KR19990077220A - 비구면 안경렌즈 - Google Patents

비구면 안경렌즈

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KR19990077220A
KR19990077220A KR1019980705362A KR19980705362A KR19990077220A KR 19990077220 A KR19990077220 A KR 19990077220A KR 1019980705362 A KR1019980705362 A KR 1019980705362A KR 19980705362 A KR19980705362 A KR 19980705362A KR 19990077220 A KR19990077220 A KR 19990077220A
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테쯔마 야마까지
후아 퀴
아쯔오 미나토
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야마나까 마모루
호야 가부시키가이샤
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    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/02—Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses

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Abstract

제 1면 및 제 2면의 한 쌍의 굴절면을 갖는 비구면 안경렌즈의 제 1면과 제 2면의 어느 하나 또는 양면의 굴절면 형상을 방정식
으로 규정되도록 한다.
단, mi: 2이상의 실수, n: 1이상의 정수, X: 광축으로부터의 거리가 ρ인 비구면상의 1점으로부터 비구면정점의 접평면에 내린 수선의 거리, C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률, ρ: 광축으로부터의 거리, k: 원추정수, Ami: ρmi항의 비구면계수. 또한, 상기 비구면 안경렌즈의 설계단계에서, 편심시의 비점수차 및 평균 오블릭 에러도 고려하여 편심에 의한 렌즈의 성능저하가 적어지도록 렌즈의 형상을 결정한다.

Description

비구면 안경렌즈
종래의 안경렌즈는 가공의 용이함을 고려하여 렌즈의 제 1면과 제 2면이 모두 구면의 형상을 갖는 것이 많았다. 이 같은 구면 안경렌즈에서는 렌즈의 도수와 렌즈의 재료의 굴절률이 결정되면, 수차를 허용범위에 들게 하기 위해 사용할 수 있는 기본만곡도(렌즈의 제 1면의 면굴절력)가 자동적으로 결정되어져 버렸다(특정의 범위에 한정된다).
원시보정용 안경렌즈의 경우에는, 도수가 강해짐에 따라 안경렌즈의 중심 두께(렌즈의 중심부에서의 두께)가 급격하게 두꺼워져 버려 외관적으로 바람직하지 못하다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 동일한 도수에서보다 중심 두께가 얇은 렌즈를 얻기 위해 안경렌즈의 굴절면의 적어도 한쪽 1면을 비구면의 형상으로 한 안경렌즈가 제안되고 있다(일본국 특개소 제 52-136644호, 특개소 제 58-24112호, 특개소 제 60-15248호, 특개소 제 64-40926호, 특개평 제 2-289819호).
또한, 근시보정 안경렌즈의 경우에는 도수가 강해짐에 따라 안경렌즈의 모서리 두께(렌즈의 주변부의 두께)가 급격하게 두꺼워져 버려 외관적으로 바람직하지 못하다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 동일한 도수에서보다 모서리 두께가 얇은 렌즈를 얻기 위해 안경렌즈의 굴절면의 적어도 한쪽 1면을 비구면의 형상으로 한 안경렌즈가 제안되고 있다(일본국 특개평 제 5-215994호, 특개평 제 2-289218호, 특개소 제 64-50012호, 특공소 제 59-41164호, 특개소 제 53-94947호, 특개소 제 53-84742호, 특개소 제 53-84741호).
안경렌즈의 굴절면의 적어도 한쪽을 비구면의 형상으로 한 것은, 렌즈의 중심 두께 및 모서리 두께를 구면 안경렌즈보다도 얇게 하기 위해서는 유효하다. 그러나, 종래의 비구면 안경렌즈는 곡률(curvature)이 광축(optical axis)에서 이탈하면 변화해버리고, 광축의 이탈에 의한 도수의 이탈도 커지기 쉽고, 렌즈 미터(lens meter)에 의한 측정에 있어서는 광학중심에서 편심이 일어나지 않는 상태에서 측정하는 것이 상당히 어렵우며, 측정시의 광축 이탈(편심(decentration))에 의한 측정오차를 일으키기 쉬운 문제가 있다.
통상적으로, 안경을 낀 상태에서는 렌즈의 가공오차 및 센터링(centering) 오차, 더욱이 안경테(frame)에 의한 편심 등에 의해, 1mm정도는 편심이 쉽게 일어난다. 또한, 렌즈의 성형시, 몰드(mold)의 상형과 하형의 맞춤오차나 상대적 이탈 등에 의해 편심이 발생하지만, 이 때의 편심 수차량은 비구면 안경렌즈쪽이 렌즈 주변부에서는 구면 안경렌즈보다도 크게 발생하기 때문에, 광학성능의 저하로 이어진다. 이 때문에 비구면 안경렌즈는 가공공차를 상당히 줄여야 할 필요가 있고, 고정밀도인 가공기술이 요구되고 있다.
본 발명은 구면 안경렌즈와 동일한 정도로 도수 측정이 쉽고, 더욱이 편심 허용량을 확보함에 따라 성능저하가 적고, 착용안정성에 우수한 비구면 안경렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 비구면 안경렌즈는,
(구성 1) 제 1면 및 제 2면의 한쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면형상을 갖는 단초점(single-vision)의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면 및/또는 제 2면의 형상이 방정식
(1)
단, mi: 2이상의 실수.
n: 1이상의 정수.
X: 광축으로부터의 거리가 ρ인 비구면상의 1점으로부터 비구면정점의
접평면에 내린 수선의 거리.
C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률.
ρ: 광축으로부터의 거리.
k: 원추정수.
Ami: ρmi항의 비구면계수.
로 규정되는 것을 특징으로 하는 구성을 제공한다.
이 구성 1의 구체예로서는,
(구성 2) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 상기 n과 상기 mi가 각각
n=7,
m1=2, m2=3, m3=4, m4=5, m5=6, m6=7, m7=8의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 3) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 상기 mi가
mi=a+(i-1)b
단, a>2.0
b>0, b≠정수
로 규정되는 것을 특징으로 하는 구성을 제공하고,
이 구성 3의 구체예로서,
(구성 4) 구성 3의 비구면 안경렌즈에 있어서,
상기 a, b, n이 각각
a=4.0, b=0.7, n=4의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성을 제공하고,
또한, 구성 1의 구체예로서,
(구성 5) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정된 비구면 안경렌즈이고, 렌즈의 도수를 D[디옵터(diopter) 단위]로 하여, 제 1면의 자오면(meridional surface)의 표면파워(surface power)를
단, ne는 굴절률로서, ΔS(ρ)=S(ρ)-S(0) 로 할 때,
렌즈의 도수 D가
-6.0≤D≤6.0의 조건을 만족하고,
0≤ρ≤5mm의 범위에서, -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 6) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 비구면 안경렌즈이고, 렌즈의 도수를 D[디옵터 단위]로 하여,
제 2면의 자오면의 표면파워를
단, ne는 굴절률로서, ΔS(ρ)=S(ρ)-S(0) 로 할 때,
렌즈의 도수 D가
-6.0≤D≤6.0의 조건을 만족하고,
0≤ρ≤5mm의 범위에서, -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 7) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정되고 제 2면이 구면형상을 갖는, 양(positive)의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 1면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 양(positive)의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 1면의 ΔS(ρ)가 음(negative)의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 8) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정되고, 제 2면이 구면 형상을 갖는 음(negative)의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 1면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 1면의 ΔS(ρ)가 양의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 9) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면이 구면형상을 갖고, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 양의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 2면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 2면의 ΔS(ρ)가 양의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 10) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면이 구면형상을 갖고, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 음의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 2면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 2면의 ΔS(ρ)가 음의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 11) 구성 1의 비구면 안경렌즈에 있어서, 제 1면 또는 제 2면의 어느 하나의 굴절면이 상기 방정식으로 규정되고,
상기 방정식으로 규정된 굴절면의 비구면정점에서의 기준구면의 곡률이 다른 쪽의 굴절면의 기준구면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 구성을 제공한다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 비구면 안경렌즈는 (구성 12) 제 1면 및 제 2면의 한 쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면 형상을 갖는 단초점의 비구면 안경렌즈에 있어서, 설계단계에서 상기 비구면 안경렌즈의 편심을 고려하여 렌즈형상을 결정짓는 것을 특징으로 하는 구성을 제공한다.
이 구성 12의 구체예로서,
(구성 13) 구성 12의 비구면 안경렌즈에 있어서, 설계단계에서 상기 비구면 안경렌즈의 초기 형상을 결정하고,
상기 비구면 안경렌즈의 형상을 소정의 양만 변화시킬 때의, 편심이 발생하지 않을 때의 비점수차 및/또는 평균 오블릭 에러와, 편심이 발생할 때의 비점수차 및/또는 평균 오블릭 에러를 광선추적(ray-tracing)에 의해 계산하고,
편심에 의한 렌즈의 성능저하가 적어지도록 렌즈의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 구성,
(구성 14) 구성 12의 비구면 안경렌즈에 있어서, 상하의 편심의 변화량을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈 외경을 H[mm]로 할 때에,
설계단계에서 적어도 0.04≤K/H≤0.08의 범위인 편심을 고려하는 것을 특징으로 하는 구성을 제공한다.
K/H<0.04의 범위에서는 편심을 충분히 보정할 수 없고, K/H>0.08의 범위에서는 편심시에 있어서의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 균형(balance)을 얻기 어려워진다.
비구면 안경렌즈의 편심을 고려한 경우, 구성 5, 6에 기재된 조건의 범위가 아니면 편심이 발생할 때의 렌즈 광축부근의 비점수차, 평균 오블릭 에러를 충분히 적게 할 수 없다. 결국, 광축을 중심으로 한 φ 10mm(0<ρ≤5mm)의 사이에서 ΔS를 상당히 적게 하여 충분히 무시할 수 있는 값으로 하여, 편심시에 있어서의 비점수차, 평균 오블릭 에러를 충분히 적게 할 수 있다.
렌즈의 도수 D가 -6.0≤D≤6.0의 조건에 있어서, 0<ρ≤5mm의 범위를 넘어서(ρ>5mm의 영역을 포함하여), -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하도록 하면, 렌즈의 광축을 중심으로 한 φ 40mm(0<ρ≤20mm)의 범위에서, 원거리시에 있어서, 비점수차를 ±0.15[디옵터 단위]의 범위로 보정할 수 없게 되고, 렌즈의 광축을 중심으로 한 φ 30mm(0<ρ≤15mm)의 범위에서, 원거리시에 있어서 평균 오블릭 에러를 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 보정할 수 없게 된다.
또한, 렌즈의 도수 D가
-3.0≤D≤3.0의 조건을 만족하고,
0<ρ≤7mm의 범위에서, -0.05≤Δ≤0.05의 조건을 만족하는 것이 더욱 바람직하다.
렌즈의 도수 D가 -3.0≤D≤3.0의 조건에 있어서, 0<ρ≤7mm의 범위를 초과하고(ρ>7mm의 영역을 포함하여), -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하도록 하면, 렌즈의 광축을 중심으로 한 φ40mm(0<ρ≤20mm)의 범위에서, 원거리시에 있어서의 비점수차를 ±0.125[디옵터 단위]의 범위로 보정할 수 없게 되며, 렌즈의 광축을 중심으로 한 φ30mm(0<ρ≤15mm)의 범위에서, 원거리시에 있어서의 평균 오블릭 에러를 ±0.10[디옵터 단위]의 범위로 보정할 수 없게 된다.
렌즈의 도수가 양일 경우에는 제 1면 쪽의 곡률이 커지므로, 동등한 수차균형에서 렌즈의 형상을 결정할 경우, 제 1면을 상기 방정식으로 규정하고 제 2면을 구면형상으로 하는 편이 제 2면을 상기 방정식으로 규정하고 제 1면을 구면형상으로 한 경우보다도 중심 두께를 보다 얇게 할 수 있다.
마찬가지로, 렌즈의 도수가 음일 경우에는 제 2면 쪽이 곡률이 커지므로, 동등한 수차균형에서 렌즈의 형상을 결정한 경우, 제 2면을 상기 방정식으로 규정하고 제 1면을 구면형상으로 하는 편이 제 1면을 상기 방정식으로 규정하고 제 2면을 구면형상으로 한 경우보다도 모서리 두께를 보다 얇게 할 수 있다.
또한, 본 명세서중에 있어서는 렌즈면의 만곡은, 그 면에서의 곡률과 렌즈 소재의 굴절률에 의해 하기 식과 같이 정의된다.
(ne-1)C=S
단, ne: 굴절률, C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률, S: 만곡.
또한, 디옵터는 길이를 미터(meter)로 표시할 때의 렌즈의 굴절력의 단위이고, 초점거리를 미터단위로 측정하여 그 역수로 나타낸 것이며, 만곡은 디옵터 단위로 표시된다.
비점수차(OAE, Oblique Astigmatic Error)는 자오면 방향의 굴절력을 Fm[디옵터 단위]으로 하고, 시상면 방향의 굴절력을 Fs[디옵터 단위]로 할 때, 하기 식에 의해 정의된다.
비점수차(OAE)=Fm-Fs
또한, 평균 오블릭 에러(MOE, Mean Oblique Error)는 상기 조건으로부터 하기 식에 의해 정의된다.
MOP=1/2(Fm+Fs)
평균 오블릭 에러(MOE)=MOP-D D: 렌즈의 도수
또한, 자오면은 광축과 주광선을 포함하는 면이고, 시상면은 자오면에 수직인 면이다.
본 발명은 제 1면 및 제 2면의 한 쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면형상을 갖는 단초점의 비구면 안경렌즈에 관한 것이다.
도 1은 실시예 1에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 2는 본 발명에 있어서의 비구면 안경렌즈의 설계의 공정을 나타낸 흐름도(flowchart)이고, 도 3은 실시예 1에 있어서의 2mm 시프트(shift)된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 4는 실시예 1에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 1에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 6은 실시예 1에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 7은 실시예 1에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 8은 실시예 2에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 9는 실시예 2에 있어서의 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 10은 실시예 2에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 11은 실시예 2에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 12는 실시예 2에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 13은 실시예 2에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 14는 실시예 3에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 15는 실시예 3에 있어서의 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 16은 실시예 3에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 17은 실시예 3에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 18은 실시예 3에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 19는 실시예 3에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 20은 실시예 4에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 21은 실시예 4에 있어서의 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 22는 실시예 4에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 23은 실시예 4에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 24는 실시예 4에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 25는 실시예 4에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 26은 실시예 5에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 27는 실시예 5에 있어서의 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 28은 실시예 5에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 29는 실시예 5에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 30은 실시예 5에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 31는 실시예 5에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 32는 실시예 6에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 33은 실시예 6에 있어서의 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 34는 실시예 6에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 35는 실시예 6에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 36은 실시예 6에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 37은 실시예 6에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 38은 실시예 7에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 39는 실시예 7에 있어서의 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 40은 실시예 7에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 41은 실시예 7에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 42는 실시예 7에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 43은 실시예 7에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 44는 실시예 8에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 45는 실시예 8에 있어서의 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 46은 실시예 8에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 47은 실시예 8에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 48은 실시예 8에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 49는 실시예 8에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 50은 실시예 9에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 51은 실시예 9에 있어서의 2mm 시프트(shift)된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 52은 실시예 9에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 53은 실시예 9에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 54는 실시예 9에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 55는 실시예 9에 있어서의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 56은 실시예 10에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 57는 실시예 10에 있어서의 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 58은 실시예 10에 있어서의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 59는 실시예 10에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 그래프이고, 도 60은 실시예 10에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 비점수차를 나타낸 도면이고, 도 61는 실시예 10에 있어서의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 평균 오블릭 에러를 도시한 도면이고, 도 62는 종래의 편심을 고려하지 않도록 설계된 양의 도수 비구면 안경렌즈에 편심이 없을 때의, 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 63은 종래의 편심을 고려하지 않도록 설계된 양의 도수 비구면 안경렌즈가 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 64는 종래의 편심을 고려하지 않고 설계된 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 65는 종래의 양의 도수 비구면 안경렌즈에 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 66은 종래의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 67은 종래의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 68은 종래의 편심을 고려하지 않도록 설계된 음의 도수 비구면 안경렌즈에 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 69는 종래의 편심을 고려하지 않도록 설계된 음의 도수 비구면 안경렌즈가 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 70은 종래의 편심을 고려하지 않고 설계된 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, ΔS, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 71은 종래의 음의 도수 비구면 안경렌즈에 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 72는 종래의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이고, 도 73은 종래의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 한면만 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 형상, 원거리시 비점수차, 및 중간거리시 비점수차와 근거리시 비점수차를 나타낸 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 가장 바람직한 형태
(실시예 1)
도 1은 실시예 1에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 1의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정된다.
(2)
단, X: 광축으로부터의 거리가 ρ인 비구면상의 1점으로부터 비구면정점의
접평면에 내린 수선의 거리.
C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률.
ρ: 광축으로부터의 거리.
k: 원추정수.
A2: ρ2항의 비구면계수.
A3: ρ3항의 비구면계수.
A4: ρ4항의 비구면계수.
A5: ρ5항의 비구면계수.
A6: ρ6항의 비구면계수.
A7: ρ7항의 비구면계수.
A8: ρ8항의 비구면계수.
(2)식의 제 1항은 회전(revolution) 2차곡면(conicoid)을 나타내고, 제 2∼8항은 2차 곡면으로부터의 이탈을 나타내고 있다.
또한, 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
더욱이, 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트(광축에 대해 수직방향의 편심을 시프트(shift)라 함)된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것이다.
편심을 고려하여 넣은 양의 도수 비구면 안경렌즈의 설계의 순서를 도 2의 흐름도를 참조하면서 설명한다.
우선, 양의 도수 비구면 도수의 설계사양, 구상을 실시하고 렌즈의 도수나 렌즈의 재료(굴절률)를 결정하고, (2)식의 초기 데이터(data)를 작성한다(201, 202단계).
이 때, 초기 데이터로서는 제 1면이 구면형상이 되도록 초기 데이터를 결정한다. 또한, 초기 데이터는 임의의 값으로, 제 1면이 비구면인 초기 데이터를 작성해도 좋다.
이어서, 광선추적에 의해 편심이 없는 때의 비점수차나 평균 오블릭 에러를 계산함과 동시에 편심시의 비점수차나 평균 오블릭 에러를 계산한다(203, 204단계).
그 후, 광선추적에 의해 얻어진 비점수차나 평균 오블릭 에러를 기준으로, 상기 양의 도수 비구면 안경렌즈의 성능평가를 실시한다(205단계). 이 때, (204)단계에서 얻어진 편심시의 비점수차나 평균 오블릭 에러도 고려하여 성능평가를 실시한다.
(203, 204)단계 및 (205)단계의 조작을 원하는 회수로 반복하고, (2)식의 각 계수를 결정하여, 양의 도수 비구면 렌즈의 최적해를 얻어서 렌즈의 형상을 결정한다(206 단계).
도 1의 제 1면(도 1에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 양의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 1에 도시한다.
도수 3.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 4.05mm
모서리 두께 0.80mm
전면 곡률 8.87439×10-3
후면 곡률 2.99401×10-3
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4= 2.74261×10-7A5=-6.94380×10-8A6= 2.79060×10-9A7=-4.83308×10-11A8=-3.22705×10-13
종래에는 비구면계수에 짝수차만의 파라미터(parameter)를 주어서 최적해를 얻도록 하고 있지만, 본 실시예에서는 비구면계수에 기수차의 파라미터를 주도록 하기 때문에, 고차의 비구면계수를 파라미터에 이용할 필요가 없어진다. 고차의 비구면계수를 파라미터로 이용하면, 목표로 하는 비점수차, 평균 오블릭 에러와 편심시의 비점수차, 평균 오블릭 에러의 균형을 얻는 것이 상당히 어려워진다. 본 실시예에서 나타난 바와 같이 기수차의 파라미터를 이용하는 것으로 목표로 하는 비점수차, 평균 오블릭 에러와 편심시의 비점수차, 평균 오블릭 에러의 균형을 얻는 것이 용이해진다.
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 3은 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 4는 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 62, 63, 64는 종래의 편심을 고려하지 않고 설계된 양의 도수 비구면 안경렌즈가 각각 편심이 없을 때, 광축으로부터 2mm 시프트된 때, 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈 형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 65, 66, 67은 종래의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 각각 편심이 없을 때, 광축으로부터 2mm 시프트된 때, 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈 형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 3, 4, 62∼67의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 1, 3, 4의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈에서는 비구면의 영향으로 광축이 약간 이탈하면 평균 오블릭 에러가 발생하기 때문에 렌즈미터에 의한 도수 측정에서 도수 이탈이 일어나는 것을 알수 있다. 도 1, 3, 4의 실시예 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 2는 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 5에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.979 0.00096
1.959 0.00168
2.942 -0.00052
3.930 -0.00767
4.925 -0.02118
표 2, 도 5에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서,
-0.05≤ΔS≤+0.05 (3)
을 만족하고 있다. 결국, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서는 ΔS는 상당히 적어서 충분히 무시할수 있는 값이라고 생각된다.
(3)식의 상한하한의 범위를 초과하면 비구면의 영향을 받게 되고, 편심이 발생하였을 때의 편심허용량을 확보할 수 없게 된다.
더욱이, 표 2, 도 5에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 음의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 6은 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 6에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 7은 도 1의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
이상과 같이 실시예 1에 따르면, (2)식으로 규정된 것과 같이 제 1면을 정하기 때문에, 종래의 구면 렌즈와 비교하여 렌즈의 중심 두께가 얇아질 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였으므로, 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(실시예 2)
도 8은 실시예 2에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 8의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 6.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 8의 제 1면(도 8에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 양의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 3에 도시한다.
도수 6.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 7.18mm
전면 곡률 1.25828×10-2
후면 곡률 9.98004×10-4
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4= 3.39527×10-7A5=-1.08334×10-7A6= 4.00919×10-9A7=-6.70180×10-11A8= 4.40787×10-13
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 9는 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 10은 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 9, 10의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실신이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS , 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡촉은 디옵터 단위이다.
도 8, 9, 10의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 2의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 4는 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 11에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
1.026 0.00104
2.053 0.00023
3.083 -0.00732
4.116 -0.02527
4.807 -0.04435
5.153 -0.05624
표 4, 도 11에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 4, 도 11에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 음의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 12는 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 12에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 13은 도 8의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 13에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 2에 따르면, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 3)
도 14는 실시예 3에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 14의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 3.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 14의 제 1면(도 14에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 양의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 5에 도시한다.
도수 3.0D
렌즈 직경 φ 75mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 4.52mm
전면 곡률 8.86194×10-3
후면 곡률 2.99401×10-3
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4= 2.50963×10-7A5=-5.21973×10-8A6= 1.69574×10-9A7=-2.24544×10-11A8= 1.07193×10-13
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=5/75=0.067의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 15는 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 16은 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 15, 16의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실신이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS , 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡촉은 디옵터 단위이다.
도 14, 15, 16의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1, 2와 마찬가지로 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 3의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1, 2과 마찬가지로 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 6은 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 17에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
1.028 0.00105
2.057 0.00227
3.090 0.00116
4.128 -0.00422
5.173 -0.01541
표 6, 도 17에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 6, 도 17에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 음의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 18는 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 18에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 19은 도 14의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 19에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 3에 따르면, 실시예 1, 2와 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
다음으로, 음의 도수 비구면 안경렌즈의 실시예를 설명한다.
(실시예 4)
도 20은 실시예 4에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 20의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 -3.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 20의 제 1면(도 20에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 음의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 7에 도시한다.
도수 -3.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 1.00mm
전면 곡률 2.99102×10-3
후면 곡률 8.98204×10-3
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4=-3.87251×10-7A5= 8.74372×10-8A6=-3.97826×10-9A7= 7.55435×10-11A8=-5.38317×10-12
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 21은 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 22는 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 68, 69, 70은 종래의 편심을 고려하지 않고 설계된 음의 도수 비구면 안경렌즈가 각각 편심이 없을 때, 광축으로부터 2mm 시프트된 때, 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈 형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 71, 72, 73은 종래의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 각각 편심이 없을 때, 광축으로부터 2mm 시프트된 때, 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈 형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 21, 22, 68∼73의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 20, 21, 22의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈에서는 비구면의 영향으로 광축이 약간 이탈하면 평균 오블릭 에러가 발생하기 때문에 렌즈미터에 의한 도수 측정에서 도수 이탈이 일어나는 것을 알수 있다. 도 20, 21, 22의 실시예 4의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 8는 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 23에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.924 -0.00134
2.160 -0.00326
3.090 -0.00139
4.030 0.00539
4.980 0.01830
표 8, 도 23에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다. 결국, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서는 ΔS는 상당히 적어서 충분히 무시할 수 있는 값이라고 생각된다.
(3)식의 상한하한의 범위를 초과하면 비구면의 영향을 받게 되고, 편심이 발생하였을 때의 편심허용량을 확보할 수 없게 된다.
더욱이, 표 8, 도 23에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 양의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 24는 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 24에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 25는 도 20의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 25에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 4에 따르면, (2)식으로 규정된 것과 같이 제 1면을 규정하기 때문에, 종래의 구면렌즈와 비교하여 렌즈의 모서리 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였기 때문에, 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(실시예 5)
도 26은 실시예 5에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 26의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 -6.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 26의 제 1면(도 26에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 음의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 9에 도시한다.
도수 -6.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 1.00mm
전면 곡률 9.97672×10-2
후면 곡률 1.29741×10-4
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4=-4.72996×10-7A5= 1.33922×10-7A6=-6.36412×10-9A7= 1.22833×10-10A8=-8.80950×10-13
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 27은 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 28은 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 27, 28의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 26, 27, 28은 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동은 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 5의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 광축부근이라면 광축으로부터 이탈하여도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 10은 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 29에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.914 -0.00142
1.830 -0.00232
3.060 0.00409
3.990 0.01820
4.920 0.04210
표 10, 도 29에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 10, 도 29에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 양의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 30은 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 30에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 31은 도 26의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 31에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 5에 따르면, 실시예 4와 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 6)
도 32는 실시예 6에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 32의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (2)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 -3.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 32의 제 1면(도 32에서 좌측면)이 (2)식으로 규정된 비구면인 음의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 11에 도시한다.
도수 -3.0D
렌즈 직경 φ 75mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 1.00mm
모서리 두께 5.00mm
전면 곡률 2.99102×10-3
후면 곡률 8.98204×10-3
비구면 계수 A2=0.00000A3=0.00000A4=-4.11964×10-7A5= 7.61527×10-8A6=-3.09755×10-9A7= 5.25566×10-11A8=-3.33471×10-13
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=5/75=0.067의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 33은 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 34는 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 33, 34의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 32, 33, 34은 음의 도수 비구면 안경렌즈는 제 1 및 실시예 2와 동일하게 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동은 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 6의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4, 5와 동일하게 광축부근이라면 광축으로부터 이탈하여도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 12는 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 35에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.962 -0.00165
1.930 -0.00434
2.890 -0.00529
3.870 -0.00237
4.850 0.00593
표 12, 도 35에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 12, 도 35에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 양의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 36은 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 36에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 37은 도 32의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 37에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 6에 따르면, 실시예 1, 5와 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 7)
도 38은 실시예 7에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 38의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 다음의 (4)식으로 규정된다.
(4)
단, X: 광축으로부터의 거리가 ρ인 비구면상의 1점으로부터 비구면정점의
접평면에 내린 수선의 거리.
C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률.
ρ: 광축으로부터의 거리.
k: 원추정수.
A4.0: ρ4.0항의 비구면계수.
A4.7: ρ4.7항의 비구면계수.
A5.4: ρ5.4항의 비구면계수.
A6.1: ρ6.1항의 비구면계수.
(4)식의 제 1항은 회전 2차곡면을 나타내고, 제 2∼5항은 2차 곡면으로부터의 이탈을 나타내고 있다.
도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은, (4)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 4.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 38의 제 1면(도 38에서 좌측면)이 (4)식으로 규정된 비구면인 양의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 13에 도시한다.
도수 4.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 5.11mm
전면 곡률 9.81295×10-3
후면 곡률 1.99601×10-3
비구면 계수 A4.0= 3.95540×10-7A4.7=-1.80540×10-7A5.4= 1.20660×10-8A6.1=-2.36590×10-10
실시예 1∼6에서는 비구면계수에 짝수차 및 기수차의 파라미터를 주어서 최적해를 얻도록 하고 있지만, 본 실시예에서는 비구면계수에 실수의 파라미터를 주도록 하기 때문에, 더욱이 저차의 비구면계수를 파라미터만으로 이용할 수 있게 되었다. 본 실시예에서 나타난 바와 같이 실수의 파라미터를 이용하는 것으로 목표로 하는 비점수차, 평균 오블릭 에러와 편심시의 비점수차, 평균 오블릭 에러의 균형을 얻는 것이 용이해진다.
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 39는 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 40은 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 39, 40의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실신이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS , 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡촉은 디옵터 단위이다.
도 38, 39, 40의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 7의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 14는 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 41에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.995 0.00094
1.991 0.00076
2.990 -0.00339
3.994 -0.01332
5.003 -0.03031
표 14, 도 41에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 14, 도 41에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 음의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 42는 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 42에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 43은 도 38의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 43에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 7에 따르면, (4)식으로 규정된 것과 같이 제 1면을 결정하였기 때문에, 종래의 구면렌즈와 비교하여 렌즈의 중심 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였기 때문에 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(실시예 8)
도 44는 실시예 8에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 44의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은, (4)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 -4.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은 구면형상을 갖고 있다.
도 44의 제 1면(도 44에서 좌측면)이 (4)식으로 규정된 비구면인 음의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 15에 도시한다.
도수 -4.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 1.00mm
전면 곡률 1.99468×10-3
후면 곡률 9.98004×10-3
비구면 계수 A4.0=-4.83780×10-7A4.7= 2.26090×10-7A5.4=-1.99000×10-8A6.1= 5.22810×10-10
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 45는 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 46는 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 한면만으로 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 45, 46의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 44, 45, 46은 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동은 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 8의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 광축부근이라면 광축으로부터 이탈하여도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 16는 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 47에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.899 -0.00103
2.252 -0.00063
3.159 0.00403
4.073 0.01359
4.995 0.02873
표 16, 도 47에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 16, 도 47에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 양의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 48은 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 48에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 49은 도 44의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 49에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 8에 따르면, (4)식으로 규정된 것과 같이 제 1면을 규정하였기 때문에, 종래의 구면렌즈와 비교하여 렌즈의 중심두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였으므로, 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(실시예 9)
도 50은 실시예 9에 있어서의 편심이 없을 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 50의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은, (4)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 1면을 광축으로부터 한면만 4mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 3.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 구면형상을 갖고 있다.
도 50의 제 2면(도 50에서 우측면)이 (4)식으로 규정된 비구면인 양의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 17에 도시한다.
도수 3.0D
렌즈 직경 φ 70mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 4.15mm
모서리 두께 0.80mm
전면 곡률 8.86179×10-3
후면 곡률 2.98380×10-3
비구면 계수 A4.0=-4.54600×10-7A4.7= 1.96500×10-7A5.4=-1.62500×10-8A6.1= 4.02000×10-10
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=4/70=0.057의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 51은 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 52는 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면이 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 51, 52의 원거리시와 중간거리시와 근거리시의 그래프는 실신이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS , 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡촉은 디옵터 단위이다.
도 50, 51, 52의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 종래의 도 62, 63, 64의 양의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면, 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동이 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 9의 양의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 1과 마찬가지로 광축부근이라면 광축으로부터 이탈해도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수 이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 18는 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 53에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.973 -0.00117
1.947 -0.00178
2.953 0.00074
3.907 0.00789
5.392 0.02920
표 18, 도 53에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 18, 도 53에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 양의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 54는 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 54에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 55는 도 50의 양의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 55에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 9에 따르면, (4)식으로 규정된 것과 같이 제 2면을 결정하였기 때문에, 종래의 구면렌즈와 비교하여 렌즈의 중심 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였기 때문에 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(실시예 10)
도 56는 실시예 10에 있어서의 편심이 없을 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다. 또한, 본 실시예의 ΔS는 제 1면에 관한 것이다. 도 56의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한 ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시의 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 2면은, (4)식으로 규정되는 것이고, 설계의 초기단계에서 통상적인 최적화의 목표치이외에 광축으로부터 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어서 설계하고, 또한 렌즈 제 2면을 광축으로부터 한면만 5mm 시프트된 때의 편심수차량도 최적화의 목표치에 넣어 설계한 것으로, 도수를 -3.0D로 설계한 것이다.
또한, 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면은 구면형상을 갖고 있다.
도 56의 제 2면(도 56에서 우측면)이 (4)식으로 규정된 비구면인 음의 도수 비구면 안경렌즈의 도수, 렌즈직경, 굴절률 및 렌즈형상을 나타내는 각 수치를 하기 표 19에 도시한다.
도수 -3.0D
렌즈 직경 φ 75mm
굴절률(ne) 1.501
중심 두께 1.00mm
모서리 두께 4.85mm
전면 곡률 2.99102×10-3
후면 곡률 8.98204×10-3
비구면 계수 A4.0= 5.28900×10-7A4.7=-1.81000×10-7A5.4= 1.23000×10-8A6.1=-2.40000×10-10
본 실시예에서는 상하의 편심의 변화량(설계시에 고려된 시프트량)을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈직경(렌즈직경)을 H[mm]로 할 때, K/H=5/75=0.067의 편심을 고려하였다.
이어서, 도 57은 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈가 광축으로부터 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
또한, 도 58은 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 제 1면이 광축으로부터 한면만으로 2mm 시프트된 때의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 렌즈형상, ΔS, 원거리시(무한원) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시(1m) 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시(0.3m) 비점수차와 평균 오블릭 에러를 도시한 것이다.
도 57, 58의 원거리시와 중간거리시의 그래프는 실선이 비점수차를 나타내고, 점선이 평균 오블릭 에러를 나타내고 있다. 또한, ΔS, 원거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 중간거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러, 및 근거리시 비점수차와 평균 오블릭 에러의 그래프의 횡축은 디옵터 단위이다.
도 56, 57, 58은 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 종래의 도 68, 69, 70의 음의 도수 비구면 안경렌즈와 비교하면 광축부근(광축으로부터 5mm∼10mm의 사이)에서의 편심에 의한 비점수차의 변동은 적어지고 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 10의 음의 도수 비구면 안경렌즈는 실시예 4와 동일하게 광축부근이라면 광축으로부터 이탈하여도 평균 오블릭 에러가 상당히 적기 때문에, 도수 측정시의 도수이탈이 적어짐을 알 수 있다.
하기 나타내는 표 20는 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 ΔS를 나타낸 것이다. 또한, 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 광축부근에서의 ΔS를 도 59에 도시한다.
ρ(mm) ΔS(디옵터 단위)
0.000 0.00000
0.899 0.00149
2.704 0.00420
4.071 -0.00099
4.992 -0.00992
표 20, 도 59에 도시된 바와 같이, 광축을 중심으로 한 φ 10mm의 사이에서, (3)식을 만족하고 있다.
더욱이, 표 20, 도 59에서, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서 ΔS는 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 ΔS가 음의 값을 가짐을 알 수 있다.
도 60은 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 비점수차를 나타내는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 비점수차[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 60에서, 광축으로부터의 거리가 φ 40mm의 범위에서, 원거리시에 있어서 비점수차가 ±0.15[디옵터 단위]의 범위에서 얻어짐을 알 수 있다.
도 61은 도 56의 음의 도수 비구면 안경렌즈의 원거리시의 평균 오블릭 에러를 도시하는 것이고, 횡축이 광축으로부터의 거리(mm), 종축이 평균 오블릭 에러[디옵터 단위]를 나타내고 있다.
도 61에서, 광축으로부터의 거리가 φ 30mm의 범위에서, 원거리시에 있어서, 평균 오블릭 에러가 ±0.20[디옵터 단위]의 범위로 얻어짐을 알 수 있다.
이상과 같이 실시예 10에 따르면, (4)식으로 규정된 것과 같이 제 2면을 규정하였기 때문에, 종래의 구면렌즈와 비교하여 렌즈의 중심두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 편심을 고려하여 렌즈의 설계를 실시하였으므로, 편심에 의한 성능저하가 적어진다.
(그 외의 실시예)
실시예 1∼6에서는 A2, A3가 동시에 0인 것이 나타나 있지만, A2, A3는 0이외의 값이어도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 제 1면 또는 제 2면의 렌즈형상이 (2), (4)식으로 규정된 것을 나타내지만, 본 발명은 제 1면 또는 제 2면의 어느 하나 또는 둘 모두의 렌즈형상이 (1)식으로 규정되어도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 비구면 안경렌즈의 제 1면 및/또는 제 2면의 형상을 (1)식으로 규정하도록 하였기 때문에, 렌즈의 중심두께나 모서리 두께를 구면 안경렌즈보다 얇게 할 수 있고, 장착안정성에 우수한 비구면 안경렌즈를 제작할 수 있다.
또한 편심에 따른 비점수차나 평균 오블릭 에러를 고려하여 렌즈의 설계를 실시하도록 하였기 때문에, 비구면렌즈의 편심에 의한 성능저하를 저감할 수 있고, 편심에 의한 측정오차도 적어지게 할 수 있다.
또한, 렌즈직경이나 굴절률이 변화해도 편심에 의한 성능저하가 적은 비구면 안경렌즈를 작성할 수 있다.
본 발명은 제 1면 및 제 2면의 한 쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면 형상을 갖는 단초점의 비구면 안경렌즈에 관한 것으로, 구면안경렌즈와 동일한 정도로 도수측정이 쉽고, 더욱이 편심허용량을 확보함에 따라 성능저하가 적으며, 착용안정성에 우수한 비구면 안경렌즈를 제공한다.

Claims (14)

  1. 제 1면 및 제 2면의 한쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면형상을 갖는 단초점(single-vision)의 비구면 안경렌즈에 있어서,
    제 1면 및/또는 제 2면의 형상이 방정식
    단, mi: 2이상의 실수,
    n: 1이상의 정수,
    X: 광축으로부터의 거리가 ρ인 비구면상의 1점으로부터 비구면정점의
    접평면에 내린 수선의 거리,
    C: 비구면정점에서의 기준구면의 곡률,
    ρ: 광축으로부터의 거리,
    k: 원추정수,
    Ami: ρmi항의 비구면계수
    로 규정된 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 n과 상기 mi가 각각
    n=7,
    m1=2, m2=3, m3=4, m4=5, m5=6, m6=7, m7=8의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 mi가
    mi=a+(i-1)b
    단, a>2.0
    b>0, b≠정수
    로 규정되는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 a, b, n이 각각
    a=4.0, b=0.7, n=4의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  5. 제 1항에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정된 비구면 안경렌즈이고, 렌즈의 도수를 D[디옵터 단위]로 하여, 제 1면의 자오면의 표면파워를
    단, ne는 굴절률로서, ΔS(ρ)=S(ρ)-S(0) 로 할 때,
    렌즈의 도수 D가
    -6.0≤D≤6.0의 조건을 만족하고,
    0≤ρ≤5mm의 범위에서, -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  6. 제 1항에 있어서, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 비구면 안경렌즈이고, 렌즈의 도수를 D[디옵터 단위]로 하여,
    제 2면의 자오면의 표면파워를
    단, ne는 굴절률로서, ΔS(ρ)=S(ρ)-S(0) 로 할 때,
    렌즈의 도수 D가
    -6.0≤D≤6.0의 조건을 만족하고,
    0≤ρ≤5mm의 범위에서, -0.05≤ΔS≤0.05의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  7. 제 1항에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정되고 제 2면이 구면형상을 갖는, 양의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 1면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 1면의 ΔS(ρ)가 음의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  8. 제 1항에 있어서, 제 1면이 상기 방정식으로 규정되고, 제 2면이 구면 형상을 갖는 음의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 1면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 1면의 ΔS(ρ)가 양의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  9. 제 1항에 있어서, 제 1면이 구면형상을 갖고, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 양의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 2면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 음의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 2면의 ΔS(ρ)가 양의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  10. 제 1항에 있어서, 제 1면이 구면형상을 갖고, 제 2면이 상기 방정식으로 규정된 음의 도수의 비구면 안경렌즈이고, 광축으로부터의 거리 ρ가 0<ρ≤5mm의 범위에서, 제 2면의 ΔS(ρ)가 적어도 1회는 양의 값을 갖고, 렌즈의 주변부에서 제 2면의 ΔS(ρ)가 음의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  11. 제 1항에 있어서, 제 1면 또는 제 2면의 어느 하나의 굴절면이 상기 방정식으로 규정되고,
    상기 방정식으로 규정된 굴절면의 비구면정점에서의 기준구면의 곡률이 다른 쪽의 굴절면의 기준구면의 곡률보다 큰 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  12. 제 1면 및 제 2면의 한 쌍의 굴절면을 갖고, 제 1면 및/또는 제 2면의 굴절면이 비구면 형상을 갖는 단초점의 비구면 안경렌즈에 있어서,
    설계단계에서 상기 비구면 안경렌즈의 편심을 고려하여 렌즈형상을 결정짓는 것을 특징으로 비구면 안경렌즈.
  13. 제 12항에 있어서, 설계단계에서 상기 비구면 안경렌즈의 초기 형상을 결정하고, 상기 비구면 안경렌즈의 형상을 소정의 양만 변화시킬 때의, 편심이 발생하지 않을 때의 비점수차 및/또는 평균 오블릭 에러와, 편심이 발생할 때의 비점수차 및/또는 평균 오블릭 에러를 광선추적에 의해 계산하고,
    편심에 의한 렌즈의 성능저하가 적어지도록 렌즈의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
  14. 제 12항에 있어서, 상하의 편심의 변화량을 K[mm]로 하고, 최대 렌즈 외경을 H[mm]로 할 때에,
    설계단계에서 적어도 0.04≤K/H≤0.08의 범위인 편심을 고려하는 것을 특징으로 하는 비구면 안경렌즈.
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