JPS6338688B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、累進多焦点レンズの屈折面の形状に
関する。

本発明の目的は、累進多焦点レンズに必然的に
存在する非点収差と像の歪曲を極力押え、その使
用者が種々の状況において使用したときに、最も
満足度の高い累進多焦点レンズを提供することに
ある。また他の目的は、レンズ製造工程における
形状精度管理を容易にするとともに、眼鏡とした
場合のレンズ玉入れ精度および使用者の眼に対す
るフイツテングの精度を緩和することである。

本発明の理解を容易にするために、累進多焦点
レンズの用途と構造および光学的特性について説
明をする。

累進多焦点レンズは、主として高齢者における
眼の水晶体の調節機能の低下を補正するために、
開発されたものであり、１つのレンズ内に遠くの
ものを見るための領域と、近くのものを見るため
の領域と、更に両領域の間に連続的に変化する度
数を持つた中間距離のものを見る領域を持つてい
る。

これら３領域をそれぞれ遠心部領域、近用部領
域、中間部領域と呼ぶ。第１図〜第４図は一般的
な累進多焦点レンズの一例であり、第１図は累進
多焦点レンズの一般的な構造を示したもので、凸
状屈折面の斜視図である。図示されない反対側の
凹面は、球面あるいは円柱曲面とし、遠視、近視
および乱視の補正をしている。図中の１はレンズ
の光学中心軸（以下、光軸と称する。）であり、
レンズの幾何学中心Ｏを通つている。２は光軸１
を含む垂直な平面５（以下、主子午面と称する。）
とレンス屈折面との交線である主子午線曲線であ
る。この主子午線曲線の曲率の変化を示したもの
が第２図であり、図の縦軸は主子午線曲線に沿つ
た距離で、横軸Ｐは面屈折力（凸状屈折面による
屈折効果の値。凹面を含めたレンズとしての屈折
効果の値は屈折力と称する。）である。主子午線
曲線に沿つた面屈折力は、Ａ点より上方およびＢ
点より下方において一定であり、Ａ点からＢ点に
かけて累進的に増加している。このＡ点、Ｂ点を
それぞれ遠用中心および近用中心と呼び、その間
の面屈折力の変化量（図中、ADD）は加入度と
呼ばれる。レンズの面屈折力と曲率は比例するか
ら、この図は曲率の変化とみなすことができ、主
子午線曲線の曲率中心の軌跡は第１図中３で示す
如くとなる。また主子午線曲線上の各点における
主子午線曲線と屈折面上で直交する方向の曲率と
同曲線に沿つた方向の曲率は等しくいわゆるヘソ
状曲線であり、主子午線曲線上での非点収差は零
となる。すなわち、主子午線曲線に沿つた部分で
はほぼ球面形状を成す。しかし、曲率の異なる球
面をつないで一つの滑らかな曲面にするため、主
子午線曲線から遠ざかるにつれ非球面とせざるを
得ず、そのため非点収差が周辺に発生することに
なる。また、屈折面の各部分で像の倍率が異なる
ために像の歪曲も同時に付随する。

第３図は一般的な累進多焦点レンズの非点収差
の分布の一例を表わす。図中において、ハツチン
グのピツチが狭いほど収差は大きくなること、す
なわち、像がボケることを意味している。一般に
人が非点収差を知覚し、不快感を持つのは0.5デ
イオプトリ（以下、Ｄと略記する）以上と言われ
ており、図中の無ハツチングの領域は0.5D以下
の領域である。Ａ点より上方のこの領域を遠用明
視域、Ｂ点より下方のこの領域を近用明視域、Ａ
点からＢ点の間のこの領域を中間明視域と呼び、
それぞれの距離で物がはつきり見えると知覚され
る範囲である。第４図は、一般的な累進多焦点レ
ンズを通して垂直および水平方向に等ピツチで描
かれた格子模様（以下正方格子と称する。）を見
たときの像の歪曲の一例を示す。格子の像は倍率
の変化により、図の如く垂直線は主子午線曲線を
通るもの（図中で４１）を中心に下向きにふくら
み、水平線も周辺へゆくに従つて彎曲している。
この像の歪曲は、像の歪曲として知覚されること
はもちろん、使用者が、首を動く物を目で追つた
り、首を動かす等により、視線に対して見える物
が相対的に動くような場合に像の揺れとして知覚
され、著しい不快感を生ぜしめる。このように動
く物を見るような場合を動的視覚と呼び、それに
対して、本を読んだり、一点を注視するような視
線と物の動きのほとんどない場合を静的視覚と呼
ぶ。先の説明より明らかなように、静的視覚は主
として非点収差により影響を受ける。すなわち非
点収差が全体として小さいほど、また、遠用、近
用、中間の各明視域が広いほど、快適な視覚が得
られる。一方、動的視覚は主として像の歪曲に影
響される。すなわち像の歪曲が小さいものほど、
像の揺れの小さい快適な視覚が得られる。この静
的視覚と動的視覚の関係は独立した関係でなく、
良好な静的視覚を得るために明視域を広くする
と、レンズの側方において像倍率の変化が急激に
なるため、像の歪曲が大きくなり動的視覚が害さ
れ、逆に、動的視覚を良くすると遠用部領域およ
び近用部領域の側方における非点収差が大きくな
つて、静的視覚を害するという相反する関係にあ
る。

このように累進多焦点レンズに宿命的に存在す
る非点収差と像の歪曲を極力押え、種々の静的視
覚条件に対して最良の動的視覚を与えるものとし
て本発明者は特願昭55−171569号に示されるよう
な累進多焦点レンズを開発した。

第５，６，７図はその累進多焦点レンズの屈折
面の構造を説明する図であり、第５図は正面図、
第７図は屈折面の一部を斜視したものである。第
５図において、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ遠用中心Ａ
および近用中心Ｂで主子午線曲線Ｍと交わり、レ
ンズ屈折面を３つに分割する曲線であり、領域５
１，５２，５３をそれぞれ遠用部領域、近用部領
域、中間部領域とする。Ｍ１は、主子午面と平行
な平面による断面曲線であり、曲線Ｃ１，Ｃ２と
の交点をそれぞれＡ１，Ｂ１とする。第６図は、
断面曲線Ｍ１上の各点におけるレンズ屈折面の法
線と主子午面との成す角度の変化を示したもの
で、第７図の斜視図により理解が容易である。第
７図において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は断面曲線Ｍ１
上の遠、近、中間の各領域内の点で、各点の法線
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と主子午面７１との成す角度は
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３で示される。このレンズの特徴
の一つは、この角度が第６図（縦軸が曲線Ｍ１上
の位置、横軸が角度）に示す如く、遠用部領域
（Ａ１より上方の部分）と近用部領域（Ｂ１より
下方の部分）ではそれぞれの値で一定であり、中
間部領域（Ａ１からＢ１の間）では連続的に滑ら
かに変化し、かつ、その変化の仕方が主子午線曲
線上での曲率の変化の法則と同じである事であ
る。例えば、中間部領域における主子午線曲線の
曲率が直線的に変化している場合は、前述の角度
も第６図に示すように直線的に変化する。これ
は、主子午面と平行なすべての断面において満足
されている。第８図は複数の断面における、前述
の角度変化を示した図で、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ
４の順番で主子午線曲線から遠ざかる断面での角
度変化を表わしている。この垂直な断面曲線に沿
つた角度の変化は、近似的にその断面曲線に沿つ
た水平方向のプリズムの変化と比例するので、第
８図は各断面での垂直線の歪曲と見なすことがで
きる。水平線の歪曲は垂直線の歪曲と関係し、垂
直線に歪曲が無ければ水平線も歪曲せず、垂直線
が歪曲する部分では水平線も歪曲する。従つて、
遠用部領域と近用部領域は、正方格子が長方形に
変形するノーマル歪となり中間部領域は正方格子
が平行四辺形状に変形するスキユー歪となる。こ
れにより遠用部領域と近用部領域の像の揺れを押
えられる。

また中間部領域においては、垂直線の歪曲の仕
方を主子午線曲線上の遠用中心から近用中心の間
での曲率の変化の法則と同じにすることにより、
主子午線曲線上での非点収差を零とするととも
に、周辺の格子が整えられ、非点収差と像の歪曲
を極力押えることができる。

本発明は、このような基本思想の累進多焦点レ
ンズについて製造および使用に有利な改良を施し
たものである。

累進多焦点レンズの単焦点レンズや二重焦点レ
ンズ等と異なる特性として、つぎのことが挙げら
れる。まず、レンズの製造に関して、全体が一つ
または複数の球面から構成されておらず非球面的
形状であるため、通常の光学的あるいは機械的な
方法による形状精度の測定およびそれに基づく形
状精度の管理が難しいことが挙げられる。また、
眼鏡とした場合、中間明視域の幅が狭いため、眼
の遠方視から近方視にかけての輻輳を考慮して、
左右のレンズと両眼の位置関係を厳密にフイツテ
イングする必要がある。第９図は、中間距離にあ
るものを中間部明視域を使つて見るときの、眼鏡
レンズ上での視線の動きを示したものである。水
平遠方にあるものから、手元のものに順次視線を
移すと、レンズ上での視線の通る点は眼球の輻輳
により図中のａ点からｂ点まで順次移動する。

この視線の軌跡は、垂直から約10度の角度を持
つている。一方、遠用部領域および近用部領域に
おいて物を見るとき、特に注視するようなとき
は、顔の正面に物がくるように顔を移動させるた
め、レンズ上のａ−a′線およびｂ−b′線の近傍を
多く使う。

従つて、ａ−a′線、ｂ−b′線の近傍において
は、非点収差が無いことが望まれる（a′−ａ−ｂ
−b′線を視覚中心線と呼ぶことにする。）。このた
め従来の累進多焦点レンズでは視覚中心線に沿つ
てヘソ状曲線を設けたり、遠用部領域および近用
部領域を球面にして幾何学的に左右対称のレンズ
をつくり、その対称軸である主子午線曲線をａ−
ｂ線に合せて約10度傾斜させたりしていた。しか
し、視覚中心線に合せてヘソ状曲線を設けた場
合、レンズ幾何学的に非対称となり左右それぞれ
専用のレンズが必要となる。これは、レンズの製
造および眼鏡に仕上げるまでの管理において、極
めて不都合である。一方、遠用部領域および近用
部領域を球面にした場合、中間明視域の幅が狭く
なり、眼に対するレンズのフイツテイングを極め
て正確にする必要がある。

本発明は上述の欠点を解消し、使用者にとつて
使い易く、レンズ製造者にとつて造り易く、また
眼鏡作製者にとつて作製し易い累進多焦点レンズ
を提供するものである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第１０図は、本発明の一実施例である累進多焦点
レンズの正面図である。この実施例において、遠
用中心Ａはレンズの幾何学中心にあり、遠用部領
域と中間部領域の境界線Ｃ１は水平である。ま
た、近用部領域と中間部領域の境界線Ｃ２は近用
中心Ｂから周辺に向つて下方に下がつている。本
発明の特徴は、遠用部領域および近用部領域にお
いて図示の如く球面域Ｄ，Ｅと非球面域Ｄ１，Ｅ
１を設けたことである。更に詳細に述べると、遠
用部領域における球面域Ｄの幅は主子午線曲線か
ら2.5mm以上であり、その外側の領域Ｄ１では主
子午線曲線から離れるに従つて水平方向曲率が増
加し、また近用部領域の球面域Ｅの幅は主子午線
曲線から1.5mm以上であり、その外側の領域Ｅ１
では主子午線曲線Ｍから離れるに従つて水平方向
曲率が減少する。言い換えると、主子午線曲線に
直角な平面とレンズの屈折面との交線である横断
面曲線は、遠用部領域では2.5mm以上、近用部領
域では1.5mm以上の円形形状であり、その円形形
の曲率（曲率半径）はその横断面曲線と主子午線
曲線との交点での主子午線曲線の曲率（曲率半
径）に等しい。

また、それ以外では、遠用部領域では主子午線
曲線から離れるに従つて曲率が増大（曲率半径が
減少）し、従つて曲率半径が減少し、近用部領域
では曲率が減少（曲率半径が増大）する非円形形
状をなす。

第１１図は主子午線曲線上の面屈折力の変化
（すなわち、曲率の変化）を示す。第１２図は、
このレンズを通して正方格子を見たときの格子像
の歪曲を示す。図中の破線は、第１０図の領域区
分を示す。遠用部領域および近用部領域の球面に
対応する部分では、正方格子はそれぞれの屈折力
に相当する像倍率で拡大された正方格子となり、
それらの側方域では図中の両側矢印で示す方向に
最大、最少屈折力をもつノーマル歪となる。この
とき遠用部領域の側方域では周辺にゆくに従つて
水平方向に強く伸張された格子像となり、近用部
領域の側方域では逆に周辺にゆくに従つて水平方
向に強く圧縮された格子像となるために、レンズ
側方部における像の歪曲が押えられる。第１３図
は、非点収差の分布を表わし、無ハツチングの明
視域の中で破線で囲われた領域（遠用部領域と近
用部領域の球面部分）および中間部領域の主子午
線曲線上は非点収差が零の領域である。遠用部領
域と近用部領域では、側方部Ｄ１，Ｅ１での曲率
の増加あるいは減少の仕方にほぼ比例して非点収
差が増大する。

次に、本発明の効果について説明する。

第１４図は、この実施例のレンズを眼鏡とする
ときの玉取りを示している。レンズは、主子午線
曲線上の遠用中心Ａより２〜３mm上の位置に水平
視したときの視線ａがくるように約10度傾けて玉
形状Ｆに加工される。図中には、第１３図に示し
た明視域と球面域が描いてあり、図の右が鼻側で
ある。この図から明らかなように約10度傾けるこ
とにより先に説明した視覚中心線上のａ−ｂ線に
主子午線曲線Ｍが一致し、使用者は良好な中間視
を得ることができる。

本発明による効果は、遠用部領域および近用部
領域の視覚中心線において顕著である。つまり、
遠用部領域の視覚中心線a′−ａ−Ａおよび近用部
領域の視覚中心線Ｂ−ｂ−b′は、それぞれの領域
において主子午線曲線２から2.5mm以上および1.5
mm以上の幅の球面域にほぼ含まれ、視覚中心線上
の非点収差は零となる。それは、通常の眼鏡にお
いてa′−ａの距離は12〜15mm程度であり、またｂ
−b′は10mm程度であることと、10度の傾きを考え
ると明かである。このように最も使用頻度高く、
注視作業に使われる視覚中心線上の非点収差が零
であることは、長時間の使用による眼の疲労を軽
減することは言うまでもない。また、本発明によ
れば、視覚中心線上の非点収差を除くために、レ
ンズを非対称にする必要がなく、眼鏡の左右レン
ズの傾け方を逆にするだけで、１種類のレンズで
眼鏡の左右レンズとして使えるので、製造面およ
び眼鏡に仕上げるまでの管理面において大きな利
益をもたらす。

更に、遠用部領域と近用部領域の側方域におい
て水平方向曲率を、先の説明の如く変化させこと
により、周辺部の像の歪曲を押えるとともに、中
間視明域の幅を広くし、ａ−ｂ線と主子午線曲線
の位置合せの精度が緩和される。

一方、レンズの製造面では、遠用部領域と近用
部領域に球面部を設けることにより、製造過程に
おけるレンズ屈折面の精度をそれら球面部におい
て代表させ、容易に光学的あるいは機械的な方法
により測定することができる。

以上説明した如く、本発明による累進多焦点レ
ンズは、使用者に対しては良好に静的視覚と動的
視覚を与え、眼鏡作製者に対しては眼鏡のフイツ
テイングを容易にし、また、レンズ製造者に対し
てはその製造と管理の容易さを与えるものであ
り、その効果は、球面域が遠用部領域あるいは近
用部領域のいずれか一方の場合においても変わら
ない。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３，４図は、一般的な累進多焦点レ
ンズの製造、主子午線曲線上の面屈折力の変化、
非点収差分布、格子像の歪曲を説明する図。第
５，６，７，８図は、本発明を説明する図で、そ
れぞれレンズ屈折面の正面図、断面曲線上の法線
と主子午面との成す角度の変化、レンズ屈折面の
一部の斜視図、複数断面曲線上における法線と主
子午面との成す角度の変化を示す図。第９図は、
眼鏡上での視線の動きを示す図。第１０，１１，
１２，１３図は、本発明の一実施例であり、第１
０図は、レンズ屈折面の正面図、第１１図は主子
午線曲線上の面屈折率の分布、第１２，１３図は
それぞれ格子像の歪曲および非点収差を示す。第
１４図は、眼鏡の玉取りにおける本発明の効果を
説明する図。 ２，Ｍ……主子午線曲線、Ａ……遠用中心、Ｂ
……近用中心、Ｃ１……遠用部領域と中間部領域
の境界曲線、Ｃ２……中間部領域と近用部領域の
境界曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主子午線曲線の曲率が該主子午線曲線上の遠
   用中心から近用中心の間で所定の法則に従つて変
   化し、加入度が付与するとともに、前記遠用中心
   において前記主子午線曲線と交わるレンズの屈折
   面上の曲線Ｃ１と、前記近用中心において前記主
   子午線曲線と交わる前記レンズの屈折面上の曲線
   Ｃ２により、前記レンズの屈折面を遠用部領域、
   中間部領域、近用部領域の３領域に分割し、前記
   主子午線曲線を含む平面に平行な任意の平面と前
   記レンズの屈折面との交線である任意の断面曲線
   の各々において、該断面曲線上の各点での前記屈
   折面の法線と前記主子午線曲線を含む平面との成
   す角度が、前記遠用部領域および近用部領域では
   それぞれ一定であり、中間部領域では前記主子午
   線曲線の遠用中心と近用中心の間における曲率の
   変化の法則と同じ法則に従つて変化する累進多焦
   点レンズにおいて、前記主子午線曲線は前記遠用
   部領域においては前記遠用中心における曲率とと
   同一の曲率を、前記近用部領域においては前記近
   用中心における曲率と同一の曲率を有し、前記主
   子午線曲線に直角な平面と前記屈折面との交線で
   ある断面曲線は、前記遠用部領域で前記主子午線
   曲線から最低2.5mmの距離までは前記遠用部領域
   における前記主子午線曲線の曲率と等しい曲率の
   円形形状を有し、それ以外では前記主子午線曲線
   から遠ざかるに従つて曲率の増加するる非円形形
   状を有し、前記近用部領域では前記主子午線曲線
   から最低1.5mmの距離までは前記近用部領域にお
   ける前記主子午線曲線の曲率と等しい曲率の円形
   形状を有し、それ以外では前記主子午線曲線から
   遠ざかるに従つて曲率が減少する非円形形状を有
   することを特徴とする累進多焦点レンズ。