JP4301399B2 - 眼鏡レンズの性能評価方法及び眼鏡レンズの設計方法 - Google Patents
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Description
眼鏡レンズの視野内の眼鏡倍率の変化の度合いを測定して評価することにより、眼鏡レンズの性能を評価することを特徴とする眼鏡レンズの性能評価方法である。
第2の手段は、
前記眼鏡倍率は、任意視線方向及び任意物体距離に対して定義して求められたものであることを特徴とする第1の手段にかかる眼鏡レンズの性能評価方法である。
第3の手段は、
前記眼鏡倍率が、(dr’)/(dr)と定義されることを特徴とする第1又は第2の手段にかかる眼鏡レンズの性能評価方法である。
ただし、dr、dr’は、以下のように定義されるものとする。
(a)drは、物体側微小視角であり、裸眼の場合において、所定の物体点への視線とこの所定の物体点の近傍の物体点への視線との角度である。なお、所定の物体点は、所定の視線方向に存在し、目(視点)から所定の距離(物体距離)のところに存在する。また、近傍物体点の目からの距離は、所定物体点の目からの距離と同一とする。
(b)dr’は、像側微小視角であり、メガネレンズを装用した状態において、前記所定物体点を見るときの視線と前記近傍物体点を見るときの視線との角度である。
第4の手段は、
眼鏡倍率(dr’)/(dr)が、下記の式(1)で表されることを特徴とする第1〜第3のいずれかの手段にかかる眼鏡レンズの性能評価方法である。
{(dr’)/(dr)}2=[I+Lcos{2(θ’−θ0’)}]−1
…(1)
ただし、下記条件が成立するものとする。
(c)I、L、θ0は、光線追跡によって求められる定数である。
(d)θ’は前記近傍物体点を見るときの視線の方位角である。
(e)レンズ面形状は平滑であり、全反射が起こらない光線角度であるものとする。
第5の手段は、
眼鏡倍率楕円の長軸をaとし、短軸をbとして、H=(a/b)−1で規定したHを変形指数とし、この変形指数を求めて評価することによって眼鏡レンズの性能を評価することを特徴とする請求項4に記載の眼鏡レンズの性能評価方法である。
ただし、
(f)前記眼鏡倍率楕円とは、前記(1)式で表される眼鏡倍率の描く軌跡であって、近傍物体点の方位角によって変化する結果描かれる楕円である。
第6の手段は、
Hn={(a/b)−1}cos2(2θ0’)で規定されるHnをノーマル変形指数と定義し、Hs={(a/b)−1}sin2(2θ0’)で規定されるHsをスキュー変形指数と定義して、これらの変形指数のいずれか又は双方を求めて評価することによって眼鏡レンズの性能を評価することを特徴とする請求項5に記載の眼鏡レンズの性能評価方法である。
第7の手段は、
前記眼鏡レンズは、累進多焦点レンズであることを特徴とする第1〜第5のいずれかの手段にかかる眼鏡レンズの性能評価方法である。
第8の手段は、
眼鏡レンズの設計過程において、第1〜第6のいずれかの手段にかかる眼鏡レンズの性能評価方法を利用して設計を行うことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法である。
SM={1−(d/n)D1}−1・(1−aD)−1…(2)
上記(2)式は、メガネレンズを装用する前と後の同一微小物体の大きさ(即ち視角)の比を眼鏡倍率と定義し、をこれをレンズのパラメータから求めるためのものである。D1、D、d、a、nはそれぞれレンズ第1面屈折力、レンズ度数、レンズ厚み、レンズ後方頂点と目の節点との距離、レンズ素材の屈折率である。しかし、上記(2)式が成立するには、下記の条件を満たす必要がある。
1.レンズが光軸に対して回転対称であること、
2.観測物体が光軸上無限遠方にあること。
この実施例は、累進屈折力レンズHOYALUX iD(HOYA株式会社の商品名)とHOYALUX Summit Pro(HOYA株式会社の商品名)の面上の各点について変形指数H=(a/b)−1を求め、その分布図を求めることによって眼鏡レンズの性能を評価する例である。以下、変形指数Hの理論的な根拠を説明し、次に、具体的求め方を説明しながら実施例1にかかる眼鏡レンズの性能評価方法を説明する。
{(dr’)/(dr)}2=[I+Lcos{2(θ’−θ0’)}]−1
…(1)
が得られる。
ここで、
さらに方位角の関係は
tanθ’=(C+Dtanθ)・(A+Btanθ)−1
である。
a={(I−L)−1}1/2 b={(I−L)−1}1/2
H=a/b−1={(1+L)・(I−L)−1}1/2−1
上述のように、眼鏡倍率楕円のパラメータを求めるためには、物体側視角変化に対する像側視角変化の偏導関数値A,B,C,Dを求めればよい。偏導関数値A,B,C,Dを求める方法としては、有限の微小視線偏角Δtを設定し、光線追跡でそれによるΔtt’とΔst’を求め、さらに微小視線偏角Δsを設定し、光線追跡でそれによるΔts’とΔss’を求め、近似的に下記のように求める方法がある。
T’=T’(R,T,S)
C’=C’(R,T,S)
となる。R,T,Sそれぞれにサンプル点を設定し、各サンプル点におけるT’とS’を光線追跡で求め、T’とS’の3次元スプライン補間関数を構築することができる。誤差は各次元のサンプル点の密度を調整してコントロールできる。
dT=dtanα=(dα)/(cos2α)
となり、求めるdtとは異なる。
この実施例では座標変換をリスティング法則に則って行う例を示す。つまり、方向ベクトル(L,M,N)をx軸とするローカル座標系は、
この実施例は、眼鏡レンズの各点について、スキュー変形指数Hs={(a/b)−1}sin2(2θ0’)を求め、その分布図を求めることによって眼鏡レンズの性能を評価する例である。以下、スキュー変形指数Hsの意味及びその求め方を説明する。
ノーマル変形指数Hn={(a/b)−1}cos2(2θ0’)、
スキュー変形指数Hs={(a/b)−1}sin2(2θ0’)
θ0’=0°、90°の場合、Hn=H、Hs=0。
θ0’=±45°の場合、Hn=0、Hs=H。
任意θ0’に対し、H=Hn+Hsが成立する。
このうちスキュー変形指数Hsは「ゆれ・歪み」感覚に近い評価指数と考えられる。スキュー変形指数Hsの具体的もとめ方は、実施例1の方法で変形指数Hを求め、さらにその過程で得られるsin22θ0’を掛けるのみである。
Claims (4)
- 眼鏡レンズの視野内の眼鏡倍率を下記の式(1)で表される(dr’)/(dr)であると定義したときに前記眼鏡倍率の描く軌跡である眼鏡倍率楕円の長軸をaとし、短軸をbとして、H=(a/b)−1で規定したHを変形指数とし、この変形指数Hを求め、この変形指数Hの大小によって眼鏡レンズの性能を評価することを特徴とする眼鏡レンズの性能評価方法。
{(dr’)/(dr)}2=[I+Lcos{2(θ’−θ0’)}]−1
…(1)
ただし、(1)式においては、以下の定義が適用されるものである。
(a)drは、物体側微小視角であり、裸眼の場合において、所定の物体点への視線とこの所定の物体点の近傍の物体点への視線との角度である。なお、所定の物体点は、所定の視線方向に存在し、目(視点)から所定の距離(物体距離)のところに存在する。また、近傍物体点の目からの距離は、所定物体点の目からの距離と同一とする。
(b)dr’は、像側微小視角であり、メガネレンズを装用した状態において、前記所定物体点を見るときの視線と前記近傍物体点を見るときの視線との角度である。
(c)I、L、θ0’は、光線追跡によって求められる定数である。
(d)θ’は前記近傍物体点を見るときの視線の方位角である。
(e)レンズ面形状は平滑であり、全反射が起こらない光線角度であるものとする。
(f)前記眼鏡倍率楕円とは、前記(1)式で表される眼鏡倍率の描く軌跡であって、近傍物体点の方位角によって変化する結果描かれる楕円である。 - Hn={(a/b)−1}cos2(2θ0’)で規定されるHnをノーマル変形指数と定義し、Hs={(a/b)−1}sin2(2θ0’)で規定されるHsをスキュー変形指数と定義して、これらの変形指数のいずれか又は双方を求めて評価することによって眼鏡レンズの性能を評価することを特徴とする請求項1に記載の眼鏡レンズの性能評価方法。
- 前記眼鏡レンズは、累進多焦点レンズであることを特徴とする請求項1又は2に記載の眼鏡レンズの性能評価方法。
- 眼鏡レンズの設計過程において、請求項1〜3のいずれかに記載の眼鏡レンズの性能評価方法を利用して設計を行うことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法。
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