JP3916519B2

JP3916519B2 - Eyeglass lens manufacturing method and apparatus

Info

Publication number: JP3916519B2
Application number: JP2002182949A
Authority: JP
Inventors: 保典上野
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-06-24
Also published as: JP2004029223A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、度数を含む処方が左右眼で異なる場合にも、良好な両眼視が可能な眼鏡レンズを作ることのできる眼鏡レンズ製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼の屈折異常を矯正するために用いられる眼鏡レンズの第一面の屈折面（装用状態における眼と反対側の面すなわち前方屈折面）には、球面の他に近年は非球面が用いられている。一方、第二面の屈折面（装用状態における眼側の面すなわち後方屈折面）には球面の他に、乱視矯正のためにトーリック面等が採用されている。一般に、レンズの屈折力（度数）はディオプター（以下Ｄで示す）という単位で表され、レンズの表面における屈折力（面屈折力）はその面の曲率ρ（単位はｍ^−１、曲率半径Ｒ＝１／ρ）とレンズの素材の屈折率ｎとにより、以下の式のように定義される。
面屈折力＝（ｎ−１）×ρ＝（ｎ−１）／Ｒ
なお、レンズの第一面の屈折力は特にベースカーブと呼ばれる。ここで、一般に知られている眼鏡レンズの光学性能としては、非点収差、像面湾曲、歪曲収差等が重要視されているが、従来では色収差に対する配慮がなされていないのが実情であった。左右眼のレンズで色収差が異なると、色のにじみが左右眼で異なるめ、違和感を感じ、両眼視がしづらいという現象が起こる。これは左右眼の視力の差が大きくなるほど顕著になる。また、従来、眼鏡レンズの色収差を低減する方法としては、異なった素材を貼り合わせたレンズを使用することが提案されているが、そうした場合、レンズが厚くなって重量が増大するので、装用者が楽に装用できるものとは言い難く、さらに、左右眼の視力に大きな差がある場合に、十分に対応できるものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被検眼の視力を矯正する眼鏡レンズを処方するに当たって、左右眼がほぼ同じ視力を有する場合には、同じ屈折力（度数）のレンズ及び同じ素材のレンズを用いて処方するのが普通であることから問題は起こらなかったが、左右眼の視力が異なる場合には、異なる屈折力のレンズを用いて処方することになるため、左右眼のレンズの光学性能が必ずしも同じものとはならなかった。
【０００４】
上述したように、一般に知られている眼鏡レンズの光学性能としては、非点収差、像面湾曲、歪曲収差等が重要視されているが、従来では色収差に対する配慮がなされていないのが現状であった。左右眼のレンズで色収差が異なると、色のにじみが左右眼で異なるめ、違和感を感じ、両眼視がしづらいという現象が起こる。これは左右眼の視力の差が大きくなるほど顕著になる。
【０００５】
従来、眼鏡レンズの色収差を低減する方法としては、異なった素材を貼り合わせたレンズを使用することが提案されているが、そうした場合、レンズが厚くなって重量が増大するので、装用者が楽に装用できるものとは言い難く、また、左右眼の視力に大きな差がある場合に、十分に対応できるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮し、左右レンズの色収差の差を低減することで、良好な両眼視を実現する眼鏡レンズの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、度数を含む処方が左右眼で異なる眼鏡を構成する左右の眼鏡レンズを設計して製造する眼鏡レンズ製造方法において、前記度数を含む処方の情報に基づいて前記左眼用及び右眼用のレンズの標準設計データを生成する標準設計工程と、前記標準設定データによる左眼用及び右眼用のレンズの倍率色収差の差が所定値以下か否かを判定する判定工程と、前記倍率色収差の差が所定値以下でないと判定された場合に、左眼用及び右眼用のレンズの倍率色収差の差が所定値以下となるように、少なくとも前記基準設計の際のレンズ素材を変更して再設計データを生成する再設計工程と、再設計データを生成した場合はその再設計データに基づいて、また、再設計データを生成しない場合は前記標準設計データに基づいて、左眼用及び右眼用のレンズを加工する加工工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記判定工程及び再設計工程において用いる所定値としては、各レンズの回旋角３０°において、２′以下とするのが好ましい。更に好ましくは、１′以下とするのがよい。
【０００９】
また、左眼用及び右眼用のレンズの少なくとも１つが非球面を有するレンズであってもよい。
【００１１】
本発明の製造方法及び装置によれば、左右の眼鏡レンズの倍率色収差の差を少なくすることができるので、色収差の差が原因で装用者が両眼視しづらくなるという問題を解消することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は実施形態の眼鏡レンズ製造装置を含んだ眼鏡製造供給システムの全体構成を示す。このシステム１では、発注端末２１と眼鏡レンズ設計装置３１とが通信回線４を介して接続されている。発注端末２１は、発注元としての眼鏡店２に配置されている。眼鏡レンズ設計装置３１は、眼鏡の製造メーカ側としての工場３に配置されている。工場３側において、眼鏡レンズ設計装置３１には、ＬＡＮ３２を介してレンズ加工装置３３が接続されており、眼鏡レンズ設計装置３１とレンズ加工装置３３とで、眼鏡レンズ製造装置３０が構成されている。
【００１３】
なお、図には発注元として眼鏡店２を１つのみ示したが、実際には複数の眼鏡店２が工場に接続される。また、発注元しては、眼鏡店の他に眼科医院や個人等が挙げられる。また、通信回線４は、インターネット、その他の公衆回線であってもよいし、ＷＡＮ等の専用回線であってもよい。また、発注端末２１とレンズ設計装置３１との間に中継局を設けてもよい。
【００１４】
発注端末２１は、例えばパーソナルコンピュータよりなり、表示部、入力部、通信制御部等を備える。表示部は、眼鏡レンズを発注する際に必要となる各種のデータの入力を支援する案内画面を表示する。入力部は、案内画面に従って被検眼の処方データ等を入力するためのものである。通信制御部は、眼鏡レンズ設計装置との間におけるデータ通信を制御する。なお、入力部と表示部とでタッチスクリーンを構成してもよい。
【００１５】
眼鏡レンズ設計装置３１は、発注端末２１から眼鏡レンズの処方情報等を取得して、当該処方に適合するように眼鏡レンズの設計を行う。この眼鏡レンズ設計装置３１は、記憶部、演算制御部、及び通信部等を備える。記憶部には、設計プログラムや加工データ生成プログラム等が格納されている。
【００１６】
設計プログラムは、コンピュータに、左右一対の眼鏡レンズの処方情報を取得させる機能と、取得した処方情報に基づいて各眼鏡レンズの標準設計データを作成する機能と、標準設計データによる各眼鏡レンズ同士の色収差の差を判断する機能と、色収差の差が大きい場合に色収差の差が所定値以下となるように少なくとも標準設計の際のレンズ素材を変更して再設計した再設計データを作成する機能とを実現する。加工データ生成プログラムは、コンピュータに、設計プログラムによって作成された標準設計データまたは再設計データに基づいて、レンズ加工装置３３が実際のレンズ加工を行う際に必要となる加工データを生成する機能を実現する。
【００１７】
演算制御部は、上記設計プログラム等を実行することにより、標準設計処理、色収差バランス判定、再設計処理等を実行する。また、演算制御部は、上記加工データ生成プログラムを実行することにより、レンズ加工装置３３の制御情報としての加工データを生成すると共に、生成した加工データをレンズ加工装置３３に送信する制御を行う。通信部は、演算制御部による制御の下、発注端末２１とレンズ加工装置３３との間でデータの送受信を行う。
【００１８】
レンズ加工装置３３は、ＬＡＮ３２を介して眼鏡レンズ設計装置３１から取得する加工データに基づいて、実際に眼鏡レンズを製造する。図１では便宜上、レンズ加工装置３３を１つのブロックで示したが、このレンズ加工装置３３としては、カーブジェネレータ、砂掛け・研磨機、レンズメータ、肉厚計、マシニングセンタから成るＮＣ制御のレンズ研削装置、エッジャー、ヤゲン頂点の形状測定器等が挙げられる。
【００１９】
次に図２のフローチャートを参照して製品の受注から納品までの流れを説明する。本発明の眼鏡レンズ製造方法は、この流れの中で実行される。
まず、眼鏡店２において発注端末２１の表示部には入力画面が表示される。販売員等は、その入力画面の案内に従って、顧客の被検眼の処方データ、フレーム玉型データ、その他のレンズの設計に必要な眼鏡レンズの仕様情報を入力する（ステップＳ１）。ここで、仕様情報には、ヤゲン種、ヤゲン位置、３次元フレーム形状情報、反射防止膜の種類、レンズカラーの種類、眼鏡レンズの種類を特定する商品コード等が含まれる。また、処方データには、顧客の左右眼の球面屈折力、円柱屈折力、乱視軸、加入度、瞳孔間距離、裸眼視力等が含まれる。
【００２０】
仕様情報等の入力が確定すると、発注端末２１の表示部には、色収差バランス選択メニューが表示される。ここで、販売員は、メーカ３に色収差バランス設計を依頼する場合は、入力部を用いてその選択メニューを指定する。
次いで、発注端末２１は、入力された仕様情報等を眼鏡レンズ設計装置３１に送信する。このとき、発注端末２１は、販売員によって選択メニューが指定された場合には、色収差バランス設計を依頼する旨の情報も併せて眼鏡レンズ設計装置３１に送信する。なお、それらの情報はファックス等でメーカ側に送信することもできる。
【００２１】
眼鏡レンズ設計装置３１は、発注端末２１から仕様情報等を取得すると、取得した当該情報に基づいて、色収差バランス設計を行うか否かを判定する（ステップＳ２）。そして、眼鏡レンズ設計装置３１は、色収差バランス設計を行わないと判定した場合は（ステップＳ２；ＮＯ）、後述するステップＳ７に移行し、その仕様情報に基づいて実際の眼鏡の加工を行う。
【００２２】
一方、眼鏡レンズ設計装置３１は、色収差バランス設計を行うと判定した場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、とりあえず基本となる標準設計を行う（ステップＳ３）。すなわち、眼鏡レンズ設計装置３１の演算制御部は、仕様情報に基づいて、左右一対の眼鏡レンズを、それぞれ標準素材や標準形状を用いるものとして標準設計し、標準設計データを作成する。
【００２３】
次いで、演算制御部は、標準設計データに従って左右各レンズの色収差を計算し、左右レンズの色収差バランスを判定する。判定は、左右レンズの色収差の差が所定値以下であるか否かをチェックすることで行う（ステップＳ４）。
【００２４】
そして、演算制御部は、各レンズの色収差の差が所定値を上回らないと判定した場合は（ステップＳ４；ＹＥＳ）、その旨を発注端末２１に通知すると共に、後述するステップＳ７に移行し、予備設計の内容でレンズ加工を行う。
【００２５】
ここで所定値とは、装用者が違和感を感じない程度の色収差の差に相当する値をいう。所定値は特に限定されないが、各レンズの回旋角３０°において、２′以下とするのが好ましい。更に好ましくは、１′以下とするのがよい。本発明者の研究によれば、上記の所定値以下であれば、装用者が色収差のアンバランスを感じないことが判明している。
【００２６】
一方、演算制御部は、色収差の差が所定値を上回ると判定した場合には（ステップＳ４；ＮＯ）、再設計処理を実行することにより、標準設計の内容を変更して、当該変更内容で再設計された再設計データを作成する（ステップＳ５）。再設計処理では、眼鏡レンズの処方を満足する範囲内において色収差のアンバランスを低減するように標準設計の内容を変更する。具体的には、標準設計の際のレンズ素材を変更する。ステップＳ４、ステップＳ５を繰り返すことで、左右レンズの色収差の差が所定値以下の設計データが得られる。
【００２７】
ステップＳ４において、左右レンズの色収差バランスが適正の範囲にあると判定されたら、その設計結果を発注先に返答して表示し（ステップＳ６）、それで良い場合は、そのままレンズ加工に進む（ステップＳ７）。そして、レンズを加工したら、眼鏡店あるいは眼科医院に納入し顧客に届ける（ステップＳ８）。
【００２８】
次に、色収差について説明する。一般に、色収差には軸上色収差と倍率色収差がある。軸上色収差は光軸上での色収差であり像の結ばれる位置が色によって異なる場合をいい、一方、倍率色収差は像の大きさ（眼視光学系において視野角）が色によって異なる場合をいう。倍率色収差は像の濃淡の境界部分で色がにじむ現象として認められる。
【００２９】
一般に眼視光学系を設計するにあたって色収差を計算する場合は、設計基準波長（本発明においてｄ線：波長５８７．６ｎｍ）の他にＣ線：波長６５６．３ｎｍ、Ｆ線：４８６．１ｎｍが用いられ、計算される。
【００３０】
軸上色収差は、眼鏡レンズを薄肉レンズとすると、以下の式で求めることができる。まず、各波長での眼鏡レンズのパワーをＰ_ｄ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｆ、各波長での屈折率をｎ_ｄ、ｎ_Ｃ、ｎ_Ｆとし、両面の曲率半径をｒ_１，ｒ_２とすると、各波長での眼鏡レンズのパワーは下式のようになる。
【数１】

【００３１】
そこで軸上の色収差はＣ線とＦ線のパワー差と考えると下式のようになる。
【数２】

【００３２】
この式から必要なパワーＰ_ｄが決まれば曲率半径には無関係になる。
色分散値を表すアッベ数（ｄ線基準のアッベ数）
【数３】

であるから（１）式は次のように表すことができる。
【数４】

【００３３】
このように軸上色収差は屈折率ｎ_ｄにも関係なく、眼鏡レンズのパワー（屈折力）とアッベ数で決まることがわかる。
【００３４】
次に倍率色収差の求め方を説明する。この場合、光線追跡を行って求める必要があり、以下に光線追跡について説明する。
眼鏡レンズ設計光学モデルを図３に示す。図３中、符号Ｌは遠視用レンズであり、物体は有限距離にある例を示している。設計手法は光線追跡法による。すなわち、回旋点ＣＲから光軸Ａとθの角度（このθは視野角あるいは回旋角と呼ぶ）をなす光線Ｉを逆向きに送って、レンズＬの第一面Ｌ_１における頂点Ｏ_１の前方ａの距離にある物体平面を貫く点Ｐの位置を定める。この光線Ｉを主光線と呼ぶ。次に、Ｐ点を発し、上記主光線Ｉについて、レンズＬを屈折後のサジタル方向の像位置ｓ、メリディオナル方向の像位置ｍを算出し、非点収差（ｍ−ｓ）の量を計算する。（応用物理第２６巻第５号、１９５７）
なお、回旋点ＣＲとレンズの第二面頂点Ｏ_２との距離ｂは２５ｍｍとして計算したが、欧米では２７ｍｍとしている。これが通常の光線追跡のやり方である。この方法を用いて倍率色収差の求め方を説明する。
【００３５】
図３において、回旋点ＣＲから光軸Ａとθの角度をなす光線ＩはレンズＬを通過した後、光軸Ａとθ’の角度をなす光線となってＰに向かっている。これは設計基準波長（例えばｄ線）によるものである。各波長での光軸Ａとθの角度をなす光線がレンズＬを通過した後、光軸Ａとのなす角度を求める。そして基準波長に対する色収差が計算される。Ｃ線とＦ線の差が倍率色収差になる。
なお、眼側から光線を追っているが、逆に物体側から追っても構わない。
【００３６】
上記背景のもとで軸上色収差と倍率色収差について計算をしてみる。
軸上色収差を＋６Ｄレンズについて計算すると、アッベ数が３０の場合は上記（２）式より０．２Ｄ、アッベ数が６０の場合は０．１Ｄになるが、人間の眼の軸上色収差が１Ｄ程度であることを考えると問題のない数値であり、装用者は軸上色収差を感じないといえる。従って、解決すべき課題は、倍率色収差であることが分かる。
【００３７】
倍率色収差は、軸上色収差と違って、上記の説明よりレンズ素材のアッベ数、レンズの屈折力、視野角（回旋角）などの各要素が絡んでくることが分かる。なお、ここで倍率色収差の計算は、物体が無限遠にある場合を想定している。
【００３８】
人間が視野周辺の物体を観察するときには、眼を回旋して見るわけであるが、この回旋角は３０°ぐらいまでの角度の頻度が一番多いといえる。従って、ここでは、この回旋角３０°における倍率色収差を計算する。また、視力値１．０のランドルト環の切れ目が１′であることを考えると、左右眼鏡レンズの倍率色収差の差は、少なくとも２′以内であることが好ましいといえる。更に好ましくは１′以内であるのがよいといえる。
【００３９】
次に具体的に光学計算の実施例に基づいて説明する。
まず、プラス屈折力のレンズの場合について説明する。
例えば、眼鏡装用者の処方が＋２Ｄ、＋４Ｄであったとする。この処方に見合う左右眼レンズを、屈折率ｎ_ｄ＝１．６９８９５、ｎ_Ｃ＝１．５６９２２１、ｎ_Ｆ＝１．７１５４６、アッベ数νｄ＝３０．０７のレンズ素材で作ったときのレンズ設計データ及び倍率色収差を計算してみると、その結果は下表１に示すようになる。
【表１】

【００４０】
表１から分かるように、このときの左右レンズの倍率色収差の差は３′２９″であり、この値は、視力値１．０におけるランドルト環の切れ目の１′を大きく超えている。従って、この場合の左右レンズの組み合せは、色収差バランスが悪いということになる。
【００４１】
そこで、倍率色収差の大きい方の＋４Ｄレンズに、屈折率ｎ_ｄ＝１．５２２５７、ｎ_Ｃ＝１．５１９９２、ｎ_Ｆ＝１．５２８６１、アッベ数νｄ＝６０．１８のレンズ素材を用いてみる。そのときのレンズ設計データ及び倍率色収差の計算結果を下表２に示す。
【表２】

【００４２】
この場合は、左右レンズの倍率色収差の差が４″となり、視力値１．０のランドルト環の切れ目１′より十分に小さくなっている。従って、この設計データの＋４Ｄレンズを、表１の＋２Ｄレンズに組み合わせることにより、両眼視したときの左右眼での色収差を略同等にすることができ、違和感を覚えないようにすることができる。
【００４３】
次に、マイナス屈折力のレンズの場合について説明する。
例えば、眼鏡装用者の処方が−２Ｄ、−４Ｄであったとする。この処方に見合う左右眼レンズを、屈折率ｎ_ｄ＝１．６９８９５、ｎ_Ｃ＝１．５６９２２１、ｎ_Ｆ＝１．７１５４６、アッベ数νｄ＝３０．０７のレンズ素材で作ったときのレンズ設計データ及び倍率色収差を計算してみると、その結果は下表３に示すようになる。
【表３】

【００４４】
表３から分かるように、このときの左右レンズの倍率色収差の差は３′４６″であり、この値は、視力値１．０におけるランドルト環の切れ目の１′を大きく超えている。従って、この場合の左右レンズの組み合せは、色収差バランスが悪いということになる。
【００４５】
そこで、倍率色収差の大きい方の−４Ｄレンズに、屈折率ｎ_ｄ＝１．５２２５７、ｎ_Ｃ＝１．５１９９２、ｎ_Ｆ＝１．５２８６１、アッベ数νｄ＝６０．１８のレンズ素材を用いてみる。そのときのレンズ設計データ及び倍率色収差の計算結果を下表４に示す。
【表４】

【００４６】
この場合は、左右レンズの倍率色収差の差が１２″となり、視力値１．０のランドルト環の切れ目１′より十分に小さくなっている。従って、この設計データの−４Ｄレンズを、表１の−２Ｄレンズに組み合わせることにより、両眼視したときの左右眼での色収差を略同等にすることができ、違和感を覚えないようにすることができる。
【００４７】
なお、上記の例においては、２つのレンズ素材を例にあげたが、左右眼鏡レンズの倍率色収差の差が少なくとも２′以内、好ましくは１′以内である条件を満たす素材であれば、どのような素材を用いてもかまわない。
【００４８】
また、上記の例においては、レンズ面の形状が球面形状での計算を行ったが、非球面形状のレンズであっても同様の効果を得ることができる。また、非球面レンズを用いて左右のベースカーブをほぼ同等とし、レンズ素材を変えて倍率色収差の差を低減することも可能である。これは、処方度数が異なれば、ベースカーブが異なり見栄えが悪くなるが、ベースカーブをほぼ同等にし、非球面を用いて非点収差等の光学性能の向上を図ると共に、レンズ素材を変えて倍率色収差の差を低減することも可能であるということである。
【００４９】
また、本発明は、プリズム処方がなされた眼鏡レンズにも有効である。つまりプリズムによって色収差が発生し、左右の眼鏡レンズでの倍率色収差の差が大きくなるが、本発明を用いればその差を低減できる。さらに、上記の例では、球面度数のレンズについて計算したが、本発明は、乱視の処方のためにトーリック面あるいはアトーリック面を用いる乱視レンズにも適用可能であるのは言うまでもない。さらに本発明の思想は、累進多焦点レンズを含めた多焦点レンズにも十分適用可能である。また、上記の説明においては、設計基準波長としてｄ線を用いているが、近年提案されているｅ線を設計基準波長として計算してもよい。
具体的に述べるとｅ線基準のアッベ数は以下の式で定義される。
【数５】

ｎ_ｅ、ｎ_Ｃ _'、ｎ_Ｆ _'はそれぞれ波長５４６．１ｎｍ、６４３．９ｎｍ、４８０．０ｎｍに対する屈折率である。これらデータを用いて計算を行い、本発明を適用すればよい。この場合基準波長ｅ線に対する色収差が計算され、Ｃ´線とＦ´線の差が倍率色収差になる。つまり、本発明はこのような設計基準波長に左右されないのは言うまでもない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、従来では左右の視力差が大きい患者に眼鏡レンズを処方する場合、左右のレンズにおける倍率色収差のアンバランスにより、両眼視時に違和感を覚えさせることがあったが、本発明によれば、左右眼レンズの倍率色収差の差を所定値以下に抑えるようにしたので、両眼視時の違和感を取り除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された眼鏡レンズの供給システムを示す構成図である。
【図２】同供給システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】眼鏡レンズの光学設計モデルを説明するための図である。
【符号の説明】
３０眼鏡レンズ製造装置
３１眼鏡レンズ設計装置
３３眼鏡レンズ加工装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spectacle lens manufacturing method and apparatus capable of producing a spectacle lens capable of good binocular vision even when the prescription including power differs between the left and right eyes.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in addition to the spherical surface, an aspherical surface is used for the refractive surface of the first surface of the spectacle lens used to correct the refractive error of the eye (the surface opposite to the eye in the wearing state, that is, the front refractive surface). Yes. On the other hand, in addition to a spherical surface, a toric surface or the like is employed for correcting astigmatism as the second refractive surface (the eye-side surface in the wearing state, ie, the rear refractive surface). In general, the refractive power (frequency) of a lens is expressed in units of diopter (hereinafter referred to as D), and the refractive power (surface refractive power) on the surface of the lens is the curvature ρ (unit is m ⁻¹ , radius of curvature R). = 1 / ρ) and the refractive index n of the lens material, the following equation is defined.
Surface power = (n−1) × ρ = (n−1) / R
The refractive power of the first surface of the lens is particularly called a base curve. Here, as optical performance of generally known spectacle lenses, astigmatism, curvature of field, distortion and the like are regarded as important, but in the past, no consideration has been given to chromatic aberration. . If the chromatic aberration is different between the left and right eye lenses, the color blur is different between the left and right eyes, causing a sense of incongruity and making it difficult to see both eyes. This becomes more prominent as the difference in visual acuity between the left and right eyes increases. Conventionally, as a method for reducing the chromatic aberration of a spectacle lens, it has been proposed to use a lens in which different materials are bonded together. However, in such a case, the lens becomes thick and its weight increases. It is difficult to say that it can be worn comfortably, and it has not been able to cope sufficiently when there is a large difference in visual acuity between the left and right eyes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when prescribing spectacle lenses that correct the visual acuity of the eye to be examined, if the left and right eyes have almost the same visual acuity, it is common to prescribe using a lens of the same refractive power (frequency) and a lens of the same material. There was no problem for this, but when the left and right eyes have different vision, prescriptions are made using lenses with different refractive powers, so the optical performance of the left and right eye lenses is not necessarily the same. It was.
[0004]
As described above, astigmatism, curvature of field, distortion, etc. are regarded as important as the optical performance of generally known spectacle lenses, but in the past, no consideration has been given to chromatic aberration. there were. If the chromatic aberration is different between the left and right eye lenses, the color blur is different between the left and right eyes, causing a sense of incongruity and making it difficult to see both eyes. This becomes more prominent as the difference in visual acuity between the left and right eyes increases.
[0005]
Conventionally, as a method for reducing the chromatic aberration of a spectacle lens, it has been proposed to use a lens in which different materials are bonded together. However, in such a case, the lens becomes thicker and the weight increases, so that the wearer can easily do so. It cannot be said that it can be worn, and when there is a large difference in visual acuity between the left and right eyes, it was not able to cope sufficiently.
[0006]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a spectacle lens that realizes good binocular vision by reducing the difference in chromatic aberration between the left and right lenses.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a spectacle lens manufacturing method for designing and manufacturing right and left spectacle lenses that constitute glasses having different prescriptions including powers for the left and right eyes, based on prescription information including the powers for the left eye And a standard design process for generating standard design data for the right-eye lens, and a determination process for determining whether or not the difference in lateral chromatic aberration between the left-eye lens and the right-eye lens based on the standard setting data is equal to or less than a predetermined value. When the difference in chromatic aberration of magnification is determined not to be less than or equal to a predetermined value, at least the lens material for the reference design so that the difference in chromatic aberration of magnification between the left-eye lens and the right-eye lens is less than or equal to a predetermined value The redesign process to generate redesign data by changing the left and the left, based on the redesign data if the redesign data is generated, or based on the standard design data if the redesign data is not generated Ophthalmic A processing step of processing the lens for fine right eye, characterized in that it comprises a.
[0008]
In this case, the predetermined value used in the determination step and the redesign step is preferably 2 ′ or less at a rotation angle of 30 ° of each lens. More preferably, it is 1 'or less.
[0009]
Further, at least one of the left-eye lens and the right-eye lens may be a lens having an aspherical surface.
[0011]
According to the manufacturing method and apparatus of the present invention, the difference in lateral chromatic aberration between the right and left eyeglass lenses can be reduced, so that it is possible to solve the problem that it is difficult for the wearer to see with both eyes due to the difference in chromatic aberration. it can.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of an eyeglass manufacturing supply system including an eyeglass lens manufacturing apparatus according to an embodiment. In this system 1, an ordering terminal 21 and a spectacle lens design device 31 are connected via a communication line 4. The ordering terminal 21 is disposed in the spectacle store 2 as an ordering source. The spectacle lens design device 31 is arranged in a factory 3 as a spectacle manufacturer. On the factory 3 side, a lens processing device 33 is connected to the spectacle lens design device 31 via a LAN 32, and the spectacle lens design device 31 and the lens processing device 33 constitute a spectacle lens manufacturing device 30. .
[0013]
Although only one spectacle store 2 is shown as an ordering source in the figure, a plurality of spectacle stores 2 are actually connected to the factory. In addition to eyeglasses stores, ophthalmologists and individuals can be cited as ordering sources. The communication line 4 may be the Internet, other public lines, or a dedicated line such as a WAN. A relay station may be provided between the ordering terminal 21 and the lens design device 31.
[0014]
The ordering terminal 21 is made of a personal computer, for example, and includes a display unit, an input unit, a communication control unit, and the like. The display unit displays a guidance screen that supports input of various data necessary for ordering the spectacle lens. The input unit is for inputting prescription data of the eye to be examined according to the guidance screen. The communication control unit controls data communication with the spectacle lens design apparatus. In addition, you may comprise a touch screen with an input part and a display part.
[0015]
The spectacle lens design device 31 acquires spectacle lens prescription information and the like from the ordering terminal 21 and designs the spectacle lens so as to conform to the prescription. The spectacle lens design device 31 includes a storage unit, a calculation control unit, a communication unit, and the like. The storage unit stores a design program, a machining data generation program, and the like.
[0016]
The design program has a function for causing a computer to acquire prescription information for a pair of left and right spectacle lenses, a function for creating standard design data for each spectacle lens based on the acquired prescription information, and a pair of spectacle lenses based on the standard design data. A function to determine the difference in chromatic aberration, and a function to create redesign data that has been redesigned by changing the lens material at the time of standard design so that the difference in chromatic aberration is less than a predetermined value when the difference in chromatic aberration is large To realize. The processing data generation program realizes a function of generating processing data required when the lens processing device 33 performs actual lens processing on the computer based on the standard design data or redesign data created by the design program. To do.
[0017]
The arithmetic control unit executes standard design processing, chromatic aberration balance determination, redesign processing, and the like by executing the design program and the like. The arithmetic control unit executes the processing data generation program to generate processing data as control information for the lens processing device 33 and to control the generated processing data to be transmitted to the lens processing device 33. The communication unit transmits and receives data between the ordering terminal 21 and the lens processing device 33 under the control of the arithmetic control unit.
[0018]
The lens processing device 33 actually manufactures a spectacle lens based on the processing data acquired from the spectacle lens design device 31 via the LAN 32. In FIG. 1, the lens processing device 33 is shown as one block for the sake of convenience, but as this lens processing device 33, an NC-controlled lens grinding comprising a curve generator, a sanding and polishing machine, a lens meter, a wall thickness meter, and a machining center. Examples include an apparatus, an edger, and a shape measuring device for a bevel apex.
[0019]
Next, the flow from product ordering to delivery will be described with reference to the flowchart of FIG. The spectacle lens manufacturing method of the present invention is executed in this flow.
First, an input screen is displayed on the display unit of the ordering terminal 21 in the spectacle store 2. The salesperson or the like inputs the prescription data of the customer's eye to be examined, frame lens shape data, and other spectacle lens specification information necessary for designing the lens according to the guidance on the input screen (step S1). Here, the specification information includes a bevel type, a bevel position, three-dimensional frame shape information, a type of antireflection film, a type of lens color, a product code for specifying the type of spectacle lens, and the like. The prescription data includes spherical refractive power, cylindrical refractive power, astigmatic axis, addition power, interpupillary distance, naked eye visual acuity, etc. of the left and right eyes of the customer.
[0020]
When the input of the specification information or the like is confirmed, a chromatic aberration balance selection menu is displayed on the display unit of the ordering terminal 21. Here, when the salesperson requests the manufacturer 3 to design chromatic aberration balance, the salesperson designates the selection menu using the input unit.
Next, the ordering terminal 21 transmits the input specification information and the like to the spectacle lens design device 31. At this time, when the selection menu is specified by the salesperson, the ordering terminal 21 also transmits information to the eyeglass lens design device 31 together with information requesting chromatic aberration balance design. Such information can also be transmitted to the manufacturer side by fax or the like.
[0021]
When the spectacle lens design device 31 acquires the specification information or the like from the ordering terminal 21, it determines whether or not to perform the chromatic aberration balance design based on the acquired information (step S2). If the spectacle lens design apparatus 31 determines that the chromatic aberration balance design is not performed (step S2; NO), the spectacle lens design apparatus 31 proceeds to step S7 to be described later, and actually processes the spectacles based on the specification information.
[0022]
On the other hand, when it is determined that the chromatic aberration balance design is to be performed (step S2; YES), the spectacle lens design device 31 performs a basic standard design for the time being (step S3). That is, the calculation control unit of the spectacle lens design device 31 performs standard design on the basis of the specification information, using a standard material and a standard shape, and creates standard design data.
[0023]
Next, the arithmetic control unit calculates the chromatic aberration of the left and right lenses according to the standard design data, and determines the chromatic aberration balance of the left and right lenses. The determination is made by checking whether or not the difference in chromatic aberration between the left and right lenses is equal to or less than a predetermined value (step S4).
[0024]
When the arithmetic control unit determines that the difference in chromatic aberration of each lens does not exceed a predetermined value (step S4; YES), the arithmetic control unit notifies the ordering terminal 21 of the fact and proceeds to step S7 described later. The lens is processed with the contents of the preliminary design.
[0025]
Here, the predetermined value refers to a value corresponding to a difference in chromatic aberration so that the wearer does not feel uncomfortable. The predetermined value is not particularly limited, but is preferably 2 ′ or less at a rotation angle of 30 ° of each lens. More preferably, it is 1 'or less. According to the research of the present inventor, it has been found that the wearer does not feel the chromatic aberration imbalance if it is not more than the predetermined value.
[0026]
On the other hand, when it is determined that the difference in chromatic aberration exceeds a predetermined value (step S4; NO), the arithmetic control unit changes the content of the standard design by executing the redesign process, and uses the changed content. Redesigned redesign data is created (step S5). In the redesign process, the contents of the standard design are changed so as to reduce the chromatic aberration imbalance within a range that satisfies the prescription of the spectacle lens. Specifically, the lens material for the standard design is changed. By repeating Step S4 and Step S5, design data in which the difference in chromatic aberration between the left and right lenses is equal to or less than a predetermined value is obtained.
[0027]
If it is determined in step S4 that the chromatic aberration balance of the left and right lenses is within an appropriate range, the design result is returned to the ordering party (step S6), and if that is acceptable, the process proceeds to lens processing as it is (step S7). ). When the lens is processed, the lens is delivered to a spectacle store or an ophthalmic clinic and delivered to the customer (step S8).
[0028]
Next, chromatic aberration will be described. In general, chromatic aberration includes axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration. On-axis chromatic aberration is the chromatic aberration on the optical axis, and the position where the image is formed differs depending on the color. On the other hand, the chromatic aberration of magnification means the case where the image size (viewing angle in the visual optical system) varies depending on the color. . Lateral chromatic aberration is recognized as a phenomenon in which the color blurs at the boundary between the shades of the image.
[0029]
In general, when chromatic aberration is calculated in designing an optical system, C-line: wavelength 656.3 nm, F-line: 486.1 nm are used in addition to the design reference wavelength (d-line: wavelength 587.6 nm in the present invention). And calculated.
[0030]
The axial chromatic aberration can be obtained by the following equation when the spectacle lens is a thin lens. First, when the spectacle lens power at each wavelength is P _d , P _C , P _F , the refractive index at each wavelength is n _d , n _C , n _F, and the curvature radii of both surfaces are r ₁ , r ₂ , The power of the spectacle lens at each wavelength is as follows.
[Expression 1]

[0031]
Therefore, the axial chromatic aberration is expressed by the following equation when considering the power difference between the C line and the F line.
[Expression 2]

[0032]
It becomes independent of the radius of curvature once the required power P _d from the equation.
Abbe number indicating chromatic dispersion value (abbe number based on d-line)
[Equation 3]

Therefore, the equation (1) can be expressed as follows.
[Expression 4]

[0033]
Thus axial chromatic aberration can also regardless of the refractive index n _d, the power of the spectacle lens (refractive power) and it can be seen that determined by the Abbe number.
[0034]
Next, how to determine the lateral chromatic aberration will be described. In this case, it is necessary to obtain by performing ray tracing, and ray tracing will be described below.
A spectacle lens design optical model is shown in FIG. In FIG. 3, reference numeral L denotes a farsighted lens, and the object is an example at a finite distance. The design method is based on the ray tracing method. In other words, a light ray I that forms an angle of θ with the optical axis A from the rotation point CR (this θ is called a viewing angle or a rotation angle) is sent in the opposite direction, and the front of the vertex O _{1 on} the first surface L ₁ of the lens L. The position of a point P that penetrates the object plane at a distance a is determined. This light ray I is called a chief ray. Next, a point P is emitted, and for the principal ray I, an image position s in the sagittal direction and an image position m in the meridional direction after the lens L is refracted are calculated, and the amount of astigmatism (ms) is calculated. . (Applied Physics Vol. 26, No. 5, 1957)
Note that the distance b between the rotation point CR and the second surface vertex O ₂ of the lens was calculated as 25 mm, but in Europe and America it is 27 mm. This is the normal ray tracing method. A method for obtaining the lateral chromatic aberration will be described using this method.
[0035]
In FIG. 3, a light ray I having an angle of θ with the optical axis A from the rotation point CR passes through the lens L and then goes toward P as a light ray having an angle of θ ′ with the optical axis A. This is due to the design reference wavelength (for example, d line). After a light beam having an angle of θ with the optical axis A at each wavelength passes through the lens L, an angle formed with the optical axis A is obtained. Then, the chromatic aberration with respect to the reference wavelength is calculated. The difference between the C line and the F line is the lateral chromatic aberration.
Although the ray is chased from the eye side, it may be chased from the object side.
[0036]
Let us calculate axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration under the above background.
When the axial chromatic aberration is calculated for the + 6D lens, when the Abbe number is 30, it is 0.2D from the above equation (2), and when the Abbe number is 60, it is 0.1D, but the axial chromatic aberration of the human eye is 1D. It is a numerical value that is not problematic considering the degree, and it can be said that the wearer does not feel axial chromatic aberration. Therefore, it can be seen that the problem to be solved is lateral chromatic aberration.
[0037]
The lateral chromatic aberration is different from the axial chromatic aberration, and from the above description, it can be seen that various factors such as the Abbe number of the lens material, the refractive power of the lens, and the viewing angle (rotation angle) are involved. Here, the calculation of the chromatic aberration of magnification assumes that the object is at infinity.
[0038]
When a human observes an object around the field of view, he / she turns his / her eyes. This rotation angle can be said to have the highest frequency up to about 30 °. Therefore, the chromatic aberration of magnification at this rotation angle of 30 ° is calculated here. Considering that the cut of the Landolt ring having a visual acuity value of 1.0 is 1 ′, it can be said that the difference in lateral chromatic aberration between the left and right eyeglass lenses is preferably at least 2 ′. More preferably, it should be within 1 '.
[0039]
Next, a specific description will be given based on examples of optical calculation.
First, the case of a lens having a positive refractive power will be described.
For example, it is assumed that the prescription for the spectacle wearer is + 2D and + 4D. Lens design data when a right and left eye lens suitable for this prescription is made of a lens material having a refractive index n _d = 1.69895, n _C = 1.569221, n _F = 1.71546, and Abbe number νd = 30.07. When the chromatic aberration of magnification is calculated, the result is as shown in Table 1 below.
[Table 1]

[0040]
As can be seen from Table 1, the difference between the lateral chromatic aberrations of the left and right lenses at this time is 3'29 ", and this value greatly exceeds the 1 'of the Landolt ring break at the visual acuity value of 1.0. In this case, the combination of the left and right lenses has a poor chromatic aberration balance.
[0041]
Therefore, a lens material having a refractive index n _d = 1.52257, n _C = 1.51992, n _F = 1.52861, and an Abbe number νd = 60.18 is used for the + 4D lens having the larger chromatic aberration of magnification. Table 2 shows the lens design data and the calculation result of the lateral chromatic aberration at that time.
[Table 2]

[0042]
In this case, the difference in lateral chromatic aberration between the left and right lenses is 4 ″, which is sufficiently smaller than the Landolt's cut 1 ′ having a visual acuity value of 1.0. Therefore, the + 4D lens of this design data is + 2D in Table 1. By combining with a lens, the chromatic aberrations in the left and right eyes when viewing with both eyes can be made substantially equal, and a sense of incongruity can be avoided.
[0043]
Next, the case of a lens having a negative refractive power will be described.
For example, it is assumed that the prescription of the spectacle wearer is −2D and −4D. Lens design data when a right and left eye lens suitable for this prescription is made of a lens material having a refractive index n _d = 1.69895, n _C = 1.569221, n _F = 1.71546, and Abbe number νd = 30.07. When the lateral chromatic aberration is calculated, the result is as shown in Table 3 below.
[Table 3]

[0044]
As can be seen from Table 3, the difference between the lateral chromatic aberrations of the left and right lenses at this time is 3′46 ″, and this value greatly exceeds 1 ′ of the Landolt ring break at the visual acuity value of 1.0. In this case, the combination of the left and right lenses has a poor chromatic aberration balance.
[0045]
Therefore, a lens material having a refractive index n _d = 1.52257, n _C = 1.51992, n _F = 1.52861, and an Abbe number νd = 60.18 is used for the -4D lens having the larger chromatic aberration of magnification. . Table 4 below shows the lens design data and the calculation result of the lateral chromatic aberration.
[Table 4]

[0046]
In this case, the difference in lateral chromatic aberration between the left and right lenses is 12 ″, which is sufficiently smaller than the Landolt's cut 1 ′ having a visual acuity value of 1.0. Therefore, the −4D lens of this design data is shown in Table 1. By combining with the -2D lens, the chromatic aberrations in the left and right eyes when viewing with both eyes can be made substantially equal, and a sense of incongruity can be avoided.
[0047]
In the above example, two lens materials are taken as an example, but any material that satisfies the condition that the difference in lateral chromatic aberration between the right and left spectacle lenses is at least within 2 ′, preferably within 1 ′, can be used. You can use any material.
[0048]
In the above example, the calculation is performed with the lens surface having a spherical shape, but a similar effect can be obtained even with an aspherical lens. It is also possible to reduce the difference in lateral chromatic aberration by making the left and right base curves substantially equal using an aspheric lens and changing the lens material. If the prescription power is different, the base curve will be different and the appearance will be poor, but the base curve will be almost the same, using an aspherical surface to improve optical performance such as astigmatism, and by changing the lens material, magnification It is also possible to reduce the difference in chromatic aberration.
[0049]
The present invention is also effective for spectacle lenses with a prism prescription. In other words, chromatic aberration is generated by the prism, and the difference in lateral chromatic aberration between the right and left spectacle lenses increases, but the difference can be reduced by using the present invention. Further, in the above example, calculation is performed for a lens having a spherical power. However, it goes without saying that the present invention is also applicable to an astigmatic lens using a toric surface or an toric surface for prescription of astigmatism. Furthermore, the idea of the present invention is sufficiently applicable to multifocal lenses including progressive multifocal lenses. In the above description, the d-line is used as the design reference wavelength, but a recently proposed e-line may be calculated as the design reference wavelength.
Specifically, the Abbe number based on the e-line is defined by the following equation.
[Equation 5]

n _e , n _C _′ , and n _F _′ are refractive indexes with respect to wavelengths of 546.1 nm, 643.9 nm, and 480.0 nm, respectively. Calculations may be performed using these data, and the present invention may be applied. In this case, the chromatic aberration with respect to the reference wavelength e line is calculated, and the difference between the C ′ line and the F ′ line becomes the lateral chromatic aberration. In other words, it goes without saying that the present invention does not depend on such a design reference wavelength.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, conventionally, when prescribing a spectacle lens to a patient with a large difference in visual acuity between the left and right, there was a case where the left and right lenses were uncomfortable during binocular vision due to unbalanced lateral chromatic aberration. Since the difference in lateral chromatic aberration between the left and right eye lenses is suppressed to a predetermined value or less, the uncomfortable feeling during binocular vision can be removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a spectacle lens supply system to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow in the supply system.
FIG. 3 is a diagram for explaining an optical design model of a spectacle lens.
[Explanation of symbols]
30 Eyeglass lens manufacturing device 31 Eyeglass lens design device 33 Eyeglass lens processing device

Claims

In the spectacle lens manufacturing method for designing and manufacturing the right and left spectacle lenses constituting the spectacles having different prescriptions including the frequency in the left and right eyes,
A standard design process for generating standard design data for the left-eye and right-eye lenses based on prescription information including the frequency, and the lateral chromatic aberration of the left-eye and right-eye lenses based on the standard setting data. A determination step for determining whether or not the difference is equal to or less than a predetermined value, and when it is determined that the difference in chromatic aberration of magnification is not equal to or less than a predetermined value, the difference in chromatic aberration of magnification between the left-eye lens and the right-eye lens is equal to or less than a predetermined value The redesign process for generating redesign data by changing the lens material at the time of at least the reference design, and the redesign data based on the redesign data when the redesign data is generated And a processing step of processing the left-eye lens and the right-eye lens based on the standard design data.

2. The spectacle lens manufacturing method according to claim 1, wherein the predetermined value is 2 'or less at a rotation angle of 30 [deg.] Of each lens.

3. The method for manufacturing a spectacle lens according to claim 1, wherein at least one of the left-eye lens and the right-eye lens is an aspherical lens.