JP4573915B2 - ２つの非球面を有する強化眼鏡レンズ - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、請求の範囲の請求項１における上位概念部分に記載された２つの非球面を有する単焦点眼鏡レンズに関するものである。
背景技術
この種の眼鏡レンズは、欧州特許第０ ５６０ ９９９ Ａ１号の実施例７によって知られている。そこに記載された眼鏡レンズは、回転軸に対称的な１つの非球面を、したがって頂点において同一の主曲率半径を有する１つの面を有し、また１つの、いわゆる「非トーリック」を有し、したがっていわゆる球面度および追加的に乱視度を有している。欧州特許第０ ５６０ ９９９ Ａ１号の課題は、本質的に、乱視度を有する眼鏡レンズにおける、収差を減少するとともに、レンズの厚みを減少することにある。
このため、この欧州特許の図５との関連において、より高次の項の影響が、頂点からの距離における子午線の曲率半径との関連において論じられている。しかし欧州特許第０ ５６０ ９９９ Ａ１号の右の図から、上記のより高次の項は、実際の眼鏡レンズ面に影響しないように選ばれている。
今では近代的でない水滴状フレームに眼鏡レンズが取り付けられる場合でさえも、頂点から３５ｍｍを越える距離はレンズ上に存在しない。しかし欧州特許第０ ５６０ ９９９ Ａ１号の図５から、この欧州特許によれば、高次の項が初めて現れるのは約４０ｍｍ以下である。
さて本発明により、欧州特許第０ ５６０ ９９９ Ａ１号に開示された上記の概念に基いて、厚みの減少および収差の誤差の減少に関しては最大のポテンシャルを得ることはできないことがわかった。
正の屈折力のみを有する非球面眼鏡レンズは、欧州特許第０ ３７９ ９７６ Ｂ１号の記載から知られている。そのレンズの前面は非球面で、目の側の面は、従来の通り球面またはトーリック面に形成されている。この欧州特許の記載によると、頂点からの距離の増大により、曲率の最初の導入が一度減少し、次に増大する時は、さらに良好な光学的画像によって、中央の厚みを減少することができる。しかしこの教示は、光学的効果、すなわち屈折力ならびに収差の誤差、特に非点収差と屈折力の誤差を規定するものは、曲率のみではなくて、主曲率であることを見落としている。
要するに、欧州特許第０ ３７９ ９７６ Ｂ１号記載の子午線の曲率の変化量の推移の条件を満たしても、最新技術の面を構成するには十分ではない。
発明の開示
この発明の目的は、２つの非球面を有する単焦点眼鏡レンズを提供することである。少なくとも１つの非球面は、頂点において同一の主曲率半径を有し、臨界厚さ（すなわち正の度数を有するレンズの中心厚および負の度数を有するレンズの周縁厚さの臨界厚さ）の減少と収差の減少とが均衡を保つだけでなく、両方の値の減少ができるだけ大きいことを特徴とする非球面である。
上記の課題の解決は、請求の範囲１に記載されている。この発明の他の態様は請求の範囲の請求項２以降に記載されている。
本発明により、２つの非球面を有する単焦点眼鏡レンズにおいて、臨界的厚みならびに収差の誤差、すなわち特に非点収差および屈折誤差が公知のものよりも強い場合、次のようにこれを減少することができることがわかった。
すなわち平均表面屈折力
Ｂ_f＝（ｎ−１）／２×（１／Ｒ₁＋１／Ｒ₂）
（式中、Ｒ₁は面の任意の点における主曲率半径１または２である）は、１つ以上の面を任意の子午線に対する頂点からの距離ｈの関数として、すなわち定常な方位角φにおいて、１つの極限値およびまたは値０を有する。その際、極限値ならびに値０が各子午線上に現れるようにすると好ましい。
本発明による上記の構成によって、非常に小さい臨界的厚みの場合においても、非点収差および屈折の誤差は、中央の範囲において、すなわち頂点から約２０ミリメートルの範囲において、非常に小さい値にすることができる。この範囲は、０．１ｄｐｔ以下と推定される。
この範囲に続く、半径３０ミリメートルまでの環状の範囲においてさえも、２つの誤差の値はごく小さいが、まだ直接に見ることができる。その外側の範囲すなわち半径３０ミリメートル以上の範囲では、まだ直接に見ることが可能であるが、間接的に観測するほうが実際的である。
負の屈折力を有する眼鏡レンズにおいて、縁の厚みが臨界的厚みである場合、ただ１つの非球面を有する従来の眼鏡レンズに対して、この値を３０％にまで減少することができる。正の屈折力を有するレンズでは、すでに１つの非球面の利用によって、中央部の厚みを、従来の球面レンズよりも非常に強く減少しており、中央の厚みを約１０％ほど減少させることができる。
本発明の概念が正の度数をもつ眼鏡レンズにも負の度数をもつものにも適していることが、驚くべき方法で解明された。本発明の利点は、全部の度数が−１０ｄｐｔから＋８ｄｐｔの範囲に存在する眼鏡レンズにおいて、特に顕著である。
いかなる場合にも、本発明により与えられた条件が、２つの非球面上の平均表面屈折力に対して保たれている時は有利である。その際、１つの極限値ならびに平均表面屈折力のゼロの位置が両方とも存在すると、さらに有利である。
本発明の眼鏡レンズが純粋に非球面構造である時は、２つの回転対称的な面を有することができる。１つの円筒状の構造の追加によって、１つの面は非トーリック面であり得る。したがって１つの面は、種々の主断面において、種々の度数をもつことができる。他の面は、回転対称的な面であり得るし、または頂点において同一の主曲率半径を有するが、しかし縁の範囲において主曲率半径の異なる１つの面であり得る。
本発明の眼鏡レンズにおいて、レンズの最大および最小厚み間の差Δｄは、球面度ｓｐｈ、乱視度ｃｙｌ、屈折率ｎおよびレンズの直径φの関数ｆである。ただしｆは
Δｄ＝ｆ（ｓｐｈ、ｃｙｌ、ｎ、φ）≦ａ＋ｂ×（ｎ−１．５）＋ｃ×（φ−６６ｍｍ）
その際
ａ＝ｆ′（ｓｐｈ、ｃｙｌ）＝ａ１＋ｂ１×｜ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ｜
ｂ＝ｆ″（ｓｐｈ、ｃｙｌ）＝ａ２＋ｂ２×｜ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ｜
ｃ＝ｆ″′（ｓｐｈ、ｃｙｌ）＝ｂ３×｜ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ｜
なお係数は、構造によって異なる。
実用的な係数の例。
ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ≦−１．０ｄｐｔ、および
ａ１≦−０．３ｍｍ、およびｂ１≦１．２ｍｍ／ｄｐｔ。
その際、次の係数は特に有利である。
ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ≦−１．０ｄｐｔ、および
ａ１＝−０．４ｍｍ、およびｂ１＝１．１ｍｍ／ｄｐｔ。
また、次の係数の例がある。
ｓｐｈ＋０．５×ｃｙｌ≧２ｄｐｔ
その際、次の係数が有利である。
ａ１≦−０．０５ｍｍ、およびｂ１≦１．０５ｍｍ／ｄｐｔ。
他の例は次の通りである。
ａ１＝−０．２ｍｍ、およびｂ１＝１．０５ｍｍ／ｄｐｔ。
いかなる場合にも、係数ａ１、ｂ２およびｂ３は以下に与えられる。
ａ２＝−２ｍｍ、
ｂ２＝−０．２ｍｍ／ｄｐｔ、
ｂ３＝０．０４ｍ。
本発明の次の形態において、非点収差ａｓｔおよび屈折誤差ｒｅｆは、頂点の約２０ミリメートルの半径において、極めて小さな値であり、これに続く、最大半径約３０ミリメートルの範囲では、より大きい値であるが、まだ直接に観察できる程度である。半径３０ミリメートル以上の範囲ではまだ間接的に観察することができ、次式で示される。
ａｓｔ＝ａｓｔ（ｓ）≦ａ１１＋ｂ１１×ｓ、
ｒｅｆ＝ｒｅｆ（ｓ）≦ａ２１＋ｂ２２×ｓ。
ただしｓは、より強い主断面度数をもつことを表す。

Claims (3)

1. ２つの非球面を有し、そのうちの少なくとも１つの非球面が、頂点において、同一の二つの主曲率半径を有する単焦点眼鏡レンズにおいて、
   前記２つの非球面の平均表面屈折力、
   Ｂ_f＝（ｎ−１）／２×（１／Ｒ₁＋１／Ｒ₂）
   （式中、ｎは屈折率、Ｒ₁、Ｒ₂は非球面の任意の点における主曲率半径１または２である）は、頂点からの任意の点の定常方位角φにおいて、頂点からの距離ｈの関数となっており、当該関数は極限値と値０を有し、
   頂点の周囲約２０ミリメートルの半径を有する範囲において非点収差と屈折誤差の値が０．１ｄｐｔ未満である、
   ことを特徴とする眼鏡レンズ。
2. 前記２つの非球面が回転対称的な面であることを特徴とする請求項１記載の眼鏡レンズ。
3. １つの非球面が、種々の主断面において異なる度数を有するので、眼鏡レンズが非点収差度を有することを特徴とする請求項１記載の眼鏡レンズ。