマーをモールド成形することによって、またはクリップ留めレンズを直接、機械加工すること（フリーフォーム技術）によっても、生産される。

もちろん、この発明は、例として記載した実施態様に限定されることなく、上述のように、クリップ留めレンズの前面を最適化することが可能であり、またはクリップ留めレンズの前記光学的関数をクリップ留めレンズの前面および裏面にわたって分布させることさえも可能である。

上記諸実施例においては、同じ垂直「断面」に沿った異なるマップを分析するために、全てのシミュレーションについて同じ経線を考慮した。これは、光学的関数を比較できるようにする近似の問題に過ぎない。実際には、各視領域は、標準の累進焦点レンズと特殊レンズとの間で同一に中心が置かれているわけではない。例えば，インタビューレンズ(Interview lens)およびカーレンレンズ(Carlens lens)レンズは、近方視領域が鼻の方に偏心している標準の累進焦点レンズと異なり、対称的である。また、この発明のクリップ留めレンズは、例えば、偏心した近方視領域を有する標準の累進焦点レンズから、近方視領域の偏心を移動させることなく、特殊レンズの光学的関数を有するアセンブリに変換するために、各視領域を配置し直すことを可能とする。したがって、最適化は、物体空間中の度数と非点収差の目標を修正することによるだけでなく、経線を修正することによって行うことができる、と解される。

最適化の諸実施例では、一方の面にわたって度数が変化しているクリップ留めレンズを検討した。クリップ留めレンズ用に、屈折素子、回折素子および勾配屈折率素子の使用にも言及した。同様に、この発明は、ベースレンズの光学的関数の実現、すなわち初期レンズの片面または両面にわる光学的関数の分布、屈折素子、回折素子または勾配屈折率素子の使用などがどうであれ、当てはまる。

レンズ−眼球系の線図である。 着用条件下での累進焦点レンズの平均度数の光学的プロフィル線図である。 特殊レンズの平均度数の光学的プロフィル線図である。 従来技術の累進焦点レンズについて、経線に沿う着用者の度数のグラフである。 図４に示す累進焦点レンズについての平均的着用者の度数のマップである。 図４に示す累進焦点レンズについての生成非点収差のマップである。 従来技術の第一の特殊レンズについての、図４に示したのと類似のグラフである。 従来技術の第一の特殊レンズについての、図５に示したのと類似のマップである。 従来技術の第一の特殊レンズについての、図６に示したのと類似のマップである。 この発明による第一のクリップ留めレンズの裏面についての経線に沿う平均球面のグラフであり、これによって、図４〜６に示す累進焦点レンズの光学的関数を、図７〜９に示す第一の特殊レンズの光学的関数に変換できる。 図１０に示すクリップ留めレンズの裏面の平均球面のマップである。 図１０に示すクリップ留めレンズの裏面の平均円柱面のマップである。 従来技術の第二の特殊レンズについての、図４に示したのと類似のグラフである。 従来技術の第二の特殊レンズについての、図５に示したのと類似のマップである。 従来技術の第二の特殊レンズについての、図６に示したのと類似のマップである。 この発明による第二のクリップ留めレンズの裏面についての経線に沿う平均球面のグラフであり、これによって、図４〜６に示す累進焦点レンズの光学的関数を、図１３〜１５に示す特殊レンズの光学的関数に変換できる。 図１６に示すクリップ留めレンズの裏面の球面マップである。 図１６に示すクリップ留めレンズの裏面の円柱面マップである。 この発明の方法の流れ図である。

符号の説明

２ … 眼球
４ … 瞳孔
６ … 眼鏡レンズ
８ … 主視方向
１０ … クリップ留めレンズ
１２ … 裏面
１４ … 前面
ＣＭ … 合わせ十字
ＣＲＯ … 眼球の回転中心

Claims (9)

1. 着用者の処方に適したレンズ（６）を選択する（２０）ステップと、
   前記選択されたレンズ（６）の位置および前記選択されたレンズの前の補助レンズ（１０）の位置をモデル化する（２２）ステップと、
   前記選択されたレンズ（６）と前記補助レンズ（１０）のアセンブリについての光学的関数を選択する（２４）ステップと、
   前記補助レンズ（１０）の特性を、前記選択された光学的関数を最適化の目標として使用することにより標準的着用者について光学的最適化を行うことによって計算する（２６〜３４）ステップと、
   を含んでなる、眼鏡用の補助レンズ（１０）を定める方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記計算ステップを、補助レンズ（１０）の面（１２，１４）を最適化することによって実施する
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   前記最適化された面が、前記レンズ（６）に隣接する補助レンズの面（１２）である
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項２または３に記載の方法において、
   前記最適化された面（１２）以外の補助レンズの面（１４）が、球面である
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法によって得られる眼鏡用補助レンズ（１０）であって、
   眼鏡に取り付けられたレンズの前に、補助レンズを着脱自在に取り付けるのに適した着脱自在の取付け装置と、
   前記眼鏡に取り付けられたレンズの面に少なくとも等しい面と、
   この面にわたって連続的に変化する光学的度数と、
   を有してなる眼鏡用補助レンズ。
6. 請求項５に記載の補助レンズにおいて、
   中心部の厚さが２．５ｍｍ以下である
   ことを特徴とする補助レンズ。
7. 請求項５または６に記載の補助レンズにおいて、
   その面の少なくとも一方の面に表面処理がなされている
   ことを特徴とする補助レンズ。
8. 請求項５、６または７に記載の補助レンズと眼鏡フレームに取り付けるのに適したレンズとの組合せ。
9. 請求項８に記載の組合せにおいて、
   前記レンズが光学的中心または幾何学中心を有し、
   補助レンズが、前記中心におけるレンズの前面の球面に等しい球面を有する、球面状の裏面を有する、
   ことを特徴とする組合せ。

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