JP2019174647A - 眼鏡用レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を図ることができ、且つ眼鏡フレームに枠入れした際のレンズ前面のはみ出しを抑えて見栄えを良くすることが可能な眼鏡用レンズを提供する。【解決手段】レンズ１の前面３が、同心円状に分割された複数の分割レンズ面３０と、隣接する分割レンズ面３０同士を接続する段差４０と、を備えたフレネル形状に形成され、分割レンズ面３０は、レンズの前面３全体に亘って所定の曲率ρ3で設定されたユニットカーブｕの曲面に沿って配置されている。処方された球面度数がマイナスの場合、ユニットカーブｕの曲率ρ3は分割レンズ面３０の曲率ρ2よりも深く設定する。【選択図】 図２

Description

本発明は、特に薄型化を目的とする場合に好適な眼鏡用レンズに関する。

例えば、マイナスの球面度数が設定された眼鏡用レンズでは、度数の絶対値が大きくなると、レンズ周縁部が厚くなり、レンズを眼鏡フレームに枠入れした際、レンズ周縁部が前後方向にはみ出して見栄えが悪くなってしまう問題がある。
また、プラスの球面度数が設定された眼鏡用レンズでは、度数の絶対値が大きくなると、レンズ中央部が厚くなり、レンズを眼鏡フレームに枠入れした際、レンズ中央部が前後方向にはみ出して見栄えが悪くなってしまう問題がある。
このような問題を解消するため、従来、度数の絶対値が大きい眼鏡用レンズにおいては、レンズの前面若しくは後面の少なくとも何れか一方の面を非球面化したり、またレンズの素材として屈折率の高い材料を用いるなどしてレンズの薄型化が図られていた。しかしながら、その効果は必ずしも十分なものではなく、更なる薄型化が望まれていた。

ところで、厚みを減らす効果が大きいレンズとしてフレネルレンズが知られている（例えば下記特許文献１参照）。図１１にフレネルレンズの一例を示している。同図（ｂ）に示すフレネルレンズ１００では、レンズの前面１０１が、同心円状に分割された複数の分割レンズ面１０２と、隣接する分割レンズ面１０２同士を接続する段差１０４と、で構成されるとともに、各分割レンズ面１０２は、その頂部が同一平面上に位置するように配置されており、レンズ前面１０１の平面化とともにレンズ１００の薄肉化が図られる。このようなフレネルレンズ１００は、図１１（ａ）に示す従来レンズ１００ａと同様の光学特性を確保しつつ、レンズの厚みを薄くすることができる。
しかしながら、このようなフレネルレンズ１００を眼鏡用レンズに適用しようとしても、図１２に示すように、眼鏡フレーム１０のレンズ保持枠１２は所定の曲率で湾曲しており、枠入れの際にレンズ縁部の全周をレンズ保持枠１２にて保持させるためには、レンズを厚くせざるを得ず薄型化の効果が十分に発揮されない。また枠入れ後には、レンズ１００の一部が眼鏡フレーム１０の前方にはみ出し、見栄えが悪くなってしまう問題が生じてしまう。

特開２００６−１７７９９９号公報

本発明は、このような問題を解決するものであり、薄型化を図ることができ、且つ眼鏡フレームに枠入れした際のレンズのはみ出しを抑えて見栄えを良くすることが可能な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は、レンズの前面若しくは後面の少なくとも何れか一方の面が、同心円状に分割された複数の分割レンズ面と、隣接する該分割レンズ面同士を接続する段差と、を備えたフレネル形状に形成され、
前記分割レンズ面は、前記フレネル形状が形成されたレンズの面全体に亘って所定の曲率で設定されたユニットカーブの曲面に沿って配置されていることを特徴とする。

従来、眼鏡用レンズでは、度数の絶対値が大きくなるとレンズの前面と後面とで曲率の差が大きくなるため、その曲率差に基づいてレンズの縁部もしくは中央部が厚くなってしまう。これに対し本発明の眼鏡用レンズでは、フレネル形状のレンズ面において、所定の光学特性を得るための局所的な曲率（分割レンズ面の曲率）とレンズ面全体に亘る見た目の曲率（ユニットカーブの曲率）とが別々に設定される。このため、フレネル形状のレンズ面での見た目の曲率を、レンズ前面と後面との曲率差が小さくなるように、設定することで、レンズの薄型化を実現することができる。本発明の眼鏡用レンズにおける薄型化の効果は、度数の絶対値が大きいレンズにおいて特に顕著である。
加えて、本発明の眼鏡用レンズは、フレネル形状のレンズ面全体が所定の曲率でカーブしているため、湾曲している眼鏡フレームに枠入れした際、レンズのはみ出しを抑えて見栄えを良くすることができる。

ここで本発明では、レンズの前面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がマイナスの場合、前記ユニットカーブの曲率を前記分割レンズ面の曲率よりも深く設定することで、レンズ縁部の厚みを薄くすることができる。

また、レンズの前面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がプラスの場合、前記ユニットカーブの曲率を前記分割レンズ面の曲率よりも浅く設定することで、レンズ中央部の厚みを薄くすることができる。

また、レンズの後面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がマイナスの場合、前記ユニットカーブの曲率を前記分割レンズ面の曲率よりも浅く設定することで、レンズ縁部の厚みを薄くすることができる。

また、レンズの後面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がプラスの場合、前記ユニットカーブの曲率を前記分割レンズ面の曲率よりも深く設定することで、レンズ中央部の厚みを薄くすることができる。

また本発明では、前記段差の高さを０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内とすることが望ましい。レンズ前面若しくは後面にフレネル形状を設けた場合、段差部分が同心円状の境界線として視認され、他人から見られた時の装用者の外観が損なわれるおそれがあるが、段差の高さを０．１ｍｍ以下とすることで段差が視認され難くなり、装用者の外観が損なわれるのを防止することができる。
一方、段差の高さを過度に小さくしても外観向上の効果が飽和する一方、製造コストの増加を招くのみであることから、段差の高さは０．００１ｍｍ以上とするのが望ましい。段差の高さについて、より望ましい範囲は０．００３ｍｍ〜０．０３ｍｍである。

また本発明では、隣接する前記段差の間隔を０．００３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。隣接する段差の間隔が過度に広い場合には、段差の高さが大きくなり、段差部分が同心円状の境界線として視認され、他人から見られた時の装用者の外観が損なわれてしまう。一方、隣接する段差の間隔が過度に狭い場合には、光の回折の影響が強く生じ、意図した光の屈折とは別のふるまいが生じることで、装用者が見た解像度が悪化する。段差の間隔について、より望ましい範囲は０．０５ｍｍ〜５ｍｍである。

また本発明では、レンズ光学中心を中心とする直径５ｍｍのレンズ中心領域を、前記段差の無い球面形状とすることができる。
フレネル形状における段差部分は、レンズメータを用いた屈折力の測定結果に影響を及ぼす場合がある。レンズメータを用いた測定では、測定光源から照射される測定光がレンズ光学中心に来るように位置合わせがなされる。このときレンズ光学中心を通る測定光の光束がΦ４ｍｍ程であることを考慮すれば、レンズ光学中心を中心とする直径５ｍｍのレンズ中心領域を段差の無い球面形状とし、レンズ中心領域よりも外側の領域を実質的なフレネル形状領域とすることで、屈折力測定時における段差の影響を排除しつつ、レンズの薄型化を図ることができる。

本発明の一実施形態の眼鏡用レンズを模式的に示した図で、（ａ）は正面図、（ｂ）はｙ軸方向の断面図である。 図１のレンズのｘ軸方向の断面図である。 同レンズを枠入れした状態で示した図である。 同レンズを通して得られる解像度を評価する方法の説明図である。 同レンズの設計方法について説明するための図である。 実施例のマイナスレンズを比較例のレンズとともに示した図である。 本発明の他の実施形態の眼鏡用レンズを模式的に示した断面図である。 実施例のプラスレンズを比較例のレンズとともに示した図である。 図６とは異なる実施例のマイナスレンズを比較例のレンズとともに示した図である。 図８とは異なる実施例のプラスレンズを比較例のレンズとともに示した図である。 従来のフレネルレンズの一例を示した図である。 図１１のフレネルレンズの問題点を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、レンズを用いた眼鏡を装用した装用者にとっての前後、左右、上下を、それぞれ、当該レンズにおける前後、左右、上下とする。

図１において、レンズ１は、マイナスの球面度数（Ｓ度数）が設定された単焦点のマイナスレンズである。同図（ａ）に示すように、レンズ１は眼鏡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。同図（ｂ）は、レンズ１の断面図を示しており、後面２が凹面とされ、前面３が凸面とされている。
本例では、レンズ１の光学中心Ｏ（後面２では基点Ｏ₁、前面３では基点Ｏ₂）を通る前後方向の軸をｚ軸とし、レンズ１の後方に向かう方向をｚ軸の正方向とする。すなわち、ｚ軸はレンズ１の光軸に一致する。

レンズ１の後面２は、式（ｉ）で定義される球面形状を有している。
ｚ＝ｒ²／（Ｒ₁＋（Ｒ₁ ²−Ｋｒ²）^1/2） …式（ｉ）
式（ｉ）のｒは、ｚ軸からの距離である。すなわち、後面２では基点Ｏ₁を中心として、ｚ軸に直交する左右方向、上下方向の軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする直交座標系を考えた場合、ｒ＝（ｘ²＋ｙ²）^1/2である。Ｒ₁は面の頂点における曲率半径、Ｋは１、である。

一方、本例のレンズ１の前面３は、図１（ａ）に示す正面視において光学中心Ｏを中心とした同心円状に分割された複数の分割レンズ面３０と、隣接する分割レンズ面３０同士を光軸と略平行な方向で接続する段差４０と、を備えたフレネル形状に形成されている。前面３は、小さな鋸歯状の凹凸が径方向に連続する断面形状をなしている。なお、本例の図１，２等ではフレネル形状を強調して示しており、図面で表される分割レンズ面３０の幅、段差４０の高さ等は実際のものとは異なっている。

フレネル形状を構成する各分割レンズ面３０は、処方度数に基づいて次の式（ii）で定義される屈折面を、同心円状に分割したものである。
ｚ＝ｒ²／（Ｒ₂＋（Ｒ₂ ²−Ｋｒ²）^1/2） …式（ii）
式（ii）のｒは、上記式（i）と同様ｚ軸からの距離である。Ｒ₂は面の頂点における曲率半径、Ｋは１、である。なお、レンズ１はマイナスレンズであるためＲ₁＜Ｒ₂である。

図２に示すように、本例では各分割レンズ面３０が、より周縁側に位置するものほどレンズ後方側（ｚ軸の正の方向）にシフトして配置されており、各分割レンズ面３０の形状は下記式（iii）のように表すことができる。
ｚ＝ｒ²／（Ｒ₂＋（Ｒ₂ ²−Ｋｒ²）^1/2）＋δ …式（iii）
式（iii）のδはｚ軸方向のシフト量である。

ここで、各分割レンズ面３０での面屈折力は、その面の曲率ρ₂（単位は１／ｍｍ、曲率半径Ｒ₂＝１／ρ₂である）及びレンズ素材の屈折率ｎの関係より、次の式（iv）で表される。
面屈折力＝（ｎ−１）×１０００×ρ₂＝（ｎ−１）×１０００／Ｒ₂ …式（iv）
本例では、レンズ１の前面３を構成するそれぞれの分割レンズ面３０が、所定の面屈折力を有しており、前面全体が曲率半径Ｒ₂の１つの連続した球面で構成された従来の単焦点レンズと略同等の光学特性が発揮されるように構成されている。

また本例のレンズ１では、前面３を構成する各分割レンズ面３０がレンズの前面３の全体に亘って設定された所定の曲率ρ₃（曲率半径Ｒ₃＝１／ρ₃）の曲面（以下、ユニットカーブｕと称する）に沿って配置されている。ユニットカーブｕは、その中心が後面側（眼球側）且つ光軸線上に位置する曲面で、その曲率ρ₃は、分割レンズ面３０の曲率ρ₂よりも深くなるように設定されている。

例えば、図２に示すように、レンズの前面３が分割レンズ面３１〜３７を備えている場合、レンズ中央の分割レンズ面３１は光軸と交差する頂点（基点Ｏ₂）においてユニットカーブｕと接するように配置され、また分割レンズ面３１よりも径方向外側に位置する分割レンズ面３２〜３７については、その内周端がユニットカーブｕと接するように配置されている。このように各分割レンズ面３１〜３７が配置されたレンズ１では、レンズ１の前面３の全体が、所定の面屈折力を得るための曲率ρ₂（図２中の２点鎖線ｓ参照）よりも、深い曲率（曲率ρ₃）のユニットカーブｕに沿って形成されているため、従来の単焦点レンズに比べてレンズの縁厚を薄くすることができる。

なお、本例のレンズ１では、レンズ中央の分割レンズ面３１の大きさをΦ５ｍｍ以上して、レンズ光学中心Ｏを中心とするΦ５ｍｍのレンズ中心領域Ｍ（図２参照）を、段差４０の無い球面形状としている。

また、ユニットカーブｕの曲率ρ₃を、眼鏡フレーム１０の曲率（詳しくはレンズ保持枠の曲率）に近似されることで、図３に示すように、レンズ１を眼鏡フレーム１０に枠入れしたとき、フレーム１０（詳しくはレンズ保持枠１２）の前方側へのレンズ１のはみ出しが抑えられ、見栄えを向上させることができる。
ここで、枠入れされる眼鏡フレーム１０におけるレンズ保持枠１２の湾曲を考慮すれば、ユニットカーブｕの曲率ρ₃は０．０００９〜０．０１９１（曲率半径Ｒ₃は５２．３ｍｍ〜１０５３ｍｍ）の範囲内とするのが望ましい。

レンズ前面３のフレネル形状における、段差４０の高さｈ（図２参照）および隣接する段差４０の径方向の間隔ｐは適宜設定可能であるが、高さｈについては０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍとすることが望ましい。
図４に示すように、本発明者らが眼の焦点距離と絞り径に近いカメラレンズ７５を使って、レンズ１を通して得られたｌｏｇＭＡＲ視力表などの視力表７６の解像度を評価したところ、段差４０の高さｈが０．１ｍｍ以下であれば、フレネル形状を有していない通常のレンズと同等の結果が得られたことから、段差４０の高さｈを０．１ｍｍ以下とすれば段差４０を実質的に視認されないようにすることができる。

また隣接する段差の径方向の間隔は０．００３ｍｍ〜１０ｍｍとすることが望ましい。かかる範囲内とすれば、光の回折の影響による解像度が悪化を防止しつつ、段差部分が同心円状の境界線として視認され、他人から見られた時の装用者の外観が損なわれるのを防止することができる。

次に、上記レンズ１の設計方法について説明する。

まず、図５（Ｉ）で示すように（フレネル形状を有していない）標準的な形状の基準レンズ１′における前面３の屈折面（本例では曲率半径Ｒ₂の球面、以下、元の球面ｓともいう）および後面２の屈折面（本例では曲率半径Ｒ₁の球面）を処方度数に基づいて決定する。この決定方法については、周知であるため、ここでは詳述しない。

次に、上記で得た基準レンズ１′の形状を基準として、前面３の基点Ｏ₂を通り、元の球面ｓの曲率よりも深い曲率のユニットカーブｕを設定するとともに、元の球面ｓの屈折面形状を、同心円状に分割して得た複数の分割レンズ面３０（本例では３１〜３７）をユニットカーブｕに沿って配置する。そして、隣接する分割レンズ面３０の外周端と内周端とを段差４０で接続することで、図５（II）に示すレンズ１の前面３の屈折面形状が決定される。なお、後面２の屈折面は、基準レンズ１′と同じ屈折面（本例では曲率半径Ｒ₁の球面）である。

このように設計されたレンズ１では、前面３側の各分割レンズ面３０は基準レンズ１’の前面と同等の面屈折力を有し、また後面２も基準レンズ１’の後面と同等の面屈折力を有することから、レンズ１では、基準レンズ１′と略同等の光学特性を有するとともに、レンズ縁厚を基準レンズ１’よりも薄くすることができる。

ここで、レンズ前面３のフレネル形状を設計する際、各段差４０の高さｈを一定（固定）とするか、もしくは各段差４０間の間隔ｐを一定（固定）とすることで設計作業の負荷を軽減することができる。

なお、上記レンズ１では、各分割レンズ面３０を所定の曲率（ρ₂）を備えた曲面で構成したが、場合によっては分割レンズ面３０を、その外周端と内周端とを直線で結んだ径方向にフラットな形状で構成することも可能である。
分割レンズ面３０をフラットな形状で構成した場合でも、各分割レンズ面３０に入射した光線はプリズム効果で屈折する。このため、段差の間隔ｐが小さい（幅の狭い）分割レンズ面３０であれば、フラットな形状でも曲面の場合と略同様の面屈折力が発揮され得る。但し、段差の間隔ｐが大きくなると、本来の曲面の場合の屈折位置とのずれが大きくなる。このため、段差の間隔ｐが３ｍｍ以上ある場合、分割レンズ面３０は曲面で構成することが望ましい。

［実施例１］
処方度数が−６．００Ｄの単焦点レンズにおいて、前面をフレネル形状としたレンズ４２（実施例）と、前面を通常の球面形状としたレンズ４２ａ，４２ｂ（ともに比較例）を作製し、レンズ縁部の厚みを評価した。
レンズ４２のレンズデータは以下の通りである。
処方度数（Ｓ度数） −６．００Ｄ
屈折率ｎ １．５２３
外径 Φ７５ｍｍ
レンズ中心厚 １．１ｍｍ
分割レンズ面の面屈折力 １．００Ｄ（曲率ρ₂＝０．００１９）
分割レンズ面の形状 曲面
ユニットカーブ ３．００Ｄ（曲率ρ₃＝０．００５７）
固定要素 段差の高さ（０．００３ｍｍ）

一方、レンズ４２ａはレンズ前面を面屈折力１．００Ｄの通常の球面形状とし、レンズ４２ｂはレンズ前面を面屈折力３．００Ｄの通常の球面形状とした。なお処方度数（Ｓ度数）、屈折率ｎ、外径、レンズ中心厚についてはレンズ４２と同じである。

図６に作製した各レンズ４２，４２ａ，４２ｂのレンズ縁部の厚みを示している。それぞれ同じＳ度数を有するレンズ４２，４２ａ，４２ｂであるが、同図に示すように、レンズの縁厚を比較すると、前面をフレネル形状としたレンズ４２において７．１ｍｍと最も薄く、前面を１．００Ｄの球面形状としたレンズ４２ａに対して、レンズ縁厚が２７．６％減少している。例えば、レンズ４２ａにおいて、レンズ４２と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率１．７３に相当するレンズ素材が必要である。
またレンズ４２は、前面を３．０Ｄの球面形状としたレンズ４２ｂに対してレンズ縁部の厚みが３４．３％減少している。例えば、レンズ４２ｂにおいて、レンズ４２と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率１．７６に相当するレンズ素材が必要である。
このようにフレネル形状を備えたレンズ４２によれば、従来のレンズ４２ａ，４２ｂに比べレンズの縁厚を大幅に薄くすることが可能である。

以上のように、本実施形態のレンズでは、前面３に形成されたフレネル形状に基づいて、所定の光学特性を得るための分割レンズ面３０の曲率ρ₂と、見た目（ユニットカーブｕ）の曲率ρ₃とが別々に設定されるため、レンズ後面２との曲率差が小さくなるように、レンズ前面３のユニットカーブの曲率ρ₃を設定することでレンズの薄型化を実現することができる。具体的には、処方された球面度数がマイナスであるレンズ１，４２において、ユニットカーブｕの曲率ρ₃を分割レンズ面３０の曲率ρ₂よりも深く設定することで、レンズ縁部の厚みを薄くすることができる。

また本実施形態のレンズ１，４２では、フレネル形状を備えた前面３全体が所定の曲率ρ₃でカーブしているため、湾曲している眼鏡フレーム１０に枠入れした際、レンズの前面３のはみ出しを抑えて見栄えを良くすることができる。

また本実施形態のレンズ１，４２では、段差４０の高さを０．１ｍｍ以下とすることで、レンズ前面３の段差４０が視認され難くなり、他人から見られた時の装用者の外観が損なわれるのを防止することができる。

また本実施形態のレンズ１，４２では、レンズ光学中心Ｏを中心とする直径５ｍｍのレンズ中心領域Ｍを、段差４０の無い球面形状としている。
フレネル形状における段差４０部分は、レンズメータを用いた屈折力の測定結果に影響を及ぼす場合がある。レンズメータを用いた測定では、測定光源から照射される測定光がレンズ光学中心Ｏに来るように位置合わせがなされる。このときレンズ光学中心Ｏを通る測定光の光束がΦ４ｍｍ程であることを考慮すれば、レンズ光学中心Ｏを中心とする直径５ｍｍのレンズ中心領域Ｍを段差４０の無い球面形状とし、レンズ中心領域Ｍよりも外側の領域を実質的なフレネル形状領域とすることで、屈折力測定時における段差４０の影響を排除しつつ、レンズの薄型化を図ることができる。なお、段差４０の無い球面形状の領域は、レンズ光学中心Ｏを中心とする直径５〜２０ｍｍの範囲内で設定することが望ましい。

次に本発明の他の実施形態について説明する。
図７に示すレンズ５０は、プラスの球面度数が設定された単焦点のプラスレンズである。レンズ５０の後面２は、上記式（ｉ）で定義される曲率半径Ｒ₁の球面形状を有している。一方、レンズ５０の前面３は、光学中心Ｏが通るｚ軸を中心として同心円状に分割された複数の分割レンズ面６０と、隣接する分割レンズ面６０同士を光軸と略平行な方向で接続する段差７０と、を備えたフレネル形状に形成されている。

フレネル形状を構成する各分割レンズ面６０は、処方度数に基づいて上記式（ii）で定義される屈折面を、同心円状に分割したものである。レンズ５０の前面３を構成するそれぞれの分割レンズ面６０は、所定の面屈折力を有しており、前面全体が曲率半径Ｒ₂の１つの連続した球面で構成された従来の単焦点レンズと略同等の光学特性が発揮されるように構成されている。なお、レンズ５０はプラスレンズであるためＲ₁＞Ｒ₂である。

そして本例のレンズ５０では、前面３を構成する各分割レンズ面６０がレンズ５０の前面３全体に亘って設定された所定の曲率ρ₃（曲率半径Ｒ₃＝１／ρ₃）を有するユニットカーブｕに沿って配置されている。なお、本例のユニットカーブｕは、その中心が後面側（眼球側）且つ光軸線上に位置する曲面で、その曲率ρ₃は、各分割レンズ面６０の曲率ρ₂よりも浅くなるように設定されている。

例えば、図７に示すように、レンズの前面３が分割レンズ面６１〜６７を備えている場合、レンズ中央の分割レンズ面６１は光軸と交差する頂点（基点Ｏ₂）においてユニットカーブｕと接するように配置され、また分割レンズ面６１よりも径方向外側に位置する分割レンズ面６２〜６７についてはその内周端がユニットカーブｕと接するように配置されている。
このように各分割レンズ面６１〜６７が配置されたレンズ５０では、レンズ５０の前面３の全体が、所定の面屈折力を得るための曲率ρ₂（図７中の２点鎖線ｓ参照）よりも、浅い曲率（曲率ρ₃）のユニットカーブｕに沿って形成されているため、従来のプラスレンズに比べてレンズ周縁部で所定の厚みを確保しつつレンズ中央部の厚みを薄くすることができる。

［実施例２］
処方度数が５．００Ｄの単焦点レンズにおいて、レンズ前面をフレネル形状としたレンズ７２（実施例）と、前面を通常の球面形状としたレンズ７２ａ，７２ｂ（ともに比較例）を作製し、レンズ中央部の厚みを評価した。
レンズ７２のレンズデータは以下の通りである。
処方度数（Ｓ度数） ５．００Ｄ
屈折率ｎ １．５２３
外径 Φ７５ｍｍ
レンズ縁厚 １．０ｍｍ
分割レンズ面の面屈折力 ６．００Ｄ（曲率ρ₂＝０．０１１５）
分割レンズ面の形状 曲面
ユニットカーブ ４．００Ｄ（曲率ρ₃＝０．００７６）
固定要素 段差の間隔（０．０３ｍｍ）

一方、レンズ７２ａはレンズ前面を面屈折力６．００Ｄの通常の球面形状とし、レンズ７２ｂはレンズ前面を４．００Ｄの通常の球面形状とした。なお処方度数（Ｓ度数）、屈折率ｎ、外径、レンズ縁厚についてはレンズ７２と同じである。

図８に作製した各レンズ７２，７２ａ，７２ｂのレンズ中央部の厚みを示している。それぞれ同じＳ度数を有するレンズ７２，７２ａ，７２ｂであるが、同図に示すように、レンズの中央部の厚みを比較すると、前面をフレネル形状としたレンズ７２が４．９ｍｍと最も薄く、前面を面屈折力６．００Ｄの球面形状としたレンズ７２ａに対し、厚みが３８．０％減少している。例えば、レンズ７２ａにおいて、レンズ７２と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率１．９０に相当するレンズ素材が必要である。
またレンズ７２は、前面を面屈折力４．００Ｄの球面形状としたレンズ７２ｂに対し、厚みが３６．４％減少している。例えば、レンズ７２ｂにおいて、レンズ７２と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率１．９０に相当するレンズ素材が必要である。
このようにフレネル形状を備えたレンズ７２によれば、従来のレンズ７２ａ，７２ｂに比べレンズ中央部の厚みを大幅に薄くすることが可能である。

このように、処方された球面度数がプラスであるレンズ５０，７２においては、ユニットカーブｕの曲率ρ₃を分割レンズ面６０の曲率ρ₂よりも浅く設定することで、レンズ中央部の厚みを薄くすることができる。

以上、レンズの前面３にフレネル形状を形成した例について説明してきたが、以下で説明するように、フレネル形状はレンズの後面２に形成することも可能である。

［実施例３］
図９に示すように、単焦点レンズにおいて、後面２をフレネル形状としたレンズ８０（実施例）と、後面２を通常の球面形状としたレンズ８０ａ，８０ｂ（ともに比較例）を作製し、レンズ縁部の厚みを評価した。
レンズ８０のレンズデータは以下の通りである。
処方度数（Ｓ度数） −４．００Ｄ
屈折率ｎ １．５２３
外径 Φ７５ｍｍ
レンズ中心厚 １．１ｍｍ
レンズ前面の面屈折力 ３．００Ｄ
分割レンズ面の面屈折力 ７．０１Ｄ（曲率ρ₁＝０．０１３４）
分割レンズ面の形状 曲面
ユニットカーブ ５．００Ｄ（曲率ρ₄＝０．００９６）
固定要素 段差の高さ（０．０１０ｍｍ）

図９（ａ）の部分拡大図に示すように、レンズ８０は、レンズの後面２全体に亘って所定の曲率で設定されたユニットカーブｕの曲面に沿って分割レンズ面８２が配置されている。なお、部分拡大図における８４は隣接する分割レンズ面８２同士を接続する段差である。
上記レンズデータで示すように、ユニットカーブｕの曲率ρ₄は０．００９６であり、分割レンズ面８２の曲率ρ₁０．０１３４よりも浅く設定されている。

一方、レンズ８０ａは前面３を面屈折力３．００Ｄ、後面２を面屈折力７．０１Ｄの通常の球面形状とした。また、レンズ８０ｂは前面３を面屈折力１．００Ｄ、後面２を面屈折力５．００Ｄの通常の球面形状とした。
なお、処方度数（Ｓ度数）、屈折率ｎ、外径、レンズ中心厚についてはレンズ８０と同じである。

図９に示すように、各レンズの縁厚を比較すると、後面２をフレネル形状としたレンズ８０において４．０ｍｍと最も薄く、後面２を７．０１Ｄの球面形状としたレンズ８０ａに対して、レンズ縁厚が４３．７％減少している。例えば、レンズ８０ａにおいて、レンズ８０と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率２．００に相当するレンズ素材が必要である。
またレンズ８０は、後面２を５．００Ｄの球面形状としたレンズ８０ｂに対してレンズ縁部の厚みが４０．０％減少している。例えば、レンズ８０ｂにおいて、レンズ８０と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率１．９８に相当するレンズ素材が必要である。
このようにフレネル形状を備えたレンズ８０によれば、従来のレンズ８０ａ，８０ｂに比べレンズの縁厚を大幅に薄くすることが可能である。

［実施例４］
図１０に示すように、単焦点レンズにおいて、後面２をフレネル形状としたレンズ９０（実施例）と、後面２を通常の球面形状としたレンズ９０ａ，９０ｂ（ともに比較例）を作製し、レンズ中央部の厚みを評価した。
レンズ９０のレンズデータは以下の通りである。
処方度数（Ｓ度数） ３．００Ｄ
屈折率ｎ １．５２３
外径 Φ７５ｍｍ
レンズ縁厚 １．０ｍｍ
レンズ前面の面屈折力 ５．００Ｄ
分割レンズ面の面屈折力 ２．０９Ｄ（曲率ρ₁＝０．００４０）
分割レンズ面の形状 曲面
ユニットカーブ ４．００Ｄ（曲率ρ₄＝０．００７６）
固定要素 段差の間隔（０．０５ｍｍ）

図１０（ａ）の部分拡大図に示すように、レンズ９０は、レンズの後面２全体に亘って所定の曲率で設定されたユニットカーブｕの曲面に沿って分割レンズ面９２が配置されている。なお、部分拡大図における９４は隣接する分割レンズ面９２同士を接続する段差である。
上記レンズデータで示すように、ユニットカーブｕの曲率ρ₄は０．００７６であり、分割レンズ面９２の曲率ρ₁０．００４０よりも深く設定されている。

一方、レンズ９０ａは前面３を面屈折力５．００Ｄ、後面２を面屈折力２．０９Ｄの通常の球面形状とした。また、レンズ９０ｂは前面３を面屈折力６．８３Ｄ、後面２を面屈折力４．００Ｄの通常の球面形状とした。
なお、処方度数（Ｓ度数）、屈折率ｎ、外径、レンズ縁厚についてはレンズ９０と同じである。

図１０に示すように、各レンズの中央部の厚みを比較すると、後面２をフレネル形状としたレンズ９０において２．５ｍｍと最も薄く、後面２を２．０９Ｄの球面形状としたレンズ９０ａに対して、厚みが５２．０％減少している。例えば、レンズ９０ａにおいて、レンズ９０と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率２．４０に相当するレンズ素材が必要である。
またレンズ９０は、後面２を４．００Ｄの球面形状としたレンズ９０ｂに対してレンズ中央部の厚みが５２．８％減少している。例えば、レンズ９０ｂにおいて、レンズ９０と同等の厚みを実現しようとすれば、屈折率２．４０に相当するレンズ素材が必要である。
このようにフレネル形状を備えたレンズ９０によれば、従来のレンズ９０ａ，９０ｂに比べレンズ中央部の厚みを大幅に薄くすることが可能である。

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。例えば、レンズの後面の屈折面は、Ｓ度数のほかＣ度数、乱視軸等に基づいて決定することができる。またフレネル形状を構成する分割レンズ面やフレネル形状を構成しない屈折面に非球面成分を付加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。

１，４２，５０，７２，８０，９０ レンズ
２ 後面
３ 前面
３０，６０，８２，９２ 分割レンズ面
４０、７０，８４，９４ 段差
ｕ ユニットカーブ
Ｍ レンズ中心領域

Claims (8)

1. レンズの前面若しくは後面の少なくとも何れか一方の面が、同心円状に分割された複数の分割レンズ面と、隣接する該分割レンズ面同士を接続する段差と、を備えたフレネル形状に形成され、
   前記分割レンズ面は、前記フレネル形状が形成されたレンズの面全体に亘って所定の曲率で設定されたユニットカーブの曲面に沿って配置されていることを特徴とする眼鏡用レンズ。
2. レンズの前面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がマイナスであって、前記ユニットカーブの曲率が前記分割レンズ面の曲率よりも深く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡用レンズ。
3. レンズの前面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がプラスであって、前記ユニットカーブの曲率が前記分割レンズ面の曲率よりも浅く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡用レンズ。
4. レンズの後面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がマイナスであって、前記ユニットカーブの曲率が前記分割レンズ面の曲率よりも浅く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡用レンズ。
5. レンズの後面が前記フレネル形状に形成され且つ処方された球面度数がプラスであって、前記ユニットカーブの曲率が前記分割レンズ面の曲率よりも深く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡用レンズ。
6. 前記段差の高さが０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の眼鏡用レンズ。
7. 隣接する前記段差の間隔が０．００３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の眼鏡用レンズ。
8. レンズ光学中心を中心とする直径５ｍｍのレンズ中心領域が、前記段差の無い球面形状で構成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の眼鏡用レンズ。

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