JP2013186445A - Optical apparatus - Google Patents

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Abstract

【課題】2枚のレンズのみで平均度数や非点収差を調整でき、特に非点収差を調整する際に2枚のレンズを別個に回転させることなく非点収差を調整することができる光学系を備えた光学装置を提供する。
【解決手段】表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面が形成されたベース形状について、そのいずれか一方の面に下記の式で示される曲面を付加サグ量として合成して第1及び第2のレンズ素子を得るようにし、それら第1及び第2のレンズ素子をそれぞれのX軸及びY軸方向一致するように並列配置させて光学系を構成し、これら第1及び第2のレンズ素子に2次元的な移動をさせることで非点収差量を制御させる。

【選択図】なし
An optical system capable of adjusting an average power and astigmatism with only two lenses, and particularly capable of adjusting astigmatism without separately rotating the two lenses when adjusting astigmatism. An optical device is provided.
For a base shape having a reference surface for synthesizing an additional sag amount on the front and back surfaces, a curved surface represented by the following formula is synthesized as an additional sag amount on one of the surfaces. And the second lens element is obtained, and the first and second lens elements are arranged in parallel so as to coincide with each other in the X-axis and Y-axis directions to constitute an optical system. The amount of astigmatism is controlled by causing the lens element to move two-dimensionally.

[Selection figure] None

Description

本発明は眼鏡、検眼装置、レーザー光線用ピックアップ等のレンズによる光学系を備えた光学装置に関するものである。   The present invention relates to an optical apparatus including an optical system using lenses such as glasses, an optometry apparatus, and a laser beam pickup.

一般の光学製品においては、高次収差のうち2次の収差を「平均度数・非点収差の大きさ・非点収差の方向」で表す。また、眼鏡レンズの度数は一般に2次の収差を「S度数・C度数・軸」で表す。S度数はプラス側またはマイナス側の度数(どちらにするかは任意)であり、軸はその方向を表す。乱視がある度数においてC度数は、S度数とは異なる側の度数からS度数を引いた値である。乱視がない度数においてC度数は0Dである。
従来から複数のレンズを組み合わせてユーザーの任意の平均度数や乱視度数(C度数)を設定する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、2枚の非球面レンズを上下方向に進退させることで平均度数を設定し、更に2枚のシリンダレンズを回転させることで乱視度数を設定する検眼システムが開示されている。この考えを敷衍すれば1つの光学系で平均度数や乱視度数(あるいは非点収差)を調整することのできる光学装置を提供することが可能である。
In general optical products, second-order aberrations among high-order aberrations are expressed as “average power, astigmatism magnitude, and astigmatism direction”. The power of the spectacle lens generally represents second-order aberration by “S power / C power / axis”. The S frequency is a plus or minus frequency (which is optional), and the axis indicates the direction. In the frequency with astigmatism, the C frequency is a value obtained by subtracting the S frequency from the frequency on the side different from the S frequency. In the frequency without astigmatism, the C frequency is 0D.
Conventionally, a technique for setting a user's arbitrary average power or astigmatic power (C power) by combining a plurality of lenses has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses an optometry system that sets an average power by moving two aspherical lenses up and down in the vertical direction and further sets the astigmatism power by rotating two cylinder lenses. Yes. If this idea is applied, it is possible to provide an optical device capable of adjusting the average power and the astigmatism power (or astigmatism) with one optical system.

特開2004−657号公報JP 2004-657 A

しかしながら、特許文献1のように4枚ものレンズによって平均度数や非点収差を調整することは非常に煩雑であり、透過光も4枚ものレンズを透過することで減衰したり反射によりゴーストが発生しやすくなり、個々のレンズの内在する収差成分を含むこととなって好ましくない。また、レンズが多くなるとそれだけ厚みや重みが増すこととなるため眼鏡用のレンズとしては極めて不適である。更に、特許文献1の光学系では乱視度数(非点収差)を調整するためにシリンダレンズを使用しており、2枚のシリンダレンズをそれぞれ別個に回転させるように動作させて乱視度数(非点収差)を調整するような構成であるが、平均度数を調整するためのレンズと協調を取りながら調整しなければならず操作は煩雑である。そのため、2枚のレンズのみで平均度数や非点収差を調整することができたり、非点収差を調整するために2枚のレンズを別個に回転させるような操作をしない光学系を備えた光学装置が求められていた。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。本発明の目的は、2枚のレンズのみで平均度数や非点収差を調整でき、特に非点収差を調整する際に2枚のレンズを別個に回転させることなく非点収差を調整することができる光学系を備えた光学装置を提供することにある。
However, adjusting the average power and astigmatism with as many as four lenses as in Patent Document 1 is very complicated, and transmitted light is attenuated by passing through as many as four lenses, and a ghost is generated due to reflection. This is not preferable because it includes an aberration component inherent in each lens. Further, since the thickness and weight increase as the number of lenses increases, it is extremely unsuitable as a lens for eyeglasses. Furthermore, in the optical system of Patent Document 1, a cylinder lens is used to adjust the astigmatism power (astigmatism), and the two cylinder lenses are operated so as to be rotated separately, respectively. (Aberration) is adjusted, but it must be adjusted in cooperation with a lens for adjusting the average power, and the operation is complicated. Therefore, an optical system provided with an optical system that can adjust the average power and astigmatism with only two lenses, or that does not operate to rotate the two lenses separately to adjust astigmatism. A device was sought.
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to adjust the average power and astigmatism with only two lenses, and in particular to adjust astigmatism without rotating the two lenses separately when adjusting astigmatism. An object of the present invention is to provide an optical device including an optical system that can be used.

上記課題を解決するために請求項1の発明では、光軸に対して垂直な2次元平面上において直交するX軸方向とY軸方向を設定するとともに、前記X軸とY軸によって表される座標に基づいて前記2次元平面上に存在する新たな複数の軸方向を設定し、同各軸方向に沿ったその面の前後の媒質の屈折率とその方向の断面の曲率によって定まる断面屈折力が各軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を設計し、表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面が形成されたベース形状について、そのいずれか一方の面に前記曲面を合成して第1及び第2のレンズ素子を得るようにし、前記第1及び第2のレンズ素子をそれぞれの前記X軸及びY軸方向及び前記新たな複数の軸方向が相互に一致するように並列配置させて光学系を構成し、前記第1及び第2のレンズ素子に2次元的な移動をさせることで非点収差量を制御させるようにしたことをその要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problem, in the invention of claim 1, the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other on a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis are set, and are represented by the X-axis and the Y-axis. A plurality of new axial directions existing on the two-dimensional plane are set based on the coordinates, and the refractive power of the cross section determined by the refractive index of the medium before and after the surface along the same axial direction and the curvature of the cross section in that direction. Design a curved surface that has a curved shape that changes linearly and continuously along each axial direction, and either one of the base shapes on which the reference surface for synthesizing the additional sag amount is formed on the front and back The first and second lens elements are obtained by synthesizing the curved surface with the surface, and the first and second lens elements have the X-axis and Y-axis directions and the new plurality of axial directions. Place them in parallel to match each other And the optical system, and its gist in that so as to control the astigmatism amount by which the two-dimensional movement to said first and second lens elements.

また、請求項2の発明では請求項1に記載の発明の構成に加え、前記第1のレンズ素子の前記曲面は下記数1の式で定義され、前記第2のレンズ素子の前記曲面は下記数2の式で定義され、屈折率n11の媒質、前記第1のレンズ素子の前記曲面、屈折率n12の媒質、屈折率n22の媒質、前記第2のレンズ素子の前記曲面及び屈折率n21の媒質の順で配列されている場合に下記数3の式が成り立つことをその要旨とする。 Further, in the invention of claim 2, in addition to the configuration of the invention of claim 1, the curved surface of the first lens element is defined by the following equation 1, and the curved surface of the second lens element is A medium having a refractive index n 11 , the curved surface of the first lens element, a medium having a refractive index n 12, a medium having a refractive index n 22 , the curved surface and the refraction of the second lens element. that the expression of the following expression 3 holds as its gist if it is arranged in the order of medium rate n 21.

また請求項3の発明では請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、前記2次元的な移動とは、前記2枚のレンズ素子を前記2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向への直線的な移動を可能としたことをその要旨とする。
また請求項4の発明では請求項1又は2に記載の発明の構成に加え、前記2次元的な移動とは、前記2枚のレンズ素子を光軸を中心に同方向に同期させて回動させるとともに、所定の回動変位位置において前記2枚のレンズを前記2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向への直線的な移動を可能としたことをその要旨とする。
Further, in the invention of claim 3, in addition to the configuration of the invention of claim 1 or 2, the two-dimensional movement is a movement direction of the two lens elements relatively in the two-dimensional plane. The gist is that it enables linear movement in a plurality of directions that are not parallel to each other.
Further, in the invention of claim 4, in addition to the configuration of the invention of claim 1 or 2, the two-dimensional movement means that the two lens elements are rotated in the same direction around the optical axis. The gist is that the two lenses can be linearly moved in a plurality of directions in which the flow line directions are not relatively parallel to each other in the two-dimensional plane at a predetermined rotational displacement position. And

また請求項5の発明では請求項1に又は2記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、同第1の方向における断面屈折力を増減させるとともに同第1の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させず、同第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで同第2の方向における断面屈折力を増減させるとともに同第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないようにしたことをその要旨とする。
また請求項6の発明では請求項3又は4記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、あらゆる方向の断面屈折力を均等に増減させ、同第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで同第2の方向における断面屈折率を増減させるとともに同第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないことをその要旨とする。
According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the two lens elements are relatively moved along a certain first direction, whereby the first The cross-sectional refractive power in the direction is increased / decreased, and the direction perpendicular to the first direction is not increased / decreased, and the relative power is moved along the second direction that is not parallel to the first direction. The gist of the invention is that the cross-sectional refractive power in the second direction is increased or decreased and the cross-sectional refractive power is not increased or decreased in the direction orthogonal to the second direction.
Further, in the invention of claim 6, in addition to the configuration of the invention of claim 3 or 4, the two lens elements are moved relative to each other along a specific first direction, whereby cross-sectional refraction in all directions is achieved. By increasing or decreasing the force evenly and relatively moving along a second direction that is not parallel to the first direction, the cross-sectional refractive index in the second direction is increased or decreased and orthogonal to the second direction. The gist is not to increase or decrease the cross-sectional refractive power.

また請求項7の発明では請求項5に記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子を任意のある第1の方向に沿って相対的に移動させることで、ある方向の非点収差を増減させるとともに、同第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで前記とは異なる方向の非点収差を増減させ、これら第1及び第2の方向への移動によって平均度数は変化しないことをその要旨とする。
また請求項8の発明では、請求項5又は6における前記レンズ素子の前記曲面として前記数1の式で定義される前記第1のレンズ素子の前記曲面と、前記数2の式で定義される前記第2のレンズ素子の前記曲面がA=A、B=Bの関係であり、かつ前記屈折率n11の媒質、前記屈折率n12の媒質、前記屈折率n22の媒質、前記屈折率n21の媒質がn11=n21、n12=n22の関係である場合に前記両レンズ素子の前記曲面は下記数4の式で定義されるようにしたことをその要旨とする。
Further, in the invention of claim 7, in addition to the structure of the invention of claim 5, astigmatism in a certain direction can be obtained by relatively moving the two lens elements along a certain first direction. Astigmatism in a direction different from the above is increased or decreased by relatively moving along a second direction that is not parallel to the first direction. The gist is that the average frequency does not change due to movement of.
According to an eighth aspect of the present invention, the curved surface of the first lens element defined by the formula 1 is defined as the curved surface of the lens element according to the fifth or sixth aspect, and the mathematical formula 2 is defined. The curved surface of the second lens element has a relationship of A 1 = A 2 and B 1 = B 2 , and the medium having the refractive index n 11 , the medium having the refractive index n 12 , and the medium having the refractive index n 22 When the medium having the refractive index n 21 has a relationship of n 11 = n 21 and n 12 = n 22 , the gist of the curved surfaces of the both lens elements is defined by the following equation (4): And

また請求項9の発明では、請求項7における前記レンズ素子の前記曲面として前記数1の式で定義される前記第1のレンズ素子の前記曲面と、前記数2の式で定義される前記第2のレンズ素子の前記曲面がA=A、B=Bの関係であり、かつ前記屈折率n11の媒質、前記屈折率n12の媒質、前記屈折率n22の媒質、前記屈折率n21の媒質がn11=n21、n12=n22の関係である場合に、前記レンズ素子の前記曲面は下記数5の式で定義され、同式中のA,B,C,p,qは下記数6の式の関係が成り立つことをその要旨とする。 According to a ninth aspect of the present invention, the curved surface of the first lens element defined by the formula (1) as the curved surface of the lens element according to the seventh aspect and the first defined by the formula (2). The curved surface of the lens element 2 has a relationship of A 1 = A 2 and B 1 = B 2 , and the medium having the refractive index n 11 , the medium having the refractive index n 12 , the medium having the refractive index n 22 , When the medium having a refractive index n 21 has a relationship of n 11 = n 21 and n 12 = n 22 , the curved surface of the lens element is defined by the following equation (5), and A, B, C in the equation: , P, q are summarized in the relationship of the following formula (6).

また請求項10の発明では、請求項9における前記2枚のレンズ素子の前記曲面として下記式で定義するようにしたことをその要旨とする。   The gist of the invention of claim 10 is that the curved surfaces of the two lens elements of claim 9 are defined by the following formula.

また請求項11の発明では、前記表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面は球面、平面又は乱視面のいずれかの形状であることをその要旨とする。
また請求項12の発明では請求項1〜11のいずれかに記載の発明の構成に加え、直線的に移動させる際には前記2枚のレンズ素子は同時に逆方向に移動させるようにしたことをその要旨とする。
また請求項13の発明では請求項12に記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子は同時に逆方向に等距離移動させるようにしたことをその要旨とする。
また請求項14の発明では請求項1〜13のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子は互いに面接触状態に配置させるようにしたことをその要旨とする。
また請求項15の発明では請求項1〜14のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記2枚のレンズ素子の間に光学的機能性膜を介在させたことをその要旨とする。
また請求項16の発明では請求項1〜15の光学装置を眼鏡としたことをその要旨とする。
The gist of the invention of claim 11 is that the reference surface for synthesizing the additional sag amount on the front and back surfaces is any one of a spherical surface, a flat surface, and an astigmatic surface.
Further, in the invention of claim 12, in addition to the structure of the invention of any one of claims 1 to 11, the two lens elements are simultaneously moved in opposite directions when moved linearly. The gist.
The gist of the invention of claim 13 is that, in addition to the configuration of the invention of claim 12, the two lens elements are simultaneously moved in the opposite directions by the same distance.
Further, the invention of claim 14 is characterized in that, in addition to the configuration of the invention of any one of claims 1 to 13, the two lens elements are arranged in surface contact with each other.
Further, the gist of the invention of claim 15 is that, in addition to the configuration of the invention of any one of claims 1 to 14, an optical functional film is interposed between the two lens elements.
The gist of the invention of claim 16 is that the optical device of claims 1 to 15 is glasses.

上記のような構成では、まず光軸に対して垂直な2次元平面上に存在する新たな複数の軸方向を設定し、同各軸方向に沿ったその面の前後の媒質の屈折率とその方向の断面の曲率によって定まる断面屈折力が各軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面をベース形状の表裏いずれかの一方の面に合成して、第1及び第2のレンズ素子を得るようにする。両レンズ素子に合成される曲面特性は必ずしも同じである必要はない。ここに、ベース形状の付加サグ量を合成するための基準となる面に曲面を合成する手法としては曲面を付加サグ量として与えることが計算しやすく好ましい。
このように曲面を合成した第1及び第2のレンズ素子を、光軸を一致させるとともにX軸及びY軸方向及び複数の軸方向がすべて一致するように並列配置させて光学系を構成する。このような軸の一致が得られればレンズ素子の表裏面が物体側であっても眼球側であっても基本的にその面の向きは問わない。このような第1及び第2のレンズ素子を2次元的に移動させることでこの光学系の非点収差量を制御することができる。
このような構成であれば、2枚のレンズ素子のみで、かつこれらを光軸に対して垂直な2次元平面を単に2次元的に移動させるだけで非点収差量を容易に制御することができる。
In the configuration as described above, first, a plurality of new axial directions existing on a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis are set, the refractive index of the medium before and after the surface along each axial direction, and the A curved surface having a curved shape in which the cross-sectional refractive power determined by the curvature of the cross-section in a direction changes linearly and continuously along each axial direction is synthesized with either one of the front and back surfaces of the base shape. 2 lens elements are obtained. The curved surface characteristics synthesized in both lens elements are not necessarily the same. Here, as a method of synthesizing a curved surface with a reference surface for synthesizing the additional sag amount of the base shape, it is preferable to provide a curved surface as the additional sag amount because it is easy to calculate.
The first and second lens elements that combine the curved surfaces as described above are arranged in parallel so that the optical axes coincide with each other and the X-axis and Y-axis directions and the plurality of axial directions all coincide with each other to constitute an optical system. If such axis coincidence is obtained, the direction of the surface is basically not limited regardless of whether the front and back surfaces of the lens element are the object side or the eyeball side. By moving the first and second lens elements two-dimensionally, the amount of astigmatism of the optical system can be controlled.
With such a configuration, it is possible to easily control the amount of astigmatism by only two-dimensionally moving a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis using only two lens elements. it can.

ここで「2次元的に移動」とはある位置から他の位置へ変位(座標の移動)が独立して複数行われることを意味する。例えばある複数の方向への直線移動が代表的に挙げられる。移動量はX軸方向とY軸方向への2つの座標によって定義されるが、X軸方向とY軸方向への移動がそれぞれ別個に行われても同時に行われてもよい。単なる周方向への自転のみは本願発明では2次元的な移動とは解していない。
また、新たな複数の軸方向がX軸及びY軸方向と一致することは構わない。
本願では2次元平面上に存在する新たな軸方向は複数、つまり2以上の軸に対してそれら軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を第1及び第2のレンズ素子は有することとなっている。1方向の軸のみを有し、その軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を有するようなレンズ素子を組み合わせたレンズ対は、どのように相対移動させてもその軸と直交する方向の断面屈折力を増減させない。このような光学製品は排除される。また、クロスシリンダレンズのように、2つのレンズ素子から構成される光学系の光軸方向を一致させ相対的に回転させるような構造の光学製品は排除される。さらにクロスシリンダレンズの面は、どの方向に軸をとっても、その軸にそったカーブは増減はせず一定の値なので、その意味でも排除される。
第1及び第2のレンズ素子がそれぞれ2つの面で構成された1枚のレンズであって、それらを面を接合させて使用する場合、第1及び第2のレンズ素子の素材屈折率は同じであることが望ましい。2枚のレンズの屈折率に差があると、接合面で反射が起きるためである。屈折率差が小さければ反射は小さいが、接合面に隙間が発生し、その隙間が場所によって一定でないと干渉縞が発生する。ただし、接合面に調光膜・偏光膜をはさんで使用する場合は問題ない。2枚のレンズの屈折率に差をつける場合は、付加サグ量は1/(それぞれの屈折率−1)の値に応じて比例配分する。
Here, “two-dimensional movement” means that a plurality of displacements (coordinate movements) are performed independently from one position to another position. For example, a straight line movement in a plurality of directions is representatively given. The movement amount is defined by two coordinates in the X-axis direction and the Y-axis direction, but the movement in the X-axis direction and the Y-axis direction may be performed separately or simultaneously. The simple rotation in the circumferential direction is not considered as a two-dimensional movement in the present invention.
Moreover, it does not matter that a plurality of new axial directions coincide with the X-axis and Y-axis directions.
In the present application, there are a plurality of new axial directions existing on the two-dimensional plane, that is, the first and second curved surfaces having curved shapes that change linearly and continuously along the axial directions with respect to two or more axes. The lens element is supposed to have. A lens pair that combines a lens element that has only one axis and has a curved surface that has a curved shape that changes linearly and continuously along the axial direction can be moved in any way. The cross-sectional refractive power in the direction orthogonal to the axis is not increased or decreased. Such optical products are eliminated. Further, an optical product having a structure in which the optical axis direction of an optical system composed of two lens elements is made to coincide with each other and rotated relatively, such as a cross cylinder lens, is excluded. Further, the surface of the cross-cylinder lens is excluded in that sense because the curve along the axis does not increase or decrease regardless of the direction in which the axis is taken.
When the first and second lens elements are each a single lens composed of two surfaces, and the surfaces are used by joining the surfaces, the material refractive indexes of the first and second lens elements are the same. It is desirable that This is because if there is a difference in refractive index between the two lenses, reflection occurs on the cemented surface. If the refractive index difference is small, the reflection is small, but a gap is generated on the joint surface, and if the gap is not constant depending on the location, interference fringes are generated. However, there is no problem when using a light control film / polarizing film between the bonding surfaces. When making a difference between the refractive indexes of the two lenses, the additional sag amount is proportionally distributed according to the value of 1 / (each refractive index-1).

第1及び第2のレンズ素子の具体的な2次元的な移動としては、第1及び第2のレンズ素子を2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向へ直線的に移動させることが考えられる。この移動パターンは本願における実施例1及び2に反映されている。
また、同じく2次元的な移動としては、第1及び第2のレンズ素子を光軸を中心に同方向に同期させて回動させるとともに、所定の回動変位位置において2枚のレンズを2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向へ直線的に移動させることが考えられる。第1及び第2のレンズ素子を光軸を中心に同方向に同期させて回動させることによって乱視の軸方向を自在に変更させることができ、所定の乱視の軸方向を基準として非点収差量を制御することが可能となる。これは例えば実施例1及び2において第1及び第2のレンズ素子を回動させることに相当する。
As specific two-dimensional movement of the first and second lens elements, the first and second lens elements are linearly moved in a plurality of directions in which the flow line directions are relatively not parallel to each other in the two-dimensional plane. It is conceivable to move it. This movement pattern is reflected in Examples 1 and 2 in the present application.
Similarly, as the two-dimensional movement, the first and second lens elements are rotated in the same direction around the optical axis and the two lenses are moved two-dimensionally at a predetermined rotational displacement position. It is conceivable to move linearly in a plurality of directions in which the flow line directions are not relatively parallel to each other in the plane. By rotating the first and second lens elements in the same direction around the optical axis, the axial direction of astigmatism can be freely changed, and astigmatism with reference to the predetermined axial direction of astigmatism. The amount can be controlled. For example, this corresponds to rotating the first and second lens elements in the first and second embodiments.

また、2次元的な移動によって光学系に所定の光学特性を与える場合として、第1及び第2のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、第1の方向における断面屈折力を増減させるとともにその第1の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させず、第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで第2の方向における断面屈折力を増減させるとともに同第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないようにすることが考えられる。この移動パターンは本願における実施例1及び2に反映されている。   In addition, as a case where predetermined optical characteristics are given to the optical system by two-dimensional movement, the first and second lens elements are relatively moved along a certain first direction, so that the first The cross-sectional refractive power in the direction is increased or decreased, and the cross-sectional refractive power is not increased or decreased in the direction orthogonal to the first direction, but is relatively moved along the second direction that is not parallel to the first direction. It is conceivable to increase or decrease the cross-sectional refractive power in the second direction and not increase or decrease the cross-sectional refractive power in the direction orthogonal to the second direction. This movement pattern is reflected in Examples 1 and 2 in the present application.

また、2次元的な移動によって光学系に所定の光学特性を与える場合として、2枚のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、あらゆる方向の断面屈折力を均等に増減させ、第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで第2の方向における断面屈折率を増減させるとともに第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないことが考えられる。この移動パターンは本願における実施例1及び2に反映されている。
また、2枚のレンズ素子を任意のある第1の方向に沿って相対的に移動させることで、ある方向の非点収差を増減させるとともに、第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで前記とは異なる方向の非点収差を増減させ、これら第1及び第2の方向への移動によって平均度数は変化しないように構成することが考えられる。この移動パターンは本願における実施例3に反映されている。
Further, as a case where predetermined optical characteristics are given to the optical system by two-dimensional movement, the sectional refractive powers in all directions can be obtained by relatively moving two lens elements along a certain first direction. For the direction orthogonal to the second direction, the cross-sectional refractive index in the second direction is increased or decreased by relatively moving along the second direction that is not parallel to the first direction. It is conceivable that the cross-sectional refractive power is not increased or decreased. This movement pattern is reflected in Examples 1 and 2 in the present application.
In addition, astigmatism in a certain direction is increased or decreased by relatively moving the two lens elements along a certain first direction, and in a second direction that is not parallel to the first direction. It can be considered that the astigmatism in the direction different from the above is increased or decreased by relatively moving along the direction, and the average power is not changed by the movement in the first and second directions. This movement pattern is reflected in Example 3 in the present application.

ここで、面の形状と屈折力の関係について概説する。
半径がRで中心を(0、R)とする円の方程式はx+(y−R)=Rで表される。
この式は y=R−√(R−x)と変形される。ただし平方根を求める際に√の複合マイナスとしたので、円のX軸に近い領域を表す。この式はxの値がRに対して十分小さい原点付近で次のように近似される。
y=R−R(1−x/R1/2≒R−R+R・(x/R)・(1/2)=(1/2)x/R
y=(1/2)x/Rxで2階微分すると∂f(x)/∂x=1/Rとなる。このことから、曲線上のある点における2階微分値は曲率半径の逆数であり、それはすなわち曲率である。
円の上側を屈折率1の真空または空気とし、円の下側の素材屈折率をnとして、曲率に1000(n−1)を乗ずると面屈折力を得る。1000を乗じているのはRをmm単位で表したためであり、Rをm単位で表す場合は(n−1)を乗じて面屈折力を得る。
以上から、X軸方向の断面屈折力は∂f(x)/∂x・1000(n−1)から得られる。
以上の説明は円形断面に関するものだが、3次元の立体形状であるレンズに関しては、レンズ外面と内面の対応する2点における2階偏微分値の差に1000(n−1)を乗ずるとレンズの屈折力(眼鏡レンズでは度数と呼ぶ)を得る。ここではX軸に沿った方向、Y軸に沿った方向を含む様々な断面方向を想定し、その方向に関して2階偏微分を行うことにより、断面屈折力を得る。すべての方向の断面屈折力のうち、最大値と最小値の差を非点隔差と呼び、その半分を非点収差と呼ぶ。すべての方向の断面屈折力の平均値を平均屈折力と呼ぶ。
Here, the relationship between the surface shape and the refractive power will be outlined.
An equation of a circle having a radius R and a center (0, R) is represented by x 2 + (y−R) 2 = R 2 .
This equation is transformed as y = R−√ (R 2 −x 2 ). However, when obtaining the square root, since it is a compound minus of √, it represents a region close to the X axis of the circle. This equation is approximated as follows near the origin where the value of x is sufficiently small with respect to R.
y = R−R (1−x 2 / R 2 ) 1/2 ≈R−R + R · (x 2 / R 2 ) · (1/2) = (1/2) x 2 / R
When second order differentiation is performed with y = (1/2) x 2 / Rx, ∂ 2 f (x) / ∂x 2 = 1 / R is obtained. From this, the second derivative at a certain point on the curve is the reciprocal of the radius of curvature, that is, the curvature.
When the upper side of the circle is vacuum or air having a refractive index of 1, the material refractive index of the lower side of the circle is n, and the curvature is multiplied by 1000 (n-1), surface power is obtained. The reason why 1000 is multiplied is because R is expressed in mm. When R is expressed in m, (n-1) is multiplied to obtain surface refractive power.
From the above, the cross-sectional refractive power in the X-axis direction can be obtained from ∂ 2 f (x) / ∂x 2 · 1000 (n-1).
The above description relates to a circular cross section, but for a lens having a three-dimensional solid shape, the difference between the second-order partial differential values at two corresponding points on the outer surface and inner surface of the lens is multiplied by 1000 (n-1). Refractive power (called power in eyeglass lenses) is obtained. Here, various cross-sectional directions including a direction along the X-axis and a direction along the Y-axis are assumed, and cross-sectional refractive power is obtained by performing second-order partial differentiation with respect to that direction. Of the cross-sectional refractive powers in all directions, the difference between the maximum value and the minimum value is called astigmatism, and half thereof is called astigmatism. The average value of the cross-sectional refractive powers in all directions is called the average refractive power.

第1及び第2のレンズ素子に合成される曲面は、より具体的な曲面として一般化された上記数1及び数2の式で定義することが可能である。
数1及び数2の式は第1及び第2のレンズ素子ごとに定義したもので、これらをより一般化すると、
The curved surface synthesized with the first and second lens elements can be defined by the above formulas 1 and 2 generalized as more specific curved surfaces.
Equations 1 and 2 are defined for each of the first and second lens elements. When these are generalized,

となる。この数5の一般式は、xとyの3次関数である。上記のように直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を構成するためには数学的には3次式でなくてはならない。この式はxによる2階偏微分によって、あるいはyによる2階偏微分によって、それぞれxとyの1次の項のみが残ることとなる。ある関数を2階偏微分した関数のある点における値は、その点における偏微分方向の断面のカーブに比例することを意味するため、この式は、カーブが直線的かつ連続的に変化する形状を表している。本願ではある1つの軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を偏3次構造と呼称することとする。そして軸が2つだけあって、直交する場合のみならず直交しない場合も含む構造を双3次構造と呼称することとする。
数5の一般式は以下のすべての実施例を含みうる一般形である。考察する対象の形状によっては座標回転して、X座標を基準に考えるので、A≠0とする。
C(x+qy)の項においてqをどのような値にしてもY軸方向のカーブを表すことができない。そのため、B(px+y)の項でp=0としたときにY軸方向のカーブを表すことができるようにするため、B≠0 とする。
Axの項はX軸方向の偏3次構造を表す。ここでは、この方向をA軸方向とも呼ぶこととする。
B(px+y)の項はX軸方向すなわちA軸方向とは異なる方向(平行も反行もしない)の偏3次構造を表す。この方向をB軸方向と呼ぶことにする。実施例1ではB=A、実施例2ではB=2Aであるが、ともにC=0、p=0でありB軸方向がY軸方向に一致した状態である。
C(x+qy)はA軸とB軸のどちらとも異なる方向の偏3次構造を表す。この方向をC軸方向と呼ぶことにする。実施例3では、B=A、C=−A/2、p=0、q=1であり、y=xで表される直線方向の偏3次構造を表す。これはB軸方向がY軸方向に一致し、C軸がA軸およびB軸と135度をなす状態である。
上記のようにB軸やC軸をY軸方向と一致させることができるが、必ずしも一致させなければならないわけではない。A軸、B軸、C軸のすべてと異なる方向に第4番目およびそれ以降の軸方向の偏3次構造を加えることもできる。その場合は数式5に、さらに「D(rx+sy)」といった形の項を加えることになる。ただし、D≠0とし、r:sの比がp:1または1:qに一致しないようする。そのような新しい軸を追加したものも本発明に含まれる。
It becomes. The general formula of Equation 5 is a cubic function of x and y. In order to construct a curved surface having a curved shape that changes linearly and continuously as described above, the mathematical expression must be a cubic equation. In this expression, only the first-order terms of x and y remain by second-order partial differentiation with x or second-order partial differentiation with y. Since the value at a point of a function obtained by second-order partial differentiation of a function means that the value is proportional to the cross-sectional curve in the direction of partial differentiation at that point, this equation is a shape in which the curve changes linearly and continuously. Represents. In the present application, a curved surface having a curved shape that changes linearly and continuously along one axial direction is referred to as a partial tertiary structure. A structure that has only two axes and includes not only the case where they are orthogonal but also the case where they are not orthogonal is referred to as a bi-cubic structure.
The general formula of Formula 5 is a general form that can include all of the following examples. Depending on the shape of the object to be considered, the coordinates are rotated and the X coordinate is used as a reference, so A ≠ 0.
C (x + qy) No matter what value q is in the term 3 , the curve in the Y-axis direction cannot be expressed. Therefore, in order to be able to represent a curve in the Y-axis direction when p = 0 in the term B (px + y) 3 , B ≠ 0.
Term Ax 3 represents polarized tertiary structure of the X-axis direction. Here, this direction is also referred to as the A-axis direction.
The term B (px + y) 3 represents a partial tertiary structure in a direction different from the X-axis direction, that is, the A-axis direction (not parallel nor reversing). This direction will be referred to as the B-axis direction. In the first embodiment, B = A, and in the second embodiment, B = 2A. However, both C = 0 and p = 0, and the B-axis direction matches the Y-axis direction.
C (x + qy) 3 represents a partial tertiary structure in a direction different from both the A axis and the B axis. This direction will be referred to as the C-axis direction. In Example 3, B = A, C = −A / 2, p = 0, q = 1, and represents a partial tertiary structure in the linear direction represented by y = x. In this state, the B-axis direction coincides with the Y-axis direction, and the C-axis forms 135 degrees with the A-axis and the B-axis.
As described above, the B-axis and the C-axis can coincide with the Y-axis direction, but it does not necessarily have to coincide. It is also possible to add fourth and subsequent eccentric tertiary structures in the direction different from all of the A axis, B axis, and C axis. In that case, a term of the form “D (rx + sy) 3 ” is further added to Equation 5. However, it is assumed that D ≠ 0 and the ratio of r: s does not coincide with p: 1 or 1: q. What added such a new axis is also included in the present invention.

また、数5の一般式は必ずしも第1及び第2のレンズ素子の曲面が同じでなければならないことをいうものではない。第1及び第2のレンズ素子の曲面はそれぞれ数1、数2のように定義した場合に、数3のような条件を得られれば足るため、それぞれ異なる曲面を有する場合がある。更に、第1及び第2のレンズ素子のベース形状の付加サグ量を合成するための基準となる面も同じである必要はない。
尚、数3の式において、「屈折率n12の媒質」と「屈折率n22の媒質」の関係は、以下(1)(2)(3)のどれでもよい。
(1)2つの媒質の屈折率が同じであっても違っても構わない。
(2)2つの媒質が同一の液体であっても構わない。その場合は2つの媒質が何かの面で区切られていても、区切られていなくてもよい。
(3)2つの媒質の間に、その他の媒質(空気や真空を含む)や、別のレンズ系があっても構わない。
Further, the general formula of Formula 5 does not necessarily mean that the curved surfaces of the first and second lens elements must be the same. If the curved surfaces of the first and second lens elements are defined as shown in Equations 1 and 2, it is sufficient if the conditions as shown in Equation 3 can be obtained, and therefore there may be different curved surfaces. Furthermore, the reference surface for synthesizing the additional sag amounts of the base shapes of the first and second lens elements need not be the same.
In the equation (3), the relationship between the “medium with a refractive index n 12 ” and the “medium with a refractive index n 22 ” may be any of the following (1), (2), and (3).
(1) The refractive indexes of the two media may be the same or different.
(2) The two media may be the same liquid. In that case, the two media may or may not be separated on some surface.
(3) There may be other media (including air and vacuum) or another lens system between the two media.

この数5の一般式はより具体的ないくつかの本願発明に適用できる曲面形状の構造を表す関数式に適用することができる。
例えば、C=0、p=0の場合では式は2つの軸が直交する双3次構造を表す。具体的には数4の関数式で表される双3次構造である。実施例1及び2の第1及び第2のレンズ素子の双3次構造の曲面はこの数4の式を用いている。
この数4の式はB=Aとした場合下記数8で示されるアルバレス構造の一般式と等価である。ここにアルバレス構造とはレンズにおいて数8の式で示されるようなレンズ面を有するものをいう。それは次のように証明できる。
アルバレス構造を原点中心に45度右回転する(座標の行列変換の実行)。つまり軸の方向を、y=x及びy=−xの直線の方向にする。さらにxy平面内で相似形に拡大縮小すると、以下の形式で表すことができる。
(A/6)(x+y)+(A/2)(x+y)(x−y)
この式は以下の様に変形される。
(A/6)(x+3xy+3xy+y)+(A/2)(x−xy−xy+y)=(2A/3)x+(2A/3)y
これは数5の一般式においてAを0ではない任意の値として、B=A、C=0、p=0とした場合と同じであるといえる。
This general formula (5) can be applied to a functional expression representing a curved surface structure that can be applied to some more specific inventions of the present application.
For example, in the case of C = 0 and p = 0, the formula represents a bicubic structure in which two axes are orthogonal. Specifically, it is a bi-cubic structure expressed by a functional expression of Formula 4. The formula (4) is used for the curved surface of the bicubic structure of the first and second lens elements of Examples 1 and 2.
This formula 4 is equivalent to the general formula of the Alvarez structure represented by the following formula 8 when B = A. Here, the Alvarez structure means a lens having a lens surface as shown by the equation (8). It can be proved as follows.
The Alvarez structure is rotated 45 degrees to the center of the origin (execution of coordinate matrix conversion). That is, the direction of the axis is set to a straight line direction of y = x and y = −x. Furthermore, when the image is enlarged or reduced to a similar shape in the xy plane, it can be expressed in the following format.
(A / 6) (x + y) 3 + (A / 2) (x + y) (xy) 2
This equation is modified as follows.
(A / 6) (x 3 + 3x 2 y + 3xy 2 + y 3 ) + (A / 2) (x 3 −x 2 y−xy 2 + y 3 ) = (2A / 3) x 3 + (2A / 3) y 3
This can be said to be the same as when B = A, C = 0, and p = 0, where A is an arbitrary value other than 0 in the general formula (5).

また、レンズ素子を回転移動させることなく非点収差の方向を制御するためには、数5の一般式において各係数が数6の式を充足することがより好ましい。その理由を以下に説明する。まず、レンズ素子に合成する曲面の一般形を表す数5の式を展開する。
f(x、y)=Ax+B(px+y)+C(x+qy)
=Ax+B(p+3py+3pxy+y)+C(x+3qxy+3qxy+q
これをxとyでそれぞれ2階偏微分する。
f/∂x=(6A+6Bp+6C)x+(6Bp+6Cq)y
f/∂y=(6B+6Cq)y+(6p+6qC)x
この2式に1000(素材屈折率−1)を乗ずれば、X軸方向とY軸方向の断面屈折力を得る。それらの和が一定であるためには、∂f/∂x+∂f/∂yの値がx、yによらずに一定である必要があり、そのためには以下の関係が成り立たねばならない。
(6A+6Bp+6C)+(6p+6qC)=0
(6Bp+6Cq)+(6B+6Cq)=0
これを整理すると数6の式を得る。A,B,C,p,qの各係数が数6の式を充足すると、レンズ素子に合成する曲面は、いたるところで全断面方向の屈折力の平均値が0Dとなる。更に、各係数の値を適当に設定することにより、x=y=0の原点を除くいたるところで ∂f/∂xと∂f/∂yが非0となるように、つまり面乱視が存在するようにできる。このような面を組み合わせて得られる度数は、常に平均度数が0Dであり、かつレンズ素子の位置関係が基準位置である場合を除いて非点収差があるようなクロスシリンダ度数である。更に、レンズ素子の位置関係によって、非点収差の方向と大きさを調整することができるが、その原理は実施例3にて説明する。
この条件をより限定したものが数7の式である。数7の式はクロスシリンダ構造の一般式であり、この式は数5の一般式を変形したものであってやはり数5の式と等価である。実施例3の第1及び第2のレンズ素子の曲面はこの数7の式を用いている。ここにクロスシリンダ構造とは数7の式で示されるようなレンズ面を有するものをいう。
クロスシリンダ構造を原点中心に45度右回転し(座標の行列変換の実行)、さらにxy平面内で相似形に拡大縮小すると、以下の形で表すことができる。
(A/6)(x+y)−(A/2)(x+y)(x−y)
この式は以下の様に変形される。
(A/6)(x+3xy+3xy+y)−(A/2)(x−xy−xy+y
=−(A/3)x+Axy+Axy−(A/3)y
=−(2A/3)x−(2A/3)y+(A/3)(x+y)
従って、クロスシリンダ構造は数5の一般式においてAを0ではない任意の値として、B=A、C=−A/2、p=0、q=1とした場合と同じであるといえる。これは数6の式の条件を充足する。この他にも、B=2A、C=−A/5、p=0、q=2とした場合などが数6の式の条件を充足し、レンズ素子を回転移動させることなく非点収差の方向を制御することができる。
Further, in order to control the direction of astigmatism without rotating the lens element, it is more preferable that each coefficient satisfies the formula of formula 6 in the formula of formula 5. The reason will be described below. First, an expression of Formula 5 representing a general shape of a curved surface to be combined with a lens element is developed.
f (x, y) = Ax 3 + B (px + y) 3 + C (x + qy) 3
= Ax 3 + B (p 3 x 3 + 3p 2 x 2 y + 3pxy 2 + y 3 ) + C (x 3 + 3qx 2 y + 3q 2 xy 2 + q 3 y 3 )
This is second-order partial differentiated by x and y, respectively.
2 f / ∂ x 2 = (6A + 6Bp 3 + 6C) x + (6Bp 2 + 6Cq) y
2 f / ∂ y 2 = (6B + 6Cq 3 ) y + (6p + 6q 2 C) x
Multiplying these two formulas by 1000 (material refractive index-1) gives the cross-sectional refractive power in the X-axis direction and the Y-axis direction. In order for the sum of them to be constant, the value of ∂ 2 f / ∂x 2 + ∂ 2 f / ∂y 2 needs to be constant regardless of x and y. It must be established.
(6A + 6Bp 3 + 6C) + (6p + 6q 2 C) = 0
(6Bp 2 + 6Cq) + (6B + 6Cq 3 ) = 0
If this is rearranged, the formula 6 is obtained. When the coefficients of A, B, C, p, and q satisfy the formula (6), the average value of the refractive powers in all cross-sectional directions is 0D everywhere on the curved surface combined with the lens element. Further, by appropriately setting the values of the coefficients, ∂ 2 f / ∂x 2 and ∂ 2 f / ∂y 2 are non-zero everywhere except the origin of x = y = 0, that is, the surface Astigmatism can exist. The power obtained by combining such surfaces is a cross-cylinder power that has astigmatism except when the average power is always 0D and the positional relationship of the lens elements is the reference position. Furthermore, the direction and magnitude of astigmatism can be adjusted by the positional relationship of the lens elements, and the principle will be described in Example 3.
What limited this condition more is the equation (7). Expression 7 is a general expression of the cross cylinder structure, and this expression is a modification of Expression 5 and is also equivalent to Expression 5. The curved surfaces of the first and second lens elements of the third embodiment use the formula (7). Here, the cross-cylinder structure means a lens having a lens surface represented by the formula (7).
When the cross-cylinder structure is rotated right by 45 degrees about the origin (execution of coordinate matrix conversion), and further enlarged or reduced to a similar shape in the xy plane, it can be expressed in the following form.
(A / 6) (x + y) 3 − (A / 2) (x + y) (xy) 2
This equation is modified as follows.
(A / 6) (x 3 + 3x 2 y + 3xy 2 + y 3 ) − (A / 2) (x 3 −x 2 y−xy 2 + y 3 )
= − (A / 3) x 3 + Ax 2 y + Axy 2 − (A / 3) y 3
= − (2A / 3) x 3 − (2A / 3) y 3 + (A / 3) (x + y) 3
Therefore, it can be said that the cross cylinder structure is the same as the case where B = A, C = −A / 2, p = 0, q = 1 in the general formula of Formula 5 where A is an arbitrary value other than 0. This satisfies the condition of equation (6). In addition to this, when B = 2A, C = −A / 5, p = 0, q = 2, etc., the condition of the equation (6) is satisfied, and astigmatism can be reduced without rotating the lens element. The direction can be controlled.

本発明においては、第1及び第2のレンズ素子を直線的に移動させる際には同時に逆方向に移動させるように構成することが好ましい。
これは、両方のレンズ素子を同時に移動させることによってなるべくレンズ中央の収差の少ない部分を可視領域に適用することと、少なくともレンズ中央付近でのプリズム発生を抑制させることができるからである。
また、2つのレンズ素子の素材屈折率が同じ場合に同時に逆方向に移動させる際にはプリズム発生をちょうどキャンセルさせるためには2枚のレンズは同時に同じ距離だけ逆方向に移動させることが必要である。
また、第1及び第2のレンズ素子は互いに面接触状態に配置されることが厚み軽減の点で好ましい。第1及び第2のレンズ素子のそれぞれの接触面となりうる形状としては例えば平面、球面あるいはトリック面の特殊な場合として一方の主曲率が0であるシリンダ面が挙げられる。一方、第1及び第2のレンズ素子が接触しないのであれば、ベース形状のカーブ面は特に限定されるものではない。そのため、第1及び第2のレンズ素子が接触しない場合合成すべき曲面は第1及び第2のレンズ素子の表裏面両方に対して設定する(つまり、実務的には両面に付加サグ量を与える)ようにしてもよい。
In the present invention, when the first and second lens elements are linearly moved, it is preferable that they are simultaneously moved in the opposite directions.
This is because by moving both lens elements at the same time, it is possible to apply a portion with as little aberration as possible in the center of the lens to the visible region, and to suppress prism generation at least near the center of the lens.
In addition, when the material refractive indexes of the two lens elements are the same, it is necessary to move the two lenses at the same distance in the opposite direction at the same time in order to cancel the prism generation when moving in the opposite directions at the same time. is there.
In addition, it is preferable from the viewpoint of thickness reduction that the first and second lens elements are arranged in surface contact with each other. Examples of shapes that can be contact surfaces of the first and second lens elements include a cylinder surface having one principal curvature of 0 as a special case of a flat surface, a spherical surface, or a trick surface. On the other hand, the curved surface of the base shape is not particularly limited as long as the first and second lens elements do not contact each other. Therefore, when the first and second lens elements do not contact, the curved surface to be synthesized is set for both the front and back surfaces of the first and second lens elements (that is, practically, an additional sag amount is given to both surfaces). You may do it.

また、表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面が形成されたベース形状として作製する眼鏡レンズに併せてそれぞれ好適なカーブ面を設定するようにしてもよい。
2つのレンズ素子のどちらかのベース形状が、それを透過する光線に関して屈折力を生じる場合、これをベース屈折力と呼ぶこととする。ベース屈折力がレンズ面上の場所によって一定でない場合には、そのレンズ素子の移動にともなってベース屈折力の分布が変化する。レンズ面上の各点において断面方向別の屈折力が変化すると、その点における非点収差の方向と大きさが変化することになるが、本発明の目的は非点収差を調整することにあるので、レンズ素子の移動にともなってベース屈折力の分布が大きく変わることは好ましくない。以上のことから、ベース屈折力は各断面方向それぞれについてできるだけ一定であることが好ましい。ただし、異なる断面方向に関して屈折力が異なることは構わない。たとえば両面がトリック面、あるいは片面球面で片面トリック面であるような乱視レンズはそのようなベース形状になりうる。実施例2の第8〜14セットにおいて、第1及び第2のレンズ素子のベース形状を両面トリック面としている。
In addition, a suitable curved surface may be set for each spectacle lens manufactured as a base shape in which a reference surface for synthesizing the additional sag amount is formed on the front and back surfaces.
If the base shape of either of the two lens elements produces a refracting power with respect to light rays that pass through it, this is referred to as the base refracting power. When the base refractive power is not constant depending on the location on the lens surface, the distribution of the base refractive power changes as the lens element moves. When the refractive power for each cross-sectional direction changes at each point on the lens surface, the direction and magnitude of astigmatism at that point changes. The purpose of the present invention is to adjust astigmatism. Therefore, it is not preferable that the distribution of the base refractive power changes greatly as the lens element moves. From the above, it is preferable that the base refractive power is as constant as possible in each cross-sectional direction. However, it does not matter that the refractive powers are different for different cross-sectional directions. For example, an astigmatic lens having both sides as a trick surface, or a single-sided spherical surface and a one-sided trick surface can have such a base shape. In the 8th to 14th sets of the second embodiment, the base shape of the first and second lens elements is a double-sided trick surface.

図5に示すように、例えば、第1のレンズ素子を外側に、第2のレンズ素子を内側に配置させ、表裏面に同じカーブの球面あるいは参照球面のカーブが等しい非球面を設定したベース形状を想定する(図では破線で示されている)。両レンズ素子の対向する面は平面とする。そして、第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えることとなる。これが両レンズ素子を接触させた場合の付加サグ量を与える場合の基本構造となる。
次に、メニスカス形状のレンズで考えると図6に示すように、例えば、第1のレンズ素子を外側に、第2のレンズ素子を内側に配置させ、表裏面に同じカーブの球面あるいは参照球面のカーブが等しい非球面を設定したベース形状を想定する(図では破線で示されている)。そして、両レンズ素子の対向する面が接触面とすると第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えることとなる。
更に、面屈折力を作りだすための付加サグ量が多い場合は近似のための誤差が増大するので、度数範囲を複数に区切って、各範囲の中心的な屈折力をベース形状によって生成するほうが良い。すなわち外面と接合面の曲率に差をつけ、さらに接合面と内面の曲率に差をつけることによって大きな屈折力を生成し、双3次構造面によってこれを調整する方法が望ましい。例えば、図7のようにベース形状としてプラスレンズを出発点として第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えるようにしてもよい。また、図8のようにベース形状としてマイナスレンズを出発点として第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えるようにしてもよい。図5〜図8の2枚のレンズは第1のレンズ素子の眼球側の面と第2のレンズ素子の物体側の面(対向面)が同じカーブの曲面を有するとして接触させている状態で図示説明したが、両レンズ素子は離間して配置されていても構わない。
As shown in FIG. 5, for example, a base shape in which a first lens element is arranged on the outside and a second lens element is arranged on the inside, and a spherical surface with the same curve or an aspheric surface with the same reference spherical curve is set on the front and back surfaces. (Indicated by the dashed line in the figure). The opposing surfaces of both lens elements are flat. Then, an additional sag amount is given to the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element, respectively. This is a basic structure for providing an additional sag amount when both lens elements are brought into contact with each other.
Next, considering a meniscus-shaped lens, as shown in FIG. 6, for example, the first lens element is arranged on the outer side, the second lens element is arranged on the inner side, and the spherical surface or reference spherical surface of the same curve is arranged on the front and back surfaces. Assume a base shape with an aspheric surface with the same curve (shown in broken lines in the figure). If the opposing surfaces of both lens elements are contact surfaces, an additional sag amount is given to the object-side surface of the first lens element and the eyeball-side surface of the second lens element, respectively.
Furthermore, since the error for approximation increases when the amount of additional sag for creating surface refractive power is large, it is better to divide the power range into multiple parts and generate the central refractive power of each range by the base shape. . That is, it is desirable to generate a large refractive power by making a difference between the curvatures of the outer surface and the joint surface, and further by making a difference between the curvatures of the joint surface and the inner surface, and adjusting this by the bi-cubic structure surface. For example, as shown in FIG. 7, an additional sag amount may be given to the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element starting from a plus lens as the base shape. Further, as shown in FIG. 8, an additional sag amount may be given to the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element starting from a minus lens as the base shape. 5 to 8 are in contact with each other on the assumption that the eyeball side surface of the first lens element and the object side surface (opposing surface) of the second lens element have the same curved surface. Although illustrated and described, both lens elements may be spaced apart.

また、付加サグ量を与える場合において、第1及び第2のレンズ素子に同じ量の付加サグ量を与えなければならないわけではない。特に眼鏡レンズとしての用途を考える場合にはプラス度数またはマイナス度数のほとんどを外側レンズ(第1のレンズ素子)又は内側レンズ(第2のレンズ素子)のどちらか一方に配分するようにしてもよい。そうすれば、異なる製作度数範囲で片側用のレンズを共用して、アイテム数を減らすことができる。この場合、2枚のレンズを移動させる量は度数を多く分担する側のレンズを小さくすればよい。その理由は、度数が強いレンズを移動させるとプリズム量が大きく変化してしまうからである。図9は付加サグ量が異なる例としてマイナス度数を内面側に多く分担させる構造を示すものである。外側レンズの外面の参照カーブを接合面のカーブと同じとした。この場合、内面レンズは移動させる割合が小さいので、外面レンズよりも小さい径であってよい。移動量に対応して内面レンズを小径に構成している。   Further, when the additional sag amount is given, it is not necessary to give the same amount of additional sag amount to the first and second lens elements. In particular, when considering use as a spectacle lens, most of the plus or minus power may be distributed to either the outer lens (first lens element) or the inner lens (second lens element). . If it does so, the lens for one side can be shared in a different production power range, and the number of items can be reduced. In this case, the amount of movement of the two lenses may be reduced by reducing the lens on the side that shares a large frequency. The reason for this is that the amount of prism changes greatly when a lens with a high frequency is moved. FIG. 9 shows a structure in which the minus frequency is largely shared on the inner surface side as an example in which the additional sag amount is different. The reference curve of the outer surface of the outer lens is the same as the curve of the cemented surface. In this case, since the moving ratio of the inner lens is small, the inner lens may have a smaller diameter than the outer lens. The inner lens has a small diameter corresponding to the amount of movement.

上記各請求項の発明では、2枚のレンズのみで平均度数や非点収差を調整でき、特に非点収差を調整する際に2枚のレンズを別個に回転させるような操作をする必要のない光学系を備えた光学装置を提供することが可能となる。   In the inventions of the above claims, the average power and astigmatism can be adjusted with only two lenses, and there is no need to perform an operation for rotating the two lenses separately, particularly when adjusting astigmatism. It is possible to provide an optical device including an optical system.

寸法を入れた本実施例に使用するレンズの平面図。The top view of the lens used for the present Example which put the dimension. 図1のレンズを重ねて移動させた場合の変位状態とその際のSCA方式における数値を併記した説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram in which a displacement state when the lens of FIG. 寸法を入れた本実施例に使用する眼鏡レンズの平面図。The top view of the spectacles lens used for the present Example which put the dimension. 図3の眼鏡レンズを重ねて移動させた場合の変位状態とその際のSCA方式における数値を併記した説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram in which a displacement state when the spectacle lens of FIG. 第1及び第2のレンズ素子を接触状態で配置し、ベース形状に対して第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えた状態を説明する説明図。A state in which the first and second lens elements are arranged in contact, and an additional sag amount is applied to the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element with respect to the base shape. FIG. 第1及び第2のレンズ素子を接触状態で配置し、ベース形状に対して第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えた状態を説明する説明図。A state in which the first and second lens elements are arranged in contact, and an additional sag amount is applied to the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element with respect to the base shape. FIG. 第1及び第2のレンズ素子を接触状態で配置し、プラスレンズ用のベース形状に対して第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えた状態を説明する説明図。The first and second lens elements are arranged in contact, and an additional sag amount is provided on the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element with respect to the base shape for the plus lens. Explanatory drawing explaining the state which gave. 第1及び第2のレンズ素子を接触状態で配置し、マイナスレンズ用のベース形状に対して第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ付加サグ量を与えた状態を説明する説明図。The first and second lens elements are arranged in contact, and an additional sag amount is provided on the object side surface of the first lens element and the eyeball side surface of the second lens element with respect to the base shape for the minus lens. Explanatory drawing explaining the state which gave. 第1及び第2のレンズ素子を接触状態で配置し、それぞれ異なるベース形状に対して第1のレンズ素子の物体側の面と第2のレンズ素子の眼球側の面にそれぞれ異なる付加サグ量を与えた状態を説明する説明図。The first and second lens elements are arranged in contact with each other, and different additional sag amounts are applied to the object-side surface of the first lens element and the eyeball-side surface of the second lens element with respect to different base shapes. Explanatory drawing explaining the given state.

(実施例1)
本実施例1では、まずその構造と原理を説明し、その原理に基づいた具体的な光学系の説明をする。
1.構造
実施例1では光学装置として2枚のレンズを面接触させ、かつその接触面を平面とした検眼装置用のレンズとした。そのため、図1に示すような具体的な数値が設定されたレンズをデザインした。2枚の同じレンズを図示しないレンズ用フレームに装着して使用する。両レンズは完全に重なった状態(基準位置)から相対的にすべての方向に移動可能に支持されている。移動させるための手段としては例えば第1のレンズを第1の軸で左右方向に移動可能に支持し、第2のレンズを第2の軸でそれと直交する上下方向に移動可能に支持し、第1及び第2の軸を支持する部材が二次元的に移動できるような構造や、各レンズごとに平面モータを設けて二次元的な移動を制御することが考えられる。
Example 1
In the first embodiment, the structure and principle are first described, and a specific optical system based on the principle is described.
1. Structure In Example 1, as an optical device, two lenses were brought into surface contact, and a lens for an optometry apparatus having a flat contact surface was used. Therefore, a lens with specific numerical values as shown in FIG. 1 was designed. Two identical lenses are used by attaching them to a lens frame (not shown). Both lenses are supported so as to be movable in all directions relatively from the completely overlapped state (reference position). As a means for moving, for example, the first lens is supported by a first axis so as to be movable in the left-right direction, and the second lens is supported by a second axis so as to be movable in a vertical direction perpendicular thereto. It is conceivable to control the two-dimensional movement by providing a planar motor for each lens so that the members supporting the first and second shafts can move two-dimensionally.

2.原理
(1)設計手法
各レンズに対して所定のベース形状に所定の付加サグ量を合成して外側のレンズの物体側の面と内側のレンズの眼球側の面を設計する。付加サグ量としては数4の式の双3次構造を与えるものとする。
(2)屈折力制御のメカニズム
ベース形状 b(x、y)=CTとすると、
外側レンズの外面形状f(x、y)= CT+(A/6)x+(B/6)y
内側レンズの内面形状f(x、y)=−CT+(A/6)x+(B/6)y
双3次構造のレンズ対が基準位置にあるとき、つまり外側レンズの設計原点と内側レンズの設計原点がともにx=y=0の位置にあるとき、外面と内面は並行なので、任意の位置(x、y)の厚さはxyによらず一定値2CTである。
2. Principle (1) Design Method A predetermined additional sag amount is synthesized with a predetermined base shape for each lens to design the object side surface of the outer lens and the eyeball side surface of the inner lens. As the additional sag amount, a bi-cubic structure of the formula (4) is given.
(2) Refractive power control mechanism Base shape When b (x, y) = CT,
External surface shape of outer lens f 1 (x, y) = CT + (A / 6) x 3 + (B / 6) y 3
Inner lens inner surface shape f 2 (x, y) = − CT + (A / 6) x 3 + (B / 6) y 3
When the bi-ternary lens pair is at the reference position, that is, when the design origin of the outer lens and the design origin of the inner lens are both at x = y = 0, the outer surface and the inner surface are parallel, so any position ( The thickness of x, y) is a constant value 2CT regardless of xy.

まず、基準位置から外側レンズをΔxだけX軸方向に移動し、内側レンズを−ΔxだけX軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称的に等量だけ移動する。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
t(x、y)
=2CT+{(A/6)(x−Δx)+(B/6)y}−{(A/6)(x+Δx)+(B/6)y
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx
このうち2CT−(A/3)ΔxはXY原点の厚さであり、xyの値によらない。残りの−AxΔx の項はxの2次式である。これはレンズの厚さが原点からのX軸方向の距離の2乗に比例して厚く(Aの値が負であれば薄く)なることを表す。したがって、双3次構造のレンズ対のレンズ効果が近似的にシリンダレンズと等価であることがわかる。このレンズ対の屈折力はX軸方向に生じ、Y軸方向の屈折力はいたるところで0のままである。つまり、X軸方向へのレンズ移動によって断面屈折力を変化させることとなり、光学系の度数が変化することとなる。
次に、基準位置から外側レンズをΔyだけY軸方向に移動し、内側レンズを−ΔyだけY軸方向に移動する。このときも同様の計算によって、双3次レンズ対のレンズ効果が近似的にシリンダレンズと等価であることがわかる。このレンズの屈折力はY軸方向にのみ生じ、X軸方向の屈折力はいたるところで0のままである。つまり、Y軸方向へのレンズ移動についても同様に断面屈折力を変化させることとなり、光学系の度数が変化することとなる。
First, the outer lens is moved in the X-axis direction by Δx from the reference position, and the inner lens is moved in the X-axis direction by −Δx. That is, the two lenses are moved by an equal amount symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.
t (x, y)
= 2CT + {(A / 6) (x−Δx) 3 + (B / 6) y 3 } − {(A / 6) (x + Δx) 3 + (B / 6) y 3 }
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3
The out 2CT- (A / 3) Δx 3 is the thickness of the XY origin, does not depend on xy values. The remaining −Ax 2 Δx is a quadratic expression of x. This indicates that the thickness of the lens increases in proportion to the square of the distance in the X-axis direction from the origin (or decreases if the value of A is negative). Therefore, it can be seen that the lens effect of the bi-cubic lens pair is approximately equivalent to the cylinder lens. The refractive power of the lens pair is generated in the X-axis direction, and the refractive power in the Y-axis direction remains zero everywhere. That is, the sectional refractive power is changed by moving the lens in the X-axis direction, and the power of the optical system is changed.
Next, the outer lens is moved in the Y axis direction by Δy from the reference position, and the inner lens is moved in the Y axis direction by −Δy. At this time, it can be seen from the same calculation that the lens effect of the bicubic lens pair is approximately equivalent to that of the cylinder lens. The refractive power of this lens occurs only in the Y-axis direction, and the refractive power in the X-axis direction remains zero everywhere. That is, the lens refractive power in the Y-axis direction is changed in the same manner, and the power of the optical system changes.

ここで、基準位置から外側レンズをΔxだけX軸方向に、ΔyだけY軸方向に移動する。内側レンズを−ΔxだけX軸方向に、−ΔyだけY軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称的に移動する。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
t(x、y)
=2CT+{(A/6)(x−Δx)+(B/6)(y−Δy)
−{(A/6)(x+Δx)+(B/6)(y+Δy)
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx−ByΔy−(B/3)Δy
このうち、2CT−(A/3)Δx−(B/3)Δyの項はXY原点の厚さであり、これはxyの値によらない。残りの−AxΔx−ByΔyの項はxとyの2次式である。ここで、A=B、Δx=Δyとすると、この式は−AΔx(x+y)と表される。x+yはXY原点からの距離の2乗である。したがって、この式はレンズの厚さが原点からの距離の2乗に比例して厚く(Aの値が負であれば薄く)なることを表す。このことから、双3次構造レンズ対のレンズ効果(屈折力)が近似的に球面レンズと等価であることがわかる。A=BであればΔxとΔyを同期させながら、A=Bでない場合は、Δy=Δx(A/B)という関係を保つようにレンズ対の移動量ΔxとΔyを制御すれば、近似的に球面レンズと等価な屈折力を得ることができる。
Here, the outer lens is moved from the reference position by Δx in the X-axis direction and by Δy in the Y-axis direction. The inner lens is moved in the X axis direction by −Δx and in the Y axis direction by −Δy. That is, the two lenses are moved symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.
t (x, y)
= 2CT + {(A / 6) (x−Δx) 3 + (B / 6) (y−Δy) 3 }
− {(A / 6) (x + Δx) 3 + (B / 6) (y + Δy) 3 }
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3 −By 2 Δy− (B / 3) Δy 3
Among these, the term 2CT− (A / 3) Δx 3 − (B / 3) Δy 3 is the thickness of the XY origin, and this does not depend on the value of xy. The remaining terms -Ax 2 Δx-By 2 Δy are quadratic expressions of x and y. Here, when A = B and Δx = Δy, this expression is expressed as −AΔx (x 2 + y 2 ). x 2 + y 2 is the square of the distance from the XY origin. Therefore, this expression indicates that the thickness of the lens increases in proportion to the square of the distance from the origin (or decreases if the value of A is negative). From this, it can be seen that the lens effect (refractive power) of the bi-ternary structure lens pair is approximately equivalent to that of the spherical lens. If A = B, Δx and Δy are synchronized, and if A = B, if the movement amounts Δx and Δy of the lens pair are controlled so as to maintain the relationship Δy = Δx (A / B), an approximation can be obtained. In addition, a refractive power equivalent to that of a spherical lens can be obtained.

(3)プリズム制御のメカニズム
また、上記−AxΔx−ByΔyの式に対して、
xによる偏微分 ∂t/∂x=−2AxΔx
yによる偏微分 ∂t/∂y=−2ByΔy
となるため、外側レンズと内側レンズの移動量をX軸方向とY軸方向に関してそれぞれ等量とすると、x=y=0において常に∂t/∂x=∂t/∂y=0となる。これはX軸方向とY軸方向に沿った厚さの変化が0であること、つまり水平方向と垂直方向のプリズム効果が0であることを表す。さらにX軸方向とY軸方向だけでなく、原点から反対向きの2方向に沿う厚さの増加量(減少量)は同じである。したがって、原点における厚さの勾配はすべての断面方向に関して0であり、このことは原点にプリズム効果が生じないこと、すなわち原点が光学中心であることを示す。
一方、外側レンズと内側レンズの移動量を不等とした場合、例えば外側レンズと内側レンズの移動量をX軸方向に不等量とすれば、レンズ対の厚さは、
t(x、y)
=2CT+{(A/6)(x−Δx+(B/6)y}−{(A/6)(x+Δx+(B/6)y
=2CT−(A/2)x(Δx+Δx)−(A/2)x(Δx −Δx )−(A/6)(Δx +Δx
xによる偏微分∂t/∂x=−Ax(Δx+Δx)−(A/2)(Δx −Δx
となり、この場合はx=0においても∂t/∂xは0にならない。したがって、x=y=0において水平プリズムが発生する。同様に、Y軸方向に不等量とすれば垂直プリズムが発生することとなるのがわかる。すなわち、本発明の双3次構造のレンズ対は、水平方向と垂直方向の屈折力に加えて、水平方向と垂直方向のプリズム量も任意の値に制御することができる。これは2枚のレンズを移動させる自由度が4であること(1枚のレンズを移動する自由度が水平方向と垂直方向)に対応する。
(3) Prism control mechanism For the above equation -Ax 2 Δx-By 2 Δy,
Partial differentiation with x ∂t / ∂x = -2AxΔx
Partial differentiation by y ∂t / ∂y = -2ByΔy
Therefore, if the movement amounts of the outer lens and the inner lens are equal in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, xt / ∂x = ∂t / ∂y = 0 at x = y = 0. This means that the thickness change along the X-axis direction and the Y-axis direction is zero, that is, the prism effect in the horizontal direction and the vertical direction is zero. Furthermore, not only the X axis direction and the Y axis direction, but also the amount of increase (decrease) in thickness along the two opposite directions from the origin is the same. Thus, the thickness gradient at the origin is zero for all cross-sectional directions, indicating that no prism effect occurs at the origin, ie, the origin is the optical center.
On the other hand, when the movement amount of the outer lens and the inner lens is unequal, for example, if the movement amount of the outer lens and the inner lens is unequal in the X-axis direction, the thickness of the lens pair is
t (x, y)
= 2CT + {(A / 6) (x−Δx 1 ) 3 + (B / 6) y 3 } − {(A / 6) (x + Δx 2 ) 3 + (B / 6) y 3 }
= 2CT− (A / 2) x 2 (Δx 1 + Δx 2 ) − (A / 2) x (Δx 1 2 −Δx 2 2 ) − (A / 6) (Δx 1 3 + Δx 2 3 )
Partial differential with x ∂t / ∂x = −Ax (Δx 1 + Δx 2 ) − (A / 2) (Δx 1 2 −Δx 2 2 )
In this case, ∂t / ∂x does not become 0 even when x = 0. Therefore, a horizontal prism is generated at x = y = 0. Similarly, it can be seen that a vertical prism is generated if the amount is unequal in the Y-axis direction. That is, the bi-cubic lens pair according to the present invention can control the amount of prisms in the horizontal and vertical directions to an arbitrary value in addition to the refractive power in the horizontal and vertical directions. This corresponds to the degree of freedom of moving two lenses being 4 (the degree of freedom of moving one lens is horizontal and vertical).

3.具体的なレンズ構成
図1のレンズについて、有効径を直径30mmとし、片方のレンズの厚さを1mmとした。レンズ素材の屈折率nは1.5のものを用いた。片方のレンズを上下左右及び斜め45度方向に10mmずつ移動して使用することとする。A軸またはB軸のどちらかの方向に沿った10mm移動で、片方のレンズの軸方向の断面屈折力の変化を0.5Dとする。2枚のレンズを相互に移動するので、A軸またはB軸のどちらかの方向に沿って双方を10mmずつ移動すれば、軸方向の断面屈折力を±1.0D変化させることができる。
これらの前提により、X軸方向の断面屈折力は1000(n−1)AΔx(D)となる。Δx=10で、断面屈折力を0.5Dとする。レンズ素材の屈折率nは1.5であるため、1000(1.5−1)A・10=0.5、従って、係数A=0.0001とされる(本実施例1ではA=B)。2枚のこのようなレンズを各スライド移動可能方向に移動させた配置状態とその際のレンズ特性を図2に示す。図2では移動の一例として基準位置から上下左右と斜め方向上下45度の計8方向の移動パターンを例示したが、任意の位置に移動可能であり、移動位置におけるS度数、C度数等の数値は水平距離と垂直距離からすべて算出可能である。
レンズ対をX軸方向に相対移動させるとX軸方向断面の屈折力のみが変化し、Y軸方向に相対移動させるとY軸方向断面の屈折力のみが変化する。X軸方向とY軸方向を等量だけ移動させると、移動の向きによって全体の度数(眼鏡レンズのS度数)が変化するか、あるいは、S+1.00D、C−2.00Dとして表記されるミックス度数のレンズを得る。
図2によれば、基準位置からレンズ対を相対的に水平方向及び垂直方向に移動させることでそれぞれ水平方向及び垂直方向での断面屈折力を増減させることができる。また、その際に平均度数も増減させることができる。一方、レンズ対を相対的に左上と右下の斜め方向へ移動させる場合では平均度数は変化しない。逆にレンズ対を相対的に右上と左下の斜め方向へ移動させる場合では乱視度数を発生させずに平均度数のみを増減させることができる。
乱視軸としては90度方向と180度方向の2方向に乱視軸が設定されることとなる。従来のクロスシリンダレンズは2枚のレンズを個別に少なくとも90度回転する必要があるが、この実施例の場合は最大45度までの同期回転によってすべての軸方向を実現することが可能である。
3. Specific Lens Configuration For the lens in FIG. 1, the effective diameter was 30 mm, and the thickness of one lens was 1 mm. A lens material having a refractive index n of 1.5 was used. One lens is used by moving it 10 mm upward, downward, leftward and rightward, and obliquely at 45 degrees. With a 10 mm movement along either the A-axis or the B-axis, the change in the cross-sectional refractive power in the axial direction of one lens is 0.5D. Since the two lenses move relative to each other, the cross-sectional refractive power in the axial direction can be changed by ± 1.0 D if both are moved by 10 mm along either the A axis or the B axis.
Based on these assumptions, the cross-sectional refractive power in the X-axis direction is 1000 (n−1) AΔx (D). Δx = 10 and the cross-sectional refractive power is 0.5D. Since the refractive index n of the lens material is 1.5, 1000 (1.5-1) A · 10 = 0.5, and therefore the coefficient A = 0.0001 (in the first embodiment, A = B). ). FIG. 2 shows an arrangement state in which two such lenses are moved in each slide movable direction and lens characteristics at that time. In FIG. 2, as an example of movement, a movement pattern in a total of 8 directions from the reference position up and down, left and right and 45 degrees up and down is illustrated, but the movement pattern can be moved to any position, and numerical values such as S frequency and C frequency at the movement position. Can be calculated from the horizontal distance and the vertical distance.
When the lens pair is relatively moved in the X-axis direction, only the refractive power of the X-axis direction cross section changes, and when the lens pair is relatively moved in the Y-axis direction, only the refractive power of the Y-axis direction cross section changes. When the X-axis direction and the Y-axis direction are moved by an equal amount, the total power (the S power of the spectacle lens) changes depending on the direction of the movement, or a mix expressed as S + 1.00D, C-2.00D Get a power lens.
According to FIG. 2, the sectional refractive power in the horizontal direction and the vertical direction can be increased or decreased by moving the lens pair in the horizontal direction and the vertical direction relatively from the reference position. At that time, the average frequency can be increased or decreased. On the other hand, when the lens pair is relatively moved in the upper left and lower right diagonal directions, the average power does not change. Conversely, when the lens pair is relatively moved in the upper right and lower left diagonal directions, only the average power can be increased or decreased without generating astigmatism power.
Astigmatism axes are set in two directions of 90 degrees and 180 degrees. The conventional cross cylinder lens needs to rotate the two lenses individually by at least 90 degrees, but in this embodiment, all axial directions can be realized by synchronous rotation up to 45 degrees.

(実施例2)
本実施例2もまずその構造と原理を説明し、次いでその原理に基づいた具体的な光学系の説明をする。
1.構造
実施例2は眼鏡レンズに(つまり光学装置としての眼鏡)に適用した例である。図3に示すような具体的な数値が設定された眼鏡レンズをデザインした。眼鏡レンズはメニスカスレンズ形状であって、外側と内側に配置された両レンズは所定のベースカーブ面で面接触されている。両眼鏡レンズは完全に重なった状態(基準位置)から相対的にすべての方向に移動させることができる。例えば眼科医で当該装用者において最適となるレンズの度数を検眼により決定し、眼鏡店ではその処方度数にもとづいて2枚のレンズの位置関係を確定した状態で不要な部分をカットし、フレーム入れを行うようにして眼鏡を作製する。
(Example 2)
The structure and principle of the second embodiment will be described first, and then a specific optical system based on the principle will be described.
1. Structure Example 2 is an example applied to a spectacle lens (that is, spectacles as an optical device). A spectacle lens with specific numerical values as shown in FIG. 3 was designed. The spectacle lens has a meniscus lens shape, and both lenses arranged outside and inside are in surface contact with a predetermined base curve surface. The binocular lenses can be moved in all directions relatively from the completely overlapped state (reference position). For example, an ophthalmologist determines the most suitable lens power for the wearer by optometry, and the spectacle store cuts unnecessary parts with the positional relationship between the two lenses determined based on the prescription power, and inserts the frame. The eyeglasses are produced as described above.

2.原理
(1)設計手法
各レンズに対して所定のベース形状に同じ付加サグ量を合成することで外側のレンズの物体側の面と内側のレンズの眼球側の面を設計する。付加サグ量としては上記数4の式の双3次構造を与えるものとする。この場合のベース形状を、
b(x、y)=CT+Cx+Dy
とする。
(2)屈折力制御のメカニズム
この点は実施例1と同様であるが、実施例2では実施例1とは双3次構造の式が異なるため、改めて説明する。
まず、基準位置から外側レンズをΔxだけX軸方向に移動し、内側レンズを−ΔxだけX軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称に等量だけ移動するものとする。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
ベース形状 b(x、y)=CT+Cx+Dyとすると、
外側レンズの外面形状f(x、y)= CT+Cx+Dy+(A/6)x+(B/6)y
内側レンズの内面形状f(x、y)=−CT+Cx+Dy+(A/6)x+(B/6)y
t(x、y)
=2CT+{(A/6)(x−Δx)+C(x−Δx)}
−{(A/6)(x+Δx)+C(x+Δx)}
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx−2CΔx
ここで、2CT−(A/3)Δx−2CΔx はXY原点の厚さであり、xyの値によらない。−AxΔxの項は、レンズの厚さが原点からX軸方向の距離の2乗に比例して変化すること、すなわちX軸方向の屈折力を表す。したがって、このレンズ対が近似的にシリンダレンズと等価であることがわかる。このレンズ対の屈折力はX軸方向にのみ生じ、Y軸方向の屈折力はいたるところで0のままである。つまり、X軸方向へのレンズ移動によって断面屈折力を変化させることとなり、光学系の度数が変化することとなる。
2. Principle (1) Design method The same additional sag amount is synthesized with a predetermined base shape for each lens to design the object side surface of the outer lens and the eyeball side surface of the inner lens. As the additional sag amount, the bi-cubic structure of the above formula 4 is given. The base shape in this case is
b (x, y) = CT + Cx + Dy
And
(2) Mechanism of refractive power control Although this point is the same as that of Example 1, in Example 2, since the formula of a bi-cubic structure differs from Example 1, it demonstrates anew.
First, the outer lens is moved in the X-axis direction by Δx from the reference position, and the inner lens is moved in the X-axis direction by −Δx. That is, the two lenses are moved by an equal amount symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.
When base shape b (x, y) = CT + Cx + Dy,
Outer lens outer surface shape f 1 (x, y) = CT + Cx + Dy + (A / 6) x 3 + (B / 6) y 3
The inner surface shape of the inner lens f 2 (x, y) = − CT + Cx + Dy + (A / 6) x 3 + (B / 6) y 3
t (x, y)
= 2CT + {(A / 6) (x−Δx) 3 + C (x−Δx)}
− {(A / 6) (x + Δx) 3 + C (x + Δx)}
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3 −2CΔx
Here, 2CT− (A / 3) Δx 3 −2CΔx is the thickness of the XY origin, and does not depend on the value of xy. The term −Ax 2 Δx represents that the thickness of the lens changes in proportion to the square of the distance in the X-axis direction from the origin, that is, the refractive power in the X-axis direction. Therefore, it can be seen that this lens pair is approximately equivalent to a cylinder lens. The refractive power of this lens pair occurs only in the X-axis direction, and the refractive power in the Y-axis direction remains zero everywhere. That is, the sectional refractive power is changed by moving the lens in the X-axis direction, and the power of the optical system is changed.

次に、基準位置から外側レンズをΔyだけY軸方向に移動し、内側レンズを−ΔyだけY軸方向に移動する。
t(x、y)
=2CT+{(B/6)(y−Δy)+D(y−Δy)}
−{(B/6)(y+Δy)+D(y+Δy)}
=2CT−ByΔy−(B/3)Δy−2DΔy
ここで、2CT−(B/3)Δy−2DΔy はXY原点の厚さであり、xyの値によらない。−ByΔyの項はY軸方向の屈折力を表し、このレンズ対が近似的にシリンダレンズと等価であることを示す。つまり、Y軸方向へのレンズ移動によって断面屈折力を変化させることとなり、光学系の度数が変化することとなる。
以上の説明から、このレンズ対の水平方向の相対移動と垂直方向の相対移動を適当に組み合わせることによって、X軸方向の屈折力とY軸方向の屈折力を独立して制御することが可能であることがわかる。
Next, the outer lens is moved in the Y axis direction by Δy from the reference position, and the inner lens is moved in the Y axis direction by −Δy.
t (x, y)
= 2CT + {(B / 6) (y−Δy) 3 + D (y−Δy)}
− {(B / 6) (y + Δy) 3 + D (y + Δy)}
= 2CT−By 2 Δy− (B / 3) Δy 3 −2DΔy
Here, 2CT− (B / 3) Δy 3 −2DΔy is the thickness of the XY origin and does not depend on the value of xy. The term −By 2 Δy represents the refractive power in the Y-axis direction, and indicates that this lens pair is approximately equivalent to a cylinder lens. That is, the sectional refractive power is changed by moving the lens in the Y-axis direction, and the power of the optical system is changed.
From the above description, it is possible to independently control the refractive power in the X-axis direction and the refractive power in the Y-axis direction by appropriately combining the horizontal relative movement and the vertical relative movement of the lens pair. I know that there is.

(3)厚さの調整
2枚のレンズをX軸方向に相対的に10mmずつ移動させて、X軸方向の断面屈折力を±1Dの範囲で変化させるには、実施例1と同様の理論から、A=0.0001とすればよい。
ところが、実施例2ではレンズが大きいため、レンズ水平方向の端位置(x=40、y=0)における付加サグ量は、(A/6)xの項に関しては、x=40を代入して、(0.0001/6)・40=1.067となる。これは1.067mmなので、CT=1mmとすると、場所によっては厚さがマイナスになってしまう。そこで、この付加サグ量を半分だけ相殺するようなx1次の項をベース形状に設けて全体の厚さバランスをとる。
(0.0001/6)・40=1.067
C・40=−1.067/2より、係数C=−0.0133とする。
また、2枚のレンズをY軸方向に相対的に20mmずつ移動させて、Y軸方向の断面屈折力を0〜−4Dの範囲で変化させるものとする。
Y軸方向の断面屈折力の変化量は 1000(n−1)BΔYである。
ΔY=20で、断面屈折力の変化量を2.0とする。レンズ素材の屈折率nは1.5として、1000(1.5−1)B・20=2.0となる。従って、係数B=0.0002とすればよい。
また、レンズ垂直方向の端でレンズが最も薄くなる位置(x=0、y=−35)を設定する。この場合における付加サグ量は、(B/6)yの項に関しては、y=−35を代入して、として、(0.0002/6)・(−35)=−1.429 となる。これは−1.429mmなので、その付加サグ量を半分だけ相殺するためにy1次の項Dyをベース形状に設けて全体の厚さバランスをとる。
D・(−35)=1.429/2より、係数D=−0.0204とする。
(3) Thickness adjustment In order to move the two lenses relatively by 10 mm in the X-axis direction and change the cross-sectional refractive power in the X-axis direction within a range of ± 1D, the same theory as in Example 1 is used. Therefore, A = 0.0001.
However, since the lens in Example 2 is large, the additional sag in the lens horizontal direction of the end position (x = 40, y = 0 ) , with respect to the term (A / 6) x 3, by substituting x = 40 Thus, (0.0001 / 6) · 40 3 = 1.067. Since this is 1.067 mm, if CT = 1 mm, the thickness will be negative depending on the location. Therefore, an x1 order term that cancels out this additional sag amount by half is provided in the base shape to balance the overall thickness.
(0.0001 / 6) · 40 3 = 1.067
From C · 40 = −1.067 / 2, the coefficient C = −0.0133.
Further, the two lenses are moved by 20 mm relative to each other in the Y-axis direction to change the cross-sectional refractive power in the Y-axis direction within a range of 0 to −4D.
The amount of change in the cross-sectional refractive power in the Y-axis direction is 1000 (n−1) BΔY.
When ΔY = 20, the amount of change in cross-sectional refractive power is 2.0. The refractive index n of the lens material is 1.5 (1000 (1.5-1) B · 20 = 2.0). Accordingly, the coefficient B = 0.0002.
Further, a position (x = 0, y = −35) at which the lens is thinnest at the end in the lens vertical direction is set. The amount of additional sag in this case is (0.006 / 6) · (−35) 3 = −1.429, substituting y = −35 for the term (B / 6) y 3. Become. Since this is -1.429 mm, in order to cancel out the additional sag amount by half, a y1 order term Dy is provided in the base shape to balance the entire thickness.
From D · (−35) = 1.429 / 2, the coefficient D = −0.0204.

(4)プリズム制御のメカニズム
基準位置から、外側レンズをΔxだけX軸方向に、ΔyだけY軸方向に移動し、内側レンズを−ΔxだけX軸方向に、−ΔyだけY軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称に等量だけ移動する。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
t(x、y)=2CT−AxΔx−(A/3)Δx−2CΔx
−ByΔy−(B/3)Δy−2DΔy
∂t/∂x=2AxΔxなので、原点においてX軸方向に厚さ変化は無く、水平プリズムは0である。
∂t/∂y=2AyΔyなので、原点においてY軸方向に厚さ変化は無く、垂直プリズムは0である。
xyによって値が変化するのは−AxΔx−ByΔyの部分である。原点に関して対称位置にある2つの座標において、この値は等しい。したがって、x=y=0においてはどの方向にも厚さの変化率は0であり、水平・垂直だけでなくすべての方向に関してプリズム効果は生じない。したがって、原点を光学中心として維持できる。
(4) Prism control mechanism From the reference position, the outer lens is moved by Δx in the X-axis direction, by Δy by Y-axis, and the inner lens is moved by −Δx by X-axis, and by −Δy by Y-axis. . That is, the two lenses are moved by an equal amount symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.
t (x, y) = 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3 −2CΔx
-By 2 Δy- (B / 3) Δy 3 -2DΔy
Since ∂t / ∂x = 2AxΔx, there is no thickness change in the X-axis direction at the origin, and the horizontal prism is zero.
Since ∂t / ∂y = 2AyΔy, there is no thickness change in the Y-axis direction at the origin, and the vertical prism is zero.
It is the portion of -Ax 2 Δx−By 2 Δy that changes in value according to xy. In two coordinates that are symmetric with respect to the origin, this value is equal. Therefore, when x = y = 0, the thickness change rate is 0 in any direction, and the prism effect does not occur in all directions, not only in the horizontal and vertical directions. Therefore, the origin can be maintained as the optical center.

(5)レンズのベースカーブについて
1つのベースカーブのみであらゆるS度数、C度数のレンズに対応させるには無理が生じるため、いくつかの領域にわけて、その領域ごとにベースカーブを適用することとする。本実施例2では製作度数範囲を、S−8.00D〜+6.00D、C−0.00D〜−4.00Dとする。これを以下の表1のように14セットでまかなうように領域分割する。
表1においては、外面レンズの外側ベースカーブ、内面レンズの内側ベースカーブ、接合面のカーブを素材屈折率の1.5換算カーブで表した。カーブ値は(1.5−1を)m単位で表した曲率半径の値で割ることによって得られる。たとえば曲率半径500mmなら1カーブ、100mmなら5カーブ、200mmなら2.5カーブとなる。この実施例では、外面レンズと内面レンズで、均等に度数を配分する構造とした。
(5) About the base curve of the lens It is impossible to make it compatible with lenses of all S and C degrees with only one base curve, so apply the base curve to each area in several areas. And In the second embodiment, the production power ranges are S-8.00D to + 6.00D and C-0.00D to -4.00D. As shown in Table 1 below, the area is divided so as to cover 14 sets.
In Table 1, the outer base curve of the outer lens, the inner base curve of the inner lens, and the curve of the cemented surface are represented by a 1.5 conversion curve of the material refractive index. The curve value is obtained by dividing (1.5-1) by the value of the radius of curvature in m units. For example, if the radius of curvature is 500 mm, it is 1 curve, 100 mm is 5 curves, and 200 mm is 2.5 curves. In this embodiment, the power is evenly distributed between the outer lens and the inner lens.

3.具体的なレンズ構成
図3の眼鏡レンズについて直径60mmの円形が、上下左右に合計20mm移動する範囲が1枚のレンズの形状となる。図3では移動の一例として基準位置から上下左右と27度(26.6度)斜め上下方向(計8方向)に移動させた場合の計8方向の移動パターンを例示したが、任意の位置に移動可能であり、移動位置におけるS度数、C度数等の数値は水平距離と垂直距離からすべて算出可能である。直径60mmの円形が描く軌道を、水平20mm+垂直10mmの斜め移動と10mmの垂直単独移動とした。2枚のこのような眼鏡レンズを各スライド移動可能方向に移動させた配置状態とその際のレンズ特性を図4に示す。図4では当初からレンズが水平面に対して27度(26.6度)傾斜させた状態を基準に移動させているが、これは係数A及びBが実施例1と異なりA≠Bであることからx軸方向とy軸方向の移動量が同じでなくなるため、計算のしやすさを考慮したものである。また、なるべく広い使用領域を確保するために(つまり基準サイズを60mmとするため)に2枚の眼鏡レンズは設計原点を上下方向に10mmずらし、乱視をC−0.00D(別のセット群ではC−2.00D)とする基準位置で重ね合わせた状態で横幅80mmとした。そして、両レンズを20mmずつ左右(X軸方向)及び10mmずつ上下(Y軸方向)に移動して、S度数を±1.00Dの範囲で変化させる。両レンズを垂直方向に10mmずつ上下(Y軸方向)に移動して、最大の乱視C−2.00D(別のセット群ではC−4.00D)を得るようにしている。そして、両レンズを20mmずつ左右(X軸方向)及び10mmずつ上下(Y軸方向)に移動して、S度数を±1.00Dの範囲で変化させる。
3. 3. Specific Lens Configuration The range in which a circular shape having a diameter of 60 mm moves 20 mm vertically and horizontally for the spectacle lens of FIG. 3 is the shape of one lens. In FIG. 3, as an example of movement, a movement pattern in a total of 8 directions when moving from the reference position up and down, left and right and 27 degrees (26.6 degrees) diagonally up and down (a total of 8 directions) is illustrated. It is possible to move, and all numerical values such as S frequency and C frequency at the moving position can be calculated from the horizontal distance and the vertical distance. A trajectory drawn by a circle with a diameter of 60 mm was defined as a horizontal movement of 20 mm + a vertical movement of 10 mm and a vertical movement of 10 mm. FIG. 4 shows an arrangement state in which two such spectacle lenses are moved in respective sliding movable directions and lens characteristics at that time. In FIG. 4, the lens is moved from the beginning based on a state in which the lens is inclined by 27 degrees (26.6 degrees) with respect to the horizontal plane. This is because the coefficients A and B are A ≠ B unlike the first embodiment. Therefore, the amount of movement in the x-axis direction and the y-axis direction is not the same, and thus the ease of calculation is taken into consideration. In addition, in order to secure the widest possible use area (that is, to set the reference size to 60 mm), the two spectacle lenses are shifted from the design origin by 10 mm in the vertical direction and the astigmatism is C-0.00D (in another set group). The width was set to 80 mm in a state of being overlapped at the reference position C-2.00D). Then, both lenses are moved left and right (X-axis direction) by 20 mm and up and down (Y-axis direction) by 10 mm, and the S frequency is changed within a range of ± 1.00 D. Both lenses are moved vertically by 10 mm in the vertical direction (Y-axis direction) to obtain the maximum astigmatism C-2.00D (C-4.00D in another set group). Then, both lenses are moved left and right (X-axis direction) by 20 mm and up and down (Y-axis direction) by 10 mm, and the S frequency is changed within a range of ± 1.00 D.

(実施例3)
1.構造
レーザー光線用ピックアップレンズ用のやや小さいレンズを想定したものである。この実施例3では、レンズを回転させることなく水平移動量と垂直移動量を組み合わせることによって任意方向の非点収差(検眼装置の実施例1と眼鏡レンズの実施例2では乱視と呼んだ)を作り出す。実施例3は上記実施例に対してより小さい移動で、小さい屈折力変化を素早く達成することを目的としたものである。
2枚のレンズの屈折率を1.5、1枚のレンズは厚さ1mm、一辺が12mmの正方形を想定した。有効径を10mmとし、各レンズの最大移動量は上下左右方向に1mmとした。
Example 3
1. Structure A slightly smaller lens for a laser beam pickup lens is assumed. In Example 3, astigmatism in an arbitrary direction (called astigmatism in Example 1 of the optometry apparatus and Example 2 of the spectacle lens) is obtained by combining the horizontal movement amount and the vertical movement amount without rotating the lens. produce. The third embodiment is intended to quickly achieve a small change in refractive power with a smaller movement than the above embodiment.
The refractive index of the two lenses was assumed to be 1.5, and the single lens was assumed to be a square having a thickness of 1 mm and a side of 12 mm. The effective diameter was 10 mm, and the maximum movement amount of each lens was 1 mm in the vertical and horizontal directions.

2.原理
(1)設計手法
各レンズに対して所定のベース形状に所定の付加サグ量を合成して外側のレンズの物体側の面と内側のピックアップレンズの眼球側の面を設計する。付加サグ量としては数7の式の面構造を与えるものとする。それぞれのレンズの設計中心は、幾何中心に一致させた。係数Aの値は0.0001とした。
2. Principle (1) Design Method A predetermined additional sag amount is synthesized with a predetermined base shape for each lens to design the object side surface of the outer lens and the eyeball side surface of the inner pickup lens. As the additional sag amount, the surface structure of the equation (7) is given. The design center of each lens was made to coincide with the geometric center. The value of the coefficient A was 0.0001.

(2)乱視発生のメカニズム
それぞれのレンズの幾何中心を原点に配置して、2枚のレンズが完全に重なる状態を基準位置とする。レンズ対が基準位置の状態にあるとき、レンズ対全体の厚さはいたるところで一定値2CTである。これまでに説明した実施例のように、2枚のレンズを移動させたとき、厚さは場所によって異なる値となり、その結果としてレンズ対はプリズム効果と特定断面方向の屈折力を得る。
基準位置から外側レンズをΔxだけX軸方向に、ΔyだけY軸方向に移動する。内側レンズを−ΔxだけX軸方向に、−ΔyだけY軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称的に移動する。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
(2) Mechanism of Astigmatism Generation The geometric center of each lens is placed at the origin, and the state where the two lenses are completely overlapped is set as the reference position. When the lens pair is in the reference position, the thickness of the entire lens pair is constant 2CT everywhere. As in the embodiments described so far, when the two lenses are moved, the thickness varies depending on the location. As a result, the lens pair obtains the prism effect and the refractive power in the specific cross-sectional direction.
The outer lens is moved from the reference position by Δx in the X-axis direction and by Δy in the Y-axis direction. The inner lens is moved in the X axis direction by −Δx and in the Y axis direction by −Δy. That is, the two lenses are moved symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.

t(x、y)
=2CT+{(A/6)(x−Δx)−(A/2)(x−Δx)(y−Δy)}−{(A/6)(x+Δx)−(A/2)(x+Δx)(y+Δy)
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx
−(A/2)(x−Δx)(y−2yΔy+Δy)+(A/2)(x+Δx)(y+2yΔy+Δy
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx
−(A/2)(xy−2xyΔy+xΔy−yΔx+2yΔxΔy−ΔxΔy
+(A/2)(xy+2xyΔy+xΔy+y2Δx+2yΔxΔy+ΔxΔy
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx+2AxyΔy+AyΔx+AΔxΔy
このうち、2CT−(A/3)Δx+AΔxΔyの部分はxyによらず一定値であり、中心厚が2CTから変化した値である。残りの項は屈折力に影響を及ぼすが、それを2つに分けて説明する。
AΔx(−x+y) ・・・(A)
2AxyΔy ・・・(B)
ここで、まずΔx=1、Δy=0とすると(A)式はS+0.10D、C−0.20D、AX180のクロスシリンダレンズ(乱視度数があり、かつ平均度数が0Dであるようなレンズ)と近似的に等価である。実際にはΔxの値は±1の範囲を動くので、レンズ対の度数は表2のように乱視軸は移動に伴って連続的に変化し、一方、平均度数は変化しない(この表では平均度数はどの位置でも0Dである)。
t (x, y)
= 2CT + {(A / 6) (x−Δx) 3 − (A / 2) (x−Δx) (y−Δy) 2 } − {(A / 6) (x + Δx) 3 − (A / 2) ( x + Δx) (y + Δy) 2 }
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3
− (A / 2) (x−Δx) (y 2 −2yΔy + Δy 2 ) + (A / 2) (x + Δx) (y 2 + 2yΔy + Δy 2 )
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3
− (A / 2) (xy 2 −2xyΔy + xΔy 2 −y 2 Δx + 2yΔxΔy−ΔxΔy 2 )
+ (A / 2) (xy 2 + 2xyΔy + xΔy 2 + y2Δx + 2yΔxΔy + ΔxΔy 2 )
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3 + 2AxyΔy + Ay 2 Δx + AΔxΔy 2
Of these, the portion 2CT− (A / 3) Δx 3 + AΔxΔy 2 is a constant value regardless of xy, and the center thickness is a value changed from 2CT. The remaining terms affect the refractive power, which will be explained in two parts.
AΔx (−x 2 + y 2 ) (A)
2AxyΔy (B)
Here, when Δx = 1 and Δy = 0, the equation (A) is a cross cylinder lens of S + 0.10D, C−0.20D, and AX180 (a lens having an astigmatic power and an average power of 0D). Is approximately equivalent to Actually, since the value of Δx moves within a range of ± 1, the power of the lens pair changes continuously as the astigmatic axis moves as shown in Table 2, while the average power does not change (in this table, the average power does not change). The frequency is 0D at any position).

次に、Δx=0、Δy=1とする。
y=xの直線上にあって、原点からの距離が1である点は2つあるが、その2点においては、x=y=1/√2または、x=y=−1/√2である。いずれの点においても(B)式の値は、Aとなる。したがって、y=xの直線に沿った断面において、(B)式は屈折力−0.1Dの円と近似的に等しい。
y=−xの直線上にあって、原点からの距離が1である点は2つあるが、その2点においては、x=1/√2、y=−1/√2または、x−1/√2、y=1/√2である。いずれの点においても(B)式の値は、−Aとなる。したがって、y=−xの直線に沿った断面において(B)式は屈折力0.1Dの円と近似的に等しい。
以上から、Δx=0、Δy=1とすると(B)式で表される成分は、S+0.10D、C−0.20D、AX135のクロスシリンダレンズと近似的に等価な屈折力を生じる。実際にはΔyの値は±1の範囲を動くので、レンズ対の度数は表3のように乱視軸は移動に伴って連続的に変化し、一方、平均度数は変化しない(この表では平均度数はどの位置でも0Dである)。
尚、移動量が上記のようなΔx=±1の範囲、Δy=0の場合とΔx=0、Δy=±1の範囲の場合以外でもどの方向の移動によっても平均度数は変化することはない。
Next, Δx = 0 and Δy = 1.
There are two points on the straight line y = x and the distance from the origin is 1. At these two points, x = y = 1 / √2 or x = y = −1 / √2 It is. At any point, the value of equation (B) is A. Therefore, in the cross section along the straight line y = x, the equation (B) is approximately equal to a circle having a refractive power of −0.1D.
There are two points on the straight line y = −x and the distance from the origin is 1. At these two points, x = 1 / √2, y = −1 / √2, or x− 1 / √2, y = 1 / √2. At any point, the value of equation (B) is -A. Therefore, in the cross section along the line y = −x, the equation (B) is approximately equal to a circle having a refractive power of 0.1D.
From the above, if Δx = 0 and Δy = 1, the component represented by the formula (B) produces a refractive power approximately equivalent to the cross cylinder lens of S + 0.10D, C−0.20D, and AX135. Actually, since the value of Δy moves within the range of ± 1, the power of the lens pair changes continuously as the astigmatism axis moves as shown in Table 3, while the average power does not change (in this table, the average power does not change). The frequency is 0D at any position).
Note that the average frequency does not change depending on the movement in any direction, except when the movement amount is in the range of Δx = ± 1, Δy = 0, and Δx = 0, Δy = ± 1. .

(3)任意の乱視度数の創出
軸が45度または135度異なる2つのクロスシリンダレンズを組み合わせることで、任意の大きさ・任意の方向の非点収差を生成できることが知られている。このことを応用し、クロスシリンダレンズと等価な効果を生じる(A)と(B)を組み合わせることによって、回転構造無しで非点収差の大きさと方向を制御するピックアップレンズを構成することができる。
上記表2におけるS+0.05D、C−0.10D AX180と表3におけるS+0.05D、C−0.10D AX45 を合成する計算を例示する。このとき、それぞれのレンズ中心座標は、外側レンズ(+0.05、−0.05)であり、内側レンズ(−0.05、+0.05)である。
まず、S+0.05D、C−0.10D AX180 をJCC(ジャクソンクロシシリンダ)に変換すると、
M 0.00D、J00 0.05D、J45 0.00D となる。
次に、S+0.05D、C−0.10D AX45 をJCCに変換すると、
M 0.00D、J00 0.00D、J45 0.05D となる。
これら2つの結果を加え合わせると、M 0.00D、J00 0.05D、J45 0.05D となる。
これをSCA方式に再変換すると、S+0.07D、C−0.14D、AX22.5 となる。
このようにして、回転構造無しで非点収差の大きさと方向を制御する方法を提供することができる。これは、レーザー光線用ピックアップレンズなどの、高速な応答性を要する機器に適したものである。
(3) Creation of Arbitrary Astigmatism Power It is known that astigmatism of an arbitrary size and an arbitrary direction can be generated by combining two cross cylinder lenses having different axes of 45 degrees or 135 degrees. By applying this and combining (A) and (B) that produce an effect equivalent to that of a cross-cylinder lens, a pickup lens that controls the magnitude and direction of astigmatism can be configured without a rotating structure.
The calculation which synthesize | combines S + 0.05D and C-0.10D AX180 in the said Table 2 and S + 0.05D and C-0.10D AX45 in Table 3 is illustrated. At this time, the respective lens center coordinates are the outer lens (+0.05, −0.05) and the inner lens (−0.05, +0.05).
First, when S + 0.05D, C-0.10D AX180 is converted to JCC (Jackson Kuroshi cylinder),
M 0.00D, J00 0.05D, J45 0.00D.
Next, when S + 0.05D, C-0.10D AX45 is converted to JCC,
M 0.00D, J00 0.00D, J45 0.05D.
When these two results are added together, M 0.00D, J00 0.05D, and J45 0.05D are obtained.
When this is converted back to the SCA system, S + 0.07D, C-0.14D, and AX22.5 are obtained.
In this way, a method for controlling the magnitude and direction of astigmatism without a rotating structure can be provided. This is suitable for devices that require high-speed response, such as a laser beam pickup lens.

(4)プリズム制御のメカニズム
基準位置から、外側レンズをΔxだけX軸方向に、ΔyだけY軸方向に移動し、内側レンズを−ΔxだけX軸方向に、−ΔyだけY軸方向に移動する。つまり2つのレンズをXY原点に関して対称に等量だけ移動する。このとき任意の位置(x、y)の厚さは以下の式で表される。
t(x、y)
=2CT−AxΔx−(A/3)Δx+2AxyΔy+AyΔx+AΔxΔy
このうち、2CT−(A/3)Δx+AΔxΔyの部分はxyによらず一定値なので、屈折力だけでなくプリズムにも影響しない。残りの項 AΔx(−x+y)+2AxyΔyはプリズムに影響を及ぼす。しかしこの項はxの値を−xとして、yの値を−yとしたときに値が変わらない。したがって、原点に関して対称な位置にある2点の厚さは等しいので、原点において水平・垂直を含むすべての方向に関してプリズム効果は生じない。したがって、原点を光学中心として維持できる。
(4) From the prism control mechanism reference position, the outer lens is moved by Δx in the X-axis direction, by Δy by Y-axis, and the inner lens is moved by −Δx by X-axis, and by −Δy by Y-axis. . That is, the two lenses are moved by an equal amount symmetrically with respect to the XY origin. At this time, the thickness at an arbitrary position (x, y) is expressed by the following equation.
t (x, y)
= 2CT−Ax 2 Δx− (A / 3) Δx 3 + 2AxyΔy + Ay 2 Δx + AΔxΔy 2
Of these, the 2CT− (A / 3) Δx 3 + AΔxΔy 2 portion is a constant value regardless of xy, and thus does not affect not only the refractive power but also the prism. The remaining term AΔx (−x 2 + y 2 ) + 2AxyΔy affects the prism. However, this term does not change when the value of x is -x and the value of y is -y. Therefore, since the thicknesses of two points that are symmetric with respect to the origin are equal, the prism effect does not occur in all directions including horizontal and vertical at the origin. Therefore, the origin can be maintained as the optical center.

尚、この発明は、次のように変更して具体化することも可能である。
・各レンズ配置における収差分布を最適化するために、上記のような3次の付加サグ量よりも次数の多い項を用いるようにしてもよい。具体的には xαβ (α≧0、β≧0、α+β≧4)の項を設定し、その係数を調整する。収差分布を最適化するために4次以上の項を用いる理由として、以下のようなものがある。
(1)例えば、眼鏡レンズの場合、レンズを透過して瞳孔を通過する光線が物を見るために利用される。すると、レンズの周辺領域にあっては、光線が光軸に対して斜めになる。すると、外面と内面における光線通過位置のXY座標の違いが大きくなる。本発明においては、外面と内面の対応する光線通過点における、カーブ形状の関係を利用しているので、対応する点のXY座標の違いが大きい場合は調整が必要となる。
(2)レンズを透過する光線が光軸に対してほぼ平行である場合であっても、レンズ外面または内面のほとんどの位置においては、面が光軸に対して傾いている。そのため、光線の角度が変化するプリズム効果があるため、上記(1)ほどではないにせよ、外面と内面の対応する光線通過点のXY座標が異なったものとなる。
(3)3次以上の高次収差を制御するため。(本発明は高次収差のうち2次の収差を制御するため)。
・上記実施例ではレンズの移動方向が計8方向に特定されていたが、それら以外のすべての方向に移動可能としてもよい。
・ 例えば、上記実施例1では、図に9種類の度数を示している。それらは以下A〜Cのどれかである。
A)乱視度数が0Dの、いわゆる球面度数(実施例1では3種類)
B)2つの主経線方向の度数のうち片方が0Dの、いわゆる単性乱視度数(実施例1では4種類)
C)乱視度数があって、平均度数が0Dの度数。クロスシリンダレンズが生じる度数(実施例1では2種類)
ここで他の度数変化の態様のバリエーションとしてD)乱視度数があって、平均度数が0Dでなく、2つの主経線方向の度数の両方とも0Dではないという度数、たとえばS−0.50D、C−0.50D、AX90を得たい場合には上記実施例1でΔx=−10、Δy=−5とすればよい。
It should be noted that the present invention can be modified and embodied as follows.
In order to optimize the aberration distribution in each lens arrangement, a term having a higher order than the third-order additional sag amount as described above may be used. Specifically, the terms x α y β (α ≧ 0, β ≧ 0, α + β ≧ 4) are set, and the coefficient is adjusted. Reasons for using a fourth-order or higher term to optimize the aberration distribution include the following.
(1) For example, in the case of a spectacle lens, a light beam that passes through the lens and passes through the pupil is used to see the object. Then, in the peripheral region of the lens, the light beam is inclined with respect to the optical axis. Then, the difference in the XY coordinates of the light beam passage positions on the outer surface and the inner surface becomes large. In the present invention, since the relationship between the curve shapes at the corresponding light ray passing points on the outer surface and the inner surface is used, adjustment is necessary when the difference in the XY coordinates of the corresponding points is large.
(2) Even when the light beam transmitted through the lens is substantially parallel to the optical axis, the surface is inclined with respect to the optical axis at most positions on the outer surface or inner surface of the lens. Therefore, since there is a prism effect in which the angle of the light ray changes, the XY coordinates of the corresponding light ray passing points on the outer surface and the inner surface are different, although not as in (1) above.
(3) To control higher-order aberrations of the third order or higher. (The present invention controls secondary aberrations among higher order aberrations).
In the above embodiment, the movement direction of the lens is specified in a total of eight directions, but it may be movable in all other directions.
For example, in the first embodiment, nine types of frequencies are shown in the figure. They are any of A to C below.
A) A so-called spherical power with three astigmatic powers (3 types in the first embodiment)
B) A so-called monochromatic astigmatism power in which one of the frequencies in the two main meridian directions is 0D (four types in the first embodiment)
C) Frequency with astigmatic power and average power of 0D. Frequency at which a cross cylinder lens is generated (two types in the first embodiment)
Here, as another variation of the power change mode, there is D) astigmatism power, the average power is not 0D, and both powers in the two main meridian directions are not 0D, for example, S-0.50D, C In order to obtain −0.50D and AX90, Δx = −10 and Δy = −5 in the first embodiment may be used.

・上記では「レンズ素子」はそれ自体が単一のレンズ体であったが、複数のレンズ体を組み合わせたり、その場合に異なる媒質(空気、気体、液体等)を間に介在させたりする光学系を構成するような構造としてもよい。
・本発明を乱視度数を調整可能な眼鏡、とくに緊急用のものとして応用するようにしてもよい。レンズを移動させるための手段としては、通常は眼鏡フレームで両レンズが動かないように前後から挟みこんで固定し、移動させる際に一旦緩めて所定の移動位置に移動させて再度固定するような手段が想定される。
・本発明では両レンズは一体的に回動するものであって、両レンズがそれぞれ回動するものではない。そのような一方のレンズの他方のレンズに対する回動を防止するために、両レンズが面接触する接合面をシリンダ面として、相対的な回動を防止するように構成してもよい。
・両レンズの間に偏光膜を挟持させるようにしてもよい。また、接合面に染色加工を施してもよい。調光レンズ、偏光レンズ、染色したレンズなどは需要が少ないため眼鏡店に在庫レンズを常備しづらい。とりわけ偏光レンズはレンズを透過する偏光の方向を一定にしなくてはならないので、乱視軸が異なる処方に対してレンズを回転させて枠入れするような対応ができず、そのため作りおきしたレンズを在庫することがほとんど不可能である。そこで、一般には偏光膜を内在させたセミフィニッシュを製造し、これを所定の向きに設定して処方の乱視軸に合わせた切削加工を行う方法によって製造している。2枚のガラスモールドの間に偏光膜を挟んでモノマーを注入、重合してフィニッシュレンズを製造する方法も考えられるが、受注後からレンズ製造するまでに時間がかかってしまうこと、ガラスモールドの間に挟んだ偏光膜の向きを正しく固定することが難しいといった、実際上の問題がある。しかし本発明によれば、乱視軸を処方通りの向きにして、偏光膜の向きを所定の方向に設定した状態で両レンズを接合して固定することができる。そして、固定した後でフレーム入れすることで(フレーム入れすることで固定するようにしてもよい)乱視軸方向と偏光膜の向きが正確な眼鏡を容易に作製することができる。
・両レンズの接合面ではない側にあらかじめハードマルチの二次加工を施すようにしてもよい。プラスチックレンズを切削加工後に2次加工を施すと、その工程でレンズが微妙に変形または変質して度数が変化するので、レンズの度数を正確に仕上げることは非常に難しいことであるが、あらかじめ二次加工を施した両レンズを、度数を測定しながら接合位置を決定して接合すれば、正確な度数を容易に得ることができる。
In the above, the “lens element” itself is a single lens body. However, an optical system in which a plurality of lens bodies are combined or different media (air, gas, liquid, etc.) are interposed therebetween. It is good also as a structure which comprises a system | strain.
-You may make it apply this invention as the spectacles which can adjust an astigmatism power, especially for emergency. As a means for moving the lens, it is usually fixed by sandwiching from the front and back so that both lenses do not move in the spectacle frame, and once moved, loosened and moved to a predetermined moving position and fixed again. Means are envisioned.
-In this invention, both lenses rotate integrally, and both lenses do not rotate respectively. In order to prevent such rotation of one lens relative to the other lens, a joint surface where both lenses are in surface contact may be used as a cylinder surface to prevent relative rotation.
A polarizing film may be sandwiched between both lenses. Moreover, you may dye | stain a joint surface. There is little demand for dimming lenses, polarized lenses, and dyed lenses, so it is difficult to keep stock lenses in eyeglass stores. Especially for polarized lenses, the direction of polarized light that passes through the lens must be constant, so it is not possible to rotate the lens into a frame for prescriptions with different astigmatic axes. Almost impossible to do. Therefore, in general, a semi-finish having a polarizing film is manufactured, and the semi-finish is manufactured by a method in which this is set in a predetermined direction and cut according to the prescription astigmatic axis. A method of manufacturing a finish lens by injecting and polymerizing a monomer with a polarizing film sandwiched between two glass molds may be considered, but it takes time to manufacture a lens after receiving an order. There is a practical problem that it is difficult to fix the orientation of the polarizing film sandwiched between the two. However, according to the present invention, both lenses can be cemented and fixed with the astigmatism axis set as prescribed and the polarizing film set in a predetermined direction. Then, by inserting the frame after fixing (or fixing by inserting the frame), it is possible to easily produce spectacles in which the astigmatic axis direction and the direction of the polarizing film are accurate.
-Hard multi secondary processing may be performed in advance on the non-joint side of both lenses. When the plastic lens is subjected to secondary processing after cutting, the lens is slightly deformed or altered in the process and the power changes, so it is very difficult to finish the lens power accurately. If both lenses subjected to the next processing are joined by determining the joining position while measuring the power, an accurate power can be easily obtained.

Claims (16)

光軸に対して垂直な2次元平面上において直交するX軸方向とY軸方向を設定するとともに、前記X軸とY軸によって表される座標に基づいて前記2次元平面上に存在する新たな複数の軸方向を設定し、同各軸方向に沿ったその面の前後の媒質の屈折率とその方向の断面の曲率によって定まる断面屈折力が各軸方向に沿って直線的かつ連続的に変化するカーブ形状となる曲面を設計し、表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面が形成されたベース形状について、そのいずれか一方の面に前記曲面を合成して第1及び第2のレンズ素子を得るようにし、前記第1及び第2のレンズ素子をそれぞれの前記X軸及びY軸方向及び前記新たな複数の軸方向が相互に一致するように並列配置させて光学系を構成し、前記第1及び第2のレンズ素子に2次元的な移動をさせることで非点収差量を制御させるようにしたことを特徴とする光学装置。 An X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to each other on a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis are set, and a new one existing on the two-dimensional plane based on coordinates represented by the X axis and the Y axis. Multiple axial directions are set, and the refractive power of the cross section determined by the refractive index of the medium before and after the surface along the same axial direction and the curvature of the cross section in that direction changes linearly and continuously along each axial direction. The first and second curved surfaces are designed by combining the curved surface with one of the surfaces of the base shape on which the reference surface for synthesizing the additional sag amount is formed on the front and back surfaces. And the first and second lens elements are arranged in parallel so that the X-axis and Y-axis directions and the new plurality of axial directions coincide with each other. The first and second lens elements. Optical apparatus is characterized in that so as to control the astigmatism amount by which the two-dimensional movement on. 前記第1のレンズ素子の前記曲面は下記数1の式で定義され、前記第2のレンズ素子の前記曲面は下記数2の式で定義され、屈折率n11の媒質、前記第1のレンズ素子の前記曲面、屈折率n12の媒質、屈折率n22の媒質、前記第2のレンズ素子の前記曲面及び屈折率n21の媒質の順で配列されている場合に下記数3の式が成り立つことを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
The curved surface of the first lens element is defined by the following equation number 1, the curved surface of the second lens element is defined by the following equation number 2, the medium of refractive index n 11, the first lens the curved surface of the element, the medium of refractive index n 12, a medium of refractive index n 22, wherein the curved surface and wherein the following equation 3 when it is arranged in the order of a medium refractive index n 21 of the second lens element is The optical device according to claim 1, wherein:
前記2次元的な移動とは、前記2枚のレンズ素子を前記2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向への直線的な移動が可能なことである請求項1又は2に記載の光学装置。   The two-dimensional movement means that the two lens elements can be linearly moved in a plurality of directions whose flow line directions are not parallel to each other in the two-dimensional plane. The optical device according to 1 or 2. 前記2次元的な移動とは、前記2枚のレンズ素子を光軸を中心に同方向に同期させて回動させるとともに、所定の回動変位位置において前記2枚のレンズを前記2次元平面内で相対的に動線方向が互いに平行とならない複数の方向への直線的な移動が可能なことである請求項1又は2に記載の光学装置。   The two-dimensional movement refers to rotating the two lens elements in the same direction around the optical axis, and moving the two lenses in the two-dimensional plane at a predetermined rotational displacement position. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is capable of linear movement in a plurality of directions in which the flow line directions are not relatively parallel to each other. 前記2枚のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、同第1の方向における断面屈折力を増減させるとともに同第1の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させず、同第1の方向と平行ではない所定の第2の方向に沿って相対的に移動させることで同第2の方向における断面屈折力を増減させるとともに同第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学装置。   By relatively moving the two lens elements along a specific first direction, the cross-sectional refractive power in the first direction is increased or decreased, and the cross section in the direction orthogonal to the first direction is used. The refractive power is not increased or decreased, and the sectional refractive power in the second direction is increased or decreased by relatively moving along a predetermined second direction that is not parallel to the first direction. The optical apparatus according to claim 1, wherein the cross-sectional refractive power is not increased or decreased in a direction perpendicular to the optical axis. 前記2枚のレンズ素子をある特定の第1の方向に沿って相対的に移動させることで、あらゆる方向の断面屈折力を均等に増減させ、同第1の方向と平行ではない所定の第2の方向に沿って相対的に移動させることで同第2の方向における断面屈折率を増減させるとともに同第2の方向と直交する方向については断面屈折力を増減させないことを特徴とする請求項3又は4に記載の光学装置。   By relatively moving the two lens elements along a specific first direction, the cross-sectional refractive power in all directions is increased or decreased uniformly, and a predetermined second that is not parallel to the first direction. 4. The cross-sectional refractive index in the second direction is increased or decreased by relatively moving along the direction, and the cross-sectional refractive power is not increased or decreased in the direction orthogonal to the second direction. Or the optical apparatus of 4. 前記2枚のレンズ素子を任意のある第1の方向に沿って相対的に移動させることで、ある方向の非点収差を増減させるとともに、同第1の方向と平行ではない第2の方向に沿って相対的に移動させることで前記とは異なる方向の非点収差を増減させ、これら第1及び第2の方向への移動によって平均度数は変化しないことを特徴とする請求項5に記載の光学装置。   By relatively moving the two lens elements along a certain first direction, astigmatism in a certain direction is increased or decreased, and in a second direction not parallel to the first direction. The astigmatism in a direction different from the above is increased or decreased by relatively moving along the direction, and the average power does not change by the movement in the first and second directions. Optical device. 前記数1の式で定義される前記第1のレンズ素子の前記曲面と、前記数2の式で定義される前記第2のレンズ素子の前記曲面がA=A、B=Bの関係であり、かつ前記屈折率n11の媒質、前記屈折率n12の媒質、前記屈折率n22の媒質、前記屈折率n21の媒質がn11=n21、n12=n22の関係である場合に前記両レンズ素子の前記曲面は下記数4の式で定義されることを特徴とする請求項5又は6に記載の光学装置。
The curved surface of the first lens element defined by the formula (1) and the curved surface of the second lens element defined by the formula (2) are A 1 = A 2 and B 1 = B 2. And the medium having the refractive index n 11 , the medium having the refractive index n 12 , the medium having the refractive index n 22 , and the medium having the refractive index n 21 satisfy n 11 = n 21 and n 12 = n 22 . The optical apparatus according to claim 5 or 6, wherein the curved surfaces of the two lens elements are defined by the following formula (4) when the relationship is satisfied.
前記数1の式で定義される前記第1のレンズ素子の前記曲面と、前記数2の式で定義される前記第2のレンズ素子の前記曲面A=A、B=Bの関係であり、かつ前記屈折率n11の媒質、前記屈折率n12の媒質、前記屈折率n22の媒質、前記屈折率n21の媒質がn11=n21、n12=n22の関係である場合に、前記レンズ素子の前記曲面は下記数5の式で定義され、同式中のA,B,C,p,qは下記数6の式の関係が成り立つことを特徴とする請求項7に記載の光学装置。
The curved surface of the first lens element defined by the formula ( 1) and the curved surface A 1 = A 2 and B 1 = B 2 of the second lens element defined by the formula ( 2 ). The lens element when the medium having the refractive index n11, the medium having the refractive index n12, the medium having the refractive index n22, and the medium having the refractive index n21 are in the relationship of n11 = n21 and n12 = n22 8. The optical apparatus according to claim 7, wherein the curved surface is defined by the following equation (5), and A, B, C, p, and q in the equation satisfy the relationship of the following equation (6).
前記2枚のレンズ素子の前記曲面は下記式で定義されることを特徴とする請求項9に記載の光学装置。
The optical apparatus according to claim 9, wherein the curved surfaces of the two lens elements are defined by the following formula.
前記表裏に付加サグ量を合成するための基準となる面は球面、平面又は乱視面のいずれかの形状であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光学装置。 The optical device according to claim 1, wherein a surface serving as a reference for synthesizing the additional sag amount on the front and back surfaces is any one of a spherical surface, a flat surface, and an astigmatic surface. 直線的に移動させる際には前記2枚のレンズ素子は同時に逆方向に移動させるようにしたことを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein when moving linearly, the two lens elements are simultaneously moved in opposite directions. 前記2枚のレンズ素子は同時に逆方向に等距離移動させるようにしたことを特徴とする請求項12に記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 12, wherein the two lens elements are simultaneously moved in the opposite directions by an equal distance. 前記2枚のレンズ素子は互いに面接触状態に配置させることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の光学装置。   The optical device according to claim 1, wherein the two lens elements are arranged in surface contact with each other. 前記2枚のレンズ素子の間に光学的機能性膜を介在させたことを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の光学装置。   The optical device according to claim 1, wherein an optical functional film is interposed between the two lens elements. 前記光学装置は眼鏡であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の光学装置。   The optical device according to claim 1, wherein the optical device is eyeglasses.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305294A (en) * 1964-12-03 1967-02-21 Optical Res & Dev Corp Two-element variable-power spherical lens
US3507565A (en) * 1967-02-21 1970-04-21 Optical Res & Dev Corp Variable-power lens and system
US3617116A (en) * 1969-01-29 1971-11-02 American Optical Corp Method for producing a unitary composite ophthalmic lens
US5644374A (en) * 1992-02-03 1997-07-01 Seiko Epson Corporation Variable focus type eyesight correcting apparatus
JPH10242048A (en) * 1996-12-28 1998-09-11 Canon Inc Projection aligner and manufacture of device
JP2004000657A (en) * 2000-03-30 2004-01-08 Topcon Corp Eyeglass frame and optometry system using the same
JP2006323129A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Tokai Kogaku Kk Progressive refracting-power lens and its manufacturing method
US7934831B2 (en) * 2005-03-21 2011-05-03 Quexta Inc. Low inventory method of making eyeglasses
JP2013519927A (en) * 2010-02-17 2013-05-30 アッコレンズ インターナショナル ビー.ヴイ. Adjustable chiral ophthalmic lens

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3305294A (en) * 1964-12-03 1967-02-21 Optical Res & Dev Corp Two-element variable-power spherical lens
US3507565A (en) * 1967-02-21 1970-04-21 Optical Res & Dev Corp Variable-power lens and system
US3617116A (en) * 1969-01-29 1971-11-02 American Optical Corp Method for producing a unitary composite ophthalmic lens
US5644374A (en) * 1992-02-03 1997-07-01 Seiko Epson Corporation Variable focus type eyesight correcting apparatus
JPH10242048A (en) * 1996-12-28 1998-09-11 Canon Inc Projection aligner and manufacture of device
JP2004000657A (en) * 2000-03-30 2004-01-08 Topcon Corp Eyeglass frame and optometry system using the same
US7934831B2 (en) * 2005-03-21 2011-05-03 Quexta Inc. Low inventory method of making eyeglasses
JP2006323129A (en) * 2005-05-19 2006-11-30 Tokai Kogaku Kk Progressive refracting-power lens and its manufacturing method
JP2013519927A (en) * 2010-02-17 2013-05-30 アッコレンズ インターナショナル ビー.ヴイ. Adjustable chiral ophthalmic lens
US20130138208A1 (en) * 2010-02-17 2013-05-30 Akkolens International B.V. Adjustable Chiral Ophthalmic Lens

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