JP2014222315A

JP2014222315A - 累進屈折力レンズ

Info

Publication number: JP2014222315A
Application number: JP2013102164A
Authority: JP
Inventors: 大輔宇野; Daisuke Uno
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2014-11-27
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: JP6291723B2

Abstract

【課題】累進屈折力面の微小振動を抑え、面周辺部の形状の発散を抑え、比較的大きな有効径に対して累進屈折力面を生成し、累進屈折力面全体の光学性能の分布をコントロールすること。
【解決手段】累進屈折力レンズは、装用状態で物体側となる外面と、装用状態で眼球側となる内面とを有する累進屈折力レンズであって、外面および内面のうち少なくとも一方のレンズ面は、比較的遠方視に適した遠用部領域１１と、遠用部領域１１に対して比較的近用視に適した近用部領域１２と、遠用部領域１１と近用部領域１２との間において遠用部領域１１の面屈折力と近用部領域１２の面屈折力とを連続的に接続する累進部領域１３とを有する累進屈折力面１０であり、累進屈折力面１０の形状は、極座標系においてZernike多項式を用いて表される。
【選択図】図１

Description

本発明は、累進屈折力レンズに関する。

累進屈折力レンズでは、必要な光学特性を得るためにレンズ面内における各点での曲率を変えることで累進屈折力面をなしている。累進屈折力面では、各点を光学的に滑らかな面で接続する必要がある。そのため、累進屈折力面は、少なくとも２次微分可能な関数により表現されることが求められる。

累進屈折力面の数学的な表現方法を大別すると次の２通りがある。第１の表現方法は、たとえば高次の多項式のような立体的な面を表す関数によって、累進屈折力面を生成する方法である（特許文献１参照）。この方法では、関数の選択とパラメーターの設定とが重要である。第２の表現方法は、座標値などで与えられた点群を滑らかにつないで累進屈折力面を生成する方法である。この方法では、点群をつなぐために、２次微分可能な双３次スプラインやＢ−スプラインなどのスプラインが使用される。この方法は、自由度が高く種々の形状に対応することができる。

特許第４９９６００６号公報

特許文献１に記載の累進屈折力レンズでは、累進屈折力面を表す関数としてＸＹ多項式が使用されている。しかしながら、ＸＹ多項式で累進屈折力面を生成すると、高次の項が原因で、累進屈折力面の形状に高周波の微小振動が生じ、累進屈折力面を適切に生成することができない。また、累進屈折力面の周辺部において形状が発散しやすい。さらに、累進屈折力面の有効径が大きい場合において、累進屈折力面を適切に生成することができない。一方、点群をつなぐ双３次スプラインやＢ−スプラインで累進屈折力面を生成する方法は、双３次スプラインやＢ−スプラインはグリッド毎に別の関数を用いているので、面全体の光学性能の分布を変化させるのには適していない。

本発明による累進屈折力レンズは、装用状態で物体側となる外面と、装用状態で眼球側となる内面とを有する累進屈折力レンズであって、外面および内面のうち少なくとも一方のレンズ面は、装用状態においてレンズ面を鼻側領域と耳側領域とに分割する主注視線に沿って、比較的遠方視に適した遠用部領域と、遠用部領域に対して比較的近用視に適した近用部領域と、遠用部領域と近用部領域との間において遠用部領域の面屈折力と近用部領域の面屈折力とを連続的に接続する累進部領域とを有する累進屈折力面であり、累進屈折力面の形状は、極座標系において以下のZernike多項式を用いて表されることを特徴とする。

本発明によれば、累進屈折力面の微小振動を抑えることができ、面周辺部の形状の発散を抑えることができ、比較的大きな有効径に対して累進屈折力面を生成することができ、累進屈折力面全体の光学性能の分布をコントロールすることができる。

累進屈折力レンズの累進屈折力面の概要を示す図である。第１実施例に係る累進屈折力面の面非点隔差および面平均屈折力を示す図である。第２実施例に係る累進屈折力面の面非点隔差および面平均屈折力を示す図である。

図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。以下の記載において、屈折力の単位は、特に言及しない場合にはディオプター（Ｄ）によって表されるものとする。また、以下の説明において、累進屈折力レンズの「上方」、「下方」、「上部」、「下部」などと表記する場合は、当該累進屈折力レンズが眼鏡用に加工される場合において眼鏡を装用したときのレンズの位置関係に基づくものとする。以下の各図面においても、レンズの位置関係（上下左右）は、紙面に対する位置関係（上下左右）と一致するものとする。また、レンズを構成する２つの屈折面のうち、物体側の面を「外面」とし、眼球側の面を「内面」として表すものとする。

図１は、本実施形態に係る累進屈折力レンズが備える累進屈折力面１０の概要を説明する図である。本実施形態に係る累進屈折力レンズは、外面および内面の少なくとも一方が累進屈折力面１０となっている。図１に示す累進屈折力面１０は、眼鏡用フレームの形状に合わせて累進屈折力レンズを加工する前の状態（玉摺り加工前の状態）であり、平面視で円形に形成されている。累進屈折力面１０は、図中上側が装用時において上方に配置されることとなり、図中下側が装用時において下方に配置されることとなる。

累進屈折力面１０は、遠用部領域１１と、近用部領域１２と、累進部領域１３とを有する。遠用部領域１１は、累進屈折力面１０の上部に配置されており、比較的遠方視に適した領域である。近用部領域１２は、累進屈折力面１０の下部に配置されており、比較的近方視に適した領域である。累進部領域１３は、遠用部領域１１と近用部領域１２との間において、遠用部領域１１の面屈折力と近用部領域１２の面屈折力とを連続的に接続する部分である。

累進屈折力面１０には、複数の基準点が設定されている。このような基準点として、たとえば、光学中心点２１、遠用参照点２２、近用参照点２３などが挙げられる。光学中心点２１は、累進屈折力レンズの光学的特性の中心点であり、累進屈折力レンズの光軸と累進屈折力面の交点である。遠用参照点２２は、遠用部領域１１において累進屈折力レンズの遠用度数を測定する測定基準点である。近用参照点２３は、近用部領域１２において累進屈折力レンズの近用度数を測定する測定基準点である。また累進屈折力面１０には、装用状態において、累進屈折力面１０を鼻側領域と耳側領域とに分割する主注視線３０が設定されている。累進屈折力面１０では、主注視線３０に沿って、遠用部領域１１、累進部領域１３、および近用部領域１２が配置されており、主注視線３０上に、光学中心点２１、遠用参照点２２、および近用参照点２３が設定されている。

ここで、累進屈折力面の座標系について説明する。まず、累進屈折力レンズの光軸に対して垂直であり光学中心点を含む平面（以下、基準面と表記する）上で直交座標系を定義する。この直交座標系は、上下方向の軸をｙ軸とし、ｙ軸に対して垂直である左右方向の軸をｘ軸とし、光学中心点を原点とする。この直交座標系において、累進屈折力面上の任意の点の座標を（ｘ，ｙ）とする。

本実施形態において、累進屈折力面の形状は、極座標系において連続的な面形状を表すZernike多項式のみを用いて表される。Zernike多項式を用いるため、上記直交座標系での座標（ｘ，ｙ）を、基準面上で定義される極座標系での座標（ｒ，θ）に変換する。この極座標系の原点は、光学中心点とする。（ｘ，ｙ）と（ｒ，θ）の関係は、以下の式に示すとおりである。

累進屈折力面上の任意の点の座標（ｒ，θ）におけるサグ量（基準面からの光軸方向の距離）をＷ（ｒ，θ）とする。本実施形態において、累進屈折力面のサグ量Ｗ（ｒ，θ）は、以下の一般式で表される標準Zernike多項式のみを用いて表される。

このように、本実施形態では、累進屈折力面の形状をZernike多項式で表すことにより、累進屈折力面の微小振動を抑えることができ、面周辺部の形状の発散を抑えることができ、比較的大きな有効径に対して累進屈折力レンズの累進屈折力面を生成することができる。また、Zernike多項式は直交関数系であるため、累進屈折力面全体の光学性能の分布を各項のZernike係数でコントロールすることができる。

また、本実施形態の累進屈折力面の形状を表すZernike多項式では、ｎ−２ｍの値が４、２、０、−１、−３のいずれかであるｎ，ｍの組み合わせを持つ項のZernike係数が０以外の値を有する。このようなZernike多項式によれば、遠用部領域と近用部領域との間で面屈折力が連続的に変化する累進部領域を有する累進屈折力面の形状を適切に表現することができる。

さらに、本実施形態の累進屈折力面の形状を表すZernike多項式では、ｎの値が１から７までの間である項のZernike係数が０以外の値を有する。このようなZernike多項式によれば、遠用部領域と近用部領域との間で面屈折力が連続的に変化する累進部領域を有する累進屈折力面の形状を適切に表現することができる。

次に、本実施形態の累進屈折力面に係る実施例について説明する。なお、以下に説明する実施例において、面平均屈折力および面非点隔差は、次の式でそれぞれ表されるものとする。

また、以下に説明する実施例において、Zernike多項式の規格化半径r’＝36mmとし、図２および図３で示す累進屈折力面の直径を60mmとした。

−第１実施例−
第１実施例に係る累進屈折力面は、面非点隔差が遠用部領域まで広がっていないが、面非点隔差の等高線の密度が高いタイプの累進屈折力面である。第１実施例に係る累進屈折力面は、上述したZernike多項式のみで表される。このZernike多項式の各項におけるZernike係数を、以下の表１に示す。表１に示されていない項のZernike係数は０である。なお、Zernike多項式の項番号（以下、Zernike番号と表記する）は、以下の式によって表されるものとする。

＜表１＞
Zernike番号 n n-2m Zernike係数
3 1 -1 -0.86789816
4 2 2 -0.266316593
5 2 0 2.398656112
9 3 -1 -0.324930379
10 3 -3 -0.099515751
11 4 4 -0.093782823
12 4 2 -0.068703134
13 4 0 0.015903906
19 5 -1 0.046510646
20 5 -3 0.049233782
23 6 4 0.03170093
24 6 2 0.013957293
25 6 0 -0.008934384
33 7 -1 -0.013173801
34 7 -3 -0.017694908

表１に示すように、第１実施例に係る累進屈折力面を表すZernike多項式では、ｎの値が１から７までの間であって、かつｎ−２ｍの値が４、２、０、−１、−３のいずれかである項のZernike係数が、０以外の値を有している。

また、第１実施例に係る累進屈折力面に関する数値データを以下の表２に示す。
＜表２＞
遠用参照点の座標（ｘ，ｙ）＝（０，８）
近用参照点の座標（ｘ，ｙ）＝（０，−１１）
ベースカーブ４．０
加入度２．０

図２は、第１実施例に係る累進屈折力面の面非点隔差および面平均屈折力を示す図である。図２において、等高線の間隔は０．５である。図２に示すように、第１実施例に係る累進屈折力面では、遠用部領域で広く面非点隔差を抑えることができている。その結果として、面非点隔差の等高線密度が高い。しかし、累進部領域および近用部領域における主注視線付近の面非点隔差については抑えることができている。

−第２実施例−
第２実施例に係る累進屈折力面は、面非点隔差の一部が遠用部領域まで広がっているが、面非点隔差の等高線の密度が低いタイプの累進屈折力面である。第２実施例に係る累進屈折力面は、上述したZernike多項式のみで表される。このZernike多項式の各項におけるZernike係数を、以下の表３に示す。表３に示されていない項のZernike係数は０である。
＜表３＞
Zernike番号 n n-2m Zernike係数
3 1 -1 -0.845618569
4 2 2 -0.193146483
5 2 0 2.417671088
9 3 -1 -0.361334778
10 3 -3 -0.070784463
11 4 4 -0.005024789
12 4 2 -0.053775279
13 4 0 0.023504056
19 5 -1 0.042609201
20 5 -3 0.033284563
23 6 4 0.012049597
24 6 2 0.010435763
25 6 0 -0.005501472
33 7 -1 -0.012516544
34 7 -3 -0.011281343

表３に示すように、第２実施例に係る累進屈折力面を表すZernike多項式では、ｎの値が１から７までの間であって、かつｎ−２ｍの値が４、２、０、−１、−３のいずれかである項のZernike係数が０以外の値を有している。

また、第２実施例に係る累進屈折力面に関する数値データを以下の表４に示す。
＜表４＞
遠用参照点の座標（ｘ，ｙ）＝（０，８）
近用参照点の座標（ｘ，ｙ）＝（０，−１１）
ベースカーブ４．０
加入度２．０

図３は、第２実施例に係る累進屈折力面の面非点隔差および面平均屈折力を示す図である。図３において、等高線の間隔は０．５である。図３に示すように、第２実施例に係る累進屈折力面では、面非点隔差の一部が遠用領域まで広がっているが、面非点隔差の等高線間隔の密度を低くすることができている。

（変形例）
上述した実施の形態では、累進屈折力レンズの累進屈折力面の形状（サグ量）が上述したZernike多項式のみを用いて表される例について説明した。しかしながら、累進屈折力面の形状（サグ量）は、球面を表す式とZernike多項式とを両方用いて表されるようにしてもよい。また、累進屈折力面の形状（サグ量）は、Ｘ軸とＹ軸が直交する直交座標系において面形状を表すＸＹ多項式とZernike多項式とを両方用いて表されるようにしてもよい。また、累進屈折力面の形状（サグ量）は、スプライン（たとえば、双３次スプライン、Ｂ−スプラインなど）とZernike多項式とを両方用いて表されるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、累進屈折力レンズの累進屈折力面の形状を表すZernike多項式を標準Zernike多項式で記載したが、フリンジZernike多項式であってもよい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１０…累進屈折力面、１１…遠用部領域、１２…近用部領域、１３…累進部領域、３０…主注視線

Claims

装用状態で物体側となる外面と、装用状態で眼球側となる内面とを有する累進屈折力レンズであって、
前記外面および前記内面のうち少なくとも一方のレンズ面は、装用状態においてレンズ面を鼻側領域と耳側領域とに分割する主注視線に沿って、比較的遠方視に適した遠用部領域と、前記遠用部領域に対して比較的近用視に適した近用部領域と、前記遠用部領域と前記近用部領域との間において前記遠用部領域の面屈折力と前記近用部領域の面屈折力とを連続的に接続する累進部領域とを有する累進屈折力面であり、
前記累進屈折力面の形状は、極座標系において以下のZernike多項式を用いて表されることを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記Zernike多項式では、ｎ−２ｍの値が４、２、０、−１、−３のいずれかであるｎ，ｍの組み合わせを持つ項のZernike係数が０以外の値を有することを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１または２に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記Zernike多項式では、ｎの値が１から７までの間である項のZernike係数が０以外の値を有することを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記累進屈折力面の形状は、前記Zernike多項式のみを用いて表されることを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記累進屈折力面の形状は、球面を表す式と前記Zernike多項式とを用いて表されることを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記累進屈折力面の形状は、Ｘ軸とＹ軸が直交する直交座標系において面形状を表すＸＹ多項式と前記Zernike多項式とを用いて表されることを特徴とする累進屈折力レンズ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の累進屈折力レンズにおいて、
前記累進屈折力面の形状は、スプラインと前記Zernike多項式とを用いて表されることを特徴とする累進屈折力レンズ。