JP2013539080A - 特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズ - Google Patents

Abstract

第１レンズ素子（１８）及び少なくとも１つの第２レンズ素子（２０）を備え、第１レンズ素子（１８）及び第２レンズ素子（２０）が色消し方式で少なくとも部分的に協働する、特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズ（１０）。第２レンズ素子（２０）を、第１レンズ素子（１８）の周縁領域（２８）にのみ配置した少なくとも１つのレンズセグメント（２６）として構成する。さらに、光学レンズ（１０）を作製する方法を記載する。
【選択図】図２

Description

本発明は、第１レンズ素子及び少なくとも１つの第２レンズ素子を備え、第１レンズ素子及び第２レンズ素子が色消し方式で少なくとも部分的に協働する（at least partly act together in an achromatic fashion）、特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズに関する。

本発明はさらに、特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズを作製する方法に関する。

かかる光学レンズは特許文献１から既知である。当該文献に記載の光学レンズは白内障レンズとして使用される。しかしながら、原理上、このレンズを眼鏡レンズとして使用することもできる。

眼鏡レンズを１つのレンズ素子のみから製造した場合、製造材料である光学材料の屈折率の波長依存性の結果として、眼鏡レンズが色収差を引き起こすことが一般に知られている。色収差は、光の波長毎に異なる焦点を発生させる縦カラー収差（軸上色収差又は縦色収差とも称する）を含む。縦カラー収差に加えて、さらに別の色収差として横カラー収差（カラー倍率誤差（colourmagnification error）又は倍率色収差とも称する）もあり、これは、眼鏡レンズの場合は眼の網膜である像平面における有色縞又は有色エッジで表され、特定の強度を超えると眼鏡装用者がこれを知覚して煩わしく思う。

眼鏡レンズの場合、色収差、特に倍率色収差は、パワーの低い眼鏡レンズの場合には眼鏡装用者にとって目障りなほど顕著とはならないが、色収差、特に倍率色収差は、矯正すべき視力不良が近視系か遠視系かに関係なく、眼鏡レンズにおいて光学パワーの増加に伴い増加する。

近年では美容上の理由から、高屈折材料、特にプラスチック又は高屈折型のガラスを用いて眼鏡レンズの厚さをできる限り薄く保つことが多い。しかしながら、概して屈折率の増加と相まってアッベ数が減少するので、まさに高屈折率を有する材料は著しく強い倍率色収差を有する。

したがって、眼鏡レンズがもたらすこのような色収差、特に倍率色収差を少なくとも低減することが望ましい。

例えばカメラの対物レンズの分野では、いわゆるアクロマートによる色収差の補正の実践が開示されている。光学において、アクロマートは、異なるアッベ数及び／又は異なる屈折率を有する材料からなるので分散挙動が異なる少なくとも２つのレンズからなるシステムを意味すると理解される。２つのレンズのうち、一方はアッベ数の大きい方の材料から通常は製造される正レンズ（例えば、クラウンガラス）であり、他方はアッベ数の小さい方の、したがって正レンズよりも分散が大きな材料でできた負レンズであり、この第２レンズは例えばフリントガラスから製造される。

２つのレンズは、色収差を２つの波長について最大限に補償するような形状であり、またそのように相補的な表面で相互接続される。２つのレンズは、このとき色消しするよう協働する。

本発明の意味の範囲内では、「色消し方式で」「少なくとも部分的に」協働することは、色収差（achromatic aberration or aberrations）を必ずしも完全に除去する必要がなく、少なくとも低減することを意味すると理解される。

上述の従来のアクロマートは、眼鏡レンズとしての使用に適さない。すなわち、これらのアクロマートは、２つの完成レンズから組み立てるので、対応の厚さも有し、これと相まって重量過多にもなる。

冒頭で述べた特許文献１に開示されているレンズは、実質的に同じ屈折率を有する２つのレンズ素子からなり、そのうち一方のレンズ素子は、約１．６１の屈折率及び約３６の逆相対分散率（reciprocal relative dispersion）を有するフリントガラスから製造される。他方のレンズ素子は、約１．６１の屈折率及び約６０の逆相対分散率を有するバリウムクラウンガラスから製造される。最初に述べたレンズ素子は負レンズ素子であり、２番目に述べたレンズ素子は正レンズ素子である。２つのレンズ素子は、相補的な表面で相互接続される。

こうして作製したレンズは、後側、すなわち負レンズ素子により完全に形成した装用者の眼に面する側を有する一方で、レンズの前側、すなわち装用者の眼に面しない側は、一部は正レンズの表面により、その周縁領域は負レンズの表面により形成される。

レンズはさらに、２つの完成レンズ素子からなるので比較的厚く非常に重いという欠点を被る。

専門論文である非特許文献１も、眼鏡レンズにおける色収差の低減を考察している。当該文献が強調しているのは、低屈折率及び高アッベ数を有するレンズと、高屈折率及び低アッベ数を有するレンズとを有し、そのうち一方のレンズが負レンズで他方のレンズが正レンズであるアクロマートが、厚さ及び重量が小さな眼鏡レンズにするという要望に反しているので眼鏡レンズとして実用的ではないということである。アクロマートの欠点を解消するために、当該文献は、屈折レンズを回折素子と組み合わせ、屈折レンズ及び回折素子の組み合わせが屈折レンズ単独と実質的に同じ厚さ及び同じ重量を有し得ることを提案している。

しかしながら、回折素子が他の収差を誘発することを回避するために、回折素子を高精度で作製しなければならないので、屈折レンズ及び回折素子から構成した眼鏡レンズは、その作製に関して非常に複雑である。

英国特許第４８７ ５４６号明細書

"Hybrid diffractive-refractive achromatic spectacle lenses", W. N. Charman, Opthal. Physiol. Opt. 1994, volume 14, pages 389 to 392

したがって、本発明は、レンズが少なくとも部分的な色消し効果を有するにも関わらず、最小限の厚さ及び最小限の重量を有するよう冒頭で述べたタイプの光学レンズを開発するという目的に基づく。

本発明によれば、この目的は、第２レンズ素子を、第１レンズ素子の周縁領域にのみ配置した少なくとも１つのレンズセグメントとして構成することにより、冒頭で述べた光学レンズに関して達成される。

本発明による光学レンズは、レンズの表面全体にわたる色消し効果を達成するというこれまで追求されていた概念からは逸脱したものである。むしろ、少なくとも部分的な色消し効果は、本発明による光学レンズの場合はレンズの周縁領域に制限される。換言すれば、本発明による光学レンズは、部分アクロマートを構成する。すなわち、光学レンズを眼鏡レンズとして使用する場合、眼鏡レンズの周縁領域のみを色消しする。従来技術は、特に、有色縞の知覚で表される倍率色収差が、眼鏡レンズの中心から、すなわち正視方向に対応するその光軸から眼鏡レンズの周縁に向かって著しく増加することを考慮していなかった。目障りな有色縞は、目視方向（視角）が直視方向から大きく逸れている場合、すなわち眼鏡の装用者が眼鏡レンズの周縁を覗いた場合に初めて眼鏡の装用者に気付かれる。

この目的で、本発明による光学レンズにおいて、第２レンズ素子を、第１レンズ素子の周縁領域にのみ配置した１つ又は複数のレンズセグメントに制限する。これに対して、第２レンズ素子は、光軸を含む光学レンズの中心領域には存在しないので、この領域ではレンズを従来の眼鏡レンズにおけるように構成することができる。

本発明による光学レンズの利点は、色効果が最強であり眼鏡の装用者によるその知覚が顕著である場所でそれを制御する一方で、光学レンズ全体は色消しされない眼鏡レンズと実質的に同じ厚さ及び同じ重量を有し得ることにある。

好ましい実施形態では、少なくとも１つのレンズセグメントは、第１レンズ素子の周縁領域に沿って円周の一部に延びる。

この利点は、少なくとも１つのレンズセグメントが第１レンズ素子の周縁領域の部分領域、すなわち円周の一部のみに延びることにより、さらに軽量化できることである。この場合、少なくとも１つのレンズセグメントを、第１レンズ素子の周縁領域のうちレンズの色消しが望まれる部位に設けるものとする。

上述の実施形態の代替形態として、第２レンズ素子は、第１レンズ素子の周縁領域に沿って全周に延びる正確に１つのレンズセグメントを有することが好ましい。

この利点は、本発明によるレンズが周縁領域全体に沿って少なくとも部分的に色消しされることである。

さらに別の好ましい実施形態では、第２レンズ素子を第１レンズ素子の後側に配置する。

この場合、「後側」は、レンズのうち装用者の眼に面する側を指す。

眼鏡レンズとして使用する光学レンズは、装用者の眼から見て凹曲面を通常は有するので、この措置は、その周縁領域に第２レンズ素子があるにもかかわらず従来の光学レンズと比べてこの周縁領域でさえも光学レンズの厚さが厚くなり過ぎないという点で有利である。特に、第１レンズ素子の後側が凸面であり、第２レンズ素子の少なくとも１つのレンズセグメントを第１レンズ素子の後側の頂点領域に配置すれば、厚さの増加が回避される。

本発明によれば、特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズを作製する方法であって、
第１レンズ素子ブランク及び第２レンズ素子ブランクを準備し、第２レンズ素子ブランクを、第１レンズ素子ブランクの材料のアッベ数及び／又は屈折率とは異なるアッベ数及び／又は屈折率を有する材料から製造するステップと、
少なくとも１つのレンズセグメントとして構成した第２レンズ素子が第２レンズ素子ブランクから形成されるまで、第２レンズ素子ブランクから材料を除去するステップと
を含む方法を提供する。

したがって、第２レンズ素子ブランクを、例えば、このレンズ素子ブランクの周縁領域の内側の中心領域を完全に除去した両凹負レンズとして設けることができる。

こうして形成した少なくとも１つのレンズセグメントを、続いて第１レンズ素子ブランクに加えて、例えばセメント付けにより第１レンズ素子ブランクに接続することができ、又は好ましい実施形態で規定するように、第１レンズ素子ブランク及び第２レンズ素子ブランクを相互接続、特に相互にセメント付けした後に、材料を第２レンズ素子ブランクから除去する。

したがって、この措置の通りに、「基本アクロマート」を最初に２つのレンズ素子ブランクから作製し、本発明による部分アクロマートを、続いて材料を第２レンズ素子ブランクから除去することによりこの基本アクロマートから作製する。

このプロセスにおいて、視力不良の矯正の処方に従って加工した第１レンズ素子を得るために、さらに第１レンズ素子ブランクからの材料の除去を実践することがさらに好まれる。

上記措置と共に、材料除去を第２レンズ素子ブランクから第１レンズ素子ブランクへ続けることができ、第１レンズ素子ブランクの加工は、視力不良の矯正の処方の通りの役割を果たす。この措置と共に、第１レンズ素子ブランクを最初は両凸のレンズとして設けてもよい。

部分アクロマートの形態の本発明による光学レンズを作製する本発明による方法は、上記措置を用いて特に単純且つ費用効果的に実行することができる。

さらに他の利点及び特徴は、後続の説明及び添付図面から得られる。

本発明の範囲から逸脱せずに、上述した特徴及びこれから後述する特徴を、それぞれ指定の組み合わせだけでなく他の組み合わせで又は単独でも使用できることを理解されたい。

本発明の例示的な実施形態を図面に示し、図面を参照してより詳細に後述する。

部分アクロマートとして具現した光学レンズの概略図の正面図を示す。 図１からの光学レンズを図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面で示す。 図１からの光学レンズを作製する方法を説明するための図１からの光学レンズのプリフォームを示す。

図１及び図２は、眼鏡レンズとして使用する予定の光学レンズを示し、これを全体的な参照符号１０で示す。

図１の通り、レンズ１０は、円形の周縁１２を有するレンズとして図示されている。しかしながら、本発明が円形の光学レンズに制限されるのではなく、レンズ１０が任意の他の、例えば多角形、特に矩形、卵形、又は他の基本形状を有してもよいことを理解されたい。

レンズ１０は、前側１４及び後側１６を有する。後側１６は、レンズ１０のうち、レンズ１０を眼鏡レンズとして使用する場合に眼鏡の装用者の眼に面する側である。図２に示す前側１４及び後側１６の曲率とレンズ１０の（中心）厚さとは、例示的なものと理解すべきである。

レンズ１０は、第１レンズ素子１８及び第２レンズ素子２０を有する。

図示の例示的な実施形態では、第１レンズ素子１８は前面２２及び後面２４を有する。図示の例示的な実施形態では、前面２２は凸面であり、後面２４は凹面である。しかしながら、この場合の第１レンズ素子１８の凹凸実施形態は、単に例示として理解すべきであり、本発明はこれに制限されない。

レンズ１８は、正のパワーを有するか負のパワーを有するかについても制限されない。正しくは、第１レンズ素子１８は、形状、材料、研磨等に関して、顧客固有の処方に従って視力不良を矯正するのに必要な光学効果に適合させる。

第２レンズ素子２０は、少なくとも１つの、ここでは正確に１つのレンズセグメント２６の形態で具現し、第１レンズ素子１８の周縁領域２８のみに配置する。

ここで、レンズセグメント２６は、第１レンズ素子１８の周縁領域２８に沿って全周に延びる。

レンズセグメント２６は、第１レンズ素子１８の後側１６に配置する。

レンズセグメント２６は、例えばセメント付けにより、第１レンズ素子１８及びレンズセグメント２６の相補的な表面３０、３１に沿って第１レンズ素子１８に接続固定する。第１レンズ素子１８の表面３０は凸面であるので、レンズセグメント２６の対応表面３１は凹面である。レンズセグメント２６の後側３２も同様に、この場合は凹面であるので、レンズセグメント２６全体は両凹設計である。したがって、レンズセグメント２６が負の光学パワーを有する一方で、第１レンズ素子１８は、その周縁領域２８で両凸設計である結果として少なくともその場所では正である。

レンズセグメント２６の形態の第２レンズ素子２０は、第１レンズ素子１８と色消しするよう少なくとも部分的に協働する。第１レンズ素子１８の材料及び第２レンズ素子２０の材料は、この目的で、アッベ数及び／又は屈折率に関して適宜選択される。その分散挙動に関して、第２レンズ素子２０及び第１レンズ素子１８を、レンズ１０の所望の色消し効果がその周縁領域で得られるよう相互に一致させる。

レンズセグメント２６の形態の第２レンズ素子２０は、第１レンズ素子１８の周縁領域２８にしか存在しないので、レンズ１０の後側１６は、実質的に第１レンズ素子１８の後側により形成され、すなわち、中心領域３４には第１レンズ素子１８しかない。

光軸３６に関して第２レンズ素子２０が延びる周縁領域２８の高さｈは、レンズ１０の光学効果、利用材料、特にそのアッベ数、レンズ１０の設計、すなわちレンズ１０が平坦か、湾曲しているか、非球面か等、及びレンズ１０を利用する眼鏡の装用者個人の感受性に応じて変わる。

球面収差、軸外非点収差（oblique astigmatism）等の眼鏡レンズに重要な収差は、レンズ１０の材料構成を考慮に入れて、後側１６の適当な加工により、例えば非球面、非円環面（atorus）、自由曲面等を導入することにより補正することができる。

図３を参照して、以下で光学レンズ１０を作製できる方法を説明する。

光学レンズ１０を作製する作製法は、第１に、「基本アクロマート」を製造することにある。

この目的で、第１レンズ素子ブランク４０及び第２レンズ素子ブランク４２を準備する。図示の例示的な実施形態では、第１レンズ素子ブランク４０は両凸設計であり、第２レンズ素子ブランク４２は両凹設計である。

第１レンズ素子ブランク４０及び第２レンズ素子ブランク４２を、続いて第１レンズ素子ブランク４０及び第２レンズ素子ブランク４２の２つの相補的な表面４４及び４６に沿って実質的に相互接続、例えばセメント付けする。

こうして形成した基本アクロマート４８を続いて加工して、完成光学レンズ１０を作製する。

この目的で、第２レンズ素子ブランク４２からの材料を、例えば眼鏡レンズの作製に利用する通常の材料除去法によって第２レンズ素子ブランク４２の後側５０から除去する。

ここで、第２レンズ素子ブランク４２からの材料の除去は、第１素子ブランク４０の表面４４で終わるのではなく、基本アクロマート４８の後側５２が形成されるまで第１レンズ素子ブランク４０からも材料を除去する。この後側５２は、図３に示されており、図２に示す完成光学レンズ１０の後側１６に相当する。次に、後側５２を仕上げ、例えばラッピング及び研磨する。

したがって、第２レンズ素子ブランク４２から第１レンズ素子ブランク４０にかけて材料を除去することにより、第１レンズ素子１８及びレンズセグメント２６の形態の第２レンズ素子２０を形成し、このレンズセグメントは、第１レンズ素子１８の周縁領域２８に沿って全周に延びる。

Claims (7)

1. 第１レンズ素子（１８）及び少なくとも１つの第２レンズ素子（２０）を備え、前記第１レンズ素子（１８）及び前記第２レンズ素子（２０）が色消し方式で少なくとも部分的に協働する、特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズであって、前記第２レンズ素子（２０）を、前記第１レンズ素子（１８）の周縁領域（２８）にのみ配置した少なくとも１つのレンズセグメント（２６）として構成したことを特徴とする光学レンズ。
2. 請求項１に記載の光学レンズにおいて、前記少なくとも１つのレンズセグメント（２６）は、前記第１レンズ素子（１８）の前記周縁領域（２８）に沿って円周の一部に延びることを特徴とする光学レンズ。
3. 請求項１に記載の光学レンズにおいて、前記第２レンズ素子（２０）は、前記第１レンズ素子（１８）の前記周縁領域（２８）に沿って全周に延びることを特徴とする光学レンズ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学レンズにおいて、前記第２レンズ素子（２０）を、前記第１レンズ素子（１８）の後側に配置したことを特徴とする光学レンズ。
5. 特に眼鏡レンズとして使用する光学レンズ（１０）を作製する方法であって、
   第１レンズ素子ブランク（４０）及び第２レンズ素子ブランク（４２）を準備し、該第２レンズ素子ブランク（４２）を、前記第１レンズ素子ブランクの材料のアッベ数及び／又は屈折率とは異なるアッベ数及び／又は屈折率を有する材料から製造するステップと、
   少なくとも１つのレンズセグメント（２６）として構成した第２レンズ素子（２０）が前記第２レンズ素子ブランク（４２）から形成されるまで、該第２レンズ素子ブランク（４２）から材料を除去するステップと
   を含む方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記第１レンズ素子ブランク及び前記第２レンズ素子ブランク（４０、４２）を相互接続、特に相互にセメント付けした後に、材料を前記第２レンズ素子ブランク（４２）から除去する方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法において、視力不良の矯正の処方に従って加工した第１レンズセグメント（１８）を得るために、さらに材料を前記第１レンズ素子ブランク（４０）から除去する方法。

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