JP2022114478A - 眼鏡レンズの設計方法、製造方法、及び設計システム - Google Patents

Abstract

【課題】眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が回転に対してロバストとなる技術を提供する。【解決手段】 装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、該領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法及びその関連技術を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、眼鏡レンズの設計方法、製造方法、及び設計システムに関する。

屈折異常症の目の収差が補償されるレンズを製造する方法が知られている（特許文献１）。そして、少なくとも１つの目視方向の少なくとも１つの高次の収差を補正することが特許文献１に記載されている。

特許５０９６６６２号

従来技術である特許文献１に記載の技術により装用者の眼の収差を補償したとしても、装用者は、光軸周りの眼球回旋を行うのが通常であり、眼球回旋は頭部の回旋に対する補償的な反射運動としても起こることから、該補償が有効に作用するとは限らない。

また、例えば右耳と左耳の水平位置が異なる場合、眼鏡レンズ自体が光軸周りに回転して歪む。これらが生じた場合、特許文献１記載の技術だと、最適化された視野を得ることを保証できない。

図１（ａ）は、眼の波面から眼鏡レンズの波面を決定し、各波面が打ち消し合うことにより、各波面に基づく収差の偏在化が抑制された理想の状態を示す収差分布の概略図である。
図１（ｂ）は、眼の波面から眼鏡レンズの波面を決定したが、眼球が光軸周りに回旋したため、それらの波面に基づく収差の偏在化が顕著になった状態を示す収差分布の概略図である。
図１（ａ）（ｂ）の白い部分は、波面が早く進んでいる部分（早く進んだ光）を表し、黒い部分は、波面が遅く進んでいる部分（遅く進んだ光）を表す。早くも遅くもない部分はグレー部分である。これは、後掲の図２、図６でも同様とする。

図１（ａ）が示すように、光軸周りの眼球回旋も眼鏡レンズ自体の回転も考えなければ、最適化された視野が得られる。その一方、実際のところ、光軸周りの眼球回旋が行われるのが通常である。

本明細書では、収差は、眼やレンズからの光の波面の乱れと考えることができる。波の性質として、収差が異符号の波を組み合わせることにより、収差は相殺される。収差が異符号でない波を組み合わせると、収差が相殺されるときもあるし相殺されないときもある。光軸周りの眼球回旋が行われたことに起因して収差を相殺できなくなった状態を表したのが図１（ｂ）である。図１（ｂ）では、各波面に基づく各収差の偏在化が顕著になっている。本発明はこの点に着目し、成されている。

以降、光軸周りの眼球回旋、眼鏡レンズ自体の回転をまとめて単に「回転」ともいう。眼球（及び／又は頭部回旋）の場合は別途「回旋」という表現を使用する。

本発明は、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が回転に対してロバストとなる技術を提供することを目的とする。本明細書における「ロバスト」とは、上記回転が行われたとしても、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量が従来よりも変化しにくくなることを意味する。

本発明者は上記課題について鋭意検討し、以下の論理を検討した。

例えば、眼鏡レンズが回転対称な収差分布を有している場合を仮定する。その場合、眼球において非回転対称な収差があろうがなかろうが、眼球が回旋しても、装用者の眼と眼鏡レンズとの収差を合わせたときの収差量には変化が無い。これは、装用者の眼が回転対称な収差分布を有している場合でも同様である。

上記論理を基に、本発明者は、眼と眼鏡レンズのいずれか（例えば眼）が回転対称又は回転対称に近い収差分布を有する場合、もう片方（例えば眼鏡レンズ）は、回転対称から離れた収差分布を有しても、上記回転が生じようが、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が少なくなる（即ちロバストとなる）ことを知見した。以降、回転対称から離れた収差分布のことを「非回転対称性」ともいう。本明細書では、回転対称からの離れ度合いが大きい場合を「非回転対称性が強い」といい、逆の場合、即ち回転対称に近い場合を「非回転対称性が弱い」という。

つまり、本発明者は、従来技術のように、眼の波面に基づく収差の偏在化が抑制されるように眼鏡レンズの波面を決定するのではなく、眼の波面を受け入れて考慮したうえで、上記回転が生じようとも、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が少なくなる技術を知見した。

上記知見に基づいて創出された本発明の各態様は以下の通りである。
本発明の第１の態様は、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第２の態様は、
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標をＥｉ、
Ｅｉの基準値をＥｓ、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をＬｉとしたとき、
ＥｉがＥｓより大きい場合、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得、
ＥｉがＥｓ以下である場合、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る、第１の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第３の態様は、
前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Ｌｉが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、第２の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第４の態様は、
Ｅｉは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、第２又は第３の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第５の態様は、
Ｅｉは、以下の式１で表される指標であり、

Ｌｉは、以下の式２で表される指標であり、

装用者の眼と眼鏡レンズのＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現がそれぞれＥとＬであり、ｍは円周方向の次数を示す値であり、ｎは半径方向の次数を示す値である、第４の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第６の態様は、
Ｅｉは、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定された指標である、第２又は第３の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第７の態様は、
Ｅｓは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、第２～第６のいずれか一つの態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第８の態様は、
ＥｉとＥｓとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、第２～第７のいずれか一つの態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第９の態様は、
前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、第１～第８のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法である。

本発明の第１０の態様は、
第１～第９のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法により設計した眼鏡レンズを製造する、眼鏡レンズの製造方法である。

本発明の第１１の態様は、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１２の態様は、
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標をＥｉ、
Ｅｉの基準値をＥｓ、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をＬｉとしたとき、
前記設計部では、
ＥｉがＥｓより大きい場合、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得、
ＥｉがＥｓ以下である場合、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る、第１１の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１３の態様は、
前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Ｌｉが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、第１２の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１４の態様は、
Ｅｉは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、第１２又は第１３の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１５の態様は、
Ｅｉは、以下の式１で表される指標であり、

Ｌｉは、以下の式２で表される指標であり、

装用者の眼と眼鏡レンズのＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現がそれぞれＥとＬであり、ｍは円周方向の次数を示す値であり、ｎは半径方向の次数を示す値である、第１４の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１６の態様は、
Ｅｉは、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定された指標である、第１２又は第１３の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１７の態様は、
Ｅｓは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、第１２～第１６のいずれか一つの態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１８の態様は、
ＥｉとＥｓとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、第１２～第１７のいずれか一つの態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。

本発明の第１９の態様は、
前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、第１１～第１８のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システムである。

上記の態様に対して組み合わせ可能な本発明の他の態様は以下の通りである。

Ｅｉを求める際に、ｎ＝１の収差量は単にプリズムに起因するものであり、解像とは無関係なので無視してよい。

Ｅｉを求める際に、｜ｍ｜＝２、ｎ＝２の収差量は乱視量であり、単焦点レンズにおいても矯正されるユーザーにとって慣れている収差なため、無視しても構わない。

遠用部ではなく中間部と近用部に透過非点収差を付加した累進屈折力レンズに対し、本発明の一態様を適用してもよい。どの程度の透過非点収差を付加すべきかを判断する際の材料として、本発明の一態様を採用してもよい。

本発明によれば、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が回転に対してロバストとなる。

図１（ａ）は、眼の波面から眼鏡レンズの波面を決定し、それらの波面に基づく収差の偏在化が抑制された理想の状態を示す収差分布の概略図である。図１（ｂ）は、眼の波面から眼鏡レンズの波面を決定したが、眼球が光軸周りに回旋したため、それらの波面に基づく収差の偏在化が顕著になった状態を示す収差分布の概略図である。 図２は、装用者Ａの眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布を示す図である。 図３（ａ）は、レンズ１の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。図３（ｂ）は、レンズ１の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。図３（ｃ）は、レンズ１のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。図３（ｄ）は、レンズ１のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。 図４（ａ）は、レンズ２の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。図４（ｂ）は、レンズ２の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。図４（ｃ）は、レンズ２のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。図４（ｄ）は、レンズ２のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。 図５（ａ）は、レンズ３の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。図５（ｂ）は、レンズ３の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。図５（ｃ）は、レンズ３のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。図５（ｄ）は、レンズ３のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。 図６は、装用者Ｂの眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布を示す図である。 図７は、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムの構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムのフローチャートである。

以下、本発明の一態様について説明する。本明細書において「～」は所定の値以上且つ所定の値以下を指す。

＜眼鏡レンズの設計方法＞
本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計方法は以下の通りである。
「装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法。」

本明細書における「光軸」は、各光学面の中心における法線に相当する。

上段落に記載の「中心」を「レンズ中心」とも称する。「レンズ中心」とは、眼鏡レンズの幾何中心、光学中心又は芯取り中心を指す。本明細書では、芯取り中心を例示する。本明細書では、装用者が正面視した際にレンズ中心を通過する場合を例示する。

［課題を解決するための手段］で述べた通り、上記構成ならば、上記回転が生じようが、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの収差量の変化が少なくなる（即ちロバストとなる）。収差量の変化の低減に関し、収差の種類に特に限定はないが、好ましくは、高次収差を意図したものであり、高次収差とは３次以上の収差である。

上記領域の「所定幅」とは、レンズ半径よりも小さな水平幅であり、好ましくは、（例えば）１０ｍｍ程度とすることができ、より好ましくは、瞳孔径をレンズ面上に投影した幅とする。これは、直径２ｍｍ（最大直径５ｍｍ）の瞳孔径に対応するレンズ面上の寸法であってもよい。

上記「各点」とは、主子午線上のすべての（任意の）点である。

以下、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計方法の好適例及び変形例について述べる。

装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性、及び、眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化するのが好ましい。以下、定量化の経緯を含めた一例を挙げる。

装用者の眼と眼鏡レンズのＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現がそれぞれＥとＬであり、ｍは円周方向の次数を示す値であり、ｎは半径方向の次数を示す値とする。また、装用者の眼の光軸周りの回旋角をθ、眼鏡レンズの光軸周りの回転角をγとする。このとき、眼と眼鏡レンズの収差の二乗和は以下の式３で表される。

なお、二乗和を採用したのは、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式の直交性からそれが全収差の二乗和に対応するため、そして網膜上に形成されるスポット強度に対応するためである。本明細書の「スポット」とは、物体点の光が眼鏡レンズの一部と眼球光学系を通して網膜にできた光の分布のうちピークから第一暗環までの範囲のことである。また、本明細書では、前記範囲でのエネルギーの総和を「スポット強度」と呼ぶ。

上記式３を各回旋角で偏微分したのが以下の式４である。以下の式４は、回旋による、眼と眼鏡レンズの収差の二乗和の変動分を示す。

本来ならば、上記式４の二乗和の変動分を最小化するような眼鏡レンズを設計するのがベストである。その一方、上記数式を装用者に合わせて逐一演算するのは、演算時間、リソースの上で有利とはいえない。それ以前の問題として、上記各パラメータを得るために装用者に対して行われる測定の際の視線の方向（眼球方向）と、眼鏡レンズを装用して生活する際の視線の方向とは当然異なる。そうなると、上記式４の二乗和の変動分を最小化することの意義が薄れる。

そこで、上記式４から、眼に関するパラメータと、眼鏡レンズに関するパラメータを抜き出す。そして、式４における眼に関するパラメータを、装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性の指標Ｅｉとする。式４における眼鏡レンズに関するパラメータを、眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性の指標Ｌｉとする。

Ｅｉは、以下の式１で表される指標である。

Ｌｉは、以下の式２で表される指標である。

以下、顧客であり被検者（将来の装用者）に関して具体例を挙げる。

装用者Ａの眼の非回転対称性の指標Ｅｉは、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標とした。「角膜の瞳孔対応部分」とは、瞳孔中心から少なくとも直径２ｍｍ（最大直径５ｍｍ）の範囲の角膜の部分である。

眼（角膜）の波面ひいては収差は、従来技術に記載の手法又は公知の手法により取得すればよい。

眼鏡レンズの波面ひいては収差も、従来技術に記載の手法又は公知の手法により取得すればよい。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、眼鏡レンズの物体側の面から眼球側の面へ透過した光の干渉縞を測定すればよい。干渉縞の測定結果を得たら、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、眼鏡レンズの各点を透過した光の波面を特定するデータを算出できる。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、波面データが得られる。

図２は、装用者Ａの眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布を示す図である。但し、寸法は縦４ｍｍ×横４ｍｍであることに注意されたい。

装用者Ａの眼の収差量は以下の通りである（単位はＤ（ディオプター）、以降、単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．６５
ｍ＝１、ｎ＝３：コマ収差量０．０７
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．１２
ｍ＝２、ｎ＝４：高次非点収差量０．０６
ｍ＝４、ｎ＝４：Ｔｅｔｒａｆｏｉｌ収差量０．１０
以降の次数では収差量は極めて小さかった（＜０．００１）ので、記載を省略する。以降、記載されていない次数（ここではｎ≧５）の収差量については同様とする。

Ｅｉを求める際に、ｎ＝１の収差量は単にプリズムに起因するものであり、解像とは無関係なので無視してよい。

Ｅｉを求める際に、ｍ＝２、ｎ＝２の収差量は乱視矯正成分である。装用者Ａが初めて眼鏡レンズを装用するのでなければ、以前の眼鏡レンズにおいて既に乱視矯正成分を有するはずである。つまり、装用者Ａは、乱視矯正成分に慣れていることが予想される。そのため、眼と眼鏡レンズの収差を合わせたときの乱視矯正成分に係る収差量が上記回転に対して変化しても装用者Ａは変化を感じにくいと考えられる。そのため、Ｅｉを求める際に、ｍ＝２、ｎ＝２の収差量を無視しても構わない。以降、この例を挙げる。

そして、装用者ＡのＥｉは以下の通りである。
Ｅｉ＝１×０．０７＋３×０．１２＋２×０．０６＋４×０．１０
＝０．９５

なお、Ｅｉの基準値をＥｓとした。本例では、Ｅｓは、出願人が有する顧客の各Ｅｉの平均値を採用した。これは一例であり、Ｅｓは該平均値に限定されず、例えばインターネット回線を使用してビッグデータに収められた各装用者の平均値を採用してもよいし、最頻値を採用してもよい。

基準値は以下の通りである（単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．４４
ｍ＝１、ｎ＝３：コマ収差量０．１８
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．１３
ｍ＝２、ｎ＝４：高次非点収差量０．０５
ｍ＝４、ｎ＝４：Ｔｅｔｒａｆｏｉｌ収差量０．０６
Ｅｓ＝１×０．１８＋３×０．１３＋２×０．０５＋４×０．０６
＝０．８９

装用者ＡのＥｉは基準値Ｅｓよりも大きい。つまり、装用者Ａの角膜の瞳孔対応部分による収差分布は、平均よりも非回転対称性が強い。本発明の眼鏡レンズの設計方法に従えば、装用者Ａに対し、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得ることにより、本発明の効果が奏される。仮に、ＥｉがＥｓ以下である場合、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る。

なお、本発明の一態様において、Ｅｉ＞Ｅｓのときの「Ｌｉが高い」とは、Ｅｉ≦ＥｓのときのＬｉの値に比べて高い値を示す。つまり、「Ｌｉが高い」「Ｌｉが低い」とは互いに相対的な高低であってもよい。その一方、Ｅｉの基準値Ｅｓと同様、Ｌｉの基準値Ｌｓを設け、このＬｓに対する高低を評価してもよい。

Ｌｓは、出願人が有する顧客の各Ｌｉの平均値でもよいし、例えばインターネット回線を使用してビッグデータに収められた各装用者の平均値を採用してもよいし、最頻値を採用してもよい。また、眼鏡レンズの所定の製品のラインナップのうちの一つの眼鏡レンズの設計解であって、ラインナップの複数のＬｉのうち中間値を有する設計解を採用してもよい。

なお、本発明の一態様ではＥｉ＞ＥｓとＥｉ≦Ｅｓとで場合分けしたが、Ｅｉ≧ＥｓとＥｉ＜Ｅｓとで場合分けしてもよい。その場合、Ｅｓの値よりもわずかに低い値を新たなＥｓとしてもよい。結局のところ、Ｅｓを閾値として場合分けをすることに変わりはない。

ここで言う「眼鏡レンズの設計」とは、上記結果（Ｅｉ＞Ｅｓ）を受けた後に、眼鏡レンズの収差分布（及び屈折力分布、以降省略。）を設計してもよいし、既存の収差分布に対して補正を行ってもよい。その一方、収差分布の基本設計（設計解）を複数用意しておき、Ｌｉが各々異なる複数の基本設計から一つを選択することも「眼鏡レンズの設計」に含まれる。この方が計算量を減らせるし、設計に要するコスト及び時間を削減できる。

「設計解として得る」とは、例えばＬｉが低い眼鏡レンズの場合、上記収差分布の設計も含むし、既存の収差分布に対する補正も含むし、Ｌｉが各々異なる複数の基本設計から一つを選択することも含む。また、これらの内容をデータとして出力してもよい。その場合、例えば「Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解としてデータ出力する」ともいう。

上記「眼鏡レンズの選択」は、従来技術の思想とは全く逆の発想から創出された構成である。詳しく言うと、従来技術だと、所定の眼に対する想定条件における最高性能に主眼を置いているのに対し、本発明は非想定条件における最低性能に主眼を置いている。

本明細書の「基本設計」は、累進屈折力レンズにおいて内寄せ量を加味する前の収差分布である。つまり、眼鏡レンズのレンズ中心を原点としたときのＹ軸が主子午線に該当する。このとき、Ｘ軸は水平方向、Ｚ軸は光軸方向（前方）である。後ほど、Ｌｉが各々異なる３つの基本設計を挙げるが、各基本設計において列挙した収差量は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差量である。但し、各基本設計において列挙した収差量は、眼の収差量は加算されていない。上記領域に関しては幅１０ｍｍを先に例示したが、それには本発明は限定されない。

その一方、本発明は、内寄せ量を加味する前の収差分布を基本設計とする態様に限定されず、予め内寄せ量を加味した主子午線を設定したうえでの設計解を複数用意しても構わない。

また、本発明の設計対象は、近用距離を視認するための近用部、近用距離よりも遠い距離を視認するための遠用部、両部を接続し且つ度数が累進的に変化する中間部を備えた累進屈折力レンズに限定されない。例えば、近用距離を視認するための近用部のみが設定され、それ以外は度数が累進的に変化する眼鏡レンズ（累進屈折力レンズ）であってもよいし、二焦点（バイフォーカル）レンズ、単焦点レンズであってもよい。

単焦点レンズの場合、主子午線は、回転対称軸を通る、垂直(縦)方向の直線（例えばＹ軸）を指す。

累進屈折力レンズ（累進多焦点レンズ）の場合、内寄せ量が加味された上記主子午線は主注視線とも呼ばれる。主注視線は直線であっても曲線であってもよく、フィッティングポイントＦＰ、遠用度数測定基準点Ｆ、近用度数測定基準点Ｎを通過すればよい。これらの位置は、眼鏡レンズに設けられる隠しマークから判別可能である。

Ｌｉが各々異なる複数の基本設計から一つを選択する例を採用し、以下のように３種類の基本設計を用意した。

図３（ａ）は、レンズ１の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。
図３（ｂ）は、レンズ１の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。
図３（ｃ）は、レンズ１のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。
図３（ｄ）は、レンズ１のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。
但し、寸法は縦５０ｍｍ×横５０ｍｍであることに注意されたい。
また、図３～図５において、白い部分が高収差部分であり、黒い部分が低収差部分である。以降、収差分布図に関しては同様とする。

レンズ１の収差量は以下の通りである（単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．０３
ｍ＝１、ｎ＝１：コマ収差量０．３５
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．３２
Ｌｉ＝２×０．０３＋１×０．３５＋３×０．３２
＝１．３７

図４（ａ）は、レンズ２の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。
図４（ｂ）は、レンズ２の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。
図４（ｃ）は、レンズ２のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。
図４（ｄ）は、レンズ２のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。
但し、寸法は縦５０ｍｍ×横５０ｍｍであることに注意されたい。

レンズ２では、レンズ１における主子午線上の中間領域にてＴｒｅｆｏｉｌ収差を減らした代わりに非点収差を増やしている。レンズ２の収差量は以下の通りである（単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．０６
ｍ＝１、ｎ＝１：コマ収差量０．３８
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．２５
Ｌｉ＝２×０．０６＋１×０．３８＋３×０．２５
＝１．２５

図５（ａ）は、レンズ３の屈折力分布（ｍ＝０、ｎ＝２）を示す図である。
図５（ｂ）は、レンズ３の非点収差分布（｜ｍ｜＝２、ｎ＝２）を示す図である。
図５（ｃ）は、レンズ３のコマ収差分布（｜ｍ｜＝１、ｎ＝３）を示す図である。
図５（ｄ）は、レンズ３のＴｒｅｆｏｉｌ収差分布（｜ｍ｜＝３、ｎ＝３）を示す図である。
但し、寸法は縦５０ｍｍ×横５０ｍｍであることに注意されたい。

レンズ３では、レンズ１における主子午線上の中間領域にてＴｒｅｆｏｉｌ収差と非点収差を増やしている。その分、主子午線から離れた地点での、非点収差が小さくなっている。これは、装用者の視線が眼鏡レンズの周辺部を通過したとしても、認識される像が揺れたり歪んだりしにくいことを意味する。レンズ３の収差量は以下の通りである（単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．０６
ｍ＝１、ｎ＝１：コマ収差量０．３８
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．３９
Ｌｉ＝２×０．０６＋１×０．３８＋３×０．３９
＝１．６７

装用者ＡのＥｉは基準値Ｅｓよりも大きい。そのため、装用者Ａに対し、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得る必要がある。その結果、装用者Ａに対してはレンズ２を選択する。

図６は、装用者Ｂの眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布を示す図である。但し、寸法は縦４ｍｍ×横４ｍｍであることに注意されたい。

装用者Ｂの眼の収差量は以下の通りである（単位省略）。
ｍ＝２、ｎ＝２：非点収差量０．７５
ｍ＝１、ｎ＝３：コマ収差量０．１０
ｍ＝３、ｎ＝３：Ｔｒｅｆｏｉｌ収差量０．０５
ｍ＝２、ｎ＝４：高次非点収差量０．０３
ｍ＝４、ｎ＝４：Ｔｅｔｒａｆｏｉｌ収差量０．０５

そして、装用者ＡのＥｉは以下の通りである。
Ｅｉ＝１×０．１０＋３×０．０５＋２×０．０３＋４×０．０５
＝０．５１

装用者ＢのＥｉは基準値Ｅｓよりも小さい。そのため、装用者Ｂに対し、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る必要がある。その結果、装用者Ｂに対してはレンズ３を選択する。

本例ではレンズ１～３の基本設計を用意したが、既存の眼鏡レンズのラインナップから比較的Ｌｉが低いものを選択してもよい。

本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。

上記の例ではＥｉを収差量のみで規定したが、それ以外のパラメータを加味してもよいし、加味ではなく収差量の代わりに別のパラメータにてＥｉを決定してもよい。該パラメータとしては、例えば、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つが挙げられる。

装用者の眼球回旋度合い及び／又は装用者の瞳孔径の変化度合いが小さければ、眼と眼鏡レンズを合わせたときの収差量の変化は少ないため、眼球回旋度合いに応じてＥｉの値を下げてもよい。

装用者の年齢が高ければ、眼の波面の非回転対称性が強くなっている可能性が高いため、装用者の年齢に応じてＥｉの値を上げてもよい。

装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間（年月）が長ければ、眼の波面の非回転対称性が強くなっている可能性が高いため、該時間に応じてＥｉの値を上げてもよい。

更に言うと、Ｅｉを収差量で規定するのではなく、装用者の年齢、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つによりＥｉを規定してもよい。この２つのパラメータからだと、装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性の強弱を推測できるためである。

Ｅｉに加え、又はＥｉの代わりに、Ｅｓを、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき規定してもよい。例えば、装用者の年齢が高い場合、Ｅｉが高くなっている可能性が高い。その場合、Ｅｉの値を補正する代わりに、閾値即ちハードルとなるＥｓを下げることにより、Ｅｉ＞Ｅｓになりやすくし、結果としてＬｉの値が低いレンズを選択しやすくしてもよい。

また、眼鏡レンズの一例として遠用部、近用部及び中間部を備える累進屈折力レンズを挙げた。この累進屈折力レンズの中でも、遠用部ではなく中間部と近用部に透過非点収差を付加した累進屈折力レンズ（ＷＯ２０２０／０６７５２２、ＷＯ２０２０／０６７５２３）に対し、本発明の一態様を適用してもよい。どの程度の透過非点収差を付加すべきかを判断する際の材料として、本発明の一態様を採用してもよい。両文献の記載は全て本明細書に組み込み可能である。

＜眼鏡レンズの製造方法＞
本発明は、眼鏡レンズの製造方法にも適用可能である。具体的には、上記眼鏡レンズの設計方法に従って眼鏡レンズを設計し、その眼鏡レンズを公知の手法により具体的に製造すればよい。なお、上記設計方法、本製造方法の少なくともいずれかを意味する表現として「眼鏡レンズの供給方法」を使用してもよい。以下のシステムについても同様、「眼鏡レンズの供給システム」と呼んでもよい。

＜眼鏡レンズの設計システム＞
本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムは以下の通りである。なお、＜眼鏡レンズの設計方法＞で述べた内容と重複する内容は記載を省略する。
「装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システム。」

本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムは上記設計部を備えればよい。上記設計部は、所定のプログラムを必要に応じて実行するコンピュータに搭載されてもよい。

本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムは、上記設計部に加えて以下の構成を備えるのが好ましい。
・Ｅｉ、Ｌｉ等を演算する演算部
・異なるＬｉを有する複数の設計解（Ｌｉ値含む。他には、基本設計、設計データ等）、装用者のＥｉ、及び基準値Ｅｓ等を保存する記憶部
・Ｅｉを得るための眼球測定器
・Ｌｉを得るための眼鏡レンズ測定器
・Ｅｉ＞ＥｓかＥｉ≦Ｅｓかを判定する判定部

図７は、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムの構成を示すブロック図である。

演算部は、上記各式１～４を演算する機能を備える。コンピュータ内の、所定のプログラムを必要に応じて実行する部分が演算部の機能を担えばよい。

記憶部は、複数のレンズの設計解、Ｅｉ、Ｅｓ以外に、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくともいずれかを記憶してもよい。記憶部としては、コンピュータに搭載されたＨＤＤ等であってもよい。

眼球測定器は、Ｅｉを得るための情報を収集可能ならば制限は無い。また、眼鏡レンズ測定器は、Ｌｉを得るための情報を収集可能ならば制限は無い。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、波面データを得、収差分布を得てもよい。

必ずしも本システム内に、演算部、記憶部、眼球測定器、及び／又は眼鏡レンズ測定器を搭載せずともよい。例えば本システム外のネットワーク上に配置された上記各部と本システムとを接続させてもよい。

以下、本システムを使用した各工程を説明する。
図８は、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムのフローチャートである。

まず、被検者（後の装用者）におけるＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現での各ｍ、ｎでの収差量を眼球測定器により得る（眼球測定工程）。その結果を基に、演算部によりＥｉを演算する（Ｅｉ演算工程）。このＥｉは記憶部に保存する（Ｅｉ保存工程）。

なお、本発明の一態様では、予め用意しておいたレンズの設計解１～ｎ（ｎは２以上の整数）の各々のＬｉ１～ｎを求めておく（Ｌｉ準備工程）。Ｌｉ１～ｎは記憶部に保存する。

Ｌｉ準備工程の代わりに、複数のレンズの設計解を用意しておき、該眼鏡レンズにおけるＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現での各ｍ、ｎでの収差量を眼鏡レンズ測定器により得てもよい（眼鏡レンズ測定工程）。なお、説明の便宜上、実際の眼鏡レンズの製造前のレンズの設計解に対しても「眼鏡レンズ測定工程」という表現を用いている。もちろん、実物としての眼鏡レンズを用意しておき、該眼鏡レンズにおけるＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現での各ｍ、ｎでの収差量を眼鏡レンズ測定器により得てもよい。以上の眼鏡レンズ測定工程の結果を基に、演算部によりＬｉを演算する（Ｌｉ演算工程）。このＬｉは記憶部に保存する（Ｌｉ保存工程）。

記憶部に記憶されている各装用者のデータから基準値Ｅｓを演算部により演算する（Ｅｓ演算工程）。このＥｓは記憶部に保存する（Ｅｓ保存工程）。

そして、Ｅｉ＞ＥｓかＥｉ≦Ｅｓかを判定部にて判定する。Ｅｉ＞Ｅｓである場合、設計部により、各Ｌｉ１～ｎのうち低い値のレンズの設計解を選択する（設計工程）。その際、ＥｉとＥｓとの差分の大きさに応じ、複数のレンズの設計解である各Ｌｉ１～ｎから一つの設計解を選択してもよい。例えば、Ｅｉ＞ＥｓであってＥｉとＥｓとの差分が極めて大きい場合、各Ｌｉ１～ｎのうち最も低い値の設計解を選択してもよい。

また、本発明の一態様の変形例として述べた手法にて基準値Ｌｓを演算部により演算してもよい（Ｌｓ演算工程）。このＬｓは記憶部に保存してもよい（Ｌｓ保存工程）。そして、設計工程にて、基準値Ｌｓに対するＬｉの高低を評価し、所定の値のＬｉを選択してもよい。

Claims (19)

1. 装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
   装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法。
2. 眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標をＥｉ、
   Ｅｉの基準値をＥｓ、
   眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をＬｉとしたとき、
   ＥｉがＥｓより大きい場合、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得、
   ＥｉがＥｓ以下である場合、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る、請求項１に記載の眼鏡レンズの設計方法。
3. 前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Ｌｉが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、請求項２に記載の眼鏡レンズの設計方法。
4. Ｅｉは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、請求項２又は３に記載の眼鏡レンズの設計方法。
5. Ｅｉは、以下の式１で表される指標であり、
   

   

   Ｌｉは、以下の式２で表される指標であり、
   

   

   装用者の眼と眼鏡レンズのＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現がそれぞれＥとＬであり、ｍは円周方向の次数を示す値であり、ｎは半径方向の次数を示す値である、請求項４に記載の眼鏡レンズの設計方法。
6. Ｅｉは、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定された指標である、請求項２又は３に記載の眼鏡レンズの設計方法。
7. Ｅｓは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、請求項２～６のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
8. ＥｉとＥｓとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、請求項２～７のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
9. 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、請求項１～８のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
10. 請求項１～９のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法により設計した眼鏡レンズを製造する、眼鏡レンズの製造方法。
11. 装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が強い場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
    装用者の眼の収差分布の光軸周りの非回転対称性が弱い場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システム。
12. 眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標をＥｉ、
    Ｅｉの基準値をＥｓ、
    眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をＬｉとしたとき、
    前記設計部では、
    ＥｉがＥｓより大きい場合、Ｌｉが低い眼鏡レンズを設計解として得、
    ＥｉがＥｓ以下である場合、Ｌｉが高い眼鏡レンズを設計解として得る、請求項１１に記載の眼鏡レンズの設計システム。
13. 前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Ｌｉが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、請求項１２に記載の眼鏡レンズの設計システム。
14. Ｅｉは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、請求項１２又は１３に記載の眼鏡レンズの設計システム。
15. Ｅｉは、以下の式１で表される指標であり、
    

    

    Ｌｉは、以下の式２で表される指標であり、
    

    

    装用者の眼と眼鏡レンズのＺｅｒｎｉｋｅ収差係数の極座標表現がそれぞれＥとＬであり、ｍは円周方向の次数を示す値であり、ｎは半径方向の次数を示す値である、請求項１４に記載の眼鏡レンズの設計システム。
16. Ｅｉは、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定された指標である、請求項１２又は１３に記載の眼鏡レンズの設計システム。
17. Ｅｓは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、請求項１２～１６のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
18. ＥｉとＥｓとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、請求項１２～１７のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
19. 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、請求項１１～１８のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
    

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