JPWO2013141160A1 - 眼鏡レンズ、並びに眼鏡レンズの設計方法、製造方法及び製造システム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)眼鏡レンズの製造技術の向上により、遠用度数測定位置での遠用部屈折力がほぼ処方値通りに作られるようになり、遠用部屈折力の絶対的な誤差が小さくなったこと。
(2)眼鏡レンズの光学設計上、遠用度数測定位置での屈折力とアイポイント位置での屈折力の差は、例えば処方加入度が3Dの場合に概ね0.15D(ディオプター)以内に収まっており、この程度の誤差では遠方視にそれほど大きな影響はないと考えられていたこと。
(3)眼鏡の装用者は、装用中に眼鏡が多少ずり下がっても、そのままの状態で使用していることが多く、これによってプラスの度数の入り込みによる影響が抑えられていたこと。説明を補足すると、装用中に眼鏡がずり下がると、装用者が遠方視するときの視線は、子午線上においてアイポイント位置よりも上方に変位する。このとき、遠方視の視線が変位する方向は、プラスの度数の入り込みが少ない方向になる。このため、装用者は、プラスの度数の入り込みによる影響を感じにくくなり、実質的にその影響は小さくなる。
図1は、本実施形態の眼鏡レンズの製造方法を実現するための眼鏡レンズ製造システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、眼鏡レンズ製造システム1は、顧客(装用予定者)に対する処方に応じた眼鏡レンズを発注する眼鏡店10と、眼鏡店10からの発注を受けて眼鏡レンズを製造する眼鏡レンズ製造工場20を有している。眼鏡レンズ製造工場20への発注は、インターネット等の所定のネットワークやFAX等によるデータ送信を通じて行われる。発注者には眼科医や一般消費者を含めてもよい。
眼鏡店10には、店頭コンピュータ100が設置されている。店頭コンピュータ100は、例えば一般的なPC(Personal Computer)であり、眼鏡レンズ製造工場20への眼鏡レンズの発注を行うためのソフトウェアがインストールされている。店頭コンピュータ100には、眼鏡店スタッフによるマウスやキーボード等の操作を通じてレンズデータ及びフレームデータが入力される。レンズデータには、例えば処方値(ベースカーブ、球面屈折力、乱視屈折力、乱視軸方向、プリズム屈折力、プリズム基底方向、加入度数、遠用PD(Pupillary Distance)、近用PD等)、眼鏡レンズの装用条件(角膜頂点間距離、前傾角、フレームあおり角)、眼鏡レンズの種類(単焦点球面、単焦点非球面、多焦点(二重焦点、累進)、コーティング(染色加工、ハードコート、反射防止膜、紫外線カット等))、顧客の要望に応じたレイアウトデータ等が含まれる。フレームデータには、顧客が選択したフレームの形状データが含まれる。フレームデータは、例えばバーコードタグで管理されており、バーコードリーダによるフレームに貼り付けられたバーコードタグの読み取りを通じて入手することができる。店頭コンピュータ100は、発注データ(レンズデータ及びフレームデータ)を例えばインターネット経由で眼鏡レンズ製造工場20に送信する。
眼鏡レンズ製造工場20には、ホストコンピュータ200を中心としたLAN(Local Area Network)が構築されており、眼鏡レンズ設計用コンピュータ202や眼鏡レンズ加工用コンピュータ204をはじめ多数の端末装置が接続されている。眼鏡レンズ設計用コンピュータ202、眼鏡レンズ加工用コンピュータ204は一般的なPCであり、それぞれ、眼鏡レンズ設計用のプログラム、眼鏡レンズ加工用のプログラムがインストールされている。ホストコンピュータ200には、店頭コンピュータ100からインターネット経由で送信された発注データが入力される。ホストコンピュータ200は、入力された発注データを眼鏡レンズ設計用コンピュータ202に送信する。
図2は、眼鏡レンズ設計用コンピュータ202による眼鏡レンズの設計工程を示すフローチャートである。説明の便宜上、本明細書中の説明並びに図面において、処理ステップは「S」と省略して記す。なお、以下においては、累進屈折要素を凸面若しくは凹面に持つ片面非球面型、又は累進屈折要素を凸面と凹面とに分割した両面累進型、又は縦方向の累進屈折要素を凸面に、横方向の累進屈折要素を凹面とに分割した両面複合型の遠近両用累進屈折力レンズを想定した設計例を説明する。しかし、本発明は、片面非球面型、両面累進型、両面複合型の中近両用累進屈折力レンズや近々累進屈折力レンズなど、他の各種累進屈折力レンズにも適用することができる。また、本設計工程は、両面(凸面と凹面)による透過平均度数分布により処方値を満たす思想の設計、又は各面(凸面と凹面)の平均度数分布を加算した分布により処方値を満たす思想の設計、の何れにも適用することができる。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、発注データ(レイアウトデータ)に基づき、装用基準となるアイポイント位置EPを設定する。なお、アイポイント位置EPをはじめとするレンズレイアウトに必要な各位置は、発注データ(レイアウトデータ)に基づいてレンズ面に直接刻印される一対の隠しマークMを基に特定される。図3の例では、アイポイント位置EPは、一対の隠しマークMを結ぶ線の中点(本例では、レンズの幾何学中心)から所定距離上方に設定されている。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、発注データ内の所定のパラメータに基づいて子午線LL’上の加入度数分布を設定する。子午線LL’上の加入度数分布の設定に用いられるパラメータには、近用度数、遠用度数、加入度数、累進部APの累進帯の長さ等が挙げられる。加入度数分布は、例えば累進部APを略縦断する子午線LL’上の区間内に制御点を等間隔で配置し、処方に応じた加入度に基づいて各制御点における屈折力を計算し、隣接する制御点間の屈折力をBスプライン等のスプライン補間等を用いて補間することにより得られる。しかし、このような設定方法では、アイポイント位置EPで遠用度数に対して加入される問題を回避することができない。
累進屈折力レンズにおいては、遠用度数測定位置から近用度数測定位置に向かって連続的に屈折力が変化(増加)し、それに応じて加入度も変化する。このとき、子午線上における累進帯の長さを長くすれば、加入度の変化を緩やかにすることができる。加入度の変化が緩やかになれば、非点収差が小さくなるため、像の歪みや揺れを抑えることができる。ただし、累進帯の長さは、個々の眼鏡レンズごとに設定される、遠用度数測定位置と近用度数測定位置との間の長さによって一義的に決まる。このため、従来においては、累進帯で必要とされる加入度を累進帯全域に振り分けることにより、加入度の変化をできるだけ緩やかにしている。
そうした場合、累進屈折力レンズの光学設計においては、遠用度数測定位置からプラス度数の加入を開始することになる。このため、遠用度数測定位置よりも下方(近用度数測定位置側)にあるアイポイント位置には、遠用度数測定位置で処方値により求められる遠用度数の他にプラスの度数が入り込むことになる。その結果、アイポイント位置が遠用度数に対して加入された状態になる。
一般に、累進屈折力レンズに関する従来の光学設計としては、累進帯全域の屈折力の変化率をできるだけ小さく抑えることに主眼がおかれている。このため、従来においては、遠用度数測定位置からプラス度数の加入を開始する設計手法を採用しており、これによって遠用度数測定位置よりも下方にあるアイポイント位置では遠用度数に対して加入された状態になっている。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、子午線LL’から水平方向に延びる複数の断面曲線を定義し、遠用部AF、近用部AN、累進部APの各部の度数分布に応じて各断面曲線上の屈折力分布を設定する。このとき、各部の度数分布の差を考慮せずに屈折力分布を単純に設定すると、左右方向に歪曲収差が大きくなる問題が指摘される。そこで、屈折力分布は、インセットを考慮しない状態の子午線(図3中の子午線形状で、Y軸に平行な部分線)に対して左右に一定距離離れた位置でプリズム作用が抑えられる(コントロールされる)ように設定される。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、子午線LL’上及び水平方向に延びる各断面曲線上の屈折力分布をスプライン補間等を用いて滑らかに接続し、接続後の屈折力分布を周知の換算式によって曲率分布に換算することにより、レンズ面の幾何学形状を暫定的に決定する。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、図2のS4の処理で暫定的に決定されたレンズに対する光線追跡計算を行い、その光学性能を評価する。
眼鏡レンズ設計用コンピュータ202は、図2のS5の処理による評価結果に基づいて所定の収束条件を満たすか否かを判定する。所定の収束条件は、例えば「遠用度数測定位置Fからアイポイント位置EPまでの子午線LL’上の区間で加入度の変化率が実質0であること」である。なお、この収束条件で定義される、加入度の変化率を実質0に抑える区間のバリエーションとして、例えば「遠用度数測定位置Fからアイポイント位置EPの下方3mmの位置までの子午線LL’上の区間」、「レンズ上端からアイポイント位置EPまでの子午線LL’上の区間」、「レンズ上端からアイポイント位置EPの下方3mmの位置までの子午線LL’上の区間」等が挙げられる。
次に、図2のフローチャートに示される工程により設計される(以下、「本件設計」と記す。)遠近両用累進屈折力レンズと、従来設計の遠近両用累進屈折力レンズとの比較検討を行う。なお、従来設計とは、近用度数測定位置に近い制御点ほど屈折力を加入度に応じて単純に高く設定する設計をいう。
(1)子午線上の加入度曲線をできるだけ滑らかにしようとすると、ピーク位置付近における加入度曲線の形状を放物線(山形)に近い形状にする必要がある。
(2)近用度数測定位置Nでの加入度を処方値通りの加入度にしようとすると、ピーク位置の手前(左側)で加入度を処方値に合わせる必要がある。
以上の理由により、必然的にピーク位置が近用度数測定位置Nの右側にずれることになる。
なお、近用度数測定位置Nよりも右側で眼鏡レンズの加入度が最大加入度を維持しながら一定のレベルで推移する場合は、加入度曲線の立ち上がりによって最初に最大加入度の到達した位置をピーク位置とする。
その結果、累進帯を使って物を見るときの見え方の改善効果と、近用度数測定位置Nよりも下方の領域を使って物を見るときの見え方の改善効果という、二重の効果が同時に得られる。
所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間にアイポイント位置の各位置が所定の隠しマークに基づいて子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズであって、
前記子午線上の加入度の変化を示す加入度曲線の最大加入度となる位置を、前記第二の基準位置から前記アイポイント位置とは反対側に少なくとも5mm以上ずれた位置とし、かつ、前記最大加入度を前記第二の基準位置における加入度の少なくとも1.10倍以上とすることにより、前記アイポイント位置から前記第二の基準位置に至る前記加入度曲線の傾きを緩やかにしたことを特徴とする、眼鏡レンズ。
所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間のアイポイント位置の各位置が所定の隠しマークに基づいて子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズの製造方法であって、
前記子午線上の加入度の変化を示す加入度曲線の最大加入度となる位置が、前記第二の基準位置から前記アイポイント位置とは反対側に少なくとも5mm以上ずれた位置にあり、かつ、前記最大加入度が前記第二の基準位置における加入度の少なくとも1.10倍以上となるように、前記眼鏡レンズの少なくとも片面を加工することを特徴とする、眼鏡レンズの製造方法。
10 眼鏡店
20 眼鏡レンズ製造工場
100 店頭コンピュータ
200 ホストコンピュータ
202 眼鏡レンズ設計用コンピュータ
204 眼鏡レンズ加工用コンピュータ
206 加工機
Claims (11)
- 所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間のアイポイント位置の各位置が子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズであって、
前記第一の基準位置を中心とする半径4mmの円内において、及び/又は、前記アイポイント位置を中心とする半径4mmの円内において、加入屈折力の変化率が実質0であることを特徴とする、眼鏡レンズ。 - 前記第一の基準位置から前記アイポイント位置と反対側の、前記眼鏡レンズの端部までの子午線上の区間においても、加入屈折力の変化率が実質0であることを特徴とする、請求項1に記載の眼鏡レンズ。
- 前記第一の基準位置において所定の処方情報に応じた遠用度数を満たすと共に、前記第二の基準位置において該処方情報に応じた近用度数を満たし、前記アイポイント位置は遠用のアイポイント位置であり、前記屈折力変化部において屈折力が累進的に変化する遠近両用累進屈折力レンズであることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の眼鏡レンズ。
- 前記子午線上の加入度の変化を示す加入度曲線の最大加入度となる位置を、前記第二の基準位置から前記アイポイント位置とは反対側に少なくとも5mm以上ずれた位置とし、かつ、前記最大加入度を前記第二の基準位置における加入度の少なくとも1.10倍以上とすることにより、前記アイポイント位置から前記第二の基準位置に至る区間の前記加入度曲線の傾きを緩やかにしたことを特徴とする、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 前記第一の基準位置は遠用度数測定位置であり、前記第二の基準位置は近用度数測定位置であることを特徴とする、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の眼鏡レンズ。
- 所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間のアイポイント位置の各位置が子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズの設計方法であって、
前記第一の基準位置を中心とする半径4mmの円内において、及び/又は、前記アイポイント位置を中心とする半径4mmの円内において、加入屈折力の変化率が実質0となるように、該屈折力変化部の屈折力分布を設定する、眼鏡レンズの設計方法。 - 前記第一の基準位置から前記アイポイント位置と反対側の、前記眼鏡レンズの端部までの子午線上の区間においても、加入屈折力の変化率が実質0となるように、該子午線上の屈折力分布を設定する、請求項6に記載の眼鏡レンズの設計方法。
- 前記屈折力変化部の屈折力分布は、
前記子午線上に複数の制御点を配置し、
前記第一と第二の基準位置との屈折力差に基づいて各制御点における屈折力を計算し、
隣接する前記制御点間の屈折力を所定の補間関数により補間する
ことにより設定され、
前記区間内の全ての制御点については、加入屈折力が実質0に設定される、請求項5又は請求項7に記載の眼鏡レンズの設計方法。 - 請求項6から請求項8の何れか一項に記載の眼鏡レンズの設計方法を用いて設計された眼鏡レンズを製造する眼鏡レンズ製造工程を含む、眼鏡レンズの製造方法。
- 所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間のアイポイント位置の各位置が子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズの製造システムであって、
所定の処方情報を発注データとして送信する発注側端末と、
前記発注データを受信して前記処方に適した眼鏡レンズを設計する設計側端末と、
前記設計側端末による設計に従って眼鏡レンズを加工する加工機と、
を備え、
前記設計側端末は、
前記第一の基準位置を中心とする半径4mmの円内において、及び/又は、前記アイポイント位置を中心とする半径4mmの円内において、加入屈折力の変化率が実質0となるように該屈折力変化部の屈折力分布を設定する
ことを特徴とする、眼鏡レンズの製造システム。 - 所定の第一、第二の基準位置、及び該第一と該第二の基準位置との間のアイポイント位置の各位置が子午線上に規定されており、該第一の基準位置から該第二の基準位置にかけて屈折力が連続的に変化する屈折力変化部を持つ眼鏡レンズであって、
前記第一の基準位置を中心とする半径4mmの円内における最大の加入屈折力差が0.03D以下、及び/又は、前記アイポイント位置を中心とする半径4mmの円内における最大の加入屈折力差が0.06D以下に抑えられていることを特徴とする、眼鏡レンズ。
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