JP2021051006A - 光学特性評価方法、眼鏡レンズの製造方法および眼鏡レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様は、
透過光が所定位置で焦点を結ぶように形成された第1の屈折領域と、前記透過光が前記所定位置とは異なる位置で焦点を結ぶように形成された第2の屈折領域と、を有する眼鏡レンズについて、当該眼鏡レンズを透過した光の波面データを取得する工程と、
前記波面データに対するクラスタ分析を行って、前記第1の屈折領域に関するデータ群と前記第2の屈折領域に関するデータ群とを分類する工程と、
分類したデータ群毎にカーブフィッティングを行って得られた曲面データを組み合わせて、前記眼鏡レンズを透過する光の波面についての基準波面データを抽出する工程と、
前記波面データと前記基準波面データとを比較して、前記波面データの前記基準波面データからの乖離度を求める工程と、
を備える光学特性評価方法である。
前記波面データは、前記眼鏡レンズを透過した光の干渉縞の測定結果に基づいて取得する。
前記第1の屈折領域に関するデータ群と、前記第2の屈折領域に関するデータ群とを、前記波面データから導出された閾値に基づいて分類する。
閾値は、前記波面データを最小二乗法で近似し、その近似結果についてのベアリング曲線を活用して決定したものである。
前記第2の屈折領域が複数存在する場合に、k平均法を利用して、複数の前記第2の屈折領域のそれぞれに関するデータ群の分類を行う。
前記波面データを各データ群に分類する工程では、前記波面データを、前記第1の屈折領域に関するデータ群と、前記第2の屈折領域に関するデータ群と、前記第1の屈折領域と前記第2の屈折領域との間の遷移領域である境界近傍領域に関するデータ群と、に分類する。
第1から第6のいずれかの1態様に記載の光学特性評価方法を含む、
眼鏡レンズの製造方法である。
乖離度を求めた結果を反映させて前記眼鏡レンズの製造を行う。
透過光が所定位置で焦点を結ぶように形成された第1の屈折領域と、前記透過光が前記所定位置とは異なる位置で焦点を結ぶように形成された第2の屈折領域と、を有する眼鏡レンズであって、
前記眼鏡レンズを透過した光の干渉縞を測定して得られる波面データに基づいて、当該眼鏡レンズを透過する光の波面についての基準波面データが特定されているとともに、
前記波面データの前記基準波面データからの乖離度が特定されており、
前記乖離度のうち、前記第1の屈折領域と前記第2の屈折領域との間の遷移領域である境界近傍領域に関する乖離度の大きさが、前記第2の屈折領域の波面突出高さの15%以下である
眼鏡レンズである。
前記乖離度の大きさが0.1μm以下である。
まず、本実施形態で例に挙げる眼鏡レンズの構成について説明する。
図1に示すように、眼鏡レンズ1は、レンズ中心の近傍に規則的に配列された複数の凸状領域6を有する。凸状領域6については、詳細を後述する。
レンズ基材2は、例えば、チオウレタン、アリル、アクリル、エピチオ等の熱硬化性樹脂材料によって形成されている。なお、レンズ基材2を構成する樹脂材料としては、所望の屈折度が得られる他の樹脂材料を選択してもよい。また、樹脂材料ではなく、無機ガラス製のレンズ基材としてもよい。
ハードコート膜8は、例えば、熱可塑性樹脂またはUV硬化性樹脂を用いて形成されている。ハードコート膜8は、ハードコート液にレンズ基材2を浸漬させる方法や、スピンコート等を使用することにより、形成することができる。このようなハードコート膜8の被覆によって、眼鏡レンズ1の耐久性向上が図れるようになる。
反射防止膜10は、例えば、ZrO2、MgF2、Al2O3等の反射防止剤を真空蒸着により成膜することにより、形成されている。このような反射防止膜10の被覆によって、眼鏡レンズ1を透した像の視認性向上が図れるようになる。
上述したように、レンズ基材2の物体側の面には、複数の凸状領域6aが形成されている。したがって、その面をハードコート膜8および反射防止膜10によって被覆すると、レンズ基材2における凸状領域6aに倣って、ハードコート膜8および反射防止膜10によっても複数の凸状領域6bが形成されることになる。つまり、眼鏡レンズ1の物体側の面(凸面)3には、当該面3から物体側に向けて突出するように、凸状領域6aおよび凸状領域6bによって構成される凸状領域6が配置されることになる。
以上のような構成の眼鏡レンズ1では、物体側の面3に凸状領域6を有することで、以下のような光学特性が実現され、その結果として眼鏡装用者の近視等の屈折異常の進行を抑制することができる。
次に、上述した構成の眼鏡レンズ1の光学特性を評価する手順、すなわち本実施形態に係る光学特性評価方法の手順の一例について、具体的に説明する。
上述した構成の眼鏡レンズ1において、近視抑制効果を十分に発揮させるためには、所望のとおりの光学特性が得られているか否かを評価すべきである。
図5は、本実施形態に係る評価方法の手順の概要を示すフロー図である。
眼鏡レンズ1を透過した光の干渉縞は、公知の干渉計を用いて測定することができる。具体的には、例えば、フィゾー型干渉方式によるコンパクトレーザー干渉計である富士フィルム株式会社製のフジノン(FUJINON)F601を用いて、眼鏡レンズ1の物体側の面3から眼球側の面4へ透過した光の干渉縞を測定すればよい。これにより、例えば、図6に示すような干渉縞の測定結果が得られる。なお、図6は、眼鏡レンズ1を透過した光の干渉縞の測定結果の一部分を示している。
また、干渉縞の測定結果を得たら、その測定結果に基づいて、眼鏡レンズ1を透過した光の波面データを取得することができる。具体的には、例えば、干渉縞の測定結果に対して、公知の縞解析アルゴリズムを適用することで、眼鏡レンズ1の各点を透過した光の波面を特定するデータを算出することができる。各点の波面を特定するデータの集合体が、眼鏡レンズ1を透過した光の波面データに相当する。したがって、各点の波面を特定するデータを各点毎にプロットすると、例えば、図7に示すような波面データが得られることになる。
なお、以下の説明において、波面データについては、波面進行方向に沿った方向をZ座標方向または高さ方向とし、これと直交する平面を構成する二次元方向をX座標方向およびY座標方向とする。
続いて、第3の工程におけるクラスタ分析を活用した各データ群への分類について、具体的な手順を説明する。
図8は、クラスタ分析の具体的な手順を示すフロー図である。
ここで、第3の工程での各データ群への分類と、第4の工程での基準波面データの抽出とについて、具体例を挙げて説明する。
図9は、データ分類および基準波面データ抽出の具体例を模式的に示す説明図である。
次に、上述した手順の評価方法による評価結果である乖離度について、具体例を挙げて説明する。
図10および図11は、本実施形態に係る評価方法によって得られる測定波面(実測した波面データ)と近似球面波(基準波面データ)との乖離度の一具体例を示す説明図である。図10は、眼鏡レンズ1の横断面についての乖離度の具体例である。また、図11は、眼鏡レンズ1の縦断面についての乖離度の具体例である。
図12は、図10および図11に示す乖離度をプロットして得られる波面データを例示する説明図である。
次に、上述した構成の眼鏡レンズ1の製造方法について説明する。
そして、レンズ基材2を得たら、次いで、そのレンズ基材2の表面に、ハードコート膜8を成膜する。ハードコート膜8は、ハードコート液にレンズ基材2を浸漬させる方法や、スピンコート等を使用することにより、形成することができる。
ハードコート膜8を成膜したら、さらに、そのハードコート膜8の表面に、反射防止膜10を成膜する。ハードコート膜8は、反射防止剤を真空蒸着により成膜することにより、形成することができる。
このような手順の製造方法により、物体側に向けて突出する複数の凸状領域6を物体側の面3に有する眼鏡レンズ1が得られる。
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
クラスタ分析を利用して分類したデータ群毎にカーブフィッティングを行って基準波面データを抽出するので、設計データを要することなく、また設計データとのマッチング(整合)を要することもなく、基準波面データを特定することが可能となる。また、測定した波面データにダレが生じていても、基準波面データについては、そのダレの影響を排除することができる。さらには、クラスタ分析を利用した分類の結果から、凸状領域6とベース領域との境界部分を明確に特定することも可能となる。したがって、特に凸状領域6とベース領域との間の境界近傍領域を正しく評価する上で、非常に好適なものとなる。
基準波面データにはダレの影響が及ばないので、測定した波面データと基準波面データとの乖離度を求めることで、その波面データに生じているダレの大きさを正しく評価することができる。
「乖離度」という指標を用いることで、眼鏡レンズ1を透過した光の波面について、曲面成分を除去した上で評価を行うことができる。つまり、眼鏡レンズ1の光学特性の評価にあたり、曲面成分を除去して、ダレが生じている部分等の無効成分を見える化することができる。
以上のように、本実施形態では、凸状領域6を有する眼鏡レンズ1の光学特性を正しく評価することができ、その結果としてダレの大きさを適切にコントロールすることができる。したがって、本実施形態によれば、光学特性の適切な評価を通じて、眼鏡レンズ1に近視抑制効果を十分に発揮させることが可能になる。
このことは、「乖離度」という指標を用いたこと、すなわち眼鏡レンズ1の物体側の面3の表面形状の曲面成分を除去して、ダレが生じている部分等の無効成分を見える化することによって、実現が可能となるものである。
以上に本発明の実施形態を説明したが、上述した開示内容は、本発明の例示的な実施形態を示すものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
図13に示す眼鏡レンズは、レンズ基材2とハードコート膜8との界面11に複数の凸状領域6aが形成されているが、物体側の面3には凸状領域6aの形状が反映されておらず、物体側の面3(すなわち、眼鏡レンズの最表面部分)が平滑な面となっている。
本明細書における「平滑」とは、最表面の凹凸が0.5μm以下である状態を指す。「最表面の凹凸」とは、4φにおける最近似球面からの乖離距離の最大値と最小値の差のことを指す。「最近似球面」とは、該4φの状態において、最表面の測定値(高さ分布)から最小二乗法で算出した面形状のことである。
表面平均パワーの観点から、以下のように「平滑」を定義してもよい。表面任意位置での表面平均パワー(単位:D)の任意方向の変化率が0.5D/mm以下(好適には0.4D/mm以下)の面の状態を指す。なお、表面平均パワーは以下の式で表される。
表面平均パワー=曲面平均曲率(単位:1/m)*(屈折率−1.0)
また、以下のように「平滑」を定義することも可能である。すなわち、表面平均パワーの最小値と最大値の差が、透過度数の最小値と最大値の差(埋め込んだセグメントによって付加されたパワー)よりも小さい状態を「平滑」としてもよい。
このような構成の眼鏡レンズであっても、界面11を挟み込む2種の部材2,3における各々の屈折率が互いに異なり、レンズ基材2の屈折率>ハードコート膜8の屈折率という関係にあれば、凸状領域6aが形成されていないベース領域の部分が、眼鏡装用者の眼の屈折異常を矯正する処方に基づく第1の屈折力を有する「第1の屈折領域」として機能するとともに、複数の凸状領域6の各々の部分が、眼鏡装用者の眼の屈折異常の進行を抑制するように網膜以外の位置に焦点を結ばせる「第2の屈折領域」として機能することになる。つまり、最表面が平滑であっても、眼鏡レンズの内部の界面部分の凸部または凹部という形状と、該界面部分を挟み込む2種の面基材の屈折率の差とを適切に設定すれば、近視進行抑制効果が得られる。
図14に示す眼鏡レンズは、凹状領域6cが設けられたデフォーカス面基材2aと、デフォーカス面基材2aを挟み込むように設けられたレンズ基材2bと、を有して構成されている。つまり、かかる眼鏡レンズは、デフォーカス面基材2aとレンズ基材2bとの界面11に複数の凹状領域6cが形成されており、物体側の面3(すなわち、眼鏡レンズの最表面部分)が平滑な面となっている。なお、デフォーカス面基材2aは、レンズ基材2bと異なる屈折率を有するものであれば、その形成材料が特に限定されるものではない。
このような構成の眼鏡レンズにおいて、界面11を挟み込む2種の部材2a,2bにおける各々の屈折率が互いに異なり、デフォーカス面基材2aの屈折率<レンズ基材2bの屈折率という関係にあれば、凹状領域6cが形成されていないベース領域が、眼鏡装用者の眼の屈折異常を矯正する処方に基づく第1の屈折力を有する「第1の屈折領域」として機能するとともに、複数の凹状領域6cの各々の部分が、眼鏡装用者の眼の屈折異常の進行を抑制するように網膜以外の位置(具体的には、網膜よりも奥の位置)に焦点を結ばせる「第2の屈折領域」として機能することになる。これにより、眼鏡レンズは、第1の屈折領域を透過する光を眼鏡装用者の眼の網膜上に収束させる一方で、第2の屈折領域を透過する光については、網膜よりも奥の位置(すなわち、物体側から離れた位置)に収束させることで、眼鏡装用者の遠視等の屈折異常の進行を抑制する効果(すなわち、遠視抑制効果)を発揮させることができる。
Claims (10)
- 透過光が所定位置で焦点を結ぶように形成された第1の屈折領域と、前記透過光が前記所定位置とは異なる位置で焦点を結ぶように形成された第2の屈折領域と、を有する眼鏡レンズについて、当該眼鏡レンズを透過した光の波面データを取得する工程と、
前記波面データに対するクラスタ分析を行って、前記第1の屈折領域に関するデータ群と前記第2の屈折領域に関するデータ群とを分類する工程と、
分類したデータ群毎にカーブフィッティングを行って得られた曲面データを組み合わせて、前記眼鏡レンズを透過する光の波面についての基準波面データを抽出する工程と、
前記波面データと前記基準波面データとを比較して、前記波面データの前記基準波面データからの乖離度を求める工程と、
を備える光学特性評価方法。 - 前記波面データは、前記眼鏡レンズを透過した光の干渉縞の測定結果に基づいて取得する
請求項1に記載の光学特性評価方法。 - 前記第1の屈折領域に関するデータ群と、前記第2の屈折領域に関するデータ群とを、前記波面データから導出された閾値に基づいて分類する
請求項1または2に記載の光学特性評価方法。 - 前記閾値は、前記波面データを最小二乗法で近似し、その近似結果についてのベアリング曲線を活用して決定したものである
請求項3に記載の光学特性評価方法。 - 前記第2の屈折領域が複数存在する場合に、k平均法を利用して、複数の前記第2の屈折領域のそれぞれに関するデータ群の分類を行う
請求項1から4のいずれか1項に記載の光学特性評価方法。 - 前記波面データを各データ群に分類する工程では、前記波面データを、前記第1の屈折領域に関するデータ群と、前記第2の屈折領域に関するデータ群と、前記第1の屈折領域と前記第2の屈折領域との間の遷移領域である境界近傍領域に関するデータ群と、に分類する
請求項1から5のいずれか1項に記載の光学特性評価方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光学特性評価方法を含む
眼鏡レンズの製造方法。 - 前記乖離度を求めた結果を反映させて前記眼鏡レンズの製造を行う
請求項7に記載の眼鏡レンズの製造方法。 - 透過光が所定位置で焦点を結ぶように形成された第1の屈折領域と、前記透過光が前記所定位置とは異なる位置で焦点を結ぶように形成された第2の屈折領域と、を有する眼鏡レンズであって、
前記眼鏡レンズを透過した光の干渉縞を測定して得られる波面データに基づいて、当該眼鏡レンズを透過する光の波面についての基準波面データが特定されているとともに、
前記波面データの前記基準波面データからの乖離度が特定されており、
前記乖離度のうち、前記第1の屈折領域と前記第2の屈折領域との間の遷移領域である境界近傍領域に関する乖離度の大きさが、前記第2の屈折領域の波面突出高さの15%以下である
眼鏡レンズ。 - 前記乖離度の大きさが0.1μm以下である
請求項9に記載の眼鏡レンズ。
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