JPWO2020067522A1 - 累進屈折力レンズおよびその設計方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1Aの左側の図に示すように、累進屈折力レンズは、レンズの図中上側部分に設けられた遠方の物体を見るための屈折力を有する部分、すなわち遠方視に用いる屈折力を有する遠用部と、レンズの図中下側部分に設けられた近方の物体を見るための屈折力を有する部分、すなわち近方視に用いる屈折力を有する近用部、および遠用部から近用部の間に設けられる中間部を、領域として有し、遠用部から近用部の間で屈折力が徐々に変化するレンズである。
所定の処方情報に基づいて眼鏡レンズの目標透過度数分布を設定後、眼鏡レンズを仮設計して暫定透過度数分布を計算する。そして、目標透過度数分布と暫定透過度数分布との差分を算出する。そして、該差分に基づき、基準点から周縁に延ばした制御線上の各制御点における光学的な補正量を計算する。制御点同士を接続した閉曲線上にて第一の近似曲線を定義する。第一の近似曲線上に各制御点が位置するように該各制御点の補正量を調節したうえで第二の近似曲線を定義する。第二の近似曲線が表す光学的な補正量を非球面付加量に変換して補正対象面の各制御線上に付加する。そして、該各制御線間の該補正対象面の形状を所定の補間法を用いて補間する。
本発明の第1の態様は、
近方距離を見るための近用部と、近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、近用部と遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた累進屈折力レンズであって、
遠用部、近用部および中間部のうち近用部および中間部に対して透過非点収差が付加され、
透過非点収差が付加された近用部および中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含む、累進屈折力レンズである。
近用部および中間部に対して付加されるのは、絶対値がゼロを超え且つ0.25D以下の透過非点収差である。
乱視矯正のための屈折力を差し引いた後の遠用部の測定基準点Fにおける透過非点収差の値の絶対値が0.12D以下である。
遠用部の測定基準点Fにおける透過非点収差の値から近用部の測定基準点Nにおける透過非点収差の値までの変化量Δ[D]の絶対値の量は、加入度数ADD[D]の0.07〜0.24倍の量である。
透過非点収差と共に透過屈折力が付加される。
近方距離を見るための近用部と、近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、近用部と遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた累進屈折力レンズの設計方法であって、
遠用部、近用部および中間部のうち近用部および中間部に対して透過非点収差を付加し、
透過非点収差が付加された近用部および中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含むようにする、累進屈折力レンズの設計方法である。
透過非点収差が0.50D以下の領域であってy=−14.0mmである領域a1の水平幅は8mm以上であり、且つ、
透過非点収差が0.50D以下の領域であってy=−20.0mmである領域a2の水平幅は10mm以上であるのが好ましい。
y=−20.0mmにおいて、領域a2に最小の透過非点収差となる部分が存在する
のが好ましい。
また、レンズ上方から下方に向かって見たときに、少なくとも累進開始点から測定基準点Nまでの主注視線上(子午線の場合は交わる水平線までの子午線上)では、透過非点収差の付加が開始した後に付加量が単調増加し且つ単調増加した付加量は減少しないようにするまたは減少するとしても付加量の10%以下もしくは0.12D以下であるのも好ましい。
第5の態様に記載の設計方法である設計ステップと、
設計ステップに基づいて累進屈折力レンズを製造する製造ステップと、
を有する、累進屈折力レンズの製造方法である。
近方距離を見るための近用部と、近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、近用部と遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた複数の累進屈折力レンズからなるレンズ群であって、
各累進屈折力レンズにおいて、遠用部、近用部および中間部のうち近用部および中間部に対して透過非点収差が付加され、
透過非点収差が付加された近用部および中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含む、累進屈折力レンズ群である。
1.本発明の技術的思想の要旨
2.定義
3.透過基本設計
4.従来の累進屈折力レンズ
5.実施形態(水平方向の屈折量>垂直方向の屈折力)
5−1.従来の設計と実施形態との、目標分布状態における比較
5−2.従来設計と実施形態との、最終的に得られたレンズ状態での比較
5−3.透過非点収差の付加パターン
5−3−1.パターン1
5−3−2.パターン2
5−3−3.パターン3
6.変形例(実施形態での透過非点収差の付加量およびADDのバリエーション等)
7.本発明の一態様に係る効果
本発明の一実施形態の累進屈折力レンズおよびその関連技術についての説明の前に、本発明の技術的思想の要旨について説明する。
つまり実施形態の好適な累進屈折力レンズにおいては、
透過非点収差分布(縦軸y:レンズ鉛直方向、横軸x:レンズ水平方向、原点はレンズのプリズム参照点)において、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後、
透過非点収差が0.50D以下の領域であってy=−14.0mmである領域a1の水平幅は8mm以上、および、
透過非点収差が0.50D以下の領域であってy=−20.0mmである領域a2の水平幅は10mm以上
の少なくともいずれかの条件を満たすのが好ましく、両条件を満たすのが更に好ましい。
また、以下の2つの式の少なくともいずれかを満たすのが好ましく、両式を満たすのが更に好ましい。
a1>1.7*(ADD)2−10.3*(ADD)+22.6
a2>1.7*(ADD)2−10.5*(ADD)+23.8
上記各式は、本明細書に記載の、本発明の一態様である実施形態、パターン1、2、3、バリエーションにおけるa1、a2の値と加入度数ADDとのプロットと、従来例におけるa1、a2の値と加入度数ADDとのプロットとを分離する近似曲線式である。
y=−14.0mmにおいて、前記領域a1に最小の透過非点収差となる部分が存在し、且つ、
y=−20.0mmにおいて、前記領域a2に最小の透過非点収差となる部分が存在するのが好ましい。
パターン2(図10)においては、設計面のほぼ下半分に対して一定量の透過非点収差を付加する。
パターン3(図12)においては、レンズ内に複数の制御点を設け、該制御点においてスプライン関数を用いた曲率の制御を行うことにより透過非点収差を付加する。
パターン1の場合における実施形態の結果は図9A〜図9Dに示す。
パターン2の場合における実施形態の結果は図11A〜図11Dに示す。
パターン3の場合における実施形態の結果は図13A〜図13Dに示す。
「少なくとも累進開始点から測定基準点Nまで(子午線の場合は交わる水平線まで)では、透過非点収差の付加が開始した後に付加量が単調増加し且つ単調増加した付加量は減少しないまたは減少するとしても付加量の10%以下もしくは0.12D以下であるようにする。」
透過非点収差と共に透過屈折力も付加することの一具体例としては、以下のとおりである。予め透過非点収差の付加量を決めておく。この透過非点収差の付加に伴う屈折力の変化を予め加味したレンズ設計を用意する。このレンズ設計に対し、予め決めておいた透過非点収差の付加を行うことにより、目標とする加入度数が得られるように設定してもよい。
その結果、本明細書に記載の全ての透過平均屈折力分布図において、透過非点収差の付加後であっても当初設定した加入度数を実現できている。
なお、透過非点収差の付加が行われた累進屈折力レンズであって、近用部の測定基準点Nにおいて、該付加による屈折力の変化分に起因する、レンズ袋等に記載された遠用度数S+加入度数ADDの値すなわち近用度数からのずれが一部でも補填されていれば、透過屈折力の付加が行われているとみなす。一例としては、該ずれが累進屈折力レンズに最終的に存在しない状態または存在したとしてもそのずれ量が±0.12Dの範囲内の状態は、透過屈折力の付加が行われているとみなす。
本明細書では、一般的にレンズの屈折の程度を示す文言として、いわゆる度数、パワーの代わりに屈折力を用いる。
透過非点収差の付加状態を数値で定義すると、遠用部の測定基準点F(図2中では符号16)における透過非点収差の絶対値Δ2から、中間部または近用部の任意の点における透過非点収差の絶対値Δ1に至るまでに値が増加している状態を指す。
後述の透過非点収差の付加のパターン1、3に示すように、必ずしも、累進開始点且つ幾何中心GCを通過する水平線よりも下方の領域全体に対して透過非点収差を付加せずともよい。
また、レンズ上方から下方に見たときに、必ずしも、FP直下、累進開始点直下、GC直下、またはプリズム開始点直下から透過非点収差の付加を開始しなくともよい。累進開始点と測定基準点Nとの間にて透過非点収差の付加を開始すればよい。中間部における遠用部寄りの部分には透過非点収差を付加せず、近用部寄りの部分のみに透過非点収差を付加してもよい。
但し、透過非点収差の付加を開始した部分から下方において、中間部および近用部を通過する主注視線(および/または子午線)上には透過非点収差を付加するのが好ましい。少なくとも、累進開始点から測定基準点Nまでの間の部分から測定基準点Nに至るまで全体に主注視線上に透過非点収差を付加するのが好ましい。子午線でいうと、少なくとも、累進開始点から測定基準点Nまでの間の部分(例えばGCから半径5mm内、好適には3mm内)から測定基準点Nと交わる水平線に至るまでの子午線全体上に透過非点収差を付加するのが好ましい。なお、FPおよび累進開始点は通常だと子午線上(y軸上)に存在するため、水平線を使用していないが、仮に子午線上に存在しない場合でも水平線を使用することにより、上記「子午線全体」を定義することは可能である。
以下、実施形態で用いる透過基本設計における透過非点収差の分布について説明する。透過基本設計自体については公知の技術(例えば特許文献1に記載の内容)を採用して構わない。
その際、透過非点収差の分布および透過平均屈折力の分布は、少なくとも、角膜−レンズ頂点間距離、前傾角、およびフロント角の情報を用いて、累進屈折力レンズの表面形状から算出される分布であることが好ましい。
図3および図4は、従来の透過の基本設計を行った累進屈折力レンズを説明する図である。図3A〜図3Dは、透過平均屈折力の分布と、垂直方向に沿った(子午線に沿った)および水平方向に沿った透過平均屈折力(MP)および非点収差(VP、HP)の変化を示す図である。なお、縦軸yはレンズ鉛直方向を示し、横軸xはレンズ水平方向を示し、原点はレンズのプリズム参照点を示す。
図4A〜図4Dは、透過非点収差の分布と、垂直方向に沿ったおよび水平方向に沿った透過平均屈折力および透過非点収差の変化を示す図である。
図3Aは、従来の累進屈折力レンズに対応する透過平均屈折力の分布を示す図である。図3Aにて採用した条件を以下に列挙する。
・レンズ直径:60mm
・内寄せ量:0.0mm
・S(遠用部測定基準点における球面屈折力):+0.00D
・C(円柱屈折力):+0.00D
・ADD:2.00D
・累進帯長:18mm
矢印「A」はy=−14.0mmの部分、すなわち近用部の代表部分に対応する。
矢印「B」はy=−20.0mmの部分、すなわち近用部の下方部分を表す代表部分に対応する。なお、y=−20.0mmは、フレームへのレンズの供給条件を考慮した場合、近用部を確保するのに下限値として十分である。
以下、本発明の実施形態について説明する。(本発明の技術的思想の要旨)の欄にて述べたように、実施形態では、非点収差を重視、すなわち非点収差の増加を抑えるべく、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きくなる部分を含むよう設定している。なお、実施形態では、0.50Dの透過非点収差を中間部および近用部の子午線上に付加している。
図5A〜図5Dは、実施形態における透過平均屈折力の分布の一例と、垂直方向および水平方向に沿った透過平均屈折力および透過非点収差の変化の一例を示す図である。
図6A〜図6Dは、実施形態における透過非点収差の分布の一例と、垂直方向および水平方向に沿った透過平均屈折力および透過非点収差の変化の一例を示す図である。
累進屈折力レンズだと、レンズ下方に向けて屈折力が増加する関係上、累進部分に存在している固有非点収差は、垂直方向の屈折力>水平方向の屈折力という関係を有する。
その一方、実施形態にて付加される透過非点収差は、水平方向の屈折力>垂直方向の屈折力という関係を有する。
結局、実施形態にて付加される透過非点収差が、累進部分に存在している固有非点収差を打ち消すことになる。
図6Bは、実施形態に対応する子午線に沿った透過非点収差の変化を示す。縦軸は、y方向の位置[mm]を示し、横軸は、伝達された透過非点収差(D)を示す。
従来の透過基本設計(図4A)を用いる従来の設計と、実施形態(図6A)とを、透過非点収差の分布において比較する。これらの分布は、最終的に得られるレンズの実際の表面を設計する際に基準として扱われ、透過非点収差の目標分布として使用される。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で8.30mm、y=−20.0mm(a2)で10.00mmである。
次に、目標分布としての透過平均屈折力の分布と透過非点収差の分布とに基づいて、最終的に得られるレンズの設計について説明する。そして、最終的に得られたレンズの透過非点収差の分布における従来設計と実施形態との比較を、図7Aおよび図7Bに示す。
・内寄せ量:2.5mm
・屈折率:1.60
・角膜−レンズ頂点間距離(CVD):12.0mm
・角膜頂点から眼球の回転中心までの距離:13.0mm
・瞳孔間距離(PD):64.0mm
・前傾角:10.0度
・フロント角(JIS B7281:2003):0.0°
以降、特記無い限り、最終的に得られるレンズについての各種条件は同様とする。但し、本発明は上記各条件に限定されない。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で7.74mm、y=−20.0mm(a2)で10.16mmである。
さらに、このような透過非点収差を、子午線および/または主注視線に沿ってだけでなく、設計面全体に拡大する方法を、図8、図10、図12に示す3つのパターンに沿って説明する。
パターン1は、累進屈折力レンズの非点収差調整領域R(図2参照)が、水平線HL(図2参照)に対して下方の側にあり、さらに、下方の側に向かって広がった扇型形状の領域であるパターンである。
図9Bは、中間部および近用部において垂直方向の屈折力(VP)<水平方向の屈折力(HP)であるときの、パターン1に対応する透過非点収差の分布の一例を示す図である。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で8.30mm、y=−20.0mm(a2)で10.00mmである。
パターン2は、累進屈折力レンズの非点収差調整領域R(図2参照)が、水平線HL(図2参照)に対して、下方の側にあるパターンである。なお、パターン1と同内容については記載を省略する。
図11Bは、中間部および近用部において垂直方向の屈折力(VP)<水平方向の屈折力(HP)であるときの、パターン2に対応する透過非点収差の分布を示す。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で8.30mm、y=−20.0mm(a2)で10.00mmである。
パターン3は、累進屈折力レンズの非点収差調整領域R(図2参照)は、水平線HL(図2参照)の下方の側で、水平方向に一定の幅を有する領域を含むケースである。
図13Aは、中間部および近用部において垂直方向の屈折力(VP)<水平方向の屈折力(HP)であるときの、パターン3に対応する透過平均屈折力の分布を示す。
図13Bは、中間部および近用部において垂直方向の屈折力(VP)<水平方向の屈折力(HP)であるときの、パターン3に対応する透過非点収差の分布を示す。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で8.30mm、y=−20.0mm(a2)で10.00mmである。
本項目では、透過非点収差の付加量およびADDのバリエーションならびに同じADDの従来の累進屈折力レンズに対する比較を示す。
図14Bは、従来の累進屈折力レンズにおいてADDを3.00Dに変更したときの透過非点収差の分布を示す図である。
図15Bは、実施形態においてADDを3.00Dに変更し且つ透過非点収差の付加量を0.30Dに変更したときの透過非点収差の分布を示す図である。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で6.44mm、y=−20.0mm(a2)で8.06mmである。
y=−20.0mm(a2)における、加入度数に応じた明瞭な視野範囲の幅を、後掲の他のバリエーションも含め、表3に記載する。
図16Bは、従来の累進屈折力レンズにおいてADDを1.00Dに変更したときの透過非点収差の分布を示す図である。
図17Bは、実施形態においてADDを1.00Dに変更し且つ透過非点収差の付加量を0.10D]に変更したときの透過非点収差の分布を示す図である。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で13.54mm、y=−20.0mm(a2)で15.26mmである。
図18Bは、実施形態においてADDを2.00Dに変更し且つ透過非点収差の付加量を0.20Dに変更したときの透過非点収差の分布を示す図である。
従来の設計では、y=−14.0mm(a1)で8.30mm、y=−20.0mm(a2)で10.00mmである。
本発明者は、透過設計を利用しつつ、遠用部の測定基準点Fから近用部の測定基準点Nに至るまでにおいて透過非点収差を付加するという手法、そして、その付加される透過非点収差の値は加入度数ADDに応じて決定するという手法を想到した。
以上説明したように、実施形態、およびパターン1〜3のいずれを組み合わせた場合でも、従来に比べて近用部の明瞭な視野範囲を広げ、ぼけ、揺れ感、歪みを感じるといった欠陥を改善することができる。これは、透過非点収差の分布において、中間部および近用部の少なくとも主注視線上で、遠用部測定基準点Fに対応した点に付与される円柱屈折力(例えば乱視度数)に透過非点収差が加算されるように、近用部および中間部の表面形状は調整されたためである。
設計ステップに基づいて累進屈折力レンズを製造する製造ステップと、
を有する、累進屈折力レンズの製造方法も、本発明の技術的思想が反映されている。
各累進屈折力レンズにおいて、遠用部、近用部および中間部のうち近用部および中間部に対して透過非点収差が付加された、累進屈折力レンズ群も、本発明の技術的思想が反映されている。
以下、本開示の「累進屈折力レンズおよびその設計方法」について総括する。
本開示の一実施例は以下の通りである。
近方距離を見るための近用部と、近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、近用部と遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた累進屈折力レンズであって、
遠用部、近用部および中間部のうち近用部および中間部に対して透過非点収差が付加され、
透過非点収差が付加された近用部および中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含む、累進屈折力レンズ。
Claims (6)
- 近方距離を見るための近用部と、前記近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、前記近用部と前記遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた累進屈折力レンズであって、
前記遠用部、前記近用部および前記中間部のうち前記近用部および前記中間部に対して透過非点収差が付加され、
透過非点収差が付加された前記近用部および前記中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含む、累進屈折力レンズ。 - 前記近用部および前記中間部に対して付加されるのは、絶対値がゼロを超え且つ0.25D以下の透過非点収差である、請求項1に記載の累進屈折力レンズ。
- 乱視矯正のための屈折力を差し引いた後の前記遠用部の測定基準点Fにおける透過非点収差の値の絶対値が0.12D以下である、請求項1または2に記載の累進屈折力レンズ。
- 前記遠用部の測定基準点Fにおける透過非点収差の値から前記近用部の測定基準点Nにおける透過非点収差の値までの変化量Δ[D]の絶対値の量は、加入度数ADD[D]の0.07〜0.24倍の量である、請求項1〜3のいずれかに記載の累進屈折力レンズ。
- 透過非点収差と共に透過屈折力が付加された、請求項1〜4のいずれかに記載の累進屈折力レンズ。
- 近方距離を見るための近用部と、前記近方距離よりも遠くの距離を見るための遠用部と、前記近用部と前記遠用部との間に設けられ且つ累進屈折機能を有する中間部と、を備えた累進屈折力レンズの設計方法であって、
前記遠用部、前記近用部および前記中間部のうち前記近用部および前記中間部に対して透過非点収差を付加し、
透過非点収差が付加された前記近用部および前記中間部においては、乱視矯正のための屈折力を差し引いた後において、水平方向の屈折力の量が垂直方向の屈折力の量よりも大きい部分を含むようにする、累進屈折力レンズの設計方法。
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