JPH01316720A - 屈折率に勾配があり幾何学的倍率とは無関係である眼鏡用単焦点レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は一般に単焦点の眼鏡用レンズ、すなわち収束レ
ンズ（正の倍率）であれ、発散レンズ（負の倍率）であ
れ、倍率が一定のレンズに関する。

本発明はとくに前のとつ面と後のおう面がいずれも部分
球面状のレンズに関する。

〈従来の技術〉 このようなレンズは比較的加工し易いという利点を備え
ている。しかし、これらのレンズには２つの問題点があ
る。

その１つは倍率が比較的高い場合、その最大もしくは臨
界厚み（すなわち正の倍率の場合はレンズ中央の厚みで
、負の倍率の場合はレンズ周辺の厚み）は比較的大きく
、このことは美観上の観点から、又、結果的に重くなる
ので利用者の快適さの観点から不都合である。

第２の問題点は、とくに倍率が高い場合に、利用者の視
覚軸がレンズの光軸から離れると収差及びとくに非点収
差及び視界曲率収差の影響度が高まることである。

このような収差を最小限にするため通例ではレンズの少
なくとも一面を非球面状にするが、これは加工が複雑に
なる。

更に、眼鏡用レンズを形成する材料の屈折率は通常は均
一である。

部分球面状のとつ面及びおう面を有する眼鏡用レンズの
場合は倍率は屈折率と表面の曲率半径と中央の厚みとに
よって幾何学的に決定される。

しかし、眼鏡用レンズの光軸から周辺へと径方向に屈折
率を変化させることが既に提案されている。

これは例えば英国特許１ｍ１５７１９３０号及び公刊さ
れているフランス特許出願＆２５９９１５７号に開示さ
れている。

いずれの場合も収差を修正することが基本的な課題であ
る。

より詳しく述べると、英国特許！１ｈ５７１９３０号で
は屈折率は準直線的に変化し、その特徴的な構造は、屈
折率を前記のように変化させても当該レンズのおう面及
びとつ面はなお実質的に部分球面状であることである。

公刊されているフランス特許出願１１ｈ２５９９１５７
号においてはおう面及びとつ面は必然的に部分球面状で
あり、基本的にはレンズの臨界厚みを最小限にするとい
う課題に関するものである。

しかし、この文献に開示されている実施例によれば屈折
率は最も利用度が高い部分であるレンズの中央部でかな
らずしも大幅には変化せず、更に最も重要な点はレンズ
の光学的倍率はその幾何学的倍率とさほど変らないとい
うことである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は屈折率を適正に変化させることによってレンズ
の光学的倍率をその幾何学的倍率に対して大幅に改変し
、同時に非点収差及び視界曲率の適正な修正を達成可能
であるという従来は明示されていない事実に基づいてい
る。

本発明の目的は好適に精密な部分球面状のおう面及びと
つ面を有し、従って加工し易く、非点収差及び視野曲率
収差の十分な修正を達成し、かつ好適に中心部又は周辺
部の厚みが増えない単焦点の眼鏡用レンズを製造するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は部分球面状のおう面及びとつ面を有し、レンズ
の光軸から周辺に向って屈折率が変化し、かつ幾何学的
倍率とは無関係であって、光学的倍率は屈折率によって
のみ規定される単焦点眼鏡用レンズから成っている。

要するに本発明によって部分球面状のおう面及びとつ面
の利用と、厚みが一定であること及び良質な画質の利点
を好適に組合わせることができる。

〈実施例〉 次に本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明
する。

第１図及び第２図に眼鏡用収束レンズ（正の倍率）に応
用した本発明の実施例を示している。

前記レンズはとつ前面１０とおう後面１１を有している
。双方とも部分球面状である。

Ｒ−はとつ面１０の半径を示し、ＲＣＶはおう面１１の
半径を示す。

ｅｏはレンズの光軸Ｘに沿って測定した中央部の厚みで
ある。

当該レンズが製造される材料の屈折率が均一であり、ｎ
ｏの値を有するならば、レンズの倍率は屈折率ｎ０の値
と並んでレンズのとつ面及びおう面の半径ＲＣＸ及びＲ
ｅｖ及び中央部の厚みｅｏに応じて専らレンズの幾何学
的要因によって定まる。

以後幾何学的倍率と称するこの倍率をＰ、とすると、こ
の値は実際的に以下の方程式によって定まる。

ｎ。

ここでＤ＋＝　（ｎｏ−ｔ）／Ｒｃ、１Ｄｚ＝　（ｎｏ
　　　１）／Ｒｃ。

周知のとうり、屈折重工はレンズの光軸Ｘから周辺部へ
と径方向に変化する。

屈折率ユは光軸Ｘまでの距離二と共に変化するので、今
後レンズの光学的倍率Ｐ０と称するレンズの実際の倍率
はその幾何学的倍率ＰＧ′とはわずかに異なる。何故な
らば屈折重工がその計算に含まれるからである。

本発明によれば、レンズの光学的倍率Ｐ０はその屈折率
の変化によってのみ規定される。

従ってその幾何学的倍率は無関係である。

言い換えるとＲｃｘ＝Ｒｃｖ又は少なくとも、ＲｃＸ二
ＲＣＶである。

従って本発明に基づく単焦点眼鏡用レンズは全ての部位
が同じ厚さであるので、このレンズは平行な表面を有し
ている。

実際には屈折重工の変化を定義する法則はレンれる。こ
こで工は前述したようにレンズの任意の点から光軸Ｘま
での距離である。

この方程式はレンズの中央領域の点を含めたレンズの全
ての点で、屈折率ユの変化は直線的なものではなく多少
の勾配を有していることを意味している。

従って本発明の１つの特徴に基づき、屈折率の変化によ
って光学的倍率が〈作成〉されるのは勾配効果によるも
のであって分布効果によるものではない。

勿論、収差、とくに非点収差と視界曲率収差は修正され
なければならない。

しかし本発明によれば、該当する修正は極値にまで推進
されるのではなく、収差を一般に十分であるとみなされ
る許容差限度、例えば同種類の従来の眼鏡用レンズに適
用されるような限度内に留めるのにちょうど十分なだけ
の修正が行なわれる。

このように本発明によれば屈折重工の変化は収差を修正
するよりもむしろ、必要な倍率を得るために、又、部分
球面状のおう面ととつ面を有し、それ故加工し易いと同
時に厚みが一定であるので軽量で美観がよく、にもかか
わらず非点収差及び視界曲率収差が通常許容されるより
も悪化しないように十分に修正される単焦点眼鏡レンズ
を産出するために利用される。

本発明を実施するに際して、実際には、必要な光学的倍
率Ｐ０′を得られると同時に非点収差と視界曲率収差と
が十分に修正するための屈折率ユの変化を定義する法則
を選択する方法を知るためには、当業者は所望のレンズ
の幾何学的特性、この例ではレンズのとつ面とおう面の
半径Ｒｃｘ及びＲＣＶ及びレンズの厚みを決定するだけ
で十分である。

屈折重重の変化を定義する法則は例えば次のように表現
することができる。

ｎｏは光軸Ｘ上の屈折率、ａＪは係数及び前述のとうり
工は光軸までの距離である。

次に収束単焦点眼鏡用レンズの１つの可能な実施例につ
いて、これに限定されるものではない数値を例示する。

■−上 Ｒｃ、＝　１６０ｍ Ｒｃ、＝　１５９．３３３ｍ ｅｏ＝２鶴　　ｎｏ＝１．５ 本発明に基づき屈折率の変化は該当する法則の係数上が
以下の値であるような変化である。

ａ＋＝０．３７３２　Ｘ　１０−’ ａｔ”０．３　Ｘ　１０−’ ａ３　＝Ｏ ａ４　＝０．ｌＸ１０−” ａ５　＝０ このような変化の法則によって屈折率はレンズの光軸Ｘ
から周辺方向へと減小し、その結果生ずる光学的倍率Ｐ
。は ｐｏ＝ｉ、５ａｐｔ　　（ディオプトル）テある。

光軸Ｘから１５１ｍの径方向距離を隔てた地点の屈折率
は（この径方向距離は実質的に光軸に対して３０°の視
角に対応する）、 ｎ　ｌＳｌｍ＝　１．４２７である。

従ってこの屈折率ユと光軸Ｘ上の屈折率ｎ０との差Δｎ
は−０，０７３である。

従って絶対項では０．０７よりも大きい。

それにもとずき作製された収束眼鏡用レンズに生ずる非
点収差及び視界曲率収差は第２図のグラフから明らかに
なる。

このグラフ中、水平軸はディオプトル単位の光学的倍率
Ｐａを示し、垂直軸は光軸Ｘに対する視角Ａを度で示す
。

眼鏡用レンズをそのおう後面１１が目の回転の中心ＣＲ
からほぼ２５鰭の距離を隔てるように配置すると仮定す
ると、前記視角Ａは目の回転中心ＣＲに対する角度であ
ることが理解されよう。

第２図のグラフでは、曲線Ｓは第１図の平面に長さに対
応する。

周知のように、ＴとＳとの差は非点収差Ａｓｔに対応し
、又、式（（Ｔ＋Ｓ）／２−Ｐｏ　）は視界曲率収差Ｃ
Ｃに対応する。

意図的に３０″に限定された第２図のグラフは、この視
角がん間の目の最大垂直走査範囲に対応し、非点収差Ａ
ｓｔは０．０４デイオプトル以下であり、この値には２
２°の角度で到達し、かつ視界曲率ＣＣの絶対項は０．
０９デイオプトル以下にとどまり、３０″でこの値に達
することを示している。

すなわち Ａｌｊｍａｘ＝　２２　”にて０．０４ｄｐｔ　、及び
ＣＣ１□＝３０”にて−０，０９ｄａｔ非点収差及び視
界曲率収差のこの値は完全に許容できる値である。

更に視界曲率の値は負であるので、これは目の調整によ
って容易に補正することができる。

第１図及び第２図は拡散（負の倍率）単焦点眼鏡用レン
ズに本発明を応用した実施例を示したものである。

その中から１実施例を前記と同一の条件を適用して開示
する。

■−主 Ｒｃ−＝　１６０ｍ Ｒｅｖ”　１５９．３３３ｍ ｅＯ＝２鶴　　ｎ、＝１．５ ａｌ＝ｏ、５Ｘ１０−’ ａｚ＝　　０，３　Ｘ　１０−’ ａ、＝Ｏ ａ４＝Ｏ ａ５　＝０ 従ってＰ　ｏ＝２ｄｐｔ　　ｎ　＋ｓＩＩ、：　１．５
９７Δｎ＝＋０．０９７ Ａｓｔ□、＝　３０　”で−０，１４ｄｐｔＣＣ□８＝
１５°で０．０１ 第４図は例２のＳ及びＴ曲線を示す。

この分野における通常の技術が選択された屈折率の変化
を実際に実現するために利用されるが、このような技術
は本発明の一部を構成するものではないのでここでは説
明しない。

例えば材料棒に応用する場合、このような技術は円筒状
の等屈折率表面を作製に、このように加工された棒は次
に半加工品の状態で切断されて眼鏡レンズへと加工され
る。

勿論、本発明は開示された例に限定されるものではなく
、その変更型実施例をも含むものである。

更に、これまでの説明では簡略にするために本発明に基
づく単焦点レンズ自体が発明の実質であるものと想定さ
れているが、本発明を例えば２焦点レンズのような多焦
点レンズの作成に有効であリ、それ自体は本発明の一部
であるに過ぎないことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく単焦点眼鏡用レンズの概略断面
図である。 第２図はこのレンズの非点収差及び視界曲率収差に関す
るグラフである。 第３図及び第４図は本発明に基づ（別の単焦点眼鏡用レ
ンズの、第１図、第２図にそれぞれ対応する図である。 図中符合 １０・・・・・・とつ前面 １１・・・・・・おう後面 Ｒｏ・・・・・・とつ前面の半径 Ｒｃｖ・・・・・・おう前面の半径 ｅ０・・・・・・中心厚み Ｘ・・・・・・光軸 ｎ・・・・・・屈折率 Ｐ、・・・・・・幾何学的倍率 Ｐｏ・・・・・・光学的倍率 Ａ　・・・・・・視覚 ＣＲ・・・・・・目の回転中心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、部分球面状のおう面と部分球面状のとつ面を有し、
   レンズの光軸から周辺に向って屈折率が変化し、かつ幾
   何学的倍率とは無関係であって、光学的倍率は屈折率に
   よってのみ規定されることを特徴とする単焦点の眼鏡用
   レンズ。 ２、 屈折率の変化は方程式（ｄ〔勾配ｎ〕）／（ｄｒ）≠０
   （￥ｒ￥はレンズの任意の点から光軸までの距離）によ
   って定義されることを特徴とする請求項１記載のレンズ
   。 ３、屈折率の変化は方程式ｎ＝ｎ＿Ｏ＋▲数式、化学式
   、表等があります▼ａ＿Ｊｒ＾２（ｎ＿Ｏは光軸上の屈
   折率、ａ＿Ｊは係数、￥ｒ￥はレンズの任意の点から光
   軸までの距離）によって定義されることを特徴とする請
   求項１記載のレンズ。 ４、光軸上の屈折率と光軸から１５ｍｍの径方向距離を
   隔てた任意の点の屈折率の差の絶対値は０．０７以上で
   あることを特徴とする請求項１記載のレンズ