JP2018128509A - 眼鏡用レンズの設計方法及び眼鏡用レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】平均度数誤差などの特定の項目について改善が図られた領域を、レンズ内の任意の方向・大きさで設定することが可能な眼鏡用レンズの設計方法を提供する。【解決手段】（ａ）レンズの中心から放射状に延びる２辺で区画された複数の領域ｇにレンズの特性に関する優先項目を割付ける優先項目割付工程と、（ｂ）レンズの中心から放射状に延びる複数の分割線ｍ上の屈折面の形状を非球面の式にて決定する第１の非球面形状決定工程と、（ｃ）分割線ｍの間に位置する屈折面の形状を補間により決定する第２の非球面形状決定工程と、を有する眼鏡用レンズの設計方法。第１の非球面形状決定工程では、優先項目と対応付けた非球面係数値及び度数から成る組データを収納したデータベースDB1等から、分割線ｍ上に設定された度数及び優先項目に対応した非球面係数値を呼出し、非球面の式に代入することで、分割線ｍ上の屈折面の形状を決定する。【選択図】 図６

Description

この発明は、少なくとも一方の屈折面が非球面にて形成された眼鏡用レンズ及び眼鏡用レンズの設計方法に関する。

眼鏡用レンズにおいて、平均度数誤差等の光学特性の最適化を図る目的で、内面又は／及び外面を非球面化したものが従来より知られている。

例えば、下記特許文献１では、内面及び外面を回転対称非球面に形成した眼鏡用レンズにおいて、レンズ中心部を含む内側領域とその外側に位置する外側領域とに区画して、内側領域において平均度数誤差及び非点収差の値が小さくなるように設計し、レンズ中心部を含む内側領域でスッキリとした視界を確保する一方、外側領域においては非点収差の補正を優先し平均度数誤差を容認する設計を行なうことで、レンズ周辺部の厚みを抑えた外観を確保するようになした点が開示されている。

特開２０１６−２６３２４号公報

しかしながら、眼鏡装用者の要望は様々であり、上記特許文献１に記載のもののように、レンズの内側領域と外側領域とで光学特性を異ならせるだけでは、装用者の要望に対応することが難しい場合がある。
本発明は、このような問題を解決するものであり、平均度数誤差やレンズ厚などの特定の項目について改善が図られた領域を、レンズ内の任意の方向・大きさで設定することが可能な眼鏡用レンズの設計方法を提供すること、及び装用者の視認性を確保しつつ薄型化を図った眼鏡用レンズを提供することを目的とする。

而して本発明の眼鏡用レンズの設計方法は、外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面に形成された眼鏡用レンズの設計方法であって、
（ａ）レンズの光学中心から放射状に延びる２辺で区画された領域を該レンズの周方向に複数設け、該領域にレンズの特性に関する優先項目を割り付ける優先項目割付工程と、
（ｂ）前記レンズの光学中心から放射状に延びる分割線を複数設け、該分割線上の前記屈折面の形状を非球面の式にて決定する第１の非球面形状決定工程と、
（ｃ）前記分割線の間に位置する前記屈折面の形状を補間により決定する第２の非球面形状決定工程と、を有し、
前記第１の非球面形状決定工程では、
前記優先項目と対応付けた非球面係数値及び度数から成る組データを収納したデータベースから、前記分割線上に設定された前記度数及び前記優先項目に対応した前記非球面係数値を呼出し、該非球面係数値を前記非球面の式に代入することで、前記分割線上の前記屈折面の形状を決定することを特徴とする。

ここで優先項目とは、レンズが備える特性のなかで、特に優先的に改善されるべき項目であって、具体的には平均度数誤差軽減、非点収差軽減、歪曲収差軽減、薄型化等から任意に選択され得る。

本発明の設計方法によれば、放射状に複数設けられた分割線上の屈折面の形状は、非球面の式に代入する非球面係数値によって決定される。この非球面係数値は、分割線上に設定された度数及び優先項目に対応したものが用いられるため、本発明の設計方法によれば、優先項目割付工程において設定される領域の位置や大きさ、またそこに割り付ける優先項目を選択し設定することで、平均度数誤差やレンズ厚などの特定の項目について改善が図られた領域を、レンズ内の任意の方向・大きさで設定することができる。

ところで、一般に非球面の式を用いて屈折面の非球面化を行なう際には、レンズ特性が目標値を満足するようになるまでその非球面の式で用いられる非球面係数の値を変化させながら光線追跡によるシミュレーションが行なわれ、非球面係数の最適化が図られる。このため、決定すべき非球面係数の数が多いと、各非球面係数の最適化に要する作業負荷が増大してしまう問題が生じる。これに対し、本発明の設計方法では、第１の非球面形状決定工程において、優先項目と対応付けた非球面係数値及び度数から成る組データを収納したデータベースから非球面係数値を呼出して使用する。このため、特定の特性項目（優先項目）が改善され得る非球面係数の値を予めデータベース内に準備しておけば、以降は、従来のように光線追跡によるシミュレーションにより最適な非球面係数を求め直す必要がなく、データベース内の非球面係数の値を利用できる。このため、例えばレンズ内の平均度数誤差を軽減させた領域の方向・大きさを変更したレンズを設計する場合など、所望の特性を備えた領域の方向・大きさを簡便に変更することが可能である。

ここで本発明の設計方法では、非球面の式として、下記式（１）を用いることができる。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋（Ｒ²−ｋＸ²）^1/2）＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁶＋ＣＸ⁸＋ＤＸ¹⁰ …式(１)
ここでＺ：屈折面のサグ値、Ｘ：光軸からの距離、Ｒ：頂点曲率半径、ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：非球面係数

また本発明の眼鏡用レンズは、外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面に形成された眼鏡用レンズであって、
非点収差若しくは平均度数誤差をレンズ内の他の領域よりも改善させた第１の領域が、レンズの光学中心から第１の方向に偏って形成されており、
該第１の方向とは反対方向の第２の方向に位置するレンズの縁厚が、該第１の方向に位置する該レンズの縁厚よりも薄く形成されていることを特徴とする。
これによれば、視認の際、主にレンズの一部の領域のみが使用されるような場合に、使用頻度の高い第１の領域において非点収差若しくは平均度数誤差を改善させて良好な視界を確保する一方、その他の使用頻度の低い領域ではレンズの薄型化を優先させて、レンズ全体として薄型化及び軽量化を図ることができる。

本発明の設計方法の適用対象となる眼鏡用レンズを模式的に示した図である。 本発明の一実施形態の設計方法に関するフローチャートである。 同実施形態の設計方法における優先項目割付工程についての説明図である。 同実施形態の設計方法におけるデータベース作成工程についての説明図である。 同実施形態の設計方法における第１の非球面形状決定工程についての説明図である。 図５に続く第１の非球面形状決定工程についての説明図である。 実施例１のレンズについての優先項目割付図及び平均度数誤差等高線図を示した図である。 実施例２のレンズについての優先項目割付図及び平均度数誤差等高線図を示した図である。 実施例３のレンズについての優先項目割付図及び平均度数誤差等高線図を示した図である。 実施例４のレンズについての優先項目割付図及び平均度数誤差等高線図を示した図である。 図３とは異なる優先項目の割付の例を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態の設計方法が適用される眼鏡用単焦点レンズ（以下単にレンズとする場合がある）１０を模式的に示した図で、同図（Ａ）はレンズ１０の正面図、（Ｂ）はレンズ１０の断面図である。尚、以下の説明において、レンズの「上方」、「下方」とは当該レンズを用いた眼鏡を装用したときの装用者にとっての「上方」、「下方」とする。また、図１において、レンズ１０の光学中心Ｏを通って左右方向に延びる軸をＸ軸、光学中心Ｏを通って上下方向に延びる軸をＹ軸、レンズ１０の光学中心Ｏ（外面２０ではＯ₁、内面２２ではＯ₂）を通る前後方向の軸をＺ軸とする。Ｚ軸はレンズ１０の光軸Ｐに一致する。尚、本例での光学中心Ｏは、レンズ１０の幾何学中心と一致している。

このレンズ１０は、眼鏡用フレームの形状に合わせてレンズの外形を加工する前の形状であり、正面視で円形状をなしている。レンズ１０の内面（眼球側屈折面）２２はその一部、詳しくは後述する分割線ｍ上の形状が下記非球面の式（２）で定義される凹面とされ、外面（物体側屈折面）２０は面全体が下記球面の式（３）で定義される凸面とされている。

Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ₂＋（Ｒ₂ ²−ｋＸ²）^1/2）＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁶＋ＣＸ⁸＋ＤＸ¹⁰ …式（２）
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ₁＋（Ｒ₁ ²−Ｘ²）^1/2） …式（３）
式（２）、式（３）において、Ｚは屈折面のサグ値、ＸはＺ軸（光軸）からの距離である。Ｒ₁、Ｒ₂は面の頂点における曲率半径（頂点曲率半径）である。なお、Ｒ₁、Ｒ₂は、処方度数等（球面度数、乱視度数、及び、乱視軸方向、屈折率等）によって決定される。また式（２）において、ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは非球面係数である。

図２は、内面２２の面形状の設計手順を示すフローチャートである。同図に示すように、基本仕様決定工程（S101）、優先項目割付工程（S102）、データベース作成工程（S103）、第１の非球面形状決定工程（S104）、及び、第２の非球面形状決定工程（S105）を経て内面２２の面形状が決定される。

基本仕様決定工程（S101）では、レンズの屈折率ｎ、球面度数Ｓｐｈ、乱視度数Ｃｙｌ、乱視軸方向ＡＸ、レンズ中心厚ＣＴ、外面カーブ（ベースカーブ）およびレンズ外径を決定する。また必要に応じてプリズム屈折力、プリズム基底方向等を決定する。

優先項目割付工程（S102）では、レンズの光学中心Ｏから放射状に延びる２辺で区画された領域ｇを、レンズ１０の周方向に複数設け、領域ｇに対してレンズの特性に関する優先項目を割り付ける。設定する領域ｇの数は、レンズ１０に割り付けられる優先項目の数に合わせて、２〜１２の範囲で適宜設定することができる。各領域ｇに割り付けられる優先項目として、平均度数誤差軽減、非点収差軽減、歪曲収差軽減、薄型化、スムージング等を選択することができる。図３に示す例では、レンズ１０に４つの領域ｇ₁、ｇ₂、ｇ₃、ｇ₄を設け、レンズ上方の領域ｇ₁を主に視認の際に使用する領域とし、領域ｇ₁に優先項目として平均度数誤差軽減を割り付け、他方、視認の際に使用する頻度が少ないレンズ下方の領域ｇ₂に優先項目として薄型化を割り付けている。また、領域ｇ₁とｇ₂の間に位置する領域ｇ₃、ｇ₄については優先項目としてスムージングを割り付けている。このように優先項目割付工程（S102）では、レンズ１０の周方向異なる領域に、それぞれ異なる優先項目を割り付ける。

データベース作成工程（S103）では、図４に示すように優先項目とされた特定の項目が改善され得る非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値と度数とから成る組データを求め、かかる組データを収納したデータベースを優先項目別に作成する。例えば、平均度数誤差が改善され得る非球面係数値は、平均度数誤差が目標値を満足するようになるまで、非球面の式（２）で用いられる非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を変化させながら光線追跡によるシミュレーションを行なうことで、度数毎に求めることができる。このようにして得られた非球面係数値と度数から成る組データをデータベースに収納して、平均度数誤差軽減用データベースＤＢ１とする。また同様の手順にて非点収差軽減用データベースＤＢ２、薄型化用データベースＤＢ３等を作成する。

尚、優先項目としてのスムージングは、異なるレンズ特性を備えた領域同士を滑らかに接続することを目的としたもので、スムージング領域の非球面係数値は、上記平均度数誤差軽減、非点収差軽減等と異なり、その前後の分割線の非球面係数値及びスムージング領域の分割線上の度数から補間アルゴリズムにより算出するスムージング処理により求めることができる。

第１の非球面形状決定工程（S104）では、レンズ１０の光学中心Ｏから放射状に延びる分割線ｍを等間隔に複数設定し、分割線ｍ上の屈折面の形状を上記非球面の式（２）にて決定する。レンズ１０の周方向に設定される分割線ｍの数は、１２〜３６０の範囲で、且つ、レンズ１０を周方向３６０°に亘って等間隔で区画できる数とする。具体的には１２，２０，２４，３６，７２，１８０，３６０である。特にレンズ１０に乱視度数が処方されている場合、レンズ面に設定される度数は周方向に変化するため、分割線ｍの数を多く設定することで、精度の高いレンズ設計を行うことができる。

図５は、レンズ１０に分割線ｍを１２本設定した場合を示している。この場合、各分割線ｍは３０°の等間隔で周方向に設定される。同図に示すように分割線ｍは、Ｘ軸上に基準となる分割線ｍ₁が配置され、以降３０°の間隔でｍ₂〜ｍ₁₂の分割線が周方向の異なる位置に設定される。このときＸ軸上に設定された分割線ｍ₁の設計角度を０°とし、分割線ｍ₁₂の設計角度を３３０°とする。

次に各分割線上の度数Ｄｈを下記式（４）より求める。
Ｄｈ＝Ｓｐｈ＋Ｃｙｌ×ｓｉｎ²（θ−Ａｘ） …式（４）
ここでＳｐｈ：球面度数、Ｃｙｌ：乱視度数、Ａｘ：乱視軸方向、θ：Ｘ軸との交差角度である。式（４）のθに分割線の設計角度を代入することで、処方度数に基づいて各分割線上に設定される度数を求めることができる。

次に、分割線ｍ上の屈折面の形状を上記非球面の式（２）を用いて決定する際に必要となる非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を求める。図６に示すように、レンズ上方の分割線ｍ₂〜ｍ₆の５本が優先項目として平均度数誤差軽減が割り付けられた領域ｇ₁に属し、レンズ下方の分割線ｍ₈〜ｍ₁₂の５本が優先項目として薄型化が割り付けられた領域ｇ₂に属する場合、レンズ上方の分割線ｍ₂〜ｍ₆については、分割線上の度数Ｄｈに対応した各分割線ｍ₂〜ｍ₆の非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を平均度数誤差軽減用データベースＤＢ１から呼び出し、レンズ下方の分割線ｍ₈〜ｍ₁₂については、分割線上の度数Ｄｈに対応した各分割線ｍ₈〜ｍ₁₂の非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を薄型化用データベースＤＢ３から呼び出す。尚、領域ｇ₃，ｇ₄に属する分割線ｍ₁、ｍ₇については、それぞれの分割線の度数Ｄｈに対応した非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値をスムージング処理により算出する。

以上のようにして得られた非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値、及び、処方度数等から求められる頂点曲率半径Ｒ₂の値をそれぞれ上記非球面の式（２）に代入することで、各分割線ｍ₁〜ｍ₁₂上の屈折面の形状（サグ値）が決定される。

次に、第２の非球面形状決定工程（S105）では、分割線ｍの間に位置する屈折面のサグ値を、レンズ周方向に沿った３次スプライン補間により算出する。３次スプライン補間を実行するにあたっては、設計角度０°近傍の屈折面形状と設計角度３６０°近傍の屈折面形状とが滑らかに接続されるように、設計角度０°〜３６０°までの範囲に設定された１２本の分割線に加えて、更に−９０°〜０°の範囲、及び３６０°〜４５０°の範囲においても分割線ｍを設定し、−９０°〜４５０°の範囲に亘って補間処理を行ない、このうちの０°〜３６０°の範囲で求められたサグ値を屈折面の形状とすることが望ましい。これにより内面２２の非球面形状が決定される。

次に、本実施形態の設計方法で設計された単焦点レンズの実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１（レンズ５０）は、球面度数がマイナスの近視矯正用レンズの内面を非球面化したもので、レンズ上方の領域にて平均度数誤差を抑え、レンズ下方の領域を薄型化した例である。図７（Ａ）に示すように、レンズ５０を４つの領域ｇ₁〜ｇ₄に区画して、レンズ上方の領域ｇ₁に平均度数誤差軽減を、レンズ下方の領域ｇ₂に薄型化を、これらの間に位置する領域ｇ₃、ｇ₄にスムージングを割り付けている。
具体的なレンズデータは以下の通りである。
屈折率ｎ １．６０８
外面カーブ（Ｄ） ４．００Ｄ
球面度数（Ｄ） −４．００Ｄ
乱視度数（Ｄ） −２．００Ｄ
乱視軸方向Ａｘ １８０°
レンズ中心厚 １．１ｍｍ
レンズ外径 ７５ｍｍ
領域数 ４
分割線の数 ２４

表１は、レンズ５０上に設定された２４本の分割線ｍ₁〜ｍ₂₄毎の度数Ｄｈおよびこれに対応する非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を示す。尚、下記表１〜４に記載の非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値において、E及びEの右側の数字は、１０を基数としEの右側の数字を指数とする累乗を表している。ここで、分割線ｍ₁〜ｍ₁₃についての非球面係数値は平均度数誤差軽減用データベースから、分割線ｍ₁₅〜ｍ₂₃についての非球面係数値は薄型化用データベースから呼出したものを用いている。

図７（Ｂ）は、レンズ５０の平均度数誤差の等高線図で、−０．１２５ディオプタ（以降”Ｄ”とする場合がある）からマイナス方向にステップ幅０．２５Ｄで等高線が表されている（尚、図８、図９、図１０で示す等高線図においても同様である）。同図において白地部分が、−０．１２５Ｄよりも小さい、特に平均度数誤差が改善された領域である。このようにレンズ５０ではレンズ光学中心Ｏから上方（矢印５０ｂの方向）に向けて、平均度数誤差が改善された第１の領域５０ａが偏って形成されている。

また、図７（Ｂ）には、平均度数誤差に加えて、レンズ周方向８箇所における縁厚が示されている。このレンズ５０では、平均度数誤差が改善された第１の領域５０ａが形成されているレンズ上方の縁厚が１０．７ｍｍであるのに対し、これとは反対方向であるレンズ下方向（設計角度２７０°の方向）に位置するレンズの縁厚が８．３ｍｍとなっており、レンズ下方向の縁厚がレンズ上方の縁厚よりも２２．４％薄く形成されている。

このようにレンズ５０では、レンズ上部の領域（第１の領域５０ａ）において平均度数誤差を改善させて良好な視界を確保する一方、レンズ下方の領域についてはレンズの薄型化を優先させることで、レンズ全体として薄型化・軽量化が図られている。このようなレンズ５０は、例えば自転車運転時のように装用者の前傾姿勢が維持され、視認の際、主にレンズ上部の領域が使用される一方、レンズ下方の領域については使用頻度が低い場合に好適に用いることができる。

［実施例２］
第２実施例（レンズ５２）は、実施例１と同じレンズデータの下、図８（Ａ）に示すように実施例１と比較してレンズ上方の平均度数誤差軽減が割り付けられた領域ｇ₁を狭く、レンズ下方の薄型化が割り付けられた領域ｇ₂を広く設計したレンズである。
表２は、レンズ５２上に設定された２４本の分割線ｍ₁〜ｍ₂₄毎の度数Ｄｈおよびこれに対応する非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を示す。

図８（Ｂ）に示すように、レンズ５２は、平均度数誤差が改善された領域である第１の領域５２ａが、レンズ光学中心Ｏから左斜め上方に偏って形成されている。レンズ５２は、第１の領域５２ａがレンズ５０の第１の領域５０ａよりも狭い範囲に形成されている一方で、レンズの左右方向の縁厚がレンズ５０よりも薄く形成されている。具体的にはレンズ右側（設計角度０°）の縁厚が６．３ｍｍから５．５ｍｍ、レンズ左側（設計角度１８０°）の縁厚が６．３ｍｍから５．９ｍｍとなっており、より薄型化・軽量化を求める装用者に対して好適である。

尚、本例では薄型化が割り付けられた領域ｇ₂を広く設定したことにともない、２４本の分割線のうち分割線ｍ₁、ｍ₂、ｍ₃、ｍ₄、ｍ₁₃、ｍ₁₄、ｍ₂₄の７本が、レンズ５０とは異なる非球面係数値を採用しているが、スムージング処理により非球面係数値を求めるｍ₄、ｍ₁₃を除く５本については、薄型化用データベースを参照することで新たな非球面係数値を求めている。このように本実施形態の設計方法によれば、レンズ内の平均度数誤差を軽減させた領域ｇ₁や薄型化を図った領域ｇ₂の方向・大きさを変更したレンズを設計する場合でも、参照するデータベースを変更することで、所望の特性に対応した非球面係数値を簡便に求めることができる。

［実施例３］
上記実施例１，２が球面度数をマイナスとした近視矯正用の単焦点レンズであったのに対し、この実施例３（レンズ５４）は、球面度数をプラスとした遠視矯正用の単焦点レンズで、内面を非球面化したものである。図９に示すように、レンズ５４は、実施例１のレンズ５０と同様、レンズを４つの領域に区画して、レンズ上方の領域ｇ₁に平均度数誤差軽減を、レンズ下方の領域ｇ₂に薄型化を、これらの間に位置する領域ｇ₃、ｇ₄にスムージングを割り付けている。尚、このレンズ５４には乱視度数は処方されていない。
具体的なレンズデータは以下の通りである。
屈折率ｎ １．６０８
外面カーブ（Ｄ） ６．００Ｄ
球面度数（Ｄ） ＋４．００Ｄ
乱視度数（Ｄ） ０．００Ｄ
レンズ中心厚 ５．９ｍｍ
レンズ外径 ７５ｍｍ
領域数 ４
分割線の数 ２４

表３は、レンズ５４上に設定された２４本の分割線ｍ₁〜ｍ₂₄毎の度数Ｄｈおよびこれに対応する非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を示す。

図９（Ｂ）は、レンズ５４の平均度数誤差の等高線図で、平均度数誤差が改善された領域である第１の領域５４ａが、レンズ光学中心Ｏから上方（矢印５４ｂの方向）に偏って形成されている。
また、図９（Ｂ）に示すように、このレンズ５４では、平均度数誤差が改善された第１の領域５４ａが形成されているレンズ上方の縁厚が１．６ｍｍであるのに対し、これとは反対方向であるレンズ下方向（設計角度２７０°の方向）に位置するレンズの縁厚が１．０ｍｍとなっており、レンズ下方向の縁厚がレンズ上方の縁厚よりも３７．５％薄く形成されている。

［実施例４］
実施例４（レンズ５６）は上記実施例１と同様、近視矯正用の単焦点レンズであるが、実施例１が内面を非球面形状としたものであるのに対し、レンズ５６は、内面を球面形状とし、外面を非球面形状としたものである。
図１０（Ａ）に示すように、レンズ５６は、実施例１のレンズ５０と同様、レンズを４つの領域に区画して、レンズ上方の領域ｇ₁に平均度数誤差軽減を、レンズ下方の領域ｇ₂に薄型化を、これらの間に位置する領域ｇ₃、ｇ₄にスムージングを割り付けている。尚、このレンズ５６には乱視度数は処方されていない。
具体的なレンズデータは以下の通りである。
屈折率ｎ １．６０８
外面カーブ（Ｄ） ５．００Ｄ
球面度数（Ｄ） −５．００Ｄ
乱視度数（Ｄ） ０．００Ｄ
レンズ中心厚 １．１ｍｍ
レンズ外径 ７５ｍｍ
領域数 ４
分割線の数 ２４

レンズの外面を非球面とする場合、分割線ｍ上の屈折面（外面）は、下記非球面の式（５）により決定することができる。
Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ₁＋（Ｒ₁ ²−ｋＸ²）^1/2）＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁶＋ＣＸ⁸＋ＤＸ¹⁰ …式（５）
ＸはＺ軸（光軸）からの距離である。Ｒ₁は面の頂点における曲率半径（頂点曲率半径）である。また式（５）において、ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは非球面係数である。
表４は、レンズ５６上に設定された２４本の分割線ｍ₁〜ｍ₂₄毎の外面カーブＦおよびこれに対応する非球面係数ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの値を示す。本例においても分割線上の度数Ｄｈに対応した非球面係数の値をデータベースから求めている。詳しくは分割線ｍ₁〜ｍ₁₃についての非球面係数値は平均度数誤差軽減用データベースから、分割線ｍ₁₅〜ｍ₂₃についての非球面係数値は薄型化用データベースから呼出したものを用いている。

図１０（Ｂ）は、レンズ５６の平均度数誤差の等高線図で、平均度数誤差が改善された領域である第１の領域５６ａが、レンズ光学中心Ｏから上方（矢印５６ｂの方向）に向かって偏って形成されている。
また、図１０（Ｂ）に示すようにこのレンズ５６では、第１の領域５６ａが形成されているレンズ上方の縁厚が８．４ｍｍであるのに対し、これとは反対方向であるレンズ下方向（設計角度２７０°の方向）に位置するレンズの縁厚が７．８ｍｍとなっており、レンズ下方向の縁厚がレンズ上方の縁厚よりも７．１％薄く形成されている。

以上のように本実施形態の設計方法によれば、優先項目割付工程において領域の方向・大きさ、またそこに割り付ける優先項目を選択し設定することで、平均度数誤差やレンズ厚などの特定の項目について改善が図られた領域を、レンズ内の任意の方向・大きさで設定することができる。

本実施形態の設計方法では、第１の非球面形状決定工程（S104）において、優先項目と対応付けた非球面係数値及び度数から成る組データを収納したデータベース（ＤＢ１等）から非球面係数値を呼出し、非球面の式に代入する。このため、特定の特性項目（優先項目）が改善され得る非球面係数の値を予めデータベース（ＤＢ１等）内に準備しておけば、以降はデータベース内の非球面係数の値を利用できる。例えば、レンズ内の平均度数誤差を軽減させた領域ｇ₁の大きさ・方向を変更したレンズを設計する場合、従来のように光線追跡によるシミュレーションにより最適な非球面係数を求め直す必要がなく、所望の特性を備えた領域の方向・大きさを簡便に変更することが可能である。

本実施形態のレンズ５０，５２，５４，５６は、平均度数誤差をレンズ内の他の領域よりも改善させた第１の領域５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａが、レンズの光学中心Ｏから第１の方向５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂに偏って形成されており、また第１の方向５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂとは反対方向に位置するレンズの縁厚が、第１の方向５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂに位置するレンズの縁厚よりも薄く形成されている。これによれば、視認の際、使用頻度の高い領域としての第１の領域５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａにおいて、平均度数誤差を改善させて良好な視界を確保する一方、使用頻度の低いその他の領域でレンズの薄型化を優先させることで、レンズ全体として薄型化及び軽量化を図ることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまでも一例示である。上記実施形態は優先項目として平均度数誤差軽減および薄型化を選択した例であったが、図１１に示すように非球面係数の最適化により改善を図ることが可能な他の優先項目を、レンズ内の領域に割り付けることも可能である。尚、図１１（Ｃ）における「平均度数変化」の領域は、平均度数をプラス側に変化させて、手元側の視認性が向上するように非球面係数の最適化を図った領域である。また上記実施形態では非球面の式における４次、６次、８次、１０次についての非球面係数を求めているが、場合によってはこれとは異なる次数の非球面係数を求めるようにすることも可能である等、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において様々変更を加えた形態で実施可能である。

１０，５０，５２，５４，５６ 眼鏡用レンズ
２０ 外面
２２ 内面
５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａ 第１の領域
５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂ 第１の方向
ｇ 領域
ｍ 分割線
Ｏ 光学中心（幾何学中心）

Claims (3)

1. 外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面に形成された眼鏡用レンズの設計方法であって、
   （ａ）レンズの光学中心から放射状に延びる２辺で区画された領域を該レンズの周方向に複数設け、該領域にレンズの特性に関する優先項目を割り付ける優先項目割付工程と、
   （ｂ）前記レンズの光学中心から放射状に延びる分割線を複数設け、該分割線上の前記屈折面の形状を非球面の式にて決定する第１の非球面形状決定工程と、
   （ｃ）前記分割線の間に位置する前記屈折面の形状を補間により決定する第２の非球面形状決定工程と、を有し、
   前記第１の非球面形状決定工程では、
   前記優先項目と対応付けた非球面係数値及び度数から成る組データを収納したデータベースから、前記分割線上に設定された前記度数及び前記優先項目に対応した前記非球面係数値を呼出し、該非球面係数値を前記非球面の式に代入することで、前記分割線上の前記屈折面の形状を決定することを特徴とする眼鏡用レンズの設計方法。
2. 前記非球面の式として、下記式（１）を用いることを特徴とする請求項１に記載の眼鏡用レンズの設計方法。
   Ｚ＝Ｘ²／（Ｒ＋（Ｒ²−ｋＸ²）^1/2）＋ＡＸ⁴＋ＢＸ⁶＋ＣＸ⁸＋ＤＸ¹⁰ …式(１)
   ここでＺ：屈折面のサグ値、Ｘ：光軸からの距離、Ｒ：頂点曲率半径、ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：非球面係数
3. 外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面に形成された眼鏡用レンズであって、
   非点収差若しくは平均度数誤差をレンズ面の他の領域よりも改善させた第１の領域が、レンズの光学中心から第１の方向に偏って形成されており、
   該第１の方向とは反対方向の第２の方向に位置する前記レンズの縁厚が、該第１の方向に位置する該レンズの縁厚よりも薄く形成されていることを特徴とする眼鏡用レンズ。

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