JPWO2015186766A1 - 累進屈折力レンズ - Google Patents
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Abstract
Description
また、像の揺れ、歪みを低減する試みとしては、たとえば、特許文献2に開示された累進屈折力レンズが例示される。
S.M.=Ms・Mp ・・・式1
また、Msは下記の式2で表され、Mpは下記の式3で表される。
ただし、D1は、物体側の面200のベースカーブ、tはレンズ中心の厚み、nはレンズの屈折率、Lは眼球側の面300の頂点(内側頂点)から眼球E(厳密には角膜頂点)までの距離、Pは内側頂点での度数を示す。
近方視用の度数をもつ近用部と、近方視より遠い距離を見るための度数をもつ遠用部と、遠用部および近用部を接続する中間部と、を含む累進屈折力レンズであって、
累進屈折力レンズは非球面である物体側の面と非球面である眼球側の面から構成され、
物体側の面は、
累進屈折力レンズの設計中心に対して回転対称な面であり、かつ、
設計中心に対して回転対称であって設計中心を含む第1安定領域と、
第1安定領域の外側に接して配置され設計中心に対して回転対称な非球面領域と、
を備え、
第1安定領域における平均面屈折力のPV値(Peak to Valley)が0.12D以内であることを特徴とする累進屈折力レンズである。
(条件1)
設計中心から物体側の面の外周に向かう経線方向の曲率が第1安定領域における経線方向の曲率より小さい。
1.累進屈折力レンズ
1−1 物体側の面
1−1−1 第1安定領域
1−1−2 曲率変化領域
1−1−3 第2安定領域
1−2 眼球側の面
1−3 物体側の面と眼球側の面との組み合わせ
2.累進屈折力レンズの製造方法
3.本実施形態の効果
4.変形例
本実施形態に係る累進屈折力レンズ1は、図1(a)に示すように、物体側に位置する面(物体側の面2)と、眼球E側に位置する面(眼球側の面3)と、が組み合わされて構成されるレンズである。図1(b)は、本実施形態に係る累進屈折力レンズ1の遠用部、近用部および中間部の配置を示す図である。本実施形態では、図1(b)に示す遠用部等の機能をもたらすための累進屈折作用を実現する累進要素が物体側の面と眼球側の面との両面に配置されており、本実施形態に係る累進屈折力レンズ1は両面累進屈折力レンズである。
図2は、物体側の面2の平面図を示しており、累進屈折力レンズを眼鏡用レンズとして装用した場合に、レンズの垂直方向に相当する方向をY軸とし、レンズの水平方向に相当する方向をX軸としている。さらに、図1(a)に示すように、レンズ1の厚み方向をZ軸としている。Z軸は、X軸およびY軸の両方に垂直な軸であり、図2においては、紙面に垂直な軸となっている。換言すれば、図2は、Z軸方向から見た物体側の面2をXY平面上に投影した図である。したがって、物体側の面2は、座標(x,y,z)を用いて表すことができ、Z軸方向の座標は、物体側の面の屈折力分布に応じて設定される。
また、物体側の面2を、第一安定領域20と、曲率変化領域21と第二安定領域22とを合わせた同心円状の領域と、の2つの領域に分けて考えてもよい。なお、曲率変化領域21と第二安定領域22を合わせた領域は、回転対称な非球面領域23により構成されているともいえる。
第1安定領域20は、設計中心である回転中心Oを含む面から構成される領域である。本実施形態では、第1安定領域は、第1安定領域の平均面屈折力のPV値が0.12D(ディオプター)以下の範囲に制御された領域である。なお、PV値は、面精度を表す値であり、有効範囲内での平均面屈折力の最大値と最小値との差と定義される。球面レンズの面精度は、ISO規格では、40Φの範囲内で平均面屈折力が±0.06D以内であることを考慮すると、上記の範囲は、平均面屈折力の変化量としては非常に小さく、レンズ製造時に物体側の面を形成する際の製造誤差を示しているということができる。換言すれば、第1安定領域20は、上記の製造誤差を有する球面により構成されているということができる。
ただし、rはXY平面上の座標(x,y)を用いて下記の式5で表される。
第1安定領域の半径r0についても装用者の処方等に応じて決定すればよいが、本実施形態では、たとえば、r0は10mm程度である。
曲率変化領域21は、図2に示すように、第1安定領域20の外側に、第1安定領域20を取り囲むように配置され、半径r0からr1までの環状の領域である。また、Z軸方向の座標は下記の式6のように表すことができる。
ただし、aiは非球面係数である。
上記の設定の結果、本実施形態における曲率変化領域21は一例として以下の条件を満たす。
(条件1)
設計中心から物体側の面の外周に向かう経線方向の曲率が第1安定領域における経線方向の曲率より小さい。
(条件2)
経線方向に直交する方向の曲率である円周方向の曲率が第1安定領域における円周方向の曲率より小さい。
なお、条件1を満たせば自ずと条件2も満たされることになる。そのため、少なくとも条件1を満たすのが好適である。
また、回転中心Oから物体側の面2の外側に向かって単調に減少するのは、経線方向の曲率c1mおよび円周方向の曲率c1cの少なくともいずれかであっても構わない。
物体側の面2は、上述した第1安定領域20と曲率変化領域21とから構成されていてもよいが、本実施形態では、物体側の面2は、曲率変化領域21の外側に、曲率変化領域21を取り囲むように配置される第2安定領域22をさらに備えている。第2安定領域は、図2に示すように、半径rがr1より大きい環状の領域である。また、Z軸方向の座標は下記の式7のように表すことができる。
ただし、c1、r2およびz1は以下の式8〜13を用いて表される。
眼球側の面は、物体側の面と組み合わされて、レンズの透過像に所定の累進屈折作用がもたらされるように構成されていれば特に制限されない。本実施形態では、眼球側の面は、物体側の面の曲率変化領域の面屈折力の変化を相殺する面屈折力変化を備えており、累進屈折作用をもたらすための累進要素が配置されている。
上述した物体側の面と眼球側の面とはそれぞれ単なるレンズ面であり、単独では、遠用部、近用部および中間部の機能を実現する累進屈折作用は得られない。物体側の面と眼球側の面とを組み合わせてレンズを得ることにより、当該レンズの透過像に累進屈折作用がもたらされ、当該レンズの装用者の網膜上において、累進屈折作用がもたらされた像として結像する。
次に、本実施形態に係る累進屈折力レンズの製造方法を、図6に示す工程図に基づき説明する。本実施形態に係る累進屈折力レンズの製造方法は、主に、レンズ設計工程S1と、レンズ加工工程S2と、に分けられる。
レンズ設計工程S1では、レンズ情報、処方情報等の眼鏡仕様を取得し(眼鏡仕様取得工程S11)、眼鏡仕様に含まれる情報のうち、累進屈折力レンズを設計するために必要な情報(遠用度数、近用度数、加入度数等)に基づき、本実施形態に係る累進屈折力レンズを設計する。以下、レンズ設計工程S1に含まれる累進屈折力分布設計工程S12、物体側面設計工程S13および眼球側面設計工程S14について具体的に説明する。
本工程では、本実施形態に係る累進屈折力レンズの設計に先立ち、設計される累進屈折力レンズと同じ屈折力分布を、内面(眼球側に位置する面)のみに設定する設計を行う。すなわち、内面が、設計される累進屈折力レンズと同じ累進屈折作用をもたらす累進屈折面により構成され、外面(物体側に位置する面)が球面で構成されるように設計する。すなわち、内面のみに累進屈折作用を実現する累進要素が設定されている。
本工程では、累進屈折力レンズを設計するために必要な情報に基づき、得られた内面の屈折力分布と外面の球面度数とから、球面として予め設定した物体側の面を補正し、物体側の面に、回転中心、第1安定領域の曲率および径、曲率変化領域の曲率および径、ならびに、第2安定領域の曲率および径を設定する。たとえば、第1安定領域の曲率は、外面の曲率と同じとすればよい。
本工程では、設計した物体側の面と、設計される累進屈折力レンズの透過屈折力分布と、から、物体側の面の曲率変化領域による面屈折力の変化を相殺するように眼球側の面の面屈折力変化を算出すればよい。眼球側の面を算出するにはベクトル演算等の公知の方法を用いればよい。
レンズ加工工程S2は、少なくとも、ブロック工程S21、研削工程S22および研磨工程S23を含む。レンズ加工工程S2では、まず、物体側の面および眼球側の面の設計データに基づいて、最適なベースカーブを有する基材(セミフィニッシュレンズ)を準備する。たとえば、物体側の面の第1安定領域の曲率と同じベースカーブを有する基材を準備すればよい。当該基材を研削装置等の加工装置に設置し、設計データを加工装置に入力して、設計データにおいて設定された屈折力の分布となるように、基材の加工を行う。基材の加工は公知の方法により行えばよく、たとえば、基材の表面を研削装置を用いて研削し光学面を形成した後、研磨装置を用いて研磨を行う。
本工程では、準備した基材をレンズ保持具に固定する。本実施形態では、レンズ保持具は、基材の土台となるヤトイと、ヤトイと基材とを固定するための低融点合金と、から構成される。ヤトイと基材とを固定する際には、まず、ヤトイを取付台に固定し、ヤトイの周囲に円形のブロックリングを配置する。そして、ブロックリングの上に基材を載置して、基材の凸面がブロックリングにより支持されるようにする。このとき、ヤトイと基材とは接触しておらず、ヤトイと取付台とブロックリングと基材との間に空間が形成されている。この空間に低融点合金を充填して固化させることによりヤトイと基材とを固定することができ、ヤトイと基材とを取付台およびブロックリングから取り外して、レンズ保持具に保持された基材を得ることができる。
続いて、基材を保持するレンズ保持具を、研削加工装置に設置して、研削加工を行い、光学面を形成する(研削工程S22)。研削加工後に、基材を保持するレンズ保持具を研削加工装置から取り外し、研磨加工装置に設置して、研磨加工を行う(研磨工程S23)。このような研削装置、研磨装置では、基材を回転させながら加工を行うため、回転対称な領域から構成されている面の加工は容易である。したがって、本実施形態に係る累進屈折力レンズは、レンズの両面に累進要素が設定されているが、通常の両面累進屈折力レンズに比べて、物体側の面の加工を容易に行うことができ、歩留まりも向上できる。その後、必要に応じて、コーティング等の表面処理および玉型加工を行い、眼鏡用レンズを製造してもよい。
本実施形態に係る累進屈折力レンズは、物体側の面と眼球側の面との両面に累進要素が設定された両面累進屈折力レンズでありながら、物体側の面を回転対称な面とすることにより、光学性能を維持しつつ、製造が容易である。
上述した実施形態では、眼球側の面には、累進屈折作用を実現するための屈折力が設定されているが、眼球側の面が、累進屈折作用を実現するための屈折力に乱視矯正用の屈折力が付加された屈折力分布を有するように構成されていてもよい。
実施例1では、遠用度数が+4.00D(ディオプター)であり、加入度数が2.00D(ディオプター)である累進屈折作用を実現する累進屈折力レンズを設計した。物体側の面は、以下のように設定した。第1安定領域は、曲率c0を9.441とし、XY平面上への投影図において半径が10mmの円とした。曲率変化領域は、経線方向の曲率c1mを9.441〜6.425まで単調に減少させ、XY平面上への投影図において、半径が10〜25mmの環状とした。第2安定領域は、経線方向の曲率c2mを6.425とし、XY平面上への投影図において、半径が25〜35mmの環状とした。
比較例1では、実施例1と同様に、遠用度数が+4.00D(ディオプター)であり、加入度数が2.00D(ディオプター)である累進屈折力レンズであって、物体側の面には垂直方向の曲率と水平方向の曲率とが異なるアトーリック面が配置され、眼球側の面には累進面が配置された両面累進屈折力レンズを設計した。この両面累進屈折力レンズでは、物体側の面と眼球側の面とはどちらも回転非対称であった。また、実施例1と同様に、両面累進屈折力レンズについて、当該レンズの凸面を下にした場合のレンズの高さを測定した。結果を図7に示す。
実施例1において設定した累進屈折作用を示す累進面を設計し、この面を眼球側の面とし、物体側の面は曲率が9.063である球面で構成した内面累進屈折力レンズを設計した。この内面累進屈折力レンズに対して、実施例1と同様に、揺れ指数(IDs)、平均眼鏡倍率および近用部のアスペクト比を算出した。揺れ指数の結果を図8に、平均眼鏡倍率の結果を図9に、アスペクト比の結果を図10に示す。
『近方視用の度数をもつ近用部を有し、かつ、物体側の面と眼球側の面とが共に非球面であって累進要素を有する累進屈折力レンズであって、
物体側の面は回転対称な面でありかつ回転中心を含む第1安定領域を備えており、第1安定領域における平均面屈折力のPV値(Peak to Valley)が0.12D以内である、累進屈折力レンズ。』
11…遠用部
12…近用部
13…中間部
2…物体側の面
20…第1安定領域
21…曲率変化領域
22…第2安定領域
23…回転対称な非球面領域
3…眼球側の面
Claims (12)
- 近方視用の度数をもつ近用部と、近方視より遠い距離を見るための度数をもつ遠用部と、前記遠用部および前記近用部を接続する中間部と、を含む累進屈折力レンズであって、
前記累進屈折力レンズは非球面である物体側の面と非球面である眼球側の面から構成され、
前記物体側の面は、
前記累進屈折力レンズの設計中心に対して回転対称な面であり、かつ、
前記設計中心に対して回転対称であって前記設計中心を含む第1安定領域と、
前記第1安定領域の外側に接して配置され前記設計中心に対して回転対称な非球面領域と、
を備え、
前記第1安定領域における平均面屈折力のPV値(Peak to Valley)が0.12D以内であることを特徴とする累進屈折力レンズ。 - 前記回転対称な非球面領域は、前記第1安定領域の外側に接するとともに以下の条件を満たす曲率変化領域を備えることを特徴とする請求項1に記載の累進屈折力レンズ。
(条件1)
前記設計中心から前記物体側の面の外周に向かう経線方向の曲率が前記第1安定領域における前記経線方向の曲率より小さい。 - 前記曲率変化領域における前記経線方向の曲率および前記経線方向に直交する方向の曲率である円周方向の曲率のいずれか一方は、前記経線方向に向かうに従って単調に減少することを特徴とする請求項2に記載の累進屈折力レンズ。
- 前記曲率変化領域では、前記経線方向の曲率は、前記経線方向に直交する方向の曲率である円周方向の曲率よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載の累進屈折力レンズ。
- 前記回転対称な非球面領域は、前記曲率変化領域の外側に接して配置され前記設計中心に対して回転対称な第2安定領域を備え、
前記第2安定領域では、前記経線方向の曲率は前記経線方向に直交する方向の曲率である円周方向の曲率より小さいことを特徴とする請求項2に記載の累進屈折力レンズ。 - 前記回転対称な非球面領域は、前記曲率変化領域の外側に接して配置され前記設計中心に対して回転対称な第2安定領域を備え、
前記第2安定領域では、前記経線方向の曲率は実質的に一定であることを特徴とする請求項2に記載の累進屈折力レンズ。 - 前記第2安定領域における前記経線方向の平均面屈折力のPV値(Peak to Valley)が0.25D以内であることを特徴とする請求項5に記載の累進屈折力レンズ。
- 遠用度数測定位置が、前記第1安定領域にあることを特徴とする請求項5に記載の累進屈折力レンズ。
- 近用度数測定位置が、前記曲率変化領域または前記第2安定領域にあることを特徴とする請求項8に記載の累進屈折力レンズ。
- 近用度数測定位置が、前記第1安定領域にあることを特徴とする請求項5に記載の累進屈折力レンズ。
- 遠用度数測定位置が、前記曲率変化領域または前記第2安定領域にあることを特徴とする請求項10に記載の累進屈折力レンズ。
- 前記眼球側の面は、前記物体側の面の前記曲率変化領域による面屈折力の変化を相殺する面屈折力変化を備えることを特徴とする請求項2から11のいずれかに記載の累進屈折力レンズ。
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