JPH0693061B2 - 累進多焦点レンズ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は累進多焦点レンズ、特に遠用部が非球面である
ものの凸側屈接面の形状に関し、加入度によるその形状
の設計法に関する。

〔従来技術〕

累進多焦点レンズは、一般に非球面形状をもつ凸面と、
遠視，近視，乱視等の眼鏡装用者の眼の屈折異常を矯正
すべく選択された球面あるいはトーリック面からなる凹
面とによって構成される。凸面の非球面は、その表面を
使用目的によって遠用部領域，中間部領域，近用部領域
におおよそ区分けできる。第１図は凸面側を正面から見
た図であり、１が遠用部領域、２が近用部領域、３が中
間部領域である。（以下、それぞれ遠用部，近用部，中
間部と呼ぶ。）Ｍはレンズのほぼ中央を通る主子午線で
ある。遠用部は遠くのものを見るときに使用される領域
であり、幾何学中心Ｃより上方のレンズのほぼ半分を占
める。近用部は近くのものを見るときに使用される領域
で、幾何学中心より10〜16mm下方に離れて配置される。
中間部はそれら領域の中間にあり中間距離（1m〜0.5m）
のものを見るときに使用される。第２図は主子午線上で
の面屈折力の変化を示している。面屈折力は、曲率に比
例するので曲率の変化とみることもできる。主子午線上
の面屈折力は遠用部ではほぼ一定であり、幾何学中心Ｃ
の付近から増加し始め、中間部では近用部に向って漸進
的に増加し、近用部に至って再び一定となる。遠用部と
近用部の屈折力の差（図中のADD）は加入度と称され
る。また、主子午線の近傍は最も頻繁に使用される部分
であり、一般に球面あるいはへそ状形状（主子午線上の
各点において、その点での曲率が全ての方向について等
しい）がとられる。

さて累進多焦点レンズの光学性能を評価するものとして
非点収差と像の歪曲がある。累進多焦点レンズの凸面側
屈折面は、前述のように面屈折力、すなわち曲率の異な
る各領域を一つのレンズ面内にもつために全体として非
球面となる。その結果第３図のような非点収差と第４図
のような歪曲が生ずる。第３図は等非点収差線が描かれ
ており、図のように一般に中間部の側方に大きな非点収
差が発生する。第４図は累進多焦点レンズを通して正方
格子を見たときの図であり、やはり中間部の側方で大き
な湾曲（図の記号ａの部分）がみられる。これらの非点
収差と歪曲は、それぞれ像のぼやけおよび頭を動かした
時などの像のゆれの原因となるため、極力少ないことが
望まれるがそれは表面が非球面である以上宿命的に付随
するものであり、無くすことはできない。従ってそれら
を使用上で如何にして問題の少ないものにするかが累進
多焦点レンズの設計の課題である。

その設計に関して、従来のものは３つのタイプに大別で
きる。第１のタイプは、第５図のように遠用部，近用部
のほぼ全面を球面にしたもので、このタイプのものは遠
用部，近用部は広い範囲で非点収差が小さく鮮明に見え
る（この鮮明に見える範囲を明視域と呼ぶ）という長所
がある反面、中間部における非点収差と像の歪曲が非常
に大きくなるため、中間部でのぼやけや像がゆれば大き
いという短所がある。第２のタイプは、第６図のように
遠用部および近用部を非球面にしたもので、主子午線を
へそ状にしたものや、それら領域の中央部分のある範囲
を球面としたその側方部を非球面としたものがある。こ
のタイプのものは、遠用部，近用部での明視域が狭くな
るという短所があるかわりに、中間部側方での像のぼや
けやゆれが非常に小さくなるという長所がある。第３の
タイプは第１と第２の折衷したもので、たとえば遠用部
が球面、近用部が非球面といったものなどである。これ
はその性能も第１のタイプと第２のタイプの中間的なも
のとなる。これら３つのタイプのものはそれぞれに長
所，短所があるため一概にどのタイプが優れているとは
言えないが、一般的に言って人の感受性は像のぼやけよ
りも像のゆれに対する方が強いため、第２のタイプのも
のが好まれるようである。この第２のタイプのものを以
後“非球面タイプ”と呼ぶことにする。

本発明はこの非球面タイプの累進多焦点レンズに関し、
特に遠用部の球面部分の水平方向の幅が50mm以下である
ようなものを対象とする。

非球面タイプの累進多焦点レンズについて更に詳しく説
明する。このタイプのレンズは、加入度によって段階的
に遠用部および近用部の非球面状態を変えた設計がなさ
れる。第７図は遠用部についてこれを説明したもので、
遠用部の適当な位置で主子午線に垂直に切った断面の曲
率半径の変化を示している。縦軸は曲率半径を横軸は主
子午線からの距離を示している。r₁は主子午線上での曲
率半径であり、仮に遠用部が球面である場合はその断面
は円形となるので図中の破線のようになる。この図は非
球面タイプの累進多焦点レンズで加入度が1.0〜3.0ディ
オプトリー（以下、記号Ｄで略す）の範囲を0.25D毎に
設計する場合のものであり、数字は加入度を示してい
る。この図のように加入度の増加とともに非球面の程度
も段階的に強くなる。すなわち加入度が大きくなるにつ
れてより非球面的になる。近用部についても非球面にす
るときの曲率半径の変化の方向は増減が逆になるが、遠
用部と同様に加入度の増加につれてより非球面的になる
ように設計される。これは遠用部および近用部の明視域
の広さと、中間部での像のぼやけとゆれのバランスが加
入度に寄らずほぼ同じにするようにするためのである。
つまり加入度が増加するにつれて増加する中間部のぼや
けと像のゆれを遠用部および近用部をより非球面的にす
ることによってその増加を緩和するのである。

ところで非球面タイプのものは凹面の屈折面の加工にお
いて大きな問題がある。累進多焦点レンズの加工はつぎ
のような手順で行なわれる。まず始めに片面に前述の非
球面の凸面を有するブランクと呼ばれる厚いレンズ材料
を作る。この予め用意されているブランクに、眼鏡装用
者の眼の処方に合わせて凹面を加工しレンズを完成させ
る。この凹面の加工の際には、ブランクをカーブジェネ
レーター，研磨機等の加工機械に取り付けるための連結
部材をブランクの凸面に設ける。この工程をブロッキン
グという。ブロッキングの方式には、キャップ状の部材
を凸面に低融点合金で接着する方式（以下、キャップ方
式と呼ぶ）や、低融点合金を連結部材の形に凸面に接着
させて鋳込む方式（以下、アロイ方式と呼ぶ）がある。
第８図はアロイ方式のブロッキング工程を示す断面図で
ある。ブランク10は外周部をブロックリングと呼ばれる
リング11により支持され、リング内に低融点合金12を注
入して硬化させた後、リングから取りはずされる。キャ
ップ方式ではブロッキングの内側にキャップ状の部材を
入れて低融点合金を注入しキャップとブランクを接着さ
せる点が異なるだけで、ブロッキング時のブランク支持
は同じ方法でなされる。第9,10図は、ブロッキング工程
を経たブランクの状態を示している。第９図はアロイ方
式のもの、第10図はキャップ方式のものである。このよ
うにブランクに取り付けた部材は、後工程の研削，研磨
の際に使用された後、取り除かれる。

このブロッキング工程は、レンズ加工において重要な位
置を占める。というのはブロッキイング時にはブランク
が正しい姿勢でブロッキングされる必要があり、さもな
ければ仕上がったレンズに不要なプリズムが付加されて
しまうからである。従ってブランクの姿勢を決定づける
ブロックリングはレンズ加工において重要な役割をもっ
ている。

先に述べた非球面タイプの累進多焦点レンズでの問題点
はこのブロックリングにある。一般の単焦点レンズは凸
面が球状であるので、ブロックリングの上部のブランク
と接する部分は平坦な形状となっている。一方、累進多
焦点レンズは全体として非球面であるため、平坦なブロ
ックリングではリング全周でブランクを支持することは
できない。遠用部をリングに密着させると、中間部およ
び近用部の部分がリングから浮き上がってしまう。しか
し遠用部が球面であるような累進多焦点レンズでは、平
坦なリングで遠用部の球面部を支持することによってリ
ングの遠用部側のほぼ半周においてブランクと密着する
ため、正確に安定してブランクの姿勢を決定することが
できる。一方、非球面タイプのものでは、ブランクを遠
用部が接するように平坦なブロックリングに乗せたと
き、遠用部の側方でリングから浮き上がってしまい押え
たときにグラグラしてブランクの姿勢を安定して決定で
きない。普通ブロックリングの径は55〜65mmであるの
で、特に遠用部での球面の水平方向の幅が50mm以下であ
るような非球面タイプのものは著しく不安定になる。こ
れを回避するために非球面タイプのものでは、ブロック
リングの全周あるいは半周をブランクの凸面の形に合せ
て平坦でない形状にし、リングの全周あるいは半周部分
でブランクを支持するようにしている。非球面タイプの
ものは、レンズの全体は無論のこと、遠用部においても
非球面であり、かつ前述のようにその遠用部の非球面の
程度も加入度によって段階的に変えているため、ブラン
クの加入度毎にその凸面の非球面に合せたブロックリン
グが必要となる。ブロックリングを平坦でないものにす
るには、NC工作機械等での加工が必要であり、通常の平
坦なリングに比べるとその製造コストも数倍かかる。従
って、遠用部が球面であるタイプのものが１つの平坦な
リングで全ての加入度のものをカバーできるのに比べて
は、非球面タイプのものはレンズ加工の効率化，製造設
備の負担の面での不利であるといえる。

〔目的〕 本発明は、非球面タイプの累進多焦点レンズの上述のよ
うな問題点を改善し、レンズ製造の効率化および製造設
備の負担の軽減を図るものである。

〔概要〕

本発明は非球面タイプの、特に遠用部に球面部分が無い
か、その平方向の幅が50mm以下であるような累進多焦点
レンズにおいて、加入度が異なるものにおいても遠用部
の非球面の形状を同一にすることにより、ブロックリン
グの加入度の異なるレンズ間での共通化を図るものであ
る。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。第11図は
本発明の第１の実施例の遠用部の適当な水平断面におけ
る曲率の半径の変化を第７図と同様に加入度別に表わし
たものである。この図のように本実施例においては、加
入度1.00D〜1.50D,1.75D〜2.25D,2.50D〜3.0Dのそれぞ
れの加入度グループで水平断面の曲率変化が同一であ
る。すなわち非球面の形が同じである。この関係は第12
図のようにレンズ幾何学中心の10mm上より上方の遠用部
（図中の斜線部）において成り立つようにする。つまり
この実施例のレンズは幾何学中心より上方10mmのところ
より上の部分で、前記の加入度グループのそれぞれにお
いて加入度に寄らず同じ非球面形状をもっている。

第13図は本発明の第２の実施例であり、加入度を1.00D
〜2.00D,2.25D〜3.00Dの２つのグループ別けして、遠用
部の非球面形状を同一にしたものである。この実施例で
の形状の同一である遠用部範囲は第14図の斜線で示すよ
うに幾何学中心の15mm上よりも上方の部分である。

第15図は本発明の第３の実施例であり、加入度の1.00D
〜3.00Dの全ての範囲について遠用部の非球面形状を同
じにしたものである。この実施例の形状が同一の遠用部
範囲は、第２の実施例と同じである。

これらの実施例のように本発明の特徴は、非球面タイプ
の累進多焦点レンズで、特に遠用部の球面部分の水平方
向の幅が50mm以下であるものにおいて、遠用部の非球面
形状を加入度の適当な範囲内において同一にするもので
あり、その同一形状の範囲は少なくとも幾何学中心の15
mm上より上方の部分であることである。

〔効果〕

本発明によれば、レンズ加工のブロッキング工程で使用
するブロックリングを、遠用部の非球面形状が同じにな
っている加入度グループのブランクにおいて共通に使用
できる。すなわち同一形状部分に相当するブロックリン
グ上の部分をその非球面形状に合せた形状（平坦でない
形状になる）にし、他の部分はブランクに接しないよう
な形状のブロックリングにすれば、そのブロックリング
により遠用部が同一形状を有する加入度グループのブラ
ンクは同じ姿勢で支持することができる。ブロッキング
時のブランクとブロックリングの接触部分は長いほど安
定するため好ましいが、リングの径を大きくすれば少な
くとも幾何学中心から上方15mmより上の遠用部分が同一
形状であれば、製造上問題のない精度でレンズのブロッ
キング時の姿勢が決定される。

第１の実施例では加入度を３段階ずつまとめて３つのグ
ループにしたもので、この程度あまり範囲の広くないグ
ルーピングの範囲では先述の遠用部，近用部の明視域の
広さと中間部における像のぼやけおよびゆれとのレンズ
性能のバランスをほとんど損なわずに済む。また同一形
状にする範囲を幾何学中心より上方10mmより上の部分の
広い部分としても、そのバランスはあまり損なわれな
い。この実施例の場合は、従来の各加入度毎にブロック
リングを用意するものに比べ、リングの数を1/3にする
ことができる。

第２の実施例はグルーピングの範囲をもっと広くしたも
ので、従来のものに比べるとブロックリングの数が2/9
になる。

第３の実施例はグルーピングの範囲を更に広げ、加入度
の全範囲（この場合は1.00D〜3.00D）としたもので、ブ
ロックリングの数は従来の1/9になる。

ただし、第２および第３のようにグルーピングの範囲が
広いものでは、前述のレンズ性能のバランスを大きく損
なわないために、遠用部の同一形状の部分は、これら実
施例のように必要最小限にすることが望ましい。

以上のように本発明によれば、レンズ加工の重要な工程
であるブロッキング工程でのブロックリングの数を大幅
に削減することが可能であり、それによってレンズ加工
の効率化および製造設備の負担の軽減をすることが可能
である。

なお、加入度のグルーピングおよび同一形状にする遠用
部の範囲は、レンズ性能の加入度によるアンバランスを
その程度まで許容するのか、そして加工の効率化および
製造設備の負担の軽減をどの程度まで望むのかによって
最終的に決定されるものであり、本発明の実施例に限定
されるものではない。またここまでの説明は非球面の屈
折面が凸面側にあるものについて行なってきたが、非球
面の屈折面が凹側にあり凸面を球面，トーリック面に加
工するものにおいても、ブロッキングが凹面側になるだ
けで、本発明の効果は変りなく、本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、累進多焦点レンズの凸側屈折面の構造の概略
を示す図。1:遠用部領域,2:近用部領域,3:中間部領域,
C:レンズの幾何学中心,M:主子午線。 第２図は、主子午線上での面屈折力の変化を示す図。縦
軸：主子午線上の位置，横軸：面屈折力。 第３図は、累進多焦点レンズの非点収差分布を示す図。 第４図は、累進多焦点レンズを通して見た正方格子の歪
曲を示す図。 第５図は、遠用部領域および近用部領域が球面である累
進多焦点レンズの凸側屈折面の構造を示す図。r₁：遠用
部領域での曲率半径、r₂：近用部領域での曲率半径。 第６図は、遠用部領域および近用部領域が非球面である
累進多焦点レンズの凸側屈折面の構造を示す図。 第７図は、遠用部が非球面である累進多焦点レンズの遠
用部の水平方向断面の曲率変化の変化を加入度別に表わ
した図。縦軸：曲率半径，横軸：主子午線からの距離，
数字：加入度。 第８図は、ブロッキング工程の説明図（断面図）。10:
ブランク,11:ブロックリング,12:低融点合金。 第9,10図は、ブロッキングされたブランクを示す断面
図。第９図はアロイ方式，第10図はキャップ方式を示
す。13:キャップ。 第11,12図はそれぞれ本発明の第１の実施例の遠用部の
水平方向断面の曲率半径の変化を加入度別に表わした図
および遠用部の形状が同一の範囲を示す図。 第13,14図はそれぞれ本発明の第２の実施例の遠用部の
水平方向断面の曲率半径の変化を加入度別に表わした図
および遠用部の形状が同一の範囲を示す図。 第15図は本発明の第３の実施例の遠用部の水平方向断面
の曲率半径の変化を加入度別に表わした図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズの幾何学中心より上方に配置された
   遠用部領域に球面部分が無いかあるいはその水平方向の
   幅が50mm以下であるような屈折面を有する累進多焦点レ
   ンズにおいて、少なくとも２つ以上の加入度からなる加
   入度グループをつくるとともに、該加入度グループ内に
   おいて前記遠用部領域の少なくとも前記幾何学中心の15
   mm上よりも上方の部分で前記屈折面の形状が等しいこと
   を特徴とする累進多焦点レンズ。
2. 【請求項２】前記加入度グループを構成する加入度が互
   いに隣接する関係にあり、該加入度グループ内の最大加
   入度と最小加入度の差が0.5D以内であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の累進多焦点レンズ。
3. 【請求項３】前記遠用部領域の少なくとも前記幾何学中
   心の10mm上よりも上方において、前記屈折面の形状が等
   しいことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の累進
   多焦点レンズ。