JP4219148B2 - 両面非球面型累進屈折力レンズ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、眼鏡用老視用累進屈折力レンズとして用いられるレンズであって、物体側表面である第1の屈折表面と眼球側表面である第2の屈折表面とに分割配分されている累進屈折力作用を備え、前記第1の表面と前記第2の表面とを合わせて処方値に基づいた遠用度数(Df)と加入度数(ADD)を与える構成となっている両面非球面型累進屈折力レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
累進屈折力レンズは老視用眼鏡レンズでありながら外見上は容易に老眼鏡と察知されない利点や、遠距離から近距離まで切れ目なく連続的に明視しうる利点などの理由から、一般に広く利用されている。しかしながら、限られたレンズ面積の中に境界線を介入させることなく、遠方を見るための視野と近方を見るための視野、更にはそれらの中間的な距離を見るための視野といった複数の視野を配置する都合から、各々の視野の広さが必ずしも充分ではないことや、主として側方の視野に像の歪みや揺れを感じさせる領域が存在するなど、累進屈折力レンズ特有の欠点があることも広く知られている。
【0003】
これらの累進屈折力レンズ特有の欠点を改善する目的で古くから様々な提案がなされてきたが、それらの従来の累進屈折力レンズの面構成は、物体側表面に「累進面」を配し、眼球側表面に「球面」や「乱視面」を配した組合せのものが殆どであった。また、これらとは逆に、眼球側表面に「累進作用」を付加させたことを特徴とする累進屈折力レンズとして、1970年に仏国Essel Optical Co.(現Essilor)から発売されたAtoral Variplasがある。
【0004】
また、近年提案された先行技術として、例えば、特許国際公開WO97/19382号及びWO97/19383号公報に記載の技術等などがあり、一般に裏面累進(または凹面累進)と呼ばれている。この近年提案された裏面累進における面構成の主な目的は、必要な加入度数の一部または全部を、物体側表面から眼球側表面に分担させることで、遠用部と近用部の像の倍率差を減らし、像の歪みや揺れを改善しようとするものである。
【0005】
これらの先行技術のうち、WO97/19382号公報に記載のものは、物体側表面を球面や回転対称非球面とすることで「累進作用」を全て消し去り、眼球側表面のみに所定の加入度数を与える「累進面」を付加(融合)させており、また、WO97/19383号公報記載のものは、物体側表面の「累進面」における加入度数を所定の値より少なくし、不足分の加入度数を与える「累進面」を裏面側の「球面」や「乱視面」に付加(融合)させた構成となっている。
【0006】
また、目的や根拠に違いはあるが、眼球側表面に「累進作用」を付加させた記載のある累進屈折力レンズの他の先行技術として、例えば、特公昭47−23943号公報、特開昭57−10112号公報、特開平10−206805号公報、特開2001−21846号公報等に記載のものなどがあり、更に、前述のWO97/19383号公報に記載のものと同様に、レンズの両面に「累進作用」を持たせた先行技術として、例えば、特開2000−338452号公報や特開平6−118353号公報記載のものがある。これらの先行技術の共通点は、必要な加入度数を表裏2面で分担して与えていることである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
これらの先行技術の主な目的は、必要な加入度数の一部または全部を、物体側表面から眼球側表面に分担させることで、遠用部と近用部の倍率差を減らし、倍率差による像の歪みや揺れを改善しようとするものである。ところが、それらの改善効果が得られる根拠については明確な記載が少なく、わずかに前記特許国際公開WO97/19383号公報(以下、従来技術1という)等において、部分的な記載があるにすぎない。即ち、従来技術1には次のような(1)式〜(3)式に示すレンズ倍率SMの計算式が開示され、レンズ設計の基本評価パラメータとして採用されている。
【0008】
即ち、従来技術1には、以下のような記載がある。
「レンズの倍率SMは、一般的に次の式で表される。
SM=Mp×Ms…(1)
ここで、Mpはパワーファクター、また、Msはシェープファクターと呼ばれる。レンズの眼球側の面の頂点(内側頂点)から眼球までの距離を頂間距離L、内側頂点の屈折力(内側頂点屈折力)をPo、レンズの中心の厚みをt、レンズの屈折率をn、レンズの物体側の面のベースカーブ(屈折力)をPbとすると以下のように表される。
Mp=1/(1−L×Po)…(2)
Ms=1/(1−(t×Pb)/n)…(3)
なお、式(2)および(3)の計算にあたっては、内側頂点屈折力Po及びベースカーブPbについてはディオプトリ(D)を、また、距離Lおよび厚みをtについてはメートル(m)をそれぞれ用いる。」
【0009】
そして、これらのレンズ倍率SMの計算式を用いて遠用部と近用部の倍率の差を算出し、従来技術1ではその倍率差が少ないので、像の歪みや揺れが改善されているとしている。
【0010】
本願発明者の研究によれば、上記従来技術1においては、その先行技術に比較して一定の効果が認められるが、より高性能のレンズ設計を行なうためには、さらに以下の点を検討する必要のあることが判明した。
a.上記従来技術1で用いている基本評価パラメータには、「レンズの眼球側の面の頂点から眼球までの距離L」と「レンズの中心の厚みt」という記載からも明らかなように、本来ならばレンズの中央近傍に対してのみ適用されるべきパラメータが含まれている。即ち、従来技術1の実施例では、レンズの中央近傍にある遠用部に対してのみ適用されるべき基本評価パラメータが、レンズ中心から大きく下方に位置する近用部に対しても適用されていることになるので、それによる誤差の可能性が残る。
【0011】
b.従来技術1では、上記の他に「レンズの屈折率n」を加えた、5個の基本評価パラメータでレンズの倍率SMが算出されている。しかしながら、実際に度数の付いたレンズを前後に傾けてみればすぐわかるように、像の大きさは「視線とレンズ面との角度」に強く影響されると考えられる。従って、特にレンズ中心から大きく下方に位置する近用部の倍率の算出では、この「視線とレンズ面との角度」を無視出来ないと考えられる。よって、従来技術1のレンズ設計には「視線とレンズ面との角度を考慮することなくレンズの倍率を算出している」ことによる誤差の可能性を有する。
【0012】
c.従来技術1における「倍率」には、乱視レンズへの応用例の記載以外に方向の概念がないので、例えば、レンズ中心から大きく下方に位置する近用部において起きる「縦方向と横方向との倍率が異なる」といった場合には、これによる誤差の可能性が生ずる。
【0013】
d.近用部に対する倍率計算を正確に行うには、視標までの距離、即ち「対物距離」が計算ファクターとして追加されねばならないが、従来技術1ではこの「対物距離」について考慮されていないので、それによる誤差の可能性も否定できない。
e.倍率計算において、プリズム作用による影響が考慮されていないので、これによる誤差の可能性もある。このように、従来技術は、特に、「倍率」の算出をより正確に行うという視点からみると、必ずしも十分でない可能性を有するものである。
【0014】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、「視線とレンズ面との角度」や「対物距離」による影響を考慮し、像の倍率を正しく算出することにより、遠用部と近用部における像の倍率差を低減し、処方値に対する良好な視力補正と、装用時における歪みの少ない広範囲な有効視野を与える両面非球面型累進屈折力レンズを提供すること目的とする。
【0015】
更に、物体側表面として「左右対称の半完成品」を用い、受注後に眼球側表面のみを近方視における眼の輻湊作用に対応した左右非対称な曲面として加工することを可能とし、加工時間とコストとを低減させることを可能とする両面非球面型累進屈折力レンズを提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、第1の手段は、物体側表面である第1の屈折表面と、眼球側表面である第2の屈折表面とに分割配分されている累進屈折力作用を備えた両面非球面型累進屈折力レンズであって、前記第1の屈折表面において、遠用度数測定位置F1における横方向の表面屈折力及び縦方向の表面屈折力をそれぞれ、DHf、DVfとし、
前記第1の屈折表面において、近用度数測定位置N1における横方向の表面屈折力及び縦方向の表面屈折力をそれぞれDHn、DVnとし、
前記第2の屈折表面において、遠用度数測定位置をF2、近用度数測定位置をN2とするとき、
DHf+DHn<DVf+DVn、かつ、DHn<DVn
となる関係式を満足させると共に、
前記第1の屈折表面のF1及びN1における表面非点収差成分を、前記第2の屈折表面のF2及びN2にて相殺し、前記第1と第2の屈折表面とを合わせて処方値に基づいた遠用度数(Df)と加入度数(ADD)とを与えるようにし、かつ、前記第2の屈折表面は、遠用度数測定位置F2から近用度数測定位置N2にかけて縦方向の表面屈折力が増加していることを特徴とする両面非球面型累進屈折力レンズである。
更に好ましくは、
DVn−DVf>ADD/2、かつ、DHn−DHf<ADD/2となる関係式を満足することを特徴とする第1の手段にかかる両面非球面型累進屈折力レンズである。
更に好ましくは、
前記第1の屈折表面が前記遠用度数測定位置F1を通る一本の子午線を境に左右対称であり、前記第2の屈折表面が、この第2の屈折表面の遠用度数測定位置F2を通る一本の子午線を境に左右非対称であって、かつ、この第2の屈折表面の近用度数測定位置N2の配置は所定の距離だけ鼻側に内寄せされていることを特徴とする両面非球面累進屈折力レンズである。
更に好ましくは、
前記第1の屈折表面が、前記遠用度数測定位置F1を通る一本の子午線を母線とした回転面であり、前記第2の屈折表面が、この第2の屈折表面の遠用度数測定位置F2を通る一本の子午線を境に左右非対称であって、かつ、この第2の屈折表面の近用度数測定位置N2の配置は所定の距離だけ鼻側に内寄せされており、近方視における眼の輻湊作用に対応していることを特徴とする両面非球面型累進屈折力レンズである。
更に好ましくは、
前記第1と第2の屈折表面とを合わせて処方値に基づいた遠用度数(Df)と加入度数(ADD)とを与える構成とする上で、装用状態における視線とレンズ面とが直交しえないことに起因する非点収差の発生や度数の変化を低減したことを特徴とする両面非球面型累進屈折力レンズである。
【0017】
上述の手段は、以下の解明結果に基づいて案出されたものである。以下、図面を参照にしながら説明する。図1は眼鏡レンズ表面の各位置における各種の表面屈折力の説明図、図2は眼球と視線とレンズとの位置関係の説明図、図3−1、図3−2及び図3−3並びに 図4−1、図4−2及び図4−3はプリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図、図5−1は累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって累進屈折力レンズを物体側表面から眺めた正面図、図5−2は累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって縦方向の断面を表す側面図、図5−3は累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって横方向の断面を表す立面図、図6は「加入度数」の定義の違いを示す説明図である。なお、これらの図において、符号Fは遠用度数測定位置、Nは近用度数測定位置、Qはプリズム度数測定位置を示す。また、図1等に記した他の符号は、
DVf:Fを通る縦方向断面曲線の、Fにおける表面屈折力
DVn:Nを通る縦方向断面曲線の、Nにおける表面屈折力
DHf:Fを通る横方向断面曲線の、Fにおける表面屈折力
DHn:Nを通る横方向断面曲線の、Nにおける表面屈折力
を表している。さらに、図の屈折表面が物体側表面である第1の屈折表面である場合には全ての符号に添字1を付し、眼球側表面である第2の屈折表面である場合には全ての符号に添字2を付して識別する。
【0018】
また、符号F1及びF2は物体側表面と眼球側表面の遠用度数測定位置、同様にN1及びN2は物体側表面と眼球側表面の近用度数測定位置を示す。さらに、Eは眼球、Cは眼球の回旋中心点、SはCを中心とした参照球面、Lf及びLnはそれぞれ遠用度数測定位置と近用度数測定位置を通る視線である。また、Mは正面上方から下方まで両眼視したときの視線が通過する、主注視線と呼ばれる曲線である。そして、F1、N1、F2、N2、N3は、「加入度数」の定義によって異なるレンズメーターの開口部を当てる部位を示している。
【0019】
まず、上記従来技術の(a)の課題である「パラメータを近用部に対応させる」ことと、(d)の課題である「対物距離を考慮すること」によって改善した近用部に対応した倍率の計算式は次のようにして求めるようにした。すなわち、Mpをパワーファクター、Msをシェープファクターとしたとき、像の倍率SMは、
SM=Mp×Ms…(1’)
で表される。ここで、視標までの対物パワー(m単位で表した対物距離の逆数)をPxとし、レンズの近用部における眼球側の面から眼球までの距離をL、近用部における屈折力(近用部における内側頂点屈折力)をPo、レンズの近用部における厚みをt、レンズの屈折率をn、レンズの近用部における物体側の面のベースカーブ(屈折力)をPbとすると、以下の関係が成立する。
Mp=(1−(L+t)Px)/(1−L×Po)…(2’)
Ms=1/(1−t×(Px+Pb)/n)…(3’)
【0020】
これらの式において、各パラメータを遠用部に対応させ、対物距離のパワー表示であるPxに対して無限遠に対応した0を代入すると、前述の従来技術1の数式に一致する。即ち、従来技術1において用いられていた数式は、無限遠の対物距離である遠方視専用の数式であったと考えられる。さて、ここで(1’)は、前述の従来技術1の数式と同一であるが、一般に近方視の対物距離は0.3m〜0.4m程度なので、その逆数であるPxは−2.5〜−3.0程度の値となる。したがって、(2’)は分子が増えるのでMpが増大し、(3’)では分母が増えるのでMsが減少する。即ち、近方視におけるシェープファクターMsの影響は、従来技術1の計算よりも少ないことがわかる。例えばPb=−Px、即ちレンズの物体側の面のベースカーブ(屈折力)が+2.5〜+3.0程度の値である場合にはMs=1となり、近方視におけるシェープファクターは像の倍率に全く無関係となることが解る。
【0021】
さて、以上のようにして各パラメータを近用部に対応させ、「対物距離」をも考慮した倍率の計算式を求めることが出来たが、実際の近方視における倍率を算出するには、更に前記従来技術1の(b)の課題である「視線とレンズ面との角度」についても考慮しなければならない。ここで重要なことは「視線とレンズ面との角度」には方向性があるということである。即ち、「視線とレンズ面との角度」を考慮するということは、前記従来技術1の(c)の課題である「像の倍率」の方向性を同時に考慮するということに他ならない。
【0022】
この観点で前述の(1’)〜(3’)の第1の計算式を見直すと、「視線とレンズ面との角度」が影響する計算ファクターとして近用部における内側頂点屈折力Poと近用部における物体側の面のベースカーブ(屈折力)Pbがある。ここで、近方視における視線と近用部領域の光軸とのなす角をα、近方視における視線と近用部における物体側表面の法線とのなす角をβとして、よく知られたMartinの近似式を用いると、
近用部における縦方向の内側頂点屈折力:
Pov=Po×(1+Sin2α×4/3)
近用部における横方向の内側頂点屈折力:
Poh=Po×(1+Sin2α×1/3)
近用部における物体側表面の縦断面屈折力:
Pbv=Pb×(1+Sin2β×4/3)
近用部における物体側表面の横断面屈折力:
Pbh=Pb×(1+Sin2β×1/3)
となる。このように、角αやβ、及びPoやPbがゼロでない限り、屈折力やパワーファクター、シェープファクターなどは縦横で異なる値となり、その結果、縦方向と横方向との倍率に差が生じてくるのである。
【0023】
さて、ここでは「視線の方向に応じて屈折力が変わる」ことを簡単に説明するために近似式を用いたが、実際の光学設計においては厳密な光線追跡計算によってこれらの値を求めることが望ましい。これらの計算方法の非限定例として、たとえば、スネルの法則を用いて視線に沿った光路を計算し、L、t及び、物体側屈折面から物点までの距離を算出し、次に、この光路に沿って、微分幾何学における第1基本形式、第2基本形式、Weingartenの式などを用いることによって、物体側屈折面及び、眼球側屈折面における光路上での屈折の影響を考慮にいれた屈折力を計算することが出来る。これらの式や計算方法は極めて古くから公知であり、たとえば公知文献「微分幾何学」(矢野健太郎著(株)朝倉書店発行 初版1949年)などに記載されているので説明は省略する。
【0024】
さて、このように厳密な光線追跡計算を行なうことで、前述の(a)〜(d)の課題であるL、Po、t、Pbの4個の計算ファクターについての考慮もなされ、レンズ中心から大きく下方に位置する近用部はもちろん、全ての視線方向において厳密な倍率計算が可能となる。このようにして前述の項目、
近用部における縦方向の内側頂点屈折力:Pov
近用部における横方向の内側頂点屈折力:Poh
近用部における物体側表面の縦断面屈折力:Pbv
近用部における物体側表面の横断面屈折力:Pbh
について、Martinの近似式を用いるよりも更に高い精度で求められるのである。
【0025】
このように、「視線の方向に応じて屈折力が変わる」ことから、前述の像の倍率計算についても、全て視線方向の違いに対応させるべきことも容易に理解されよう。ここで、Mpをパワーファクター、Msをシェープファクターとし、縦方向についてはv、横方向についてはhの添字を付けて表すと、像の倍率SMについて、前述の(1’)〜(3’)の式は次のように書き換えられる。
SMv=Mpv×Msv…(1v’)
SMh=Mph×Msh…(1h’)
Mpv=(1−(L+t)Px)/(1−L×Pov)…(2v’)
Mph=(1−(L+t)Px)/(1−L×Poh)…(2h’)
Msv=1/(1−t×(Px+Pbv)/n)…(3v’)
Msh=1/(1−t×(Px+Pbh)/n)…(3h’)
【0026】
以上のようにして前記従来技術1の(a)から(d)までの課題に対応することが出来た。最後に、実際の近方視における倍率を算出する上での前述の(e)の課題である「プリズム作用による影響」について述べる。プリズムそのものにはレンズのような屈折力は存在しないが、プリズムへの光線の入射角度や出射角度によってプリズムの倍率Mγが変化する。ここで、図3−1および図4−1の左側の如く、真空中から屈折率nの媒質中に入射した光線が媒質表面で屈折する場合の角倍率γを考える。このときの入射角をi、屈折角をrとしたとき、良く知られたSnellの法則によりn=Sin i/Sin rである。また、屈折による角倍率γは、γ=Cos i/Cos rで表される。n≧1であるから、一般にi≧rとなりγ≦1となる。ここでγが最大値1となるのはi=r=0、即ち垂直入射の場合である。また、屈折角rが n=1/Sin rとなるとき、γは理論上の最小値γ=0となる。このときi=π/2であり、rは媒質中から光線が出る場合の全反射の臨界角に等しい。
【0027】
一方、図3−1および図4−1の右側の如く、屈折率nの媒質から真空中に光線が出る場合の角倍率γ’は上記と全く逆となる。即ち、媒質内部から媒質表面で屈折して真空中に光線が出る場合の入射角をi’、屈折角をr’としたとき、Snellの法則は1/n=Sin i’/Sin r’となり、角倍率はγ’=Cos i’/Cos r’で表される。n≧1であるから、一般にr’≧i’となりγ’≧1となる。ここで、γ’が最小値1となるのは i’=r’=0、即ち垂直入射の場合である。また、入射角i’が n=1/Sin i’となるとき、γ’は理論上の最大値 γ’=∞となる。このときr’=π/2であり、i’は媒質中から光線が出る場合の全反射の臨界角に等しい。
【0028】
図3−3および図4−3の如く、一枚の眼鏡レンズの物体側表面に入射した光線がレンズ内部を通過し、眼球側表面から出射して眼球に到達する場合を考える(以後、説明の簡略化のために簡易的に、空気の屈折率は、真空中と同じ1に近似して考えることとする。)。眼鏡レンズの屈折率をn、物体側表面に入射した光線の入射角をi、屈折角をrとし、レンズ内部から眼球側表面に到達した光線の入射角をi’、出射した光線の屈折角をr’とすると、眼鏡レンズの二つの表面を透過した角倍率Mγは前述の2種類の角倍率の積で表わされ、
Mγ=γ×γ’=(Cos i×Cos i’)/(Cos r×Cos r’)
となる。これは、レンズ表面の屈折力とは無関係であり、プリズムの倍率として知られている。
【0029】
ここで、図3−1および図4−1の如く、i=r’,r=i’の場合を考えると、
Mγ=γ×γ’=1
となり、プリズムを通して見た像の倍率に変化がないことになる。ところが、図3−2の如く、眼鏡レンズの物体側表面に垂直に光線が入射した場合は、
Mγ=γ’=Cos i’/Cos r’≧1
となり、逆に、図4−2の如く、眼鏡レンズの眼球側表面から光線が垂直出射した場合は、
Mγ=γ=Cos i/Cos r≦1
となる。
【0030】
ここで、重要なことは、これらのプリズムの倍率Mγには方向性があるということである。即ち、累進屈折力レンズにおけるプリズムの分布について考えると、度数や処方プリズム値によって異なるのは当然であるが、概してレンズ中央に近い遠方視におけるプリズムは少なく、レンズの下方に位置する近方視における縦方向のプリズムは大きい。従って、プリズムの倍率Mγは、特に近方視の縦方向に対して影響が大きいといえる。
【0031】
さて、累進屈折力レンズのみならず、眼鏡レンズは一般に物体側表面が凸であり、眼球側表面が凹であるメニスカス形状をしており、近方視における視線が下向きであることを考え合わせると、図3−3に示すように、近用部が正の屈折力を有する累進屈折力レンズの近方視は、Mγ=1である図3−1よりもMγ≧1である図3−2の形状に近く、少なくともMγ>1と言える。同様に、図4−3に示すように、近用部が負の屈折力を有する累進屈折力レンズの近方視は、Mγ=1である図4−1よりもMγ≦1である図4−2の形状に近く、少なくともMγ<1と言える。従って、近用部が正の屈折力を有する累進屈折力レンズの近方視ではMγ>1であり、近用部が負の屈折力を有する累進屈折力レンズの近方視ではMγ<1となる。
【0032】
前記従来技術1におけるレンズの倍率SMは、前述の如く、パワーファクターMpとシェープファクターMsとの積としてしか把握されていなかったのに対し、本発明では更にプリズムの倍率Mγを掛け合わせて、正しいレンズの倍率を得ようとするものである。
【0033】
このプリズムによる倍率MγをMpやMsとの対比から「プリズムファクター」と呼ぶことにし、縦方向についてはv、横方向についてはhの添字を付けて表すと、像の倍率SMについて、前述の(1v’)と(1h’)の式は次のように書き換えられる。
SMv=Mpv×Msv×Mγv…(1v″)
SMh=Mph×Msh×Mγh…(1h″)
なお、これらのMγvやMγhは、前述の厳密な光線追跡の計算過程において求めることが出来る。これにより、前述の眼鏡の倍率計算におけるプリズム作用による影響の課題を解決することが出来た。
【0034】
さて、通常の凸面累進屈折力レンズでは、物体側表面の「累進面」の表面屈折力が遠用部<近用部となっている。これに対して前記従来技術1の累進屈折力レンズでは、物体側表面の「累進面」の表面屈折力を、遠用部=近用部などとすることで、遠近のシェープファクターの割合を変え、遠近の像の倍率差を減少させることで累進屈折力レンズの像の歪みや揺れを改善しようとするものである。ところが、本願発明における考察では、物体側表面の「累進面」の遠近の表面屈折力差を少なくすることにより、横方向についての遠近の像の倍率差が減少するという利点が生ずるが、縦方向について表面屈折力差を少なくすることには幾つかの問題のあることがわかった。
【0035】
第1の問題は、縦方向のプリズムファクターMγvの影響である。前述の如く縦方向のプリズムファクターMγvは、負の屈折力を有する場合にはMγv<1であり、正の屈折力を有する場合にはMγv>1となるが、その傾向は縦方向の表面屈折力差を少なくすることによって強められ、近用部の度数が正負いずれの場合にも、裸眼の倍率であるMγv=1から離れていく。ところが横方向のプリズムファクターMγhにはそのような影響はなく、Mγh=1のままである。その結果、特に近用部から下方にかけての像の倍率に縦横の差が生じ、本来正方形に見えるべきものが、プラス度数にあって縦長に、マイナス度数にあっては横長に見えてしまうという不都合が生ずる。
【0036】
第2の問題は、特に近用部の縦方向が正の屈折力を有する場合にのみ起きる問題である。それは縦方向の表面屈折力差を少なくすることによって、近方視における視線とレンズ面との角度が更に斜めとなり、前述の縦方向のパワーファクターMpvが増大し、第1の問題であった縦方向のプリズムファクターMγvの増大と2重に作用することにより縦方向の倍率SMvが増大し、遠近の像の倍率差がかえって増大してしまうという不都合が生ずる。
【0037】
即ち、物体側表面である累進面の遠近の表面屈折力差を少なくすることは、横方向については利点があるが、縦方向についてはかえって改悪となることが判明した。従って、従来型の凸面累進屈折力レンズにおいて、物体側表面である累進面を縦方向と横方向とに分け、横方向についてのみ遠近の表面屈折力差を少なくすることで、上述の問題を回避することができるのである。
【0038】
これらのことは、次に述べるように、一般に裏面累進(または凹面累進)の長所とされている「視界が広がる」ということについても全く同様である。一般に「累進面」の側方部には非点収差が存在しているため、水平方向の良好な視界に限界のあることが知られているが、「累進面」を眼球側表面に配置すれば「累進面」そのものが眼に近付くことになり、良好な視界が水平方向に広がるという利点が生ずる。ところが垂直方向においては遠近の視野領域が遠のく結果となり、遠方視から近方視へと眼球を回旋させる際の労力が増すという不都合が生ずる。即ち、裏面累進(または凹面累進)は従来の表面累進(または凸面累進)に比べて、水平方向には視界が広がるという利点があるが、垂直方向には遠方視から近方視に至る際の眼球回旋角が増すという欠点がある。
【0039】
ところが本発明においては前述の如くDHf+DHn<DVf+DVn、かつ、DHn<DVn、または DVn−DVf>ADD/2、かつ、DHn−DHf<ADD/2 となる関係式を満足させる累進屈折力表面を備えているので、水平方向には従来の表面累進(または凸面累進)の特徴よりも裏面累進(または凹面累進)の特徴が強く、垂直方向には裏面累進(または凹面累進)の特徴よりも従来の表面累進(または凸面累進)の特徴が強いことになる。従って本発明によれば、水平方向には視界が広がるという利点を享受しながら、垂直方向には遠近の眼球回旋角が増すという欠点を抑えることが出来る。
【0040】
更に本発明の範疇のより極端な例では、DVn−DVf=ADD、かつ、DHn−DHf=0とすれば、垂直方向には従来の表面累進(または凸面累進)と同等になり、かつ、水平方向には裏面累進(または凹面累進)と同等になる。従ってこの場合には、垂直方向の欠点なしに水平方向の利点が得られるという極めて良好な結果となる。また、これらのことは前述の如く遠用部と近用部の像の倍率差を減らし、像の歪みや揺れを改善する上でも同様であり、本発明の利点と言うことが出来る。
【0041】
以上述べたように、本願発明の最も大きな特徴は、累進屈折力レンズの累進作用について、レンズの縦方向と横方向とに分割した上で、各々の方向に対して最適な表裏2面の分担比率を定め、一枚の両面非球面型累進屈折力レンズを構成していることにある。例えば極端な例として、縦方向の累進作用は全て物体側表面で与え、横方向の累進作用は全て眼球側表面で与えることも本願発明の範疇である。この場合、レンズの表裏2面は、いずれも片面だけでは通常の累進面として機能しないため、累進面としての加入度数を特定することが出来ない。即ち、表裏いずれの面も累進面ではない累進屈折力レンズとなる。これに対し前述の様々な先行技術は、分担比率に違いはあるものの、いずれも必要な加入度数の「値」を表裏2面に割り当て、各々の加入度数を与える実質的な累進面を想定した上で、必要に応じて乱視面などとの合成面を構成している。即ち、本願発明が前述の先行技術と決定的に異なる点は、方向により異なる累進作用を有した非球面を両面に用いた両面非球面型累進屈折力レンズを構成していることにある。
【0042】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態にかかる両面非球面累進屈折レンズを説明する。なお、以下の説明では、まず、実施の形態にかかる両面非球面累進屈折レンズを得るために用いた設計方法を説明し、次いで、実施の形態にかかる両面非球面累進屈折レンズを説明する。
【0043】
(レンズ設計の手順)
実施の形態にかかる両面非球面累進屈折レンズの光学設計方法の概略手順は、以下のとおりである。
(1)入力情報の設定
(2)凸累進屈折力レンズとしての両面設計
(3)本願発明の凸面形状への転換とそれに伴う裏面補正
(4)透過設計、リスティング則対応設計などに伴う裏面補正
以下、個々の手順をさらに細かいステップに分解して詳述する。
【0044】
(1)入力情報の設定
入力情報は下記の2種類に大別される(光学設計以外は省略)。
(1)−1:アイテム固有情報
レンズアイテムに固有のデータである。素材の屈折率Ne、最小中心肉厚CTmin、最小コバ厚ETmin、累進面設計パラメータなど。
(1)−2:装用者固有情報
遠用度数(球面度数S、乱視度数C、乱視軸AX、プリズム度数P、プリズム基底方向PAXなど)、加入度数ADD、フレーム形状データ(3次元形状データが望ましい)、フレーム装用データ(前傾角、あおり角など)、頂点間距離、レイアウトデータ(遠用PD、近用CD、アイポイント位置など)、その他、眼球に関するデータなど。なお、装用者から指定される累進帯長や加入度数測定方法、近用部内寄せ量などの累進面設計パラメータは装用者固有情報に分類される。
【0045】
(2)凸累進屈折力レンズとしての両面設計
最初に従来型の凸累進屈折力レンズとして、凸面と凹面とに分けて設計する。
(2)−1:凸面形状(凸累進面)設計
入力情報として与えられた加入度数ADDや累進帯長を実現するために、入力情報である累進面設計パラメータに従って従来型の凸累進の面形状を設計する。このステップにおける設計では従来の様々な公知技術を利用することが可能であり、本願発明の設計技術は必要としない。
【0046】
この方法の具体例として、例えば、まず最初にレンズ面を構成する際の背骨にあたる「主子午線」を設定する方法がある。この「主子午線」は最終的には眼鏡装用者が正面上方(遠方)から下方(近方)まで両眼視したときの視線とレンズ面との交線にあたる「主注視線」とすることが望ましい。ただし、近方視における眼の輻湊作用に対応した近方領域の内寄せなどの対応は、後述するように必ずしもこの「主注視線」の内寄せ配置にて行う必要はない。従って、ここでの「主注視線」はレンズ中央を通過し、レンズ面を左右に分割する縦方向の一本の子午線(主子午線)として定義する。レンズは表裏2面あるので、この「主子午線」もまた表裏2本存在することになる。この「主子午線」はレンズ面に対して垂直に眺めると直線状に見えるが、レンズ面が曲面である場合、一般に3次元空間では曲線となる。
【0047】
次に、所定の加入度数や累進帯の長さなどの情報をもとに、この「主子午線」に沿った適切な屈折力分布を設定する。この屈折力分布は、レンズの厚みや視線と屈折面との角度などの影響を考慮して、表裏2面に分割設定することも可能であるが、このステップにおける設計では従来型の凸累進の面形状を設計するのであるから、累進作用は全て物体側表面である第1の屈折表面にあるものとする。従って、例えばレンズの表面(物体側表面である第1の屈折表面)の表面屈折力をD1とし、レンズの裏面(眼球側表面である第2の屈折表面)の表面屈折力をD2としたとき、得られる透過屈折力をDとすると、一般にD≒D1−D2として近似的に求めることができる。ただし、D1とD2との組み合わせは、物体側表面が凸であり、眼球側表面が凹であるメニスカス形状であることが望ましい。ここで、D2は正の値であることに留意されたい。通常、レンズの裏面は凹面であり、表面屈折力としては負の値となるが、本明細書では説明の簡素化の為に正の値とし、D1から減じて透過屈折力Dを算出することとする。
【0048】
この表面屈折力と表面形状との関係式については一般に次の式で定義される。
Dn=(N−1)/R
ここに、Dn:第n面の表面屈折力(単位:ジオプター)、N:レンズ素材の屈折率、R:曲率半径(単位:m)である。従って、表面屈折力の分布を曲率の分布に換算する方法は、上記の関係式を変形した、
1/R= Dn/(N−1)
を用いる。曲率の分布が得られたことにより、「主子午線」の幾何学的形状が一義的に確定し、レンズ面を構成する際の背骨にあたる「主子午線」が設定されたことになる。
【0049】
次に、必要となるのは、レンズ面を構成する際の肋骨にあたる「水平方向の断面曲線群」である。これらの「水平方向の断面曲線群」と「主子午線」とが交わる角度は必ずしも直角である必要は無いが、説明を簡単にする為に、ここでは各々の「水平方向の断面曲線」は「主子午線」上で直角に交わるものとする。さらに「主子午線」との交点における「水平方向の断面曲線群」の「横方向の表面屈折力」もまた、必ずしも「主子午線」に沿った「縦方向の表面屈折力」と等しい必要はなく、現に、特許請求の範囲に記載があるように、本願発明は縦方向と横方向についての表面屈折力の違いに立脚している。しかしながらこのステップにおける設計では従来型の凸累進の面形状を設計するのであるから、これらの交点における縦方向と横方向の表面屈折力は等しいものとする。
【0050】
さて、全ての「水平方向の断面曲線」はこれらの交点における表面屈折力を有する単純な円形曲線とすることも出来るが、様々な従来技術を組込んだ応用も可能である。「水平方向の断面曲線」に沿った表面屈折力分布に関する従来技術例として、例えば、特公昭49−3595の技術がある。これはレンズの中央近傍に一本のほぼ円形形状の「水平方向の断面曲線」を設定し、それより上方に位置する断面曲線は中央から側方にかけて増加する表面屈折力分布を有し、下方に位置する断面曲線は中央から側方にかけて減少する表面屈折力分布を有することを特徴としている。このように、「主子午線」と、その上に無数に並んだ「水平方向の断面曲線群」が、あたかも背骨と肋骨の如くレンズ面を構成することになり、屈折面が確定する。
【0051】
(2)−2:凹面形状(球面または乱視面)設計
入力情報として与えられた遠用度数を実現するために、凹面形状を設計する。遠用度数に乱視度数があれば乱視面となり、無ければ球面となる。このとき、度数に適した中心肉厚CTや凸面と凹面との面相互の傾斜角も同時に設計し、レンズとしての形状を確定する。このステップにおける設計も従来の様々な公知技術を利用することが可能であり、本願発明の設計技術は必要としない。
【0052】
(3)本願発明の凸面形状への転換とそれに伴う裏面補正
入力情報として与えられた遠用度数や加入度数ADDなどに応じ、従来型の凸累進屈折力レンズから本願発明のレンズとしての形状に転換する。
(3)−1:凸面形状(本願発明)設計
入力情報として与えられた遠用度数や加入度数ADDなどに応じ、従来型の凸累進面から本願発明の凸面形状に転換する。即ち、前述の従来型凸累進のレンズの表面(物体側表面である第1の屈折表面)において、遠用度数測定位置F1における、横方向の表面屈折力をDHf、縦方向の表面屈折力をDVf、近用度数測定位置N1における、横方向の表面屈折力をDHn、縦方向の表面屈折力をDVnとするとき、
DHf+DHn<DVf+DVn、かつ DHn<DVn
となる関係式を満足させるか、
DVn−DVf>ADD/2、かつ DHn−DHf<ADD/2
となる関係式を満足させる屈折力表面とする。このとき、凸面全体の平均的な表面屈折力は変えないで本願発明の凸面形状に変換することが望ましい。例えば、遠用部と近用部との縦横の表面屈折力の総平均値を維持することなどが考えられる。ただし、物体側表面が凸であり、眼球側表面が凹であるメニスカス形状を保つ範囲内であることが望ましい。
【0053】
(3)−2:凹面形状(本願発明)設計
上記(3)−1において、従来型の凸累進面から本願発明の凸面形状に転換した際の変形量を、(2)−2で設計した凹面形状に加算する。即ち、(3)−1のプロセスで加えられたレンズの表面(物体側表面である第1の屈折表面)の変形量を、レンズの裏面(眼球側表面である第2の屈折表面)側にも同じ量だけ加えるのである。この変形はレンズそのものを曲げる「ベンディング」と似ているが、全面に均一な変形ではなく、(3)−1に記載した関係式を満足させる表面としていることに留意されたい。なお、これらの裏面補正は本願発明の範疇ではあるが、一次近似的な補正にすぎず、(4)の裏面補正を加えることが望ましい。
【0054】
(4)透過設計、リスティング則対応設計、近用部の内寄せ対応設計などに伴う裏面補正
入力情報として課せられた光学的な機能を、装用者が実際に装用した状況において実現するために、(3)において得られた本願発明のレンズに対して更に裏面補正を加えることが望ましい。
(4)−1:透過設計のための凹面形状(本願発明)設計
透過設計とは、装用者がレンズを実際に装用した状況において本来の光学的な機能を得るための設計方法であり、主として視線とレンズ面とが直交しえないことに起因する非点収差の発生や度数の変化を、除去もしくは低減するための「補正作用」を加える設計方法である。
【0055】
具体的には前述の如く、視線の方向に応じた厳密な光線追跡計算によって、目的である本来の光学性能との差異を把握し、その差異を打ち消す面補正を実施する。これを繰返すことにより差異を極小化させ、最適な解を得ることが出来る。一般に、目標とする光学性能を有するレンズ形状を直接算出することは極めて困難であり、事実上不可能であることが多い。これは「任意に設定した光学性能を有するレンズ形状」が、実在するとは限らないからである。ところがこれとは逆に「任意に設定したレンズ形状の光学性能」を求めることは比較的容易である。従って、最初に任意の方法で第一次近似の面を仮計算し、その近似面を用いたレンズ形状の光学性能の評価結果に応じて前記設計パラメータを微調整し、レンズ形状を逐次変更して評価ステップに戻り、再評価と再調整を繰り返して目標とする光学性能へ近付けることが可能である。この手法は「最適化」と呼ばれて広く知られている手法の一例である。
【0056】
(4)−2:リスティング則対応設計のための凹面形状(本願発明)設計
我々が周囲を見渡すときの眼球の3次元的な回旋運動は「リスティング則」と呼ばれる規則に則っていることが知られているが、処方度数に乱視度数がある場合、眼鏡レンズの乱視軸を「正面視での眼球の乱視軸」に合わせたとしても、周辺視をした場合には双方の乱視軸が一致しない場合がある。このように周辺視におけるレンズと眼との乱視軸方向が一致しないことに起因する非点収差の発生や度数の変化を、除去もしくは低減するための「補正作用」を、本発明によるレンズの乱視矯正作用を有する側の表面の曲面に加えることが出来る。
【0057】
具体的には(4)−1で用いた「最適化」の方法と同様で、視線の方向に応じた厳密な光線追跡計算によって、目的である本来の光学性能との差異を把握し、その差異を打ち消す面補正を実施する。これを繰返すことにより差異を極小化させ、最適な解を得ることが出来る。
【0058】
(4)−3:近用部の内寄せ対応設計のための凹面形状(本願発明)設計
また、本発明は両面非球面という面構成であるが、本発明の効果を得るにあたり、必ずしも受注後に初めて両面を加工する必要はない。例えば本発明の目的にかなう物体側表面の「半完成品」をあらかじめ準備しておき、受注後にそれらの中から処方度数や上述のカスタムメイド(個別設計)などの目的に適合した物体側表面の「半完成品」を選び、眼球側表面のみを受注後に加工して仕上げることも、コストと加工スピードの点で有益である。
【0059】
この方法の具体例として、例えば前述(3)−1の凸面形状(本願発明)設計において物体側表面を左右対称の「半完成品」としてあらかじめ準備しておき、瞳孔間距離や近方視の対物距離などの個人情報が入力されてから、眼球側表面を目的にかなった左右非対称な曲面として設計することにより、個人情報に対応した近用部の内寄せを行なうことが出来る。
【0060】
以下、上述の設計方法によって設計した両面非球面累進屈折レンズの実施例を図面を参照にしながら説明する。図7は参考例1、4、5、6と各々の度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表1−1及び表1−2にまとめて示した図、図8は参考例2、実施例7と各々の度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表2−1及び表2−2にまとめて示した図、図9は参考例3とその度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表3−1及び表3−2にまとめて示した図、図10は参考例1及び参考例2の表面屈折力分布を表すグラフ1−1、1−2、2−1、2−2を示す図、図11は参考例3の表面屈折力分布を表すグラフ3−1、3−2を示す図、図12は参考例4〜6の表面屈折力分布を表すグラフ4−1、4−2、5−1、5−2、6−1、6−2を示す図、図13は実施例7の表面屈折力分布を表すグラフ7−1、7−2を示す図、図14は従来技術例A,B,Cの表面屈折力分布を表すグラフA−1、A−2、B−1、B−2、C−1、C−2を示す図である。
【0061】
図15は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Msvを示す図、図16は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mshを示す図、図17は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mpvを示す図、図18は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mphを示す図、図19は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mγvを示す図、図20は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mγhを示す図、図21は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−SMvを示す図、図22は参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−SMhを示す図である。
【0062】
図23は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Msvを示す図、図24は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mshを示す図、図25は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mpvを示す図、図26は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mphを示す図、図27は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mγvを示す図、図28は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mγhを示す図、図29は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−SMvを示す図、図30は参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−SMhを示す図である。
【0063】
図31は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Msvを示す図、図32は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mshを示す図、図33は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mpvを示す図、図34は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mphを示す図、図35は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mγvを示す図、図36は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mγhを示す図、図37は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−SMvを示す図、図38は参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−SMhを示す図である。
【0064】
(参考例1)
図7の表1−1は本発明による参考例1の表面屈折力に関する一覧表である。この参考例1の度数はS0.00 Add3.00に対応しており、比較のために同度数の3種類の従来技術例を併記してある。なお、従来技術例Aは物体側表面が累進面である「凸面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Bは物体側表面と眼球側表面との両方が累進面である「両面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Cは眼球側表面が累進面である「凹面累進屈折力レンズ」に、それぞれ対応している。また、表1−1で用いた項目の意味は下記の通りである。
DVf1:物体側表面の遠用度数測定位置F1における縦方向の表面屈折力
DHf1:物体側表面の遠用度数測定位置F1における横方向の表面屈折力
DVn1:物体側表面の近用度数測定位置N1における縦方向の表面屈折力
DHn1:物体側表面の近用度数測定位置N1における横方向の表面屈折力
DVf2:眼球側表面の遠用度数測定位置F2における縦方向の表面屈折力
DHf2:眼球側表面の遠用度数測定位置F2における横方向の表面屈折力
DVn2:眼球側表面の近用度数測定位置N2における縦方向の表面屈折力
DHn2:眼球側表面の近用度数測定位置N2における横方向の表面屈折力
【0065】
図10のグラフ1−1と1−2とは参考例1の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフであり、横軸は向って右側がレンズ上方、左側がレンズ下方を、また、縦軸は表面屈折力を表す。ここで、グラフ1−1は物体側表面に対応し、グラフ1−2は眼球側表面に対応している。また、実線のグラフは主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表し、点線のグラフは主注視線に沿った横方向の表面屈折力分布を表す。グラフ1−1において、図が示すように、物体側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV1(実線)は、その屈折力分布が累進帯部〜近用部にかけて変化しているが、横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH1(点線)は、変化がない。また、縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV1(実線)と、横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH1(点線)とでは累進帯部〜近用部にかけて表面屈折力が異なっている。この場合、光学的に物体側表面の主注視線上を通過した光線において、ほぼ縦方向と横方向との表面屈折力の差の分だけ非点収差が発生することになる。一方、グラフ1−2において、図が示すように、眼球側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV2(実線)は、その屈折力分布が遠用部〜累進帯部〜近用部まで変化がない。一方、横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH2(点線)は、累進帯部〜近用部にかけて表面屈折力が異なっている。また、この縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV2(実線)と、横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH2(点線)との表面屈折力の分布もグラフ1−1と同様、累進帯部〜近用部にかけて異なっている。ところが、その表面屈折力の差は、このグラフ1−2からわかるように、グラフ1−1に対して分布が逆傾向で対応しており、表面屈折力の差は、眼球側表面の主注視線上を通過した光線に対して、物体側表面で発生した非点収差を相殺するように与えられていることがわかる。この結果、物体側表面と眼球側表面の屈折表面を合わせて処方値に基づいた遠用度数と加入度数とを与えることができるようになっている。なお、これらは面構成の基本的な違いを説明するグラフであり、周辺部の非点収差除去のための非球面化や、乱視度数対応のための乱視成分付加などの場合などは省略してある。
【0066】
さらに、比較のために表1−1に掲げた同度数の3種類の従来技術例の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフとして、図14にグラフA−1と2、グラフB−1と2、グラフC−1と2を併記する。なお、これらのグラフにおける用語の意味は下記の通りである。
F1:物体側表面の遠用度数測定位置
F2:眼球側表面の遠用度数測定位置
N1:物体側表面の近用度数測定位置
N2:眼球側表面の近用度数測定位置
CV1:物体側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフ(実線にて表示)
CH1:物体側表面の主注視線に沿った横方向の表面屈折力分布を表すグラフ(点線にて表示)
CV2:眼球側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフ(実線にて表示)
CH2:眼球側表面の主注視線に沿った横方向の表面屈折力分布を表すグラフ(点線にて表示)
【0067】
また、これらのグラフのF1,N1,F2,N2における表面屈折力は、前記表1−1に対応しており、DVf1〜DHn2などの用語の意味もまた、前記表1−1の場合と同一である。なお、これらのグラフの中央にある水平方向の一点鎖線は、物体側表面の平均表面屈折力(F1とN1における縦横の表面屈折力の総平均値)を示している。本発明による参考例1と3種類の従来技術例における物体側表面の平均表面屈折力は、いずれも5.50ジオプターに統一してある。
【0068】
次に、図15〜図22に示されるグラフ1−3−で始まる8種類のグラフは、本発明による参考例1のレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を、前述の厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフであり、横軸は向って右側がレンズ上方、左側がレンズ下方を、また、縦軸は倍率を表す。図の濃い実線が参考例1であり、薄い鎖線が従来技術例A、濃い鎖線が従来技術例B、薄い実線が従来技術例Cである。以下のこの種のグラフも同じである。なお、横軸は眼球回旋角を用いて視線の方向ごとの比較が出来るようにすると共に、各グラフの縦軸の倍率の縮尺を合わせた。グラフ1−3−の後に付した符号の意味は、
Msv:縦方向のシェープファクター
Msh:横方向のシェープファクター
Mpv:縦方向のパワーファクター
Mph:横方向のパワーファクター
Mγv:縦方向のプリズムファクター
Mγh:横方向のプリズムファクター
SMv:縦方向の倍率
SMh:横方向の倍率
であり、前述の如く、縦方向の倍率SMv及び、横方向の倍率SMhは、
SMv=Msv×Mpv×Mγv
SMh=Msh×Mph×Mγh
という関係にある。
【0069】
なお、参考例1と前記3種類の従来技術例はいずれも、屈折率n=1.699、中心厚t=3.0mm、幾何学中心GCでプリズムのない仕様、とした。対物パワー(対物距離の逆数)については、F1,F2における対物パワーPx=0.00ジオプター(無限遠方)、N1,N2における対物パワーPx=2.50ジオプター(40cm)とし、他の位置における対物パワーは主注視線に沿った付加屈折力の比率に2.50ジオプターを乗じて与えた。また、レンズ後頂点から角膜頂点までの距離L=15.0mm、角膜頂点から眼球回旋中心までの距離CR=13.0mmとした。眼球回旋角θは眼球回旋中心点Cを物体側レンズ表面の幾何学中心GCを通る法線上に置き、この法線と視線が一致したときの回旋角を0度とし、上方を(+)下方を(−)で表示した。しかる後に、F1,F2に対する眼球回旋角θ=+15度とし、N1,N2に対する眼球回旋角θ=−30.0度に統一することにより、累進作用や表面屈折力の分布が表裏いずれの側にあろうとも同一条件で比較できるようにした。
【0070】
図7の表1−2は本発明による参考例1と、比較のために準備した3種類の従来技術例について、特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果の一覧表であり、前述の図21のグラフ1−3−SMv(縦方向の総合倍率)と図22のグラフ1−3−SMh(横方向の総合倍率)に対応している。前述の説明の如く、縦方向と横方向では倍率の値が異なるので、双方の倍率を算出してある。ここで、表1−2の符号が表す意味は以下のとおりである。
SMvf :遠用測定点を通過する視線上の縦方向倍率
SMvn :近用測定点を通過する視線上の縦方向倍率
SMvfn:縦方向倍率差(SMvn−SMvf)
SMhf :遠用測定点を通過する視線上の横方向倍率
SMhn :近用測定点を通過する視線上の横方向倍率
SMhfn:横方向倍率差(SMhn−SMhf)
【0071】
さて、表1−2のSMvfnとSMhfn、即ち縦方向倍率差(SMvn−SMvf)と横方向倍率差(SMhn−SMhf)を見てみると、従来技術例Aが0.1380と0.1015、Bが0.1360と0.0988、Cが0.1342と0.0961であるのに対し、本発明による参考例1の値は0.1342と0.0954という低い倍率差に押えられていることがわかる。即ち、本発明による参考例1の遠用部と近用部の倍率差は、従来技術1よりも更に少なくなっているので、像の歪みや揺れについても従来技術1より更に改善されていることがわかる。なお、前述の従来技術1に対応した特許明細書には、倍率を計算をする上で、縦方向や横方向の違いについて全く考慮されていない。ところが、本発明による参考例1に対応した厳密な倍率計算による図21のグラフ1−3−SMv(縦方向の総合倍率)とグラフ図22の1−3−SMh(横方向の総合倍率)を比べるとすぐにわかるように、縦方向と横方向における像の倍率分布は明白に異なっている。また、この違いは主に近用部とその下方(眼球回旋角で−20°近辺以下)で顕著なことも容易に読取れる。
【0072】
さて、前述の倍率の計算式、
縦方向の倍率SMv=Msv×Mpv×Mγv
横方向の倍率SMh=Msh×Mph×Mγh
にあるように、グラフ1−3−SMvは3つの要素、グラフ1−3−Msvとグラフ1−3−Mpvとグラフ1−3−Mγvの値を掛け合わせて得られ、同様に、グラフ1−3−SMhは3つの要素、グラフ1−3−Mshとグラフ1−3−Mphとグラフ1−3−Mγhの値を掛け合わせて得られる。ここで各々の要素の縦方向と横方向を比べると、シェイプファクターであるMsvとMsvには明確な差が見られないが、MpvとMphでは近用部より下方(眼球回旋角で−25°近辺以下)に違いが見られる。また、MγvとMγhでは近用部とその下方(眼球回旋角で−15°近辺以下)に顕著な違いがある。即ち、グラフ1−3−SMvとグラフ1−3−SMhの違いの主たる原因は、MγvとMγhの違いであり、副次的な原因はMpvとMphの違いであって、MsvとMshには明確な差が見られず、ほとんど無関係であることがわかる。つまり、従来技術1に対応した特許明細書に縦方向や横方向の倍率の違いが見られないのは、倍率の違いの主たる原因であるプリズムファクターMγvとMγhを全く考慮しておらず、副次的な原因であるパワーファクターMpvとMphについても対物距離や視線とレンズとの角度を無視しているので差が出ないのである。更に、従来技術1において改善の根拠とされているシェイプファクターMsvとMshについても、本発明の参考例1で用いた縮尺で見る限り、遠近の倍率差に各例相互の違いが見られない。
【0073】
なお、従来技術1では「遠用部と近用部の倍率差を減らす」ことで「像の歪みや揺れを少なく出来る」としているが、本発明では更に「縦方向と横方向の倍率差を減らす」ことも「像の歪みや揺れを少なく出来る」効果があると考える。即ち、四角い物が扁平に見えたり、丸い物が楕円形に見えたりすることを避けようとするのである。この視覚的な感覚の向上については「差を減らす」ことより「比率を1に近づける」と捉える方が本質的であろう。ここで重要なのは、四角い物が扁平に見えたり、丸い物が楕円形に見えたりする感覚は「遠近比」ではなく「縦横比」であるということである。即ち、本発明では「遠用部と近用部の倍率差を減らす」ことばかりではなく、更に重要な改善として「縦方向と横方向の倍率差を減らし、倍率比を1に近づける」ことにより「像の歪みや揺れを少なく出来る」という改善効果が得られるのである。なお、これらの傾向は主に近用部より下方(眼球回旋角で−25°近辺以下)で顕著である。
【0074】
(参考例2)
図8の表2−1は本発明による参考例2の表面屈折力に関する一覧表である。この参考例2の度数はS+6.00 Add3.00に対応しており、比較のために同度数の3種類の従来技術例を併記してある。なお、従来技術例Aは物体側表面が累進面である「凸面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Bは物体側表面と眼球側表面との両方が累進面である「両面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Cは眼球側表面が累進面である「凹面累進屈折力レンズ」に、それぞれ対応している。また、表2−1で用いたDVf1〜DHn2などの用語の意味は、前記表1−1と同一である。グラフ2−1と2は本発明による参考例2の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフであり、横軸は向って右側がレンズ上方、左側がレンズ下方を、また、縦軸は表面屈折力を表す。ここでグラフ2−1は物体側表面に対応し、グラフ2−2は眼球側表面に対応している。また、実線のグラフは主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表し、点線のグラフは主注視線に沿った横方向の表面屈折力分布を表す。なお、これらは面構成の基本的な違いを説明するグラフであり、周辺部の非点収差除去のための非球面化や、乱視度数対応のための乱視成分付加などの場合などは省略してある。
【0075】
さらに、比較のために表2−1に掲げた同度数の3種類の従来技術例の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフとして、前記参考例1において用いたグラフA−1と2、グラフB−1と2、グラフC−1と2を再び用いる。従って、これらのグラフの用語の意味は前記参考例1と同様であるが、F1,N1,F2,N2における表面屈折力は、表2−1にも対応しているものとし、また中央にある水平方向の一点鎖線が示す物体側表面の平均表面屈折力も表2−1に対応させる都合から、いずれも10.50ジオプターという深いカーブとなっているものとする。図10のグラフ2−1、グラフ2−2において、物体側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV1(実線)、および横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH1(点線)、および眼球側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV2(実線)、および横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH2(点線)の遠用部〜累進帯部〜近用部までの変化の態様は、参考例1と同様な傾向を示している。このことから、表面屈折力の差は、眼球側表面の主注視線上を通過した光線に対して、物体側表面で発生した非点収差を相殺するように与えられていることがわかる。この結果、参考例2においても、参考例1と同様に物体側表面と眼球側表面の屈折表面を合わせて処方値に基づいた遠用度数と加入度数とを与えることができるようになっている。
【0076】
次に、図23〜図30に示したグラフ2−3−で始まる8種類のグラフは、本発明による参考例2のレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を、前述の厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフである。用語やグラフ2−3−の後に付した符号の意味などは、図の濃い実線が参考例2である以外は、前記参考例1の場合と同様である。なお、参考例2と前記3種類の従来技術例で用いた屈折率や対物パワー、眼球回旋角などは、いずれも前記参考例1の場合と同様としたが、参考例2と前記3種類の従来技術例の度数がS+6.00 Add3.00であることから、中心厚tだけは6.0mmとして実際の製品に近づけた。
【0077】
図8の表2−2は本発明による参考例2と、比較のために準備した3種類の従来技術例について、特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果の一覧表であり、前述のグラフ2−3−SMv(縦方向の総合倍率)とグラフ2−3−SMh(横方向の総合倍率)に対応している。ここで、表2−2の符号が表す意味は前述の表1−2の意味と同様である。
【0078】
さて、表2−2のSMvfnとSMhfn、即ち縦方向倍率差(SMvn−SMvf)と横方向倍率差(SMhn−SMhf)を見てみると、従来技術例Aが0.2275と0.1325、Bが0.2277と0.1268、Cが0.2280と0.1210であるのに対し、本発明による参考例2の値は0.2151と0.1199という低い倍率差に押えられていることがわかる。即ち、本発明による参考例2の遠用部と近用部の倍率差は、従来技術1よりも更に少なくなっているので、像の歪みや揺れについても従来技術1より更に改善されていることがわかる。なお、前述の参考例1と同様に、本発明による参考例2に対応した厳密な倍率計算によるグラフ2−3−SMv(縦方向の総合倍率)とグラフ2−3−SMh(横方向の総合倍率)を比べるとすぐにわかるように、縦方向と横方向における像の倍率分布は明白に異なっている。
【0079】
また、この違いは主に中間部から下方(眼球回旋角で−10°近辺以下)で顕著なことも容易に読取れる。さて、前述の参考例1と同様に、参考例2においてもグラフ2−3−SMvは3つの要素、グラフ2−3−Msvとグラフ2−3−Mpvとグラフ2−3−Mγvの値を掛け合わせて得られ、同様に、グラフ2−3−SMhは3つの要素、グラフ2−3−Mshとグラフ2−3−Mphとグラフ2−3−Mγhの値を掛け合わせて得られる。ここで各々の要素の縦方向と横方向を比べると、シェイプファクターであるMsvとMsvには明確な差が見られないが、MpvとMphでは近用部より下方(眼球回旋角で−20°近辺以下)に違いが見られる。また、MγvとMγhでは中間部から下方(眼球回旋角で−10°近辺以下)に顕著な違いがある。ここで遠用部の上方(眼球回旋角で+20°近辺以上)にも差が見られるが、各例による差が出るのは遠用部のかなり上方(眼球回旋角で+30°近辺以上)であり、使用頻度も少ないので無視しうる。
【0080】
即ち、前述の参考例1と同様に、参考例2においても図29のグラフ2−3−SMvと図30のグラフ2−3−SMhの違いの主たる原因は、MγvとMγhの違いであり、副次的な原因はMpvとMphの違いであって、MsvとMshには明確な差が見られず、ほとんど無関係であることがわかる。更に、従来技術1において改善の根拠とされているシェイプファクターMsvとMshについても、本発明の参考例2で用いた縮尺で見る限り、遠近の倍率差に各例相互の違いが見られない。なお、参考例2においても、前述の参 考例1と同様に、「遠用部と近用部の倍率差を減らす」ことばかりではなく、更に重要な改善として「縦方向と横方向の倍率差を減らし、倍率比を1に近づける」ことにより「像の歪みや揺れを少なく出来る」という改善効果が得られている。なお、これらの傾向は主に近用部より下方(眼球回旋角で−25°近辺以下)で顕著である。
【0081】
(参考例3)
図9の表3−1は本発明による参考例3の表面屈折力に関する一覧表である。この参考例3の度数はS−6.00 Add3.00に対応しており、比較のために同度数の3種類の従来技術例を併記してある。なお、従来技術例Aは物体側表面が累進面である「凸面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Bは物体側表面と眼球側表面との両方が累進面である「両面累進屈折力レンズ」に、従来技術例Cは眼球側表面が累進面である「凹面累進屈折力レンズ」に、それぞれ対応している。また、表3−1で用いたDVf1〜DHn2などの用語の意味は、前記表1−1や表2−1と同一である。
【0082】
図11のグラフ3−1と2は本発明による参考例3の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフであり、横軸は向って右側がレンズ上方、左側がレンズ下方を、また、縦軸は表面屈折力を表す。ここで、グラフ3−1は物体側表面に対応し、グラフ3−2は眼球側表面に対応している。また、実線のグラフは主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表し、点線のグラフは主注視線に沿った横方向の表面屈折力分布を表す。なお、これらは面構成の基本的な違いを説明するグラフであり、周辺部の非点収差除去のための非球面化や、乱視度数対応のための乱視成分付加などの場合などは省略してある。
【0083】
さらに、比較のために図9の表3−1に掲げた同度数の3種類の従来技術例の主注視線に沿った表面屈折力分布を表すグラフとして、前記参考例1や2において用いたグラフA−1と2、グラフB−1と2、グラフC−1と2を再び用いる。従って、これらのグラフの用語の意味は前記参考例1や2と同様であるが、F1,N1,F2,N2における表面屈折力は、表3−1にも対応しているものとし、また中央にある水平方向の一点鎖線が示す物体側表面の平均表面屈折力も表3−1に対応させる都合から、いずれも2.50ジオプターという浅いカーブとなっているものとする。図11のグラフ3−1、グラフ3−2において、物体側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV1(実線)、および横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH1(点線)、および眼球側表面の主注視線に沿った縦方向の表面屈折力分布を表すグラフCV2(実線)、および横方向の表面屈折力分布を表すグラフCH2(点線)の遠用部〜累進帯部〜近用部までの変化の態様は、参考例1、参考例2と同様な傾向を示しており、表面屈折力の差は、眼球側表面の主注視線上を通過した光線に対して、物体側表面で発生した非点収差を相殺するように与えられていることがわかる。この結果、参考例1、参考例2と同様に物体側表面と眼球側表面の屈折表面を合わせて処方値に基づいた遠用度数と加入度数とを与えることができるようになっている。
【0084】
次に、図31〜図38に示したグラフ3−3−で始まる8種類のグラフは、本発明による参考例3のレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を、前述の厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフである。用語やグラフ3−3−の後に付した符号の意味などは、図の濃い実線が参考例3である以外は、前記参考例1や2の場合と同様である。なお、参考例3と前記3種類の従来技術例で用いた屈折率や対物パワー、眼球回旋角などは、いずれも前記参考例1や2の場合と同様としたが、参考例3と前記3種類の従来技術例の度数がS−6.00 Add3.00であることから、中心厚tだけは1.0mmとして実際の製品に近づけた。
【0085】
図9の表3−2は本発明による参考例3と、比較のために準備した3種類の従来技術例について、特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果の一覧表であり、前述のグラフ3−3−SMv(縦方向の総合倍率)とグラフ3−3−SMh(横方向の総合倍率)に対応している。ここで、表3−2の符号が表す意味は前述の表1−2や表2−2の意味と同様である。
【0086】
さて、表3−2のSMvfnとSMhfn、即ち縦方向倍率差(SMvn−SMvf)と横方向倍率差(SMhn−SMhf)を見てみると、従来技術例Aが0.0475と0.0774、Bが0.0418と0.0750、Cが0.0363と0.0727であるのに対し、本発明による参考例2の値は0.0512と0.0726という値であり、縦方向倍率差は増えているが横方向倍率差は減っていることがわかる。ただし、縦方向倍率差は前述の参考例1や参考例2に比べていずれも1/3乃至1/5といった低い値であり、横方向倍率差がわずかながら減っていることを考え合わせると、本発明による参考例3の遠用部と近用部の倍率差は、従来技術1に比べて大差ないと言える。ところが、本発明による参考例3に対応した厳密な倍率計算によるグラフ3−3−SMv(縦方向の総合倍率)とグラフ3−3−SMh(横方向の総合倍率)を観察すると、本発明による参考例3は従来例に比べ、特に近用部より下方(眼球回旋角で−20°近辺以下)における「縦方向の倍率が1より小さくなる傾向」が最も少なく、結果的に「縦横の倍率差」が最も少なくなっており、像の歪みや揺れが従来例よりも改善されている。
【0087】
なお、図37のグラフ3−3−SMv(縦方向の総合倍率)において、縦方向と横方向における像の倍率分布に顕著な違いが出るのは中間部から下方(眼球回旋角で−10°近辺以下)と遠用部の上方(眼球回旋角で+10°近辺以上)であるが、各例による差が出るのは近用部より下方(眼球回旋角で−20°近辺以下)と遠用部のやや上方(眼球回旋角で+25°近辺以上)である。この内、遠用部のやや上方については使用頻度も少ないので無視しうるが、近用部より下方については使用頻度も多く、無視し得ない。その結果、本発明による参考例3は従来例に比べ、特に近用部より下方(眼球回旋角で−20°近辺以下)において縦方向の倍率が1に最も近く、その結果「縦横の倍率差」が最も少なくなっており、従来例よりも像の歪みや揺れが改善されているのである。なお、これらの傾向は主に近用部より下方(眼球回旋角で−25°近辺以下)で顕著である。また、従来技術1において改善の根拠とされているシェイプファクターMsvとMshについては、本発明の参考例1や参考例2と同様に、参考例3で用いた縮尺で見ても、遠近の倍率差に各例相互の違いが見られない。
【0088】
(参考例4〜6、実施例7)
本発明の参考例として、前述の参考例1〜3の他にも、様々な表面屈折力の分布の組合わせが可能である。ここで、参考例1と同度数の応用例として参考例4〜6を、また参考例2と同度数の応用例として実施例7を示す。この実施例の表面屈折力と特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果の一覧表とグラフを、図7の表1−1、表1−2及び図12〜図14のグラフ4−1、グラフ4−2乃至グラフ7−1、グラフ7−2に示す。特に、実施例7は、レンズ度数としては、参考例2と同一であり、同一処方でありながら、図8及び図13に示すように、物体側、眼球側の屈折面のカーブ値の選択及び眼球側の屈折力の変化の状態が参考例2と異なっている設計が開示されていることがわかる。物体側では、参考例2と比較して、遠用度数測定位置では縦、横方向ともに表面屈折力が9.00Dのカーブを採用しており、若干浅くなっているが、近用度数測定位置では、縦方向は表面屈折力15.00Dと深いカーブとなっており、横方向のカーブは若干浅くなっている。屈折力の分布の傾向は、参考例2と同様である。次に、眼球側では、前述したように、参考例2と比較すると屈折力の分布およびカーブにおいて明らかに異なる設計が用いられていることがわかる。参考例2と比較して、遠用度数測定位置では縦、横方向ともに表面屈折力が3.00Dのカーブを採用しており、若干浅くなっているが、近用度数測定位置では、縦方向は表面屈折力が6.00Dと深いカーブとなっており、横方向のカーブは表面屈折力が0.00Dで若干浅くなっている。しかし、屈折力の分布は、縦方向では、遠用度数測定位置から近用度数測定位置にかけて参考例2では一定であったが、ここでは変化しており、カーブとして3.00ジオプターだけ深くなっている。即ち、物体側及び眼球側表面の曲率半径はいずれも下方に向かって小さくなっている。ここで、図6で示した眼球の回旋中心点Cとレンズの断面図との関係を見ればわかるように、この実施例7の物体側及び眼球側表面の曲率半径がいずれも下方に向かって小さくなっているということは、レンズの下方にある近用部分が眼球側に近くなっているということである。従って、実施例7の近方視におけるレンズの位置は、参考例2よりも眼球回旋中心点に近くなっていることがわかる。
【0089】
(変形例)
更に本発明においては通常の処方値のみならず、これまでレンズメーカーが把握することの少なかった眼鏡装用者の個人的ファクターとして、例えば角膜頂点からレンズ後方頂点までの距離、眼球回旋中心からレンズ後方頂点までの距離、左右眼の不等像視の程度、左右眼の高さの差、最も頻度の高い近方視の対物距離、フレームの前傾角(上下方向)やあおり角(左右方向)、レンズのコバ厚方向に対するヤゲン位置、などを入力情報としてレンズ設計に組み入れることにより、カスタムメイド(個別設計)の要求に応えることも可能である。また、本発明は両面非球面という面構成であるが、本発明の効果を得るにあたり、必ずしも受注後に初めて両面を加工する必要はない。例えば本発明の目的にかなう物体側表面の「半完成品」をあらかじめ準備しておき、受注後にそれらの中から処方度数や上述のカスタムメイド(個別設計)などの目的に適合した物体側表面の「半完成品」を選び、眼球側表面のみを受注後に加工して仕上げることも、コストと加工スピードの点で有益である。
【0090】
この方法の具体例として、例えば左右対称の物体側表面の「半完成品」をあらかじめ準備することが考えられる。そして近方視における眼の輻湊作用に対応した近用部の内寄せについては、瞳孔間距離や近方視の対物距離などの個人情報に対応し、眼球側表面を目的にかなった左右非対称な曲面とすることで組み入れることが可能である。無論、これらの個人情報は実測ばかりではなく、推定や平均的・標準的な値とするなど、情報の取得や確定手段は様々な場合が考えられるが、それらの手段如何によって本発明が限定されることはない。又、通常の処方値のみならず、前述の個人的ファクターをレンズ設計に組み入れるための光学計算を行なう際に、物体側表面、又は眼球側表面、又は物体側表面と眼球側表面の両方の曲面に於いて、主として視線とレンズ面とが直交しえないことに起因する非点収差の発生や度数の変化を、除去もしくは低減するための「補正作用」を加えることも可能である。
【0091】
更に、一般に我々が周囲を見渡すときの眼球の3次元的な回旋運動は「リスティング則」と呼ばれる規則に則っていることが知られているが、処方度数に乱視度数がある場合、眼鏡レンズの乱視軸を「正面視での眼球の乱視軸」に合わせたとしても、周辺視をした場合には双方の乱視軸が一致しない場合がある。このように周辺視におけるレンズと眼との乱視軸方向が一致しないことに起因する非点収差の発生や度数の変化を、除去もしくは低減するための「補正作用」を、本発明によるレンズの乱視矯正作用を有する側の表面の曲面に加えることも可能である。
【0092】
尚、本発明における「所定の加入度数」の定義として、図6の如く、レンズメーターの開口部を物体側表面の遠用度数測定位置F1と近用度数測定位置N1に当てて測定した屈折力差とした場合の他に、レンズメーターの開口部を眼球側表面の遠用度数測定位置F2と近用度数測定位置N2に当てて測定した屈折力差とした場合、更にはレンズメーターの開口部を眼球側表面の遠用度数測定位置F2に当てて測定した屈折力と、眼球回旋中心位置を中心として回転させて近用度数測定位置N2に向けてN3で測定した屈折力との差とした場合、また各々の屈折力として特に水平方向の屈折力成分のみを用いた場合などがあり、これらの内のいずれの定義を採用することも可能である。
【0093】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、両面非球面型累進屈折力レンズにおいて、眼球側の屈折表面について、遠用度数測定位置から近用度数測定位置にかけて縦方向の表面屈折力が増加するようにしたので、近方視において、近用測定点近傍のレンズ表面は、表裏とも、眼球回旋中心点からの距離が近くなる。従って、近方視が良好となる効果を奏し、装用感に優れた累進屈折力レンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】眼鏡レンズ表面の各位置における各種の表面屈折力の説明図である。
【図2】眼球と視線とレンズとの位置関係の説明図である。
【図3−1】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図3−2】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図3−3】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図4−1】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図4−2】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図4−3】プリズムの倍率Mγに関する説明図であってプラスレンズとマイナスレンズによる違いや主としてレンズの下部である近用部を用いて眺めた場合の倍率の違いに関する説明図である。
【図5−1】累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって累進屈折力レンズを物体側表面から眺めた正面図である。
【図5−2】累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって縦方向の断面を表す側面図である。
【図5−3】累進屈折力レンズの光学的レイアウトの説明図であって横方向の断面を表す立面図である。
【図6】「加入度数」の定義の違いを示す説明図である。
【図7】参考例1、4、5、6と各々の度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表1−1及び表1−2にまとめて示した図である。
【図8】参考例2、7と各々の度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表2−1及び表2−2にまとめて示した図である。
【図9】参考例3とその度数に対応した従来技術A,B,Cの「表面屈折力」と「特定の視線方向に対する厳密な倍率計算結果」を表3−1及び表3−2にまとめて示した図である。
【図10】参考例1及び参考例2の表面屈折力分布を表すグラフ1−1、1−2、2−1、2−2を示す図である。
【図11】参考例3の表面屈折力分布を表すグラフ3−1、3−2を示す図である。
【図12】参考例4〜6の表面屈折力分布を表すグラフ4−1、4−2、5−1、5−2、6−1、6−2を示す図である。
【図13】実施例7の表面屈折力分布を表すグラフ7−1、7−2を示す図である。
【図14】従来技術例A,B,Cの表面屈折力分布を表すグラフA−1、A−2、B−1、B−2、C−1、C−2を示す図である。
【図15】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Msvを示す図である。
【図16】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mshを示す図である。
【図17】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mpvを示す図である。
【図18】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mphを示す図である。
【図19】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mγvを示す図である。
【図20】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−Mγhを示す図である。
【図21】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−SMvを示す図である。
【図22】参考例1とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ1−3−SMhを示す図である。
【図23】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Msvを示す図である。
【図24】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mshを示す図である。
【図25】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mpvを示す図である。
【図26】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mphを示す図である。
【図27】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mγvを示す図である。
【図28】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−Mγhを示す図である。
【図29】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−SMvを示す図である。
【図30】参考例2とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ2−3−SMhを示す図である。
【図31】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Msvを示す図である。
【図32】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mshを示す図である。
【図33】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mpvを示す図である。
【図34】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mphを示す図である。
【図35】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mγvを示す図である。
【図36】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−Mγhを示す図である。
【図37】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−SMvを示す図である。
【図38】参考例3とその度数に対応した3種類の従来例A,B,Cのレンズを主注視線に沿って眺めたときの倍率分布を厳密な倍率計算を行って求めた結果を表すグラフ3−3−SMhを示す図である。
Claims (1)
- 物体側表面である第1の屈折表面と、眼球側表面である第2の屈折表面とに分割配分されている累進屈折力作用を備えた両面非球面型累進屈折力レンズであって、
前記第1の屈折表面において、遠用度数測定位置F1における横方向の表面屈折力及び縦方向の表面屈折力をそれぞれ、DHf、DVfとし、
前記第1の屈折表面において、近用度数測定位置N1における横方向の表面屈折力及び縦方向の表面屈折力をそれぞれDHn、DVnとし、
前記第2の屈折表面において、遠用度数測定位置をF2、近用度数測定位置をN2とするとき、
DHf+DHn<DVf+DVn、かつ、DHn<DVn
となる関係式を満足させると共に、
前記第1の屈折表面のF1及びN1における表面非点収差成分を、前記第2の屈折表面のF2及びN2にて相殺し、前記第1と第2の屈折表面とを合わせて処方値に基づいた遠用度数(Df)と加入度数(ADD)とを与えるようにし、かつ、前記第2の屈折表面は、遠用度数測定位置F2から近用度数測定位置N2にかけて縦方向の表面屈折力が増加していることを特徴とする両面非球面型累進屈折力レンズ。
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