JP4335488B2 - 多焦点プログレッシブ眼鏡レンズ対 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は多焦点眼鏡レンズ(multifocal spectacle lens)に関する。斯かるレンズは、レンズの視野領域に従い変化するジオプトリ度数(dioptric power)を有すると共に、典型的には老眼の眼鏡装着者のために使用される。
【０００２】
多焦点レンズ(multifocal lens)は、全ての距離を視認し得る二重焦点レンズ即ちプログレッシブレンズ(progressive lens)として公知のレンズから成る。これらのレンズは通常、眼鏡レンズの装着者に適合し得る円環状もしくは球状の表面と、所定表面群から選択された非球状面とを備える。非球状面の各点(point)は通常、平均球面(mean sphere)Sおよび円柱(cylinder)Cにより特徴付けられる。平均球面Sは次式により定義される：
【０００３】
【数３】
【０００４】
式中、R1およびR2はメートルで表された最大曲率半径および最小曲率半径であり、nはレンズ材料の屈折率である。
【０００５】
同一の定義により、円柱Cは次式により与えられる：
【０００６】
【数４】
【０００７】
プログレッシブ多焦点眼球用レンズ(progressive multifocal ophthalmic lens)は、遠視野領域(far vision region)、近視野領域(near vision region)、中間視野領域(intermediate vision region)、ならびに、３つの領域を通る累進の主子午線(main meridian of progression)を備える。斯かるレンズに関する追加レンズ度数値(addition value)Aは、遠視野領域の基準点と近視野領域の基準点との間での平均球面における変化量として定義される。
【０００８】
プログレッシブ多焦点眼球用レンズはまた、主要視線(principal line of sight)とも称される累進の主子午線も備えており；該主子午線は通常、眼鏡レンズの装着者が自身の前方の物体空間内における一点を種々の距離にて凝視したときにおける、各レンズの非球状面と視線との交差部として定義される線である。
【０００９】
仏国特許出願第2699294号(FR-A-2 699 294)はその冒頭部分においてプログレッシブ多焦点眼球用レンズの種々の要素(累進の主子午線、遠視野領域、近視野領域、度数追加値(power addition value)など)の更に詳細な定義を記述しており；斯かるレンズに関する装着者の快適さを改善すべく出願人により為された研究も記述している。
【００１０】
多焦点レンズの問題のひとつは、両眼性(binocularity)を考慮することである。実際問題として、人間の視野は２つの眼を通した視野を組合せた結果、又は、２つの眼により提供された像を融合した結果である。左右の眼の網膜上における物体空間の点の像が２個の対応するもしくは相同な点に在る場合、両眼により提供された各像は組合されることから眼鏡レンズの装着者にはひとつの物点(object point)のみが見える。２個の点が完全に相同な点では無くても、それらが相同であることからそれほど離れていなければ、単一の物点を備えた両眼視(binocular vision)となることもある。
【００１１】
多焦点レンズの製造業者が直面する制約条件のひとつは、ひとつの眼に対して適切な度数補正(power correction)を提供し即ち任意の視線方向に対して適切な度数を提供すると共に、２つの眼の各像の適切な融合を許容し即ち両眼視を許容するというレンズを設計することである。
【００１２】
累進の主子午線に関して対称性を有するという先行技術のレンズに関し、各々の眼の輻輳性調節(accommodation convergence)に対処すべく各レンズは約10°だけ部分回転して眼鏡フレームに嵌装するのが通常である。この解決策は極めて粗い概算であり、両眼視を確実にする上で完全に満足行くものでない。
【００１３】
米国特許第4,606,622号(US-A-4,606,622)は、多焦点眼鏡レンズの装着者の２つの眼により提供される各像の融合の問題を論じている。この公報は特に、多焦点プログレッシブレンズ(multifocal progressive lens)における両眼視の問題を論ずると共に、レンズを非直線状の主要視線に適合させることを示唆している。この視線は少なくとも近視野領域において鼻に向けて傾斜される。左右のレンズは対称的である。両眼性を確実にすべく、物体空間における所定点に対して２つの眼から発する視線を考慮すること、および、２個の眼鏡レンズに関するこれらの視線の交点におけるレンズの曲率を考慮することが示唆されており；各視線はレンズの側頭側(temporal side)および鼻側(nasal side)の一方上に延在すると共に、各レンズの対称性の故に曲率の差は単一レンズ上でのみ考慮される。故に該公報は、良好な中心視(foveal vision)を確実にすべく主要視線の切片(intercept)の各側にてレンズの曲率はほぼ対称的であるべきことを示唆している。
【００１４】
米国特許第5,666,184号(US-A-5,666,184)もまた両眼性の問題を論ずると共に、近視野部分においては、主要視線に関して対称的な各点間における水平線上の非点収差(astigmatism)の差を制限することを示唆している。
【００１５】
これらの２つの公報の解決策−すなわち主要視線に関する非点収差の対称性を備えた非対称的設計態様−は静的視野に対しては適切なこともあり、物体空間における点の各像間の差は十分に制限されて多焦点レンズの遠視野領域および近視野領域における両眼視を許容するようにすることから、各レンズはこれらの領域における良好な中心視を確実にする。
【００１６】
しかしながら、この解決策は、動的視野の問題、すなわち、近視野領域および遠視野領域の外側における眼鏡装着者の視野の問題に対する解決策をもたらすものではない。多くの装着者は、不良もしくは不適切な両眼視に由来することもある動的視野の問題の故に多焦点レンズに適合し得ない。
【００１７】
本発明はこの問題に対する解決策を提供する。本発明は、正しい動的視野、ならびに、静的視野範囲外で各々の眼により提供される各像の適切な融合を確実にする光学レンズを提案する。
【００１８】
より詳細には、本発明は、各レンズが、遠視野領域、中間視野領域および近視野領域を備えた非球状面と、主子午線に沿った良好な単眼中心視(monocular foveal vision)および両眼中心視(binocular foveal vision)を有すると共に、上記非球状面の各点Mは次式：
【００１９】
【数５】
【００２０】
式中、R1およびR2はメートルで表された最大曲率半径および最小曲率半径であり、且つ、nはレンズ材料の屈折率である：
により定義される平均球面を有する眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ(progressive ophthalmic spectacle lens)対であって、
所定視線方向に対し、物体空間における２個の点に対する両眼性パラメータ間の差の絶対値は可及的に小さいものであり、
上記物体空間における点(M)に対して上記両眼性パラメータは、装着者が上記点(M)を透過視認する左右のレンズの非球状面上の各点(MD、MG)に対する平均球面の相対差ΔSとして定義される、眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ対を提供する。
【００２１】
本発明の一実施例において、上記相対差ΔSは次式により定義される：
【００２２】
【数６】
【００２３】
式中、SDおよびSGは、装着者が上記点(M)を透過視認する左右のレンズの非球状面の上記各点(MD、MG)における平均球面の各値である。
【００２４】
物体空間における上記２個の点は垂直平面上でサンプリングされ得る。
この場合、上記垂直平面は好適には各レンズから約80cm離間される。
本発明の別実施例において、上記物体空間における上記各点は、当該一群の点を装着者が透過視認する上記非球状面の各点が左右のレンズの各々上に分布される如く選択された上記物体空間内の一群の点からサンプリングされる。
【００２５】
好適には、上記所定視線方向は、装着者の前方に約80cmの距離であり且つ装着者の眼よりも約50cm下方の物点に対応する。
【００２６】
本発明の一実施例において、各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、且つ、上記相対差ΔSは、上記追加レンズ度数値の関数である最大値よりも小さい。
【００２７】
この場合、上記最大値は上記追加レンズ度数値の増加関数であり得る。
上記最大値は好適には、
f(A)=5.9×A−2.35
とした上記追加レンズ度数値の関数fの30％以内である。
【００２８】
本発明の更なる特徴および利点は、添付図面に関して非限定的な例により提供される本発明の一実施例に関する以下の記載から更に明らかとなろう。
【００２９】
本発明は、少なくとも主要視線もしくは主子午線(principal meridian)上で既に良好な中心単眼視もしくは中心両眼視を有するレンズに対し、周縁視野におけるレンズの挙動を改良することを提案するものである。
【００３０】
本発明は、眼球用眼鏡レンズ(ophthalmic spectacle lenses)を定義する上で、所定の凝視点(fixation point)に対して定義された両眼性パラメータを考慮することを提案する。この凝視点は物体空間内の任意の点とされ得る、と言うのも、その唯一の機能は、各瞳が固定位置で静止するのを許容することだけだからである。物体空間における一個の点に対して両眼性パラメータは、両方の瞳中心から上記点に向けて発する光線に対応する各表面の点間での、各レンズの各非球状面に関する平均球面における差、として定義される。本発明は、非球状面レンズに関し、すなわち視野範囲全体に対し、この差が可及的に小さくされるべきことを教示するものである。
【００３１】
本発明はまた、この差に対する上限もしくは最大値も与えるものであり；レンズの非球状面の全ての点に対して、又は、異なる周縁方向(peripheral direction)に対して、上記差が該上限未満であれば、レンズの視野範囲全体に対して容認可能な両眼視が確実となり、眼鏡レンズの装着者は正しい動的視野による恩恵を受ける。
【００３２】
上記最大値は追加レンズ度数値(A)に依存する。上記最大値は追加レンズ度数値(A)の増加関数である。上記両眼性パラメータの最大値は追加レンズ度数値(A)に依存することにより、レンズの非球状面の全体に亙りすなわち視野範囲全体に対して容認可能な両眼視を確実にする。
【００３３】
本願の記述の残部は本発明の好適実施例を開示するものであり、眼鏡レンズ対の左右のレンズの間での平均球面における差を評価すべく格子が使用される。図１は本発明に係る接眼レンズ系の概略図であり、上記格子を示している。
【００３４】
図１には、右眼1、該右眼に対する眼鏡レンズ2、および、本発明に係る各レンズの定義に使用される格子が示されている。図１は、次の如く定義される一群の直交座標(O,x,y,z)が示されており、その原点は点Oである。原点Oは、右側レンズの後面の中心である。それは、右眼の回転中心を含む水平面内で、右眼の回転中心から27mmの距離dに配置される。この距離dは各々の眼の回転中心とそれらの夫々の眼鏡レンズとの間の平均距離に相当することから、各眼鏡レンズの中心は(x,y)平面内に在る。各レンズ間の距離は、左眼および右眼の各瞳間の平均距離と同一に選択され、すなわち、65mmの値に設定される。
【００３５】
x軸はレンズから各々の眼に向けられ；y軸は垂直であり、且つ、z軸は水平であり右から左へと向けられる。
【００３６】
この様に定義された座標においては、上記原点の定義により：
左眼の中心は座標(d, 0, 65 mm)に設定され；
右眼の中心は座標(d, 0, 0 mm)に設定され；
装着者に面する左側眼鏡レンズの表面中心は座標(0, 0, 65 mm)に設定され；且つ、
装着者に面する右側眼鏡レンズの表面中心は座標(0, 0, 0 mm)に設定される。
【００３７】
これらの一群の座標において本発明は、mm単位で(-800; 0; 32.5)という座標に設定された点Gにその中心が設定された垂直格子の使用を提案する。換言すると上記格子は、装着者に面する眼鏡表面から80cmの距離に在り、且つ、水平視線方向においてサジタル平面(sagittal plane)内で眼鏡レンズの装着者の前方に配置されている。
【００３８】
上記格子において、座標群(G, u, v)は次の様に定義される。u軸は上記で定義されたz軸に平行であり、且つ、v軸はy軸に平行である。
【００３９】
図１において眼は所定点Fを見るべく指向されるが、該所定点Fの座標は(-800; -500; 32.5)であり、すなわち、格子座標では(0, -500)である。この点Fの選択は、瞳の位置を表す。本発明に関してこの点を厳密に選択することは特に必須でなく、且つ、本発明の成果は、眼が指向される物体空間内の種々の選択点に対して達成される。
【００４０】
図２は、上記格子の点に対する両眼視の上面図を示している。図２は、この場合には物体平面を構成する格子5と、該物体平面内の点Mとを示している。該図はまた、右側眼鏡レンズ6および左側眼鏡レンズ7、ならびに、右眼および左眼の瞳8および瞳9を示している。図２においてサジタル平面は、上記格子の点Fを通る水平線により象徴される。点CRODおよびCROGは、右眼および左眼の回転中心である。CRTでマークされた点は、頭部の回転中心である。
【００４１】
図２は、点Fから発する光線、および、上記サジタル平面の外側の点Mから発する光線を示している。点Fから発する光線は各レンズの中心の付近を通過し、各々の眼の瞳の中心を通る。それらは厳密に平行ではなく網膜上の対応像を形成し、これらの像は正常に組合されて両眼視を確実にする。
【００４２】
各眼鏡レンズの存在により、点Mから発した光線は各眼鏡レンズを通過するときに屈曲され；それらは夫々の眼の瞳の中心を通過し、所定位置にて左右の眼の網膜に到達するが、これらは両眼視を確実にすべく組合されないこともある。右側レンズから点M1ODへと出て行く不連続線は、装着者の右眼が物点Mを見る物体平面内における位置を表している。同様に、点M1OGは左眼が点Mを見る点である。
【００４３】
所定点Mに関する左右の眼の各像を単一像へと組合せるという両眼視を確実にすべく、本発明は、各レンズの非球状面の点MDとMGとの間での平均球面における差を考慮することを示唆するが、物点Mから発する光線は該点MDおよびMGにて各レンズの非球状面に衝当する。
【００４４】
本発明は、物体空間における一群の点に対してこの差の上限を設定することを示唆する。この制限値は追加レンズ度数値Aと共に変化し、静的視野だけでなく動的視野においても良好な両眼視を確実にする。
【００４５】
換言すると、物体空間における所定点Mに関して本発明は、Mから発して左右の眼の各瞳の中心に行く光線を考慮すると共に、レンズの非球状面に対するこれらの光線の交点における平均球面の差を決定することを示唆する。これらの二個の交点は実際には左右のレンズの非球状面の各点であり、これらの点を通して装着者は自身の周中心視野範囲(perifoveal visual field)において上記点Mを見る。
【００４６】
図１に示された格子の例に戻ると、3,000×3,000mmのサイズの格子を考慮することが可能である；と言うのも上記の点の群に対しては、21×21の点群を考慮すれば、すなわち、座標uおよびvの各々に対して21の可能的値を考慮すれば十分だからである。これらの点の個数が異なり、又は、各点の分布が異なる場合でも、本発明の成果は変わらない。50mm半径のレンズに対して殆どの周辺方向がカバーされるのを確実にするという例において、この格子サイズおよび眼が指向される点の選択は十分なものである。換言すると上記両眼性パラメータは、各レンズの装着者の周中心視野範囲内に分布され、または、各レンズの表面全体に分布された一群の点に対して計算され得る。
【００４７】
次に平均球面における差は、物体空間におけるこれらの点の各々に対して計算され得る。これらの計算の結果は、以下に示され且つ論じられる。図１および図２に関して論じられた例において本発明は、固定視線方向−すなわち固定瞳位置−の使用を示唆すると共に、物体空間における一群の点を選択し、眼の該固定位置に対して平均球面における差を計算することを示唆する。これにより、平均球面差に対する制限が実際に動的視野の質を表すことが確実となる。
【００４８】
図３乃至図６は上記格子の各点に対するレンズの非球状面に関する平均球面の値を示しており；より詳細には、図３乃至図６は非球状面に関する平均球面の値が同一である上記格子の点からなる線を示している。水平軸心はz軸に沿った各点の位置をmm単位で示し、垂直軸心はy軸に沿った各点の位置をmm単位で示している。図３および図４は夫々、先行技術のレンズに対する左眼および右眼に対応している。図５および図６は夫々、本発明に係るレンズに対する左眼および右眼に対応している。図３乃至図６の各レンズは、１ジオプタ(diopter)の追加レンズ度数値(addition)を有する。
【００４９】
図３乃至図６は本質的に左眼および右眼に対する値が対称的であることを示しているが；サジタル平面に関し、左眼に対するレンズが右眼に対するレンズの像(image)である如く各図のレンズが対称的である限りにおいて、これは意外ではない。
【００５０】
換言すると、左右のレンズの平均球面間の差に関する本発明の限定に依れば、各レンズの平均球面の勾配(mean sphere gradient)の絶対値の全体的限定も行われる。
【００５１】
図７乃至図９は、幾つかのレンズに対する平均球面差の種々の値を示している。水平軸心および垂直軸心の座標は図３乃至図６と同一である。これらの図は、平均球面における差の同一の相対値を有する各点の形成する線を示しており；より詳細には上記格子の所定点Mに対し、左右の眼鏡レンズを通り左右の眼に至る光線が計算される。これにより、点Mから発する光線との交点における、レンズの非球状面に関する平均球面の値SDおよびSGが提供される。
【００５２】
各図は、本明細書中で次式により定義された両眼性パラメータとも称される相対球面差ΔSのプロットを示す：
【００５３】
【数７】
【００５４】
【外１】
【００５５】
図７は、１ジオプタの追加レンズ度数値を有する先行技術のレンズに対する平均球面差の各相対値を示している。両眼性パラメータΔSのピーク／谷部間値(peak to valley value)、すなわちレンズ全体に亙るΔSの最大値および最低値の間の差は、6.49である。
【００５６】
図８は、これもまた１ジオプタの追加レンズ度数値を有する本発明に係るレンズの第１実施例に対する各相対値を示している。この場合、ピーク／谷部間値は3.01となる。
【００５７】
図９は、本発明に係るレンズの第２実施例の図を示している。レンズに関するピーク／谷部間値は3.28に達する。
【００５８】
図７乃至図９は垂直線に関して本質的に対称的である。これはΔSの定義に依るものであり；ΔSはサジタル平面内における上記格子の注視点Fに対して計算されるが、左右のレンズは上記サジタル平面に関して対称的だからである。故にΔSは、サジタル平面内の物体空間の各点に対してゼロに等しい。図８および図９は、図７とは対照的に差ΔSの大きな値は示していない。
【００５９】
２ジオプタの追加レンズ度数値に対しては、8のピーク／谷部間値が適切である。
物体空間における同一点に関連する非球状面上の点の各対間の平均球面差に対する本発明の限定は、上記で説明された如く一対のレンズに対して計算され得る。この限定は、追加レンズ度数値Aに依存する。上記で論じた如く、それは追加レンズ度数値Aの増加関数である。
【００６０】
好適には、平均球面差に対する最大値は、次式で記述され得る追加レンズ度数値の関数fの30％以内である：
f(A)=5.9×A−2.35
【００６１】
左右のレンズが上記サジタル平面に関して対称的に選択される場合、レンズの鼻側における１つの点は、サジタル平面に関する対称性においてレンズの側頭側の点の像(image)である。
【００６２】
本発明の各レンズは、レンズの考えられる各装着者に関し、両眼間の距離、各眼鏡レンズの位置などの検眼計測パラメータ(optometric parameters)の平均値に対応するこれらの検眼計測パラメータを有する眼鏡の理論上の装着者を使用して定義される。斯かる各パラメータは、当業者に対して公知である。
【００６３】
本発明は、それ自体が公知である最適化プロセスを使用して各眼鏡レンズを定義すべく使用され得る。それ自体公知である如く、各レンズの表面は連続的であり且つ３回に亙り連続的に微分可能(derivable)である。プログレッシブレンズの表面は、コンピュータを使用し、所定個数のレンズパラメータに対して制限条件(limiting condition)を設定してデジタル式最適化法(digital optimization)によって求められ得る。本発明は制限条件のひとつとして、上記差ΔSの最大値を使用することを示唆する。
【００６４】
上述の格子システムは、物体空間における所定点に対応すべく、各レンズの各非球状面上の点の各対を定義するひとつの解決策にすぎないということを理解すべきである。点の各対を定義する上では物体空間内の異なる各点を使用し得るものであり；本出願人が行った試験および実験では、物体空間内における一群の点の選択によって本発明の成果は変わらず；一群の点は、動的視野および両眼性が達成されるべき物体フィールド(object field)の領域を表すにすぎないことが示された。注視点もしくは凝視点Fもまた、上記好適実施例で選択されたものと異なり得る。
【００６５】
図２の例において、レンズの非球状面は装着者から離間した方向に向けられることから、平均球面差は各レンズの各外側面の点に対して測定される。本発明は、非球状面が装着者を向く表面である場合にも、各レンズ対して実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係る接眼レンズ系(eye-lens system)の概略図である。
【図２】 図２は、格子の一点の両眼視の上面図である。
【図３】 図３は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図４】 図４は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図５】 図５は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図６】 図６は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図７】 図７は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
【図８】 図８は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
【図９】 図９は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
本発明は多焦点眼鏡レンズ(multifocal spectacle lens)に関する。斯かるレンズは、レンズの視野領域に従い変化するジオプトリ度数(dioptric power)を有すると共に、典型的には老眼の眼鏡装着者のために使用される。
【０００２】
多焦点レンズ(multifocal lens)は、全ての距離を視認し得る二重焦点レンズ即ちプログレッシブレンズ(progressive lens)として公知のレンズから成る。これらのレンズは通常、眼鏡レンズの装着者に適合し得る円環状もしくは球状の表面と、所定表面群から選択された非球状面とを備える。非球状面の各点(point)は通常、平均球面(mean sphere)Sおよび円柱(cylinder)Cにより特徴付けられる。平均球面Sは次式により定義される：
【０００３】
【数３】
式中、R1およびR2はメートルで表された最大曲率半径および最小曲率半径であり、nはレンズ材料の屈折率である。
【０００５】
同一の定義により、円柱Cは次式により与えられる：
【０００６】
【数４】
プログレッシブ多焦点眼球用レンズ(progressive multifocal ophthalmic lens)は、遠視野領域(far vision region)、近視野領域(near vision region)、中間視野領域(intermediate vision region)、ならびに、３つの領域を通る累進の主子午線(main meridian of progression)を備える。斯かるレンズに関する追加レンズ度数値(addition value)Aは、遠視野領域の基準点と近視野領域の基準点との間での平均球面における変化量として定義される。
【０００８】
プログレッシブ多焦点眼球用レンズはまた、主要視線(principal line of sight)とも称される累進の主子午線も備えており；該主子午線は通常、眼鏡レンズの装着者が自身の前方の物体空間内における一点を種々の距離にて凝視したときにおける、各レンズの非球状面と視線との交差部として定義される線である。
【０００９】
仏国特許出願第2699294号(FR-A-2 699 294)はその冒頭部分においてプログレッシブ多焦点眼球用レンズの種々の要素(累進の主子午線、遠視野領域、近視野領域、度数追加値(power addition value)など)の更に詳細な定義を記述しており；斯かるレンズに関する装着者の快適さを改善すべく出願人により為された研究も記述している。
【００１０】
多焦点レンズの問題のひとつは、両眼性(binocularity)を考慮することである。実際問題として、人間の視野は２つの眼を通した視野を組合せた結果、又は、２つの眼により提供された像を融合した結果である。左右の眼の網膜上における物体空間の点の像が２個の対応するもしくは相同な点に在る場合、両眼により提供された各像は組合されることから眼鏡レンズの装着者にはひとつの物点(object point)のみが見える。２個の点が完全に相同な点では無くても、それらが相同であることからそれほど離れていなければ、単一の物点を備えた両眼視(binocular vision)となることもある。
【００１１】
多焦点レンズの製造業者が直面する制約条件のひとつは、ひとつの眼に対して適切な度数補正(power correction)を提供し即ち任意の視線方向に対して適切な度数を提供すると共に、２つの眼の各像の適切な融合を許容し即ち両眼視を許容するというレンズを設計することである。
【００１２】
累進の主子午線に関して対称性を有するという先行技術のレンズに関し、各々の眼の輻輳性調節(accommodation convergence)に対処すべく各レンズは約10°だけ部分回転して眼鏡フレームに嵌装するのが通常である。この解決策は極めて粗い概算であり、両眼視を確実にする上で完全に満足行くものでない。
【００１３】
米国特許第4,606,622号(US-A-4,606,622)は、多焦点眼鏡レンズの装着者の２つの眼により提供される各像の融合の問題を論じている。この公報は特に、多焦点プログレッシブレンズ(multifocal progressive lens)における両眼視の問題を論ずると共に、レンズを非直線状の主要視線に適合させることを示唆している。この視線は少なくとも近視野領域において鼻に向けて傾斜される。左右のレンズは対称的である。両眼性を確実にすべく、物体空間における所定点に対して２つの眼から発する視線を考慮すること、および、２個の眼鏡レンズに関するこれらの視線の交点におけるレンズの曲率を考慮することが示唆されており；各視線はレンズの側頭側(temporal side)および鼻側(nasal side)の一方上に延在すると共に、各レンズの対称性の故に曲率の差は単一レンズ上でのみ考慮される。故に該公報は、良好な中心視(foveal vision)を確実にすべく主要視線の切片(intercept)の各側にてレンズの曲率はほぼ対称的であるべきことを示唆している。
【００１４】
米国特許第5,666,184号(US-A-5,666,184)もまた両眼性の問題を論ずると共に、近視野部分においては、主要視線に関して対称的な各点間における水平線上の非点収差(astigmatism)の差を制限することを示唆している。
【００１５】
これらの２つの公報の解決策−すなわち主要視線に関する非点収差の対称性を備えた非対称的設計態様−は静的視野に対しては適切なこともあり、物体空間における点の各像間の差は十分に制限されて多焦点レンズの遠視野領域および近視野領域における両眼視を許容するようにすることから、各レンズはこれらの領域における良好な中心視を確実にする。
【００１６】
しかしながら、この解決策は、動的視野の問題、すなわち、近視野領域および遠視野領域の外側における眼鏡装着者の視野の問題に対する解決策をもたらすものではない。多くの装着者は、不良もしくは不適切な両眼視に由来することもある動的視野の問題の故に多焦点レンズに適合し得ない。
【００１７】
本発明はこの問題に対する解決策を提供する。本発明は、正しい動的視野、ならびに、静的視野範囲外で各々の眼により提供される各像の適切な融合を確実にする光学レンズを提案する。
【００１８】
より詳細には、本発明は、各レンズが、遠視野領域、中間視野領域および近視野領域を備えた非球状面と、主子午線に沿った良好な単眼中心視(monocular foveal vision)および両眼中心視(binocular foveal vision)を有すると共に、上記非球状面の各点Mは次式：
【００１９】
【数５】
式中、R1およびR2はメートルで表された最大曲率半径および最小曲率半径であり、且つ、nはレンズ材料の屈折率である：
により定義される平均球面を有する眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ(progressive ophthalmic spectacle lens)対であって、
所定視線方向に対し、物体空間における２個の点に対する両眼性パラメータ間の差の絶対値は可及的に小さいものであり、
上記物体空間における点(M)に対して上記両眼性パラメータは、装着者が上記点(M)を透過視認する左右のレンズの非球状面上の各点(MD、MG)に対する平均球面の相対差ΔSとして定義される、眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ対を提供する。
【００２１】
本発明の一実施例において、上記相対差ΔSは次式により定義される：
【００２２】
【数６】
式中、SDおよびSGは、装着者が上記点(M)を透過視認する左右のレンズの非球状面の上記各点(MD、MG)における平均球面の各値である。
【００２４】
物体空間における上記２個の点は垂直平面上でサンプリングされ得る。
この場合、上記垂直平面は好適には各レンズから約80cm離間される。
本発明の別実施例において、上記物体空間における上記各点は、当該一群の点を装着者が透過視認する上記非球状面の各点が左右のレンズの各々上に分布される如く選択された上記物体空間内の一群の点からサンプリングされる。
【００２５】
好適には、上記所定視線方向は、装着者の前方に約80cmの距離であり且つ装着者の眼よりも約50cm下方の物点に対応する。
【００２６】
本発明の一実施例において、各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、且つ、上記相対差ΔSは、上記追加レンズ度数値の関数である最大値よりも小さい。
【００２７】
この場合、上記最大値は上記追加レンズ度数値の増加関数であり得る。
上記最大値は好適には、
f(A)=5.9×A−2.35
とした上記追加レンズ度数値の関数fの30％以内である。
【００２８】
本発明の更なる特徴および利点は、添付図面に関して非限定的な例により提供される本発明の一実施例に関する以下の記載から更に明らかとなろう。
【００２９】
本発明は、少なくとも主要視線もしくは主子午線(principal meridian)上で既に良好な中心単眼視もしくは中心両眼視を有するレンズに対し、周縁視野におけるレンズの挙動を改良することを提案するものである。
【００３０】
本発明は、眼球用眼鏡レンズ(ophthalmic spectacle lenses)を定義する上で、所定の凝視点(fixation point)に対して定義された両眼性パラメータを考慮することを提案する。この凝視点は物体空間内の任意の点とされ得る、と言うのも、その唯一の機能は、各瞳が固定位置で静止するのを許容することだけだからである。物体空間における一個の点に対して両眼性パラメータは、両方の瞳中心から上記点に向けて発する光線に対応する各表面の点間での、各レンズの各非球状面に関する平均球面における差、として定義される。本発明は、非球状面レンズに関し、すなわち視野範囲全体に対し、この差が可及的に小さくされるべきことを教示するものである。
【００３１】
本発明はまた、この差に対する上限もしくは最大値も与えるものであり；レンズの非球状面の全ての点に対して、又は、異なる周縁方向(peripheral direction)に対して、上記差が該上限未満であれば、レンズの視野範囲全体に対して容認可能な両眼視が確実となり、眼鏡レンズの装着者は正しい動的視野による恩恵を受ける。
【００３２】
上記最大値は追加レンズ度数値(A)に依存する。上記最大値は追加レンズ度数値(A)の増加関数である。上記両眼性パラメータの最大値は追加レンズ度数値(A)に依存することにより、レンズの非球状面の全体に亙りすなわち視野範囲全体に対して容認可能な両眼視を確実にする。
【００３３】
本願の記述の残部は本発明の好適実施例を開示するものであり、眼鏡レンズ対の左右のレンズの間での平均球面における差を評価すべく格子が使用される。図１は本発明に係る接眼レンズ系の概略図であり、上記格子を示している。
【００３４】
図１には、右眼1、該右眼に対する眼鏡レンズ2、および、本発明に係る各レンズの定義に使用される格子が示されている。図１は、次の如く定義される一群の直交座標(O,x,y,z)が示されており、その原点は点Oである。原点Oは、右側レンズの後面の中心である。それは、右眼の回転中心を含む水平面内で、右眼の回転中心から27mmの距離dに配置される。この距離dは各々の眼の回転中心とそれらの夫々の眼鏡レンズとの間の平均距離に相当することから、各眼鏡レンズの中心は(x,y)平面内に在る。各レンズ間の距離は、左眼および右眼の各瞳間の平均距離と同一に選択され、すなわち、65mmの値に設定される。
【００３５】
x軸はレンズから各々の眼に向けられ；y軸は垂直であり、且つ、z軸は水平であり右から左へと向けられる。
【００３６】
この様に定義された座標においては、上記原点の定義により：
左眼の中心は座標(d, 0, 65 mm)に設定され；
右眼の中心は座標(d, 0, 0 mm)に設定され；
装着者に面する左側眼鏡レンズの表面中心は座標(0, 0, 65 mm)に設定され；且つ、
装着者に面する右側眼鏡レンズの表面中心は座標(0, 0, 0 mm)に設定される。
【００３７】
これらの一群の座標において本発明は、mm単位で(-800; 0; 32.5)という座標に設定された点Gにその中心が設定された垂直格子の使用を提案する。換言すると上記格子は、装着者に面する眼鏡表面から80cmの距離に在り、且つ、水平視線方向においてサジタル平面(sagittal plane)内で眼鏡レンズの装着者の前方に配置されている。
【００３８】
上記格子において、座標群(G, u, v)は次の様に定義される。u軸は上記で定義されたz軸に平行であり、且つ、v軸はy軸に平行である。
【００３９】
図１において眼は所定点Fを見るべく指向されるが、該所定点Fの座標は(-800; -500; 32.5)であり、すなわち、格子座標では(0, -500)である。この点Fの選択は、瞳の位置を表す。本発明に関してこの点を厳密に選択することは特に必須でなく、且つ、本発明の成果は、眼が指向される物体空間内の種々の選択点に対して達成される。
【００４０】
図２は、上記格子の点に対する両眼視の上面図を示している。図２は、この場合には物体平面を構成する格子5と、該物体平面内の点Mとを示している。該図はまた、右側眼鏡レンズ6および左側眼鏡レンズ7、ならびに、右眼および左眼の瞳8および瞳9を示している。図２においてサジタル平面は、上記格子の点Fを通る水平線により象徴される。点CRODおよびCROGは、右眼および左眼の回転中心である。CRTでマークされた点は、頭部の回転中心である。
【００４１】
図２は、点Fから発する光線、および、上記サジタル平面の外側の点Mから発する光線を示している。点Fから発する光線は各レンズの中心の付近を通過し、各々の眼の瞳の中心を通る。それらは厳密に平行ではなく網膜上の対応像を形成し、これらの像は正常に組合されて両眼視を確実にする。
【００４２】
各眼鏡レンズの存在により、点Mから発した光線は各眼鏡レンズを通過するときに屈曲され；それらは夫々の眼の瞳の中心を通過し、所定位置にて左右の眼の網膜に到達するが、これらは両眼視を確実にすべく組合されないこともある。右側レンズから点M1ODへと出て行く不連続線は、装着者の右眼が物点Mを見る物体平面内における位置を表している。同様に、点M1OGは左眼が点Mを見る点である。
【００４３】
所定点Mに関する左右の眼の各像を単一像へと組合せるという両眼視を確実にすべく、本発明は、各レンズの非球状面の点MDとMGとの間での平均球面における差を考慮することを示唆するが、物点Mから発する光線は該点MDおよびMGにて各レンズの非球状面に衝当する。
【００４４】
本発明は、物体空間における一群の点に対してこの差の上限を設定することを示唆する。この制限値は追加レンズ度数値Aと共に変化し、静的視野だけでなく動的視野においても良好な両眼視を確実にする。
【００４５】
換言すると、物体空間における所定点Mに関して本発明は、Mから発して左右の眼の各瞳の中心に行く光線を考慮すると共に、レンズの非球状面に対するこれらの光線の交点における平均球面の差を決定することを示唆する。これらの二個の交点は実際には左右のレンズの非球状面の各点であり、これらの点を通して装着者は自身の周中心視野範囲(perifoveal visual field)において上記点Mを見る。
【００４６】
図１に示された格子の例に戻ると、3,000×3,000mmのサイズの格子を考慮することが可能である；と言うのも上記の点の群に対しては、21×21の点群を考慮すれば、すなわち、座標uおよびvの各々に対して21の可能的値を考慮すれば十分だからである。これらの点の個数が異なり、又は、各点の分布が異なる場合でも、本発明の成果は変わらない。50mm半径のレンズに対して殆どの周辺方向がカバーされるのを確実にするという例において、この格子サイズおよび眼が指向される点の選択は十分なものである。換言すると上記両眼性パラメータは、各レンズの装着者の周中心視野範囲内に分布され、または、各レンズの表面全体に分布された一群の点に対して計算され得る。
【００４７】
次に平均球面における差は、物体空間におけるこれらの点の各々に対して計算され得る。これらの計算の結果は、以下に示され且つ論じられる。図１および図２に関して論じられた例において本発明は、固定視線方向−すなわち固定瞳位置−の使用を示唆すると共に、物体空間における一群の点を選択し、眼の該固定位置に対して平均球面における差を計算することを示唆する。これにより、平均球面差に対する制限が実際に動的視野の質を表すことが確実となる。
【００４８】
図３乃至図６は上記格子の各点に対するレンズの非球状面に関する平均球面の値を示しており；より詳細には、図３乃至図６は非球状面に関する平均球面の値が同一である上記格子の点からなる線を示している。水平軸心はz軸に沿った各点の位置をmm単位で示し、垂直軸心はy軸に沿った各点の位置をmm単位で示している。図３および図４は夫々、先行技術のレンズに対する左眼および右眼に対応している。図５および図６は夫々、本発明に係るレンズに対する左眼および右眼に対応している。図３乃至図６の各レンズは、１ジオプタ(diopter)の追加レンズ度数値(addition)を有する。
【００４９】
図３乃至図６は本質的に左眼および右眼に対する値が対称的であることを示しているが；サジタル平面に関し、左眼に対するレンズが右眼に対するレンズの像(image)である如く各図のレンズが対称的である限りにおいて、これは意外ではない。
【００５０】
換言すると、左右のレンズの平均球面間の差に関する本発明の限定に依れば、各レンズの平均球面の勾配(mean sphere gradient)の絶対値の全体的限定も行われる。
【００５１】
図７乃至図９は、幾つかのレンズに対する平均球面差の種々の値を示している。水平軸心および垂直軸心の座標は図３乃至図６と同一である。これらの図は、平均球面における差の同一の相対値を有する各点の形成する線を示しており；より詳細には上記格子の所定点Mに対し、左右の眼鏡レンズを通り左右の眼に至る光線が計算される。これにより、点Mから発する光線との交点における、レンズの非球状面に関する平均球面の値SDおよびSGが提供される。
【００５２】
各図は、本明細書中で次式により定義された両眼性パラメータとも称される相対球面差ΔSのプロットを示す：
【００５３】
【数７】
【外１】
図７は、１ジオプタの追加レンズ度数値を有する先行技術のレンズに対する平均球面差の各相対値を示している。両眼性パラメータΔSのピーク／谷部間値(peak to valley value)、すなわちレンズ全体に亙るΔSの最大値および最低値の間の差は、6.49である。
【００５６】
図８は、これもまた１ジオプタの追加レンズ度数値を有する本発明に係るレンズの第１実施例に対する各相対値を示している。この場合、ピーク／谷部間値は3.01となる。
【００５７】
図９は、本発明に係るレンズの第２実施例の図を示している。レンズに関するピーク／谷部間値は3.28に達する。
【００５８】
図７乃至図９は垂直線に関して本質的に対称的である。これはΔSの定義に依るものであり；ΔSはサジタル平面内における上記格子の注視点Fに対して計算されるが、左右のレンズは上記サジタル平面に関して対称的だからである。故にΔSは、サジタル平面内の物体空間の各点に対してゼロに等しい。図８および図９は、図７とは対照的に差ΔSの大きな値は示していない。
【００５９】
２ジオプタの追加レンズ度数値に対しては、8のピーク／谷部間値が適切である。
物体空間における同一点に関連する非球状面上の点の各対間の平均球面差に対する本発明の限定は、上記で説明された如く一対のレンズに対して計算され得る。この限定は、追加レンズ度数値Aに依存する。上記で論じた如く、それは追加レンズ度数値Aの増加関数である。
【００６０】
好適には、平均球面差に対する最大値は、次式で記述され得る追加レンズ度数値の関数fの30％以内である：
f(A)=5.9×A−2.35
【００６１】
左右のレンズが上記サジタル平面に関して対称的に選択される場合、レンズの鼻側における１つの点は、サジタル平面に関する対称性においてレンズの側頭側の点の像(image)である。
【００６２】
本発明の各レンズは、レンズの考えられる各装着者に関し、両眼間の距離、各眼鏡レンズの位置などの検眼計測パラメータ(optometric parameters)の平均値に対応するこれらの検眼計測パラメータを有する眼鏡の理論上の装着者を使用して定義される。斯かる各パラメータは、当業者に対して公知である。
【００６３】
本発明は、それ自体が公知である最適化プロセスを使用して各眼鏡レンズを定義すべく使用され得る。それ自体公知である如く、各レンズの表面は連続的であり且つ３回に亙り連続的に微分可能(derivable)である。プログレッシブレンズの表面は、コンピュータを使用し、所定個数のレンズパラメータに対して制限条件(limiting condition)を設定してデジタル式最適化法(digital optimization)によって求められ得る。本発明は制限条件のひとつとして、上記差ΔSの最大値を使用することを示唆する。
【００６４】
上述の格子システムは、物体空間における所定点に対応すべく、各レンズの各非球状面上の点の各対を定義するひとつの解決策にすぎないということを理解すべきである。点の各対を定義する上では物体空間内の異なる各点を使用し得るものであり；本出願人が行った試験および実験では、物体空間内における一群の点の選択によって本発明の成果は変わらず；一群の点は、動的視野および両眼性が達成されるべき物体フィールド(object field)の領域を表すにすぎないことが示された。注視点もしくは凝視点Fもまた、上記好適実施例で選択されたものと異なり得る。
【００６５】
図２の例において、レンズの非球状面は装着者から離間した方向に向けられることから、平均球面差は各レンズの各外側面の点に対して測定される。本発明は、非球状面が装着者を向く表面である場合にも、各レンズ対して実施され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係る接眼レンズ系(eye-lens system)の概略図である。
【図２】 図２は、格子の一点の両眼視の上面図である。
【図３】 図３は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図４】 図４は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図５】 図５は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図６】 図６は、レンズの非球状面に関する平均球面の値を示している。
【図７】 図７は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
【図８】 図８は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
【図９】 図９は、眼鏡レンズ対に対する本発明の両眼性パラメータ(binocularity parameter)の値を示している。
Claims (14)
- 各レンズが、遠視野領域、中間視野領域および近視野領域を備えた非球状面と、主子午線を有すると共に、前記非球状面の各点は次式：
により定義される平均球面を有する眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ対であって、
各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、
物体空間における点Mに対する所定視線方向に対し、両眼性パラメータは、装着者が前記点Mを透過視認する左右のレンズの非球状面上の各点M D 、M G に対する平均球面の相対差ΔSとして定義され、
前記物体空間における前記点Mの組に対して、サジタル平面の一方側における両眼性パラメータの最大値と最小値との間の差として定義される両眼性パラメータのピーク／谷部間値の絶対値は、
f(A)=5.9×A−2.35
とした前記追加レンズ度数値の関数fの30％以内であり、
前記相対差ΔSは次式により定義される、眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ対：
- 物体空間における前記点の組は垂直平面上でサンプリングされる、請求項１に記載の眼鏡レンズ対。
- 前記垂直平面は各レンズから約80cm離間される、請求項２記載の眼鏡レンズ対。
- 物体空間における前記点の組は、装着者が前記点の組の前記点を視認するときに透過する前記非球状面上の点が左右のレンズの各々上に分布されるように選択される、請求項１乃至３のいずれかに記載の眼鏡レンズ対。
- 前記所定視線方向は、装着者の前方に約80cmの距離であり且つ装着者の眼よりも約50cm下方の物点に対応する、請求項１乃至４のいずれかに記載の眼鏡レンズ対。
- 各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、且つ、
前記相対差ΔSは、前記追加レンズ度数値の関数である最大値よりも小さい、請求項１乃至５のいずれかに記載の眼鏡レンズ対。 - 前記最大値は前記追加レンズ度数値の増加関数である、請求項６記載の眼鏡レンズ対。
- 最適化プロセスを用いる眼球用プログレッシブ眼鏡レンズ対を定義する方法であって、
各レンズが、遠視野領域、中間視野領域および近視野領域を備えた非球状面と、主子午線を有すると共に、前記非球状面の各点は次式：
により定義される平均球面を有していて、
両眼性パラメータを、レンズの考えられる装着者に関する検眼計測パラメータの平均値に対応する検眼計測パラメータを有する理論上の装着者に対して、所定視線方向に対して、且つ、物体空間における点Mに対して、装着者が前記点Mを透過視認する左右のレンズの非球状面上の各点M D 、M G に対する平均球面の相対差ΔSとして定義することであって、前記相対差ΔSは、SD が前記点M D における平均球面の値であり、かつS G が前記点M G における平均球面の値であるとして次式により定義されることと、
により特徴付けられる方法。 - 前記所定視線方向は、装着者の前方に約80cmの距離であり且つ装着者の眼よりも約50cm下方の物点に対応する、請求項８に記載の方法。
- 前記相対差ΔSの最大値が最適化プロセスにおける制限条件のひとつとして使用される、請求項８または９に記載の方法。
- 各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、且つ、
前記相対差の最大値は、前記追加レンズ度数値の関数である、請求項１０に記載の方法。 - 前記最大値は前記追加レンズ度数値の増加関数である、請求項１１に記載の方法。
- 各レンズの非球状面は、近視野領域の基準点と遠視野領域の基準点との間での平均球面における差として定義された追加レンズ度数値(A)を有し、且つ、
前記相対差ΔSの最大値は、fを前記追加レンズ度数値の関数、すなわち
f(A)=5.9×A−2.35
として、0.70f(A)と1.3f(A)との間である、請求項８乃至１２のいずれかに記載の方法。 - 検眼計測パラメータの平均値は、左眼と右眼の間の距離の65mmと、眼の回転中心と対応するレンズの後面の中心との間の距離の27mmとを含む、請求項８乃至１３のいずれかに記載の方法。
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