KR20050004878A - 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈 - Google Patents

Abstract

원용부와 근용에서의 상의 배율차를 감소하고, 처방값에 대한 양호나 시력보정과, 착용시에서의 왜곡이 적은 광범위한 유효시야를 제공하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 제공한다. 물체측 표면의 제1 굴절 표면에서, 원용 도수 측정위치 F1D에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각, DHf, DVf로 하고, 이 제1 굴절 표면에서, 근용 도수 측정위치 N1에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각 DHn, DVn으로 하 ㄹ때, DHf+DHn<DVf+DVn, 또한, DHn<DVn으로 되는 관계식을 만족시킴과 동시에, 제1 굴절 표면의 F1 및 N1에서의 표면 비점수차 성분을, 안구측 표명의 제2 굴절 표면에서 상쇄하고, 상기 제1과 제2의 굴절 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈{DOUBLE-SIDED ASPHERIC VARIFOCAL POWER LENS}

누진 굴절력 렌즈는 노시용 안경 렌즈이면서 외견상은 용이하게 노안경이라 추측되지 않는 이점이나, 원거리로부터 근거리까지 끊어지지 않고 연속적으로 명시할 수 있는 이점 등의 이유로부터, 일반적으로 널리 이용되고 있다. 그러나, 한정된 렌즈 면적 중에 경계선을 개입시키지 않고, 원거리를 보기 위한 시야와 근거리를 보기 위한 시야라 했던 복수의 시야를 배치하는 편의 때문에, 각각의 시야의 넓이가 반드시 충분하지 않는 것이나, 측방의 시야에 상의 왜곡이나 흔들림을 감지시키는 영역이 존재하는 등, 누진 굴절력 렌즈 특유의 결점이 있는 것도 널리 알려져있다.

이들 누진 굴절력 렌즈 특유의 결점을 개선하는 목적으로 예전부터 여러가지 제안이 주어져 왔지만, 그것들의 종래의 누진 굴절력 렌즈의 면 구성은, 물체측 표면에 「누진면」을 배치하고, 안구측 표면에 「구면」이나 「난시면」을 배치한 조합인 것이 대부분이었다. 또한 이것들과는 반대로, 안구측 표면에 「누진 작용」을 부가시킨 것을 특징으로 하는 누진 굴절력 렌즈로서, 1970년에 프랑스 Essel Optical Co.(현 Essilor)로부터 시판된 Atoral Variplas가 있다.

또한, 최근 제안된 선행기술로서, 예를 들면 특허국제공개 WO 97/19382호 및 WO 97/19383호 공보에 기재의 기술 등이 있고, 일반적으로 이면 누진(또는 오목면 누진)이라 부르고 있다. 이 최근 제안된 이면 누진에서의 면 구성의 주된 목적은, 필요한 가입 도수의 일부 또는 전부를, 물체측 표면으로부터 안구측 표면에 분담시킴으로써, 원용부와 근용부의 상의 배율차를 감소하고, 상의 왜곡이나 흔들림을 개선하고자 하는 것이다.

이들 선행기술 중, WO 97/19382호 공보에 기재한 것은, 물체측 표면을 구면이나 회전 대칭 비구면으로 함으로써 「누진 작용」을 모두 소거하고, 안구측 표면에만 소정의 가입 도수를 제공하는 「누진면」을 부가(융합)시키고 있고, 또한, WO 97/19383호 공보 기재의 것은, 물체측 표면의 「누진면」에서의 가입 도수를 소정의 값보다 적게 하고, 부족분의 가입 도수를 제공하는 「누진면」을 이면측의 「구면」이나 「난시면」에 부가(융합)시킨 구성으로 되어 있다.

또한, 목적이나 근처에 거리는 있지만, 안구측 표면에 「누진 작용」을 부가시킨 기재가 있는 누진 굴절력 렌즈의 다른 선행기술로서, 예를 들면, 특공소 47-23943호 공보, 특개소 57-10112호 공보, 특개평 10-206805호 공보, 특개 2000-21846호 공보 등에 기재한 것 등이 있고, 또한 전술한 WO 97/19383호 공보에 기재의 것과 마찬가지로, 렌즈의 양면에 「누진 작용」을 갖게 한 선행기술로서, 예를 들면, 2000-338452호 공보나 특개평 6-118353호 공보 기재의 것이 있다. 이들 선행기술의 공통점은, 필요한 가입 도수를 표리 2면으로 분담하여 제공하고 있는 것이다.

이들 선행기술의 주된 목적은, 필요한 가입 도수의 일부 또는 전부를, 물체측 표면으로부터 안구측 표면에 분담시킴으로써 원용부와 근용부의 배율차를 감소하고, 배율차에 의한 상의 왜곡이나 흔들림을 개선하려고 하는 것이다. 그런데, 그것들의 개선 효과를 얻을 수 있는 근거에 대해서는 명확한 기재가 적고, 겨우 상기 특허국제공개 WO 97/19383호 공보(이하, 종래기술 1이라 함) 등에 있어서, 부분적인 기재가 있는 것에 지나지 않는다. 즉 종래기술 1에는 다음과 같은 (1)식∼ (3)식에 나타내는 렌즈 배율 SM의 계산식이 개시되고, 렌즈 설계의 기본평가 파라미터로서 채용되어 있다.

즉, 종래기술 1에는 이하와 같은 기재가 있다.

「렌즈의 배율 SM은 일반적으로 다음식으로 나타난다.

SM=Mp×Ms…(1)

여기서, Mp는 파워 팩터, 또한, Ms는 세이프 팩터라 부른다. 렌즈의 안구측의 면의 정점(내측 정점 )부터 안구까지의 거리를 정상간 거리 L, 내측 정점의 굴절력(내측 정점 굴절력)을 Po, 렌즈의 중심의 두께를 t, 렌즈의 굴절률을 n, 렌즈의 물체측의 면의 베이스 커브(굴절력)를 Pb로 하면 이하와 같이 나타난다.

Mp=1/(1-L×Po)…(2)

Ms=1/(1-(t×Pb)/n)…(3)

이때, 식 (2) 및 (3)의 계산에 있어서는, 내측 정점 굴절력 Po를 베이스 커브 Pb에 대해서는 디옵트리(D)를, 또한 거리 L 및 두께를 t에 대해서는 미터(m)를 각각 사용한다.」

그리고, 이들 렌즈 배율 SM의 계산식을 사용하여 원용부와 근용부의 배율의 차를 산출하고, 종래기술 1에서는 그 배율차가 적으므로, 상의 왜곡이나 흔들림이 개선되어 있다고 하고 있다.

본원 발명자의 연구에 의하면, 상기 종래기술 1에서는, 그 선행기술에 비교해서 일정한 효과가 인정을 받지만, 보다 고성능의 렌즈 설계를 행하기 위해서는, 또한 이하의 점을 검토할 필요가 있는 것이 판명되었다.

a. 상기 종래기술 1에서 사용하고 있는 기본 평가 파라미터에는, 「렌즈의 안구측의 면의 정점으로부터 안구까지의 거리 L」과 「렌즈의 중심의 두께 t」라는 기재로부터도 명백해지는 바와 같이, 본래라면 렌즈의 중앙 근방에 대해서만 적용되어야 하는 파라미터가 포함되어 있다. 즉, 종래기술 1의 실시예에서는, 렌즈의 중앙 근방에 있는 원용부에 대해서만 적용되어야 하는 기본 평가 파라미터가, 렌즈 중심으로부터 크게 아래쪽에 위치하는 근용부에 대해서도 적용되어 있게 되므로, 그것에 의한 오차의 가능성이 남는다.

b. 종래기술 1에서는, 상기한 외에 「렌즈의 굴절률 n」을 더한, 5개의 기본평가 파라미터로 렌즈의 배율 SM이 산출되어 있다. 그러나, 실제로 도수가 붙은 렌즈를 전후로 기울여 보면 알 수 있는 바와 같이, 상의 크기는 「시선과 렌즈면과의 각도」에 강하게 영향을 끼친다고 생각된다. 따라서, 특히 렌즈 중심으로부터 크게 아래쪽에 위치하는 근용부의 배율의 산출에는, 이 「시선과 렌즈면과의 각도」를 무시할 수 없다고 생각된다. 따라서, 종래기술 1의 렌즈 설계에는 「시선과 렌즈면과의 각도를 고려하는 않고 렌즈의 배율을 산출하고 있는」 것에 의한 오차의 가능성을 갖는다.

c. 종래기술 1에서의 「배율」에는, 난시 렌즈에의 응용예의 기재 이외에 방향의 개념이 없으므로, 예를 들면 렌즈 중심으로부터 크게 아래쪽으로 위치하는 근용부에서 일어나는 「종방향과 횡방향과의 배율이 다르다」고 했던 경우에는, 이것에 의한 오차의 가능성이 생긴다.

d. 근용부에 대한 배율계산을 정확하게 행하기 위해서는, 시표까지의 거리, 즉 「대물거리」가 계산 팩터로서 추가되지 않으면 안되지만, 종래기술 1에서는 이 「대물거리」에 대하여 고려되지 않고 있으므로, 그것에 의한 오차의 가능성도 부정할 수 없다.

e. 배율계산에 있어서, 프리즘 작용에 의한 영향이 고려되고 있지 않으므로, 이것에 의한 오차의 가능성도 있다.

이와 같이, 종래기술은 특히, 「배율」의 산출을 보다 정확하게 행한다는 관점에서 보면, 반드시 충분하지 않는 가능성을 갖는 것이다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로, 「시선과 렌즈면과의 각도」나 「대물거리」에 의한 영향을 고려하고, 상의 배율을 정확하게 산출함으로써, 원용부와 근용부에서의 상의 배율차를 감소하고, 처방값에 대한 양호한 시력보정과, 착용시에서의 왜곡이 적은 광범위한 유효 시야를 제공하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 물체측 표면으로서 「좌우 대칭의 반완성품」을 사용하고, 수주 후에 안구측 표면만을 근방시에서의 눈의 폭주 작용에 대응한 좌우 비대칭의 곡면으로서 가공하는 것을 가능하게 하고, 가공시간과 비용을 감소시키는 것을 가능하게 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

(발명의 개시)

전술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 제1 수단은

물체측 표면인 제1 굴절 표면과, 안구측 표면인 제2 굴절 표면에 분할 배분되어 있는 누진 굴절력 작용을 구비한 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈에 있어서,

상기 제1 굴절 표면에 있어서, 원용 도수 측정위치 F1에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각, DHf, DVf로 하고,

상기 제1 굴절 표면에 있어서, 근용 도수 측정위치 N1에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각 DHn, DVn으로 할때,

DHf+DHn<DVf+DVn, 또한, DHn<DVn

으로 되는 관계식을 만족시킴과 동시에, 상기 제1 굴절 표면의 F1 및 N1에서의 표면 비점수차 성분을, 상기 제2 굴절 표면에서 상쇄하고, 상기 제1과 제2 굴절 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하도록 한 것을 특징으로 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈이다.

제2 수단은

DVn-DVf>ADD/2, 또한, DHn-DHf<ADD/2로 되는 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 제1 수단에 관한 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈이다.

제3 수단은

상기 제1 굴절 표면이 상기 원용 도수 측정위치 F1을 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭이고, 상기 제2 굴절 표면이, 이 제2 굴절 표면의 원용 도수 측정위치 F2를 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭으로서, 또한, 이 제2 굴절 표면의 근용 도수 측정위치 N2의 배치는 소정의 거리만큼 코측에 한쪽으로 몰려 있고, 근방시에서의 눈의 폭주 작용에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 제1 또는 제2 수단에 관한 양면 비구면 누진 굴절력 렌즈이다.

제4 수단은

상기 제1 굴절 표면이, 상기 원용 도수 측정위치 F1을 통하는 1개의 자오선을 모선으로 한 회전면이고, 상기 제2 굴절 표면이, 이 제2 굴절 표면의 원용 도수 측정위치 F2를 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭으로서, 또한, 이 제2 굴절 표면의 근용 도수 측정위치 N2의 배치는 소정의 거리만큼 코측에 한쪽으로 몰려 있고, 근방시에서의 눈의 폭주 작용에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 제1∼제3중 어느 하나에 기재의 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈이다.

제5 수단은

상기 제1과 제2 굴절 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하는 구성을 하는 데 있어서, 착용 상태에서의 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를 감소한 것을 특징으로 하는 제1∼제4 중 어느 하나의 수단에 관한 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈이다.

전술한 수단은 이하의 해명 결과에 근거하여 안출된 것이다. 이하, 도면을 참조로 하면서 설명한다. 도 1은 안경 렌즈 표면의 각 위치에서의 각종의 표면 굴절력의 설명도, 도 2는 안구와 시선과 렌즈와의 위치 관계의 설명도, 도 3-1, 도 3-2 및 도 3-3 및 도 4-1, 도 4-2 및 도 4-3은 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도, 도 5-1은 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 누진 굴절력 렌즈를 물체측 표면에서 바라 본 정면도, 도 5-2는 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 종방향의 단면을 나타내는 측면도, 도 5-3은 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 횡방향의 단면을 나타내는 입면도, 도 6은 「가입 도수」의 정의의 차이를 나타내는 설명도이다. 이때, 이들 도면에 있어서, 부호 F는 원용 도수 측정위치, N은 근용 도수 측정위치, Q는 프리즘 도수 측정위치를 나타낸다. 또한, 도 1 등에 기재한 다른 부호는,

DVf:F를 통하는 종방향 단면 곡선의, F에서의 표면 굴절력

DVn:N을 통하는 종방향 단면 곡선의, N에서의 표면 굴절력

DHf:F를 통하는 횡방향 단면 곡선의, F에서의 표면 굴절력

DHn:N을 통하는 횡방향 단면 곡선의, N에서의 표면 굴절력

을 나타내고 있다. 또한, 도면의 굴절 표면이 물체측 표면인 제1 굴절 표면인 경우에는 모든 부호에 첨자 1을 붙이고, 안구측 표면인 제2 굴절 표면인 경우에는 모든 부호에 첨자 2를 붙여 식별한다.

또한, 부호 F1 및 F2는 물체측 표면과 안구측 표면의 원용 도수 측정위치, 마찬가지로 N1 및 N2는 물체측 표면과 안구측 표면의 근용 도수 측정위치를 나타낸다. 또한, E는 안구, C는 안구의 회선 중심점, S는 C를 중심으로 한 참조 구면, Lf 및 Ln은 각각 원용 도수 측정위치와 근용 도수 측정위치를 통하는 시선이다. 또한 M은 정면 위쪽으로부터 아래쪽까지 양 눈으로 봤을 때의 시선이 통과하는, 주주시선이라 부르는 곡선이다. 그리고, F1, N1, F2, N2, N3은, 「가입 도수」의 정의에 의해 다른 렌즈 미터의 개구부를 맞닿는 부위를 나타내고 있다.

우선, 상기 종래기술의 (a)의 과제인 「파라미터를 근용부에 대응시키는」 것과, (d)의 과제인 「대물거리를 고려하는 것」에 의해 개선한 근용부에 대응한 배율의 계산식은 다음과 같이 해서 구하도록 했다. 즉, Mp를 파워 팩터, Ms를 세이프 팩터로 했을 때, 상의 배율 SM은

SM=Mp×Ms …(1')

로 나타난다. 여기서, 시표까지의 대물 파워(m 단위로 나타낸 대물 거리의 역수)를 Px로 하고, 렌즈의 근용부에서의 안구측의 면으로부터 안구까지의 거리를L, 근용부에서의 굴절력(근용부에서의 내측 정점 굴절력)을 Po, 렌즈의 근용부에서의 두께를 t, 렌즈의 굴절률을 n, 렌즈의 근용부에서의 물체예의 면의 베이스 커브(굴절력)를 Pb로 하면, 이하의 관계가 성립한다.

Mp=(1-(L+t)Px)/(1-LXPo)…(2')

Ms=1/(1-t×(Px×Pb)/n)…(3')

이들 식에서, 각 파라미터를 원용부에 대응시켜, 대물거리의 파워 표시인 Px에 대하여 무한원에 대응한 0을 대입하면, 전술한 종래기술 1의 수식에 일치한다. 즉, 종래기술 1에서 사용된 수식은, 무한원의 대물 거리인 원방시 전용의 수식이었다고 생각된다. 그런데, 여기서 (1')은, 전술한 종래기술 1의 수식과 동일하지만, 일반적으로 근방시의 대물거리는 0.3m∼0.4m 정도이므로, 그 역수인 Px는 -2.5∼-3.0 정도의 값이 된다. 따라서, (2')는 분자가 증가하므로 Mp가 증대하고, (3')에서는 분모가 증가하므로 Ms가 감소한다. 즉, 근방시에서의 세이프 팩터 Ms의 영향은 종래기술 1의 계산보다도 적은 것을 안다. 예를 들면 Pb=-Px, 즉 렌즈의 물체측의 면의 베이스 커브(굴절력)가 +2.5~+3.0 정도의 값인 경우에는 Ms=1이 되고, 근방시에서의 세이프 팩터는 상의 배율에 전혀 무관계하게 되는 것을 안다.

그런데, 이상과 같이 해서 각 파라미터를 근용부에 대응시켜, 「대물 거리」도 고려한 배율의 계산식을 구할 수 있었지만, 실제의 근방시에서의 배율을 산출하기 위해서는, 또한 상기 종래기술 1의 (b)의 과제인 「시선과 렌즈면과의 각도」 에 대해서도 고려해야만 한다. 여기서 중요한 것은 「시선과 렌즈면과의 각도」에는 방향성이 있다는 것이다. 즉, 「시선과 렌즈면과의 각도」를 고려한다는 것은,상기 종래기술 1의 (c)의 과제인 「상의 배율」의 방향성을 동시에 고려한다는 것에 다를 바 없다.

이 관점에서 전술한 (1')∼(3')의 제1 계산식을 다시 보면, 「시선과 렌즈면과의 각도」가 영향을 주는 계산 팩터로서 근용부에서의 내측 정점 굴절력 Po와 근용부에서의 물체측의 면의 베이스 커브(굴절력) Pb가 있다. 여기서, 근방시에서의 시선과 근용부영역의 광축과 이루는 각을 α, 근방시에서의 시선과 근용부에서의 물체측 표면의 법선과 이루는 각을 β로서, 잘 알려져진 Martin의 근사식을 사용하면, 근용부에서의 종방향의 내측 정점 굴절력:

Pov=Po×(1+Sin2α×4/3)

근용부에서의 횡방향의 내측 정점 굴절력:

Poh=Po×(1+Sin2α×1/3)

근용부에서의 물체측 표면의 종단면 굴절력:

Pbv=Pb×(1+Sin2β×4/3)

근용부에서의 물체측 표면의 횡단면 굴절력:

Pbh=Pb×(1+Sin2β×1/3)

이 된다. 이와 같이, 각 α나 β 및 Po나 Pb가 제로가 아닌 한, 굴절력이나 파워 팩터, 세이프 팩터 등은 종횡에서 다른 값으로 되고, 그 결과, 종방향과 횡방향과의 배율에 차이가 생겨 오는 것이다.

그런데, 여기서는 「시선의 방향에 따라 굴절력이 변하는」 것을 간단하게 설명하기 위해 근사식을 사용했지만, 실제의 광학 설계에 있어서는 엄밀한 광선 추적 계산에 의해 이들 값을 구하는 것이 바람직하다. 이들 계산방법의 비한정예로서, 예를 들면, 스넬의 법칙을 사용하여 시선에 따른 광로를 계산하고, L, t 및 물체측 굴절면에서 물건점까지의 거리를 산출하고, 다음에 이 광로에 따라, 미분기하학에서의 제1 기본형식, 제2 기본형식, Weingarten의 식 등을 사용함으로써, 물체측 굴절면 및 안구측 굴절면에서의 광로 상에서의 굴절의 영향을 고려한 굴절력을 계산하는 것을 할 수 있다. 이들 식이나 계산방법은 매우 오래 됐기 때문에 공지되어 있고, 예를 들면 공지문헌 「미분기하학」 (야노켄타로 저(주) 아사쿠라 서점 발행 초판 1949년) 등에 기재되어 있으므로 설명은 생략한다.

그런데, 이와 같이 엄밀한 광선추적 계산을 행함으로써 전술한 (a)∼(d)의 과제인 L, Po, t, Pb의 4개의 계산 팩터에 대한 고려도 이루어지고, 렌즈 중심으로부터 크게 아래쪽에 위치하는 근용부는 물론, 모든 시선방향에 있어서 엄밀한 배율계산이 가능하게 된다. 이와 같이 하여 전술한 항목,

근용부에서의 종방향의 내측 정점 굴절력:Pov

근용부에서의 횡방향의 내측 정점 굴절력:Poh

근용부에서의 물체측 표면의 종단면 굴절력:Pbv

근용부에서의 물체측 표면의 횡단면 굴절력:Pbh

에 대하여, Martin의 근사식을 사용하기보다도 더 높은 정밀도로 구해지는 것이다.

이와 같이, 「시선의 방향에 따라 굴절력이 변하기」 때문에, 전술한 상의 배율계산에 대해서도, 모두 시선방향의 차이에 대응시켜야 하는 것도 용이하게 이해될 것이다. 여기서, Mp를 파워 팩터, Ms를 세이프 팩터로 하고 종방향에 대해서는 v, 횡방향에 대해서는 h의 첨자를 붙여 나타내면, 상의 배율 SM에 대하여, 전술한 (1')∼(3')의 식은 다음과 같이 바꾸어 쓸 수 있다.

SMv=Mpv×Msv…(1v')

SMh=Mph×Msh…(1h')

Mpv=(1-(L+t)Px)/(1-L×Pov)…(2v')

Mph=(1-(L+t)Px)/(1-L×Poh)…(2h')

Msv=1/(1-t×(Px+Pbv)/n)…(3v')

Msh=1/(1-t×(Px+Pbh)/n)…(3h')

이상과 같이 해서 상기 종래기술 1의 (a)로부터 (d)까지의 과제에 대응하는 것을 할 수 있었다. 마지막으로, 실제의 근방시에서의 배율을 산출하는 데 있어서 전술한 (e)의 과제인 「프리즘 작용에 의한 영향」에 대하여 기술한다. 프리즘 그것에는 렌즈와 같은 굴절력은 존재하지 않지만, 프리즘에의 광선의 입사 각도나 출사 각도에 의해 프리즘의 배율 Mγ가 변화한다. 여기서, 도 3-1 및 도 4-1의 좌측과 같이, 진공 중에서 굴절률 n의 매질 중에 입사한 광선이 매질표면에서 굴절하는 경우의 각 배율 γ을 생각한다. 이때의 입사각을 i, 굴절각을 r로 했을 때, 잘 알려진 Snell의 법칙에 의해 n=Sin i/Sin r이다. 또한, 굴절에 의한 각 배율 γ는, γ=Cos i/Cos r로 나타난다. n≥1이기 때문에, 일반적으로 i≥r이 되고 γ≤1이 된다. 여기서 γ가 최대값 1이 되는 것은 i=r=0, 즉 수직입사인 경우이다. 또한, 굴절각 r이 n=1/Sin r가 될 때, γ는 이론상의 최소값 γ=0이 된다. 이때 i=π/2이고, r은 매질 중에서 광선이 나오는 경우의 전반사의 임계각과 같다.

한편, 도 3-1 및 도 4-1의 우측과 같이, 굴절률 n의 매질로부터 진공 중에 광선이 나갈 경우의 각 배율 γ'는 상기와 완전히 반대가 된다. 즉, 매질 내부로부터 매질표면에서 굴절해서 진공 중으로 광선이 나갈 경우의 입사각을 i', 굴절각을 r'로 했을 때, Snell의 법칙은 1/n=Sin i'/ Sin r'가 되고, 각 배율은 γ'=Cos i'/Cos r'로 나타난다. n≥1 이기 때문에, 일반적으로 r'≥i'로 되어 γ'≥1로 된다. 여기서, γ'이 최소값 1이 되는 것은 i'=r'=0, 즉 수직 입사인 경우이다. 또한, 입사각 i'가 n=1/Sin i'이 될 때, γ'은 이론상의 최대값 γ'=∞로 된다. 이때 r'=π/2이고, i'는 매질 중에서 광선이 나갈 경우의 전반사로 임계각과 같다.

도 3-3 및 도 4-3과 같이, 1장의 안경 렌즈의 물체측 표면에 입사한 광선이 렌즈 내부를 통과하고, 안구측 표면으로부터 출사해서 안구에 도달하는 경우를 생각한다(이후, 설명의 간략화를 위해 간이적으로, 공기의 굴절률은, 진공 중과 동일한 1에 근사해서 생각하는 것으로 한다.). 안경 렌즈의 굴절률을 n, 물체측 표면에 입사한 광선의 입사각을 i, 굴절각을 r로 하고, 렌즈 내부로부터 안구측 표면에 도달한 광선의 입사각을 i', 출사한 광선의 굴절각을 r'로 하면, 안경 렌즈의 2개의 표면을 투과한 각 배율 Mγ는 전술한 2 종류의 각 배율의 곱으로 나타나고,

Mγ=γ×γ'=(Cos i×Cos i')/(Cos r×Cos r')

이 된다. 이것은, 렌즈 표면의 굴절력과는 무관계고, 프리즘의 배율로서 알려져 있다.

여기서, 도 3-1 및 도 4-1과 같이, i=r', r ='1인 경우를 생각하면,

Mγ=γ×γ'=1

이 되고, 프리즘을 통과시켜 본 상의 배율에 변화가 없게 된다. 그런데, 도 3-2와 같이, 안경 렌즈의 물체측 표면에 수직하게 광선이 입사한 경우에는,

Mγ=γ'=Cos i'/Cos r'≥1

로 되고, 반대로, 도 4-2와 같이, 안경 렌즈의 안구측 표면으로부터 광선이 수직 출사한 경우에는,

Mγ=γ=Cos i/Cos r≤1

로 된다.

여기서, 중요한 것은, 이들 프리즘의 배율 Mγ에는 방향성이 있다는 것이다. 즉, 누진 굴절력 렌즈에서의 프리즘의 분포에 대하여 생각하면, 도수나 처방 프리즘값에 의해 다른 것은 당연하지만, 대략 렌즈 중앙에 가까운 원방시에서의 프리즘은 적고, 렌즈의 아래쪽에 위치하는 근방시에서의 종방향의 프리즘은 크다. 따라서, 프리즘의 배율 Mγ는, 특히 근방시의 종방향에 대하여 영향이 크다 하 ㄹ수 있다.

그런데, 누진 굴절력 렌즈뿐만 아니라, 안경 렌즈는 일반적으로 물체측 표면이 볼록이고, 안구측 표면이 오목인 메니스커스 형상을 하고 있고, 근방시에서의 시선이 하향인 것을 생각하여 맞추면, 도 3-3에 나타내는 바와 같이, 근용부가 정(+)의 굴절력을 갖는 누진 굴절력 렌즈의 근방시는, M γ=1인 도 3-1보다도 Mγ≥1인 도 3-2의 형상에 가깝게, 적어도 Mγ>1이라 말할 수 있다. 마찬가지로, 도 4-3에 나타내는 바와 같이, 근용부가 부의 굴절력을 갖는 누진 굴절력 렌즈의 근방시는, Mγ=1인 도 4-1보다도 Mγ≤1인 도 4-2의 형상에 가깝고, 적어도 M γ<1이라 할 수 있다. 따라서, 근용부가 정(+)의 굴절력을 갖는 누진 굴절력 렌즈의 근방시에서는 Mγ>1이고, 근용부가 부의 굴절력을 갖는 누진 굴절력 렌즈의 근방시에서는 Mγ<1이 된다.

상기 종래기술 1에서의 렌즈의 배율 SM은, 전술한 바와 같이, 파워 팩터 Mp와 세이프 팩터 Ms와의 곱으로밖에 파악되어 있어 않았던 것에 비해, 본 발명에서는 더욱 프리즘의 배율 Mγ을 곱해 맞추어, 올바른 렌즈의 배율을 얻으려고 하는 것이다.

이 프리즘에 의한 배율 Mγ를 Mp나 Ms와의 대비로부터 「프리즘 팩터」라 부르기로 하고, 종방향에 대해서는 v, 횡방향에 대해서는 h의 첨자를 붙여 나타내면, 상의 배율 SM에 대하여, 전술한 (1v')와 (1h')의 식은 다음과 같이 바꿔 쓸 수 있다.

SMv=Mpv×Msv×Mγv…(1v")

SMh=Mph×Msh×Mγh…(1h")

이때, 이들 Mγv나 Mγh는, 전술의 엄밀한 광선추적의 계산 과정에서 구할 수 있다. 이에 따라 전술한 안경의 배율계산에서의 프리즘 작용에 의한 영향의 과제를 해결하는 것을 할 수 있었다.

그런데, 통상의 볼록면 누진 굴절력 렌즈에서는, 물체측 표면의 「누진면」의 표면 굴절력이 원용부<근용부가 되어 있다. 이것에 대하여 상기 종래기술 1의 누진 굴절력 렌즈에서는, 물체측 표면의 「누진면」의 표면 굴절력을, 원용부=근용부 등으로 함으로써 원근의 세이프 팩터의 비율을 바꾸고, 원근의 상의 배율차를 감소시킴으로써 누진 굴절력 렌즈의 상의 왜곡이나 흔들림을 개선하려고 하는 것이다. 그런데, 본원 발명에서의 고찰에서는, 물체측 표면의 「누진면」의 원근의 표면 굴절력차를 적게 함으로써, 횡방향에 관한 원근의 상의 배율차가 감소한다는 이점이 생기지만, 종방향에 대하여 표면 굴절력차를 적게 하는 것에는 몇개의 문제가 있는 것을 알았다.

제1 문제는, 종방향의 프리즘 팩터 Mγv의 영향이다. 전술한 바와 같이 종방향의 프리즘 팩터 Mγv는 부의 굴절력을 갖는 경우에는 Mγv <1이고, 정의 굴절력을 갖는 경우에는 Mγv>1로 되지만, 그 경향은 종방향의 표면 굴절력차를 적게 함으로써 강해지고, 근용부의 도수가 정부 어느 하나인 경우에도, 나안의 배율인 Mγv=1로부터 멀어져 간다. 그런데, 횡방향의 프리즘 팩터 Mγh에는 그러한 영향은 없고, M γh=1인 그대로이다. 그 결과, 특히 근용부로부터 아래쪽으로 이르기까지의 상의 배율에 종횡의 차이가 생기고, 본래 정방형으로 나타내고자 하는 것이, 플러스 도수에 있어서 종장으로, 마이너스 도수에서는 횡장으로 보여져 버린다는 불편함이 생긴다.

제2 문제는, 특히 근용부의 종방향이 정의 굴절력을 갖는 경우에만 일어나는 문제다. 그것은 종방향의 표면 굴절력차를 적게 함으로써, 근방시에서의 시선과 렌즈면과의 각도가 더욱 경사가 지고, 전술한 종방향의 파워 팩터 Mpv가 증대하고, 제1 문제이었던 종방향의 프리즘 팩터 Mγv의 증대와 2중으로 작용함으로써 종방향의 배율 SMv가 증대하고, 원근의 상의 배율차가 반대로 증대해 버린다는 문제가 생긴다.

즉, 물체측 표면인 누진면의 원근의 표면 굴절력차를 적게 하는 것은, 횡방향에 대해서는 이점이 있지만, 종방향에 대해서는 반대로 개악이 되는 것이 판명되었다. 따라서, 종래형의 볼록면 누진 굴절력 렌즈에 있어서, 물체측 표면인 누진면을 종방향과 횡방향으로 나누고, 횡방향에 대해서만 원근의 표면 굴절력차를 적게 함으로써, 전술한 문제를 회피할 수 있는 것이다.

이들의 것은, 다음에 서술하는 바와 같이, 일반적으로 이면 누진(또는 오목면 누진)의 장점으로 되어 있는 「시계가 넓어진 」다는 것에 대해서도 완전히 동일하다.

일반적으로 「누진면」의 측방부에는 비점수차가 존재하고 있기 때문에, 수평방향의 양호한 시계에 한계가 있는 것이 알려져 있지만, 「누진면」을 안구측 표면에 배치하면 「누진면」 그것이 눈에 다가오게 되고, 양호한 시계가 수평방향으로 넓어진다는 이점이 생긴다. 그런데 수직방향에 있어서는 원근의 시야영역이 멀어지는 결과가 되고, 원방시로부터 근방시에 안구를 회선시킬 때의 노동력이 증가한다는 불편함이 생긴다. 즉 이면 누진(또는 오목면 누진)은 종래의 표면 누진(또는 볼록면 누진)에 비해, 수평방향으로는 시계가 넓어진다는 이점이 있지만, 수직방향으로는 원방시로부터 근방시에 이를 때의 안구 회선각이 증가한다는 결점이 있다.

그런데, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 DHf+DHn<DVf+DVn, 또한, DHn<DVn, 또는 DVn-DVf>ADD/2, 또한, DHn-DHf<ADD/2가 되는 관계식을 만족시키는 누진 굴절력 표면을 구비하고 있으므로, 수평방향으로는 종래의 표면누진(또는 볼록면 누진)의 특징보다도 이면누진(또는 오목면누진)의 특징이 강하고, 수직방향으로는 이면누진(또는 오목면 누진)의 특징보다도 종래의 표면누진(또는 볼록면 누진)의 특징이 강하게 된다. 따라서 본 발명에 의하면, 수평방향에는 시계가 넓어진다는 이점을 향수하면서, 수직방향으로는 원근의 안구 회선각이 증가한다는 결점을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 범주의 보다 극단적인 예에서는, DVn-DVf=ADD, 또한, DHn-DHf=0으로 하면, 수직방향으로는 종래의 표면 누진(또는 볼록면 누진)과 동등하게 되고, 또한, 수평방향으로는 이면 누진(또는 오목면 누진)과 동등하게 된다. 따라서 이 경우에는, 수직방향의 결점 없이 수평방향의 이점을 얻을 수 있다는 매우 양호한 결과가 된다.

또한 이것들은 전술한 바와 같이 원용부와 근용부의 상의 배율차를 감소하고, 상의 왜곡이나 흔들림을 개선하는 데 있어서도 동일하며, 본 발명의 이점이라 할 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본원 발명의 가장 큰 특징은, 누진 굴절력 렌즈의 누진 작용에 대해서, 렌즈의 종방향과 횡방향으로 분할한 데 있어서, 각각의 방향에 대하여 최적의 표리 2면의 분담 비율을 정하고, 1장의 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 구성하고 있는 것에 있다. 예를 들면 극단적인 예로서, 종방향의 누진 작용은 모두 물체측 표면에서 제공하고, 횡방향의 누진 작용은 모두 안구측 표면에서 제공하는 것도 본원 발명의 범주이다. 이 경우, 렌즈의 표리 2면은, 어느 것이나 편면만으로는 통상의 누진면으로서 기능하지 않기 때문에, 누진면으로서의 가입 도수를 특별히 정할 수 없다. 즉 표리 어느 하나의 면도 누진면이 아닌 누진 굴절력 렌즈가 된다. 이에 대하여 전술한 여러가지의 선행기술은, 분담 비율에 차이는 있지만, 어느 것이나 필요한 가입 도수의 「값」을 표리 2면에 할당하여, 각각의 가입 도수를 제공하는 실질적인 누진면을 상정한 데 있어서, 필요에 따라 난시면 등과의 합성면을 구성하고 있다. 즉, 본원 발명이 전술한 선행기술과 결정적으로 다른 점은, 방향에 의해 다른 누진 작용을 갖는 비구면을 양면에 사용한 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 구성하고 있는 것에 있다.

본 발명은 예를 들면 안경용 노시(老視)용 누진 굴절력 렌즈로서 사용되는 렌즈로서, 물체측 표면인 제1 굴절 표면과 안구측 표면인 제2 굴절 표면에 분할 배분되어 있는 누진 굴절력 작용을 구비하고, 상기 제1 표면과 상기 제2 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하는 구성으로 되어 있는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈에 관한 것이다.

도 1은 안경 렌즈 표면의 각 위치에서의 각종의 표면 굴절력의 설명도이다.

도 2는 안구와 시선과 렌즈와의 위치 관계의 설명도이다.

도 3-1은 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도이다.

도 3-2는 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도이다.

도 3-3은 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의차이에 관한 설명도이다.

도 4-1은 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도이다.

도 4-2는 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도이다.

도 4-3은 프리즘의 배율 Mγ에 관한 설명도로서 플러스 렌즈와 마이너스 렌즈에 의한 차이나 주로 렌즈의 하부인 근용부를 사용하여 바라 본 경우의 배율의 차이에 관한 설명도이다.

도 5-1은 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 누진 굴절력 렌즈를 물체측 표면으로부터 바라 본 정면도이다.

도 5-2는 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 종방향의 단면을 나타내는 측면도이다.

도 5-3은 누진 굴절력 렌즈의 광학적 레이아웃의 설명도로서 횡방향의 단면을 나타내는 입면도이다.

도 6은 「가입 도수」의 정의의 차이를 나타내는 설명도이다.

도 7은 실시예 1, 4, 5, 6과 각각의 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력」과 「특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과」를 표 1-1 및 표 1-2에 정리해서 나타낸 도면이다.

도 8은 실시예 2, 7과 각각의 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력」과 「특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산 결과」를 표 2-1 및 표 2-2에 정리해서 나타낸 도면이다.

도 9는 실시예 3과 그 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력」과 「특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산 결과」를 표 3-1 및 표 3-2에 정리해서 나타낸 도면이다.

도 10은 실시예 1 및 실시예 2의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 1-1, 1-2, 2-1, 2-2를 나타내는 도면이다.

도 11은 실시예 3의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 3-1, 3-2를 나타내는 도면이다.

도 12는 실시예 4∼6의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 6-1, 6-2를 나타내는 도면이다.

도 13은 실시예 7의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 7-1, 7-2를 나타내는 도면이다.

도 14는 종래 기술예 A, B, C의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 A-1, A-2, B-1, B-2, C-1, C-2를 나타내는 도면이다.

도 15는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Msv를 나타내는 도면이다.

도 16은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mph를 나타내는 도면이다.

도 17은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mpv를 나타내는 도면이다.

도 18은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mph를 나타내는 도면이다.

도 19는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mγv를 나타내는 도면이다.

도 20은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mγh를 나타내는 도면이다.

도 21은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-SMv를 나타내는 도면이다.

도 22는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-SMh를 나타내는 도면이다.

도 23은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Msv를 나타내는 도면이다.

도 24는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Msh를 나타내는 도면이다.

도 25는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mpv를 나타내는 도면이다.

도 26은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mph를 나타내는 도면이다.

도 27은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mγv를 나타내는 도면이다.

도 28은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mγh를 나타내는 도면이다.

도 29는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를나타내는 그래프 2-3-SMv를 나타내는 도면이다.

도 30은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-SMh를 나타내는 도면이다.

도 31은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Msv를 나타내는 도면이다.

도 32는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Msh를 나타내는 도면이다.

도 33은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mpv를 나타내는 도면이다.

도 34는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mph를 나타내는 도면이다.

도 35는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mγv를 나타내는 도면이다.

도 36은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mγh를 나타내는 도면이다.

도 37은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-SMv를 나타내는 도면이다.

도 38은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-SMh를 나타내는 도면이다

이하, 본원 발명의 실시예에 관한 양면 비구면 누진 굴절 렌즈를 설명한다. 이때, 이하의 설명에서는, 우선, 실시예에 관한 양면 비구면 누진 굴절 렌즈를 얻기 위해 사용한 설계방법을 설명하고, 다음에, 실시예에 관한 양면 비구면 누진 굴절 렌즈를 설명한다.

(렌즈 설계의 순서)

실시예에 관한 양면 비구면 누진 굴절 렌즈의 광학 설계방법의 개략 순서는, 이하와 같다.

① 입력정보의 설정

② 오목 누진 굴절력 렌즈로서의 양면 설계

③ 본원 발명의 볼록면 형상에의 전환과 그것에 따른 이면 보정

이하, 개개의 순서를 더욱 세밀한 스텝으로 분해해서 상술한다.

① 입력정보의 설정

입력정보는 하기의 2종류로 대별된다(광학설계 이외는 생략).

①-1 : 아이템 고유정보

렌즈 아이템에 고유의 데이터이다. 소재의 굴절률 Ne, 최소 중심 두께 CTmin, 최소 코바 두께 ETmin, 누진면 설계 파라미터 등.

①-2 : 착용자 고유정보

원용 도수(구면 도수 S, 난시 도수 C, 난시축 AX, 프리즘 도수 P, 프리즘 기저방향 PAX 등), 가입 도수 ADD, 프레임 형상 데이터(3차원 형상 데이터가 바람직함), 프레임 착용 데이터(전 경사각, 아오리각 등), 정점간 거리, 레이아웃 데이터(원용 PD, 근용 CD, 아이포인트 위치 등), 기타, 안구에 관한 데이터 등. 이때, 착용자로부터 지정되는 누진 대장이나 가입 도수 측정방법, 근용부 한쪽으로 몰린 양 등의 누진면 설계 파라미터는 착용자 고유정보로 분류된다.

② 볼록 누진 굴절력 렌즈로서의 양면설계

최초에 종래형의 볼록 누진 굴절력 렌즈로서, 볼록면과 오목면으로 나누어 설계한다. ② -1 : 볼록면 형상(볼록 누진면) 설계

입력정보로서 제공된 가입 도수 ADD나 누진 대장을 실현하기 위해, 입력정보인 누진면 설계 파라미터에 따라 종래형의 볼록 누진의 면 형상을 설계한다. 이 스텝에서의 설계에서는 종래의 여러가지 공지기술을 이용하는 것이 가능하고, 본원 발명의 설계 기술은 필요로 하지 않는다.

이 방법의 구체적인 예로서, 예를 들면 우선 최초에 렌즈면을 구성할 때의 등뼈에 맞는 「주자오선」을 설정하는 방법이 있다. 이 「주자오선」은 최종적으로는 안경 착용자가 정면 위쪽(원방)으로부터 아래쪽(근쪽)까지 양안으로 봤을 때의 시선과 렌즈면과의 교선에 맞는 「주주시선 」으로 하는 것이 바람직하다. 단, 근방시에서의 눈의 폭주작용에 대응한 근방영역의 한쪽으로 몰리는 등의 대응은, 후술하는 바와 같이 반드시 이 「주주시선 」의 한쪽으로 몰린 배치로 행할 필요는 없다. 따라서, 여기서의 「주주시선」은 렌즈 중앙을 통과하고, 렌즈면을 좌우로 분할하는 종방향의 1개의 자오선(주자오선)으로서 정의한다. 렌즈는 표리 2면이므로, 이 「주자오선」도 또한 표리 2개 존재하게 된다. 이 「주자오선」은 렌즈면에 대하여 수직으로 바라보면 직선형으로 보이지만, 렌즈면이 곡면인 경우, 일반적으로 3차원 공간에서는 곡선이 된다.

다음에, 소정의 가입 도수나 누진대 길이 등의 정보를 베이스로, 이 「주자오선」에 따른 적절한 굴절력 분포를 설정한다. 이 굴절력 분포는, 렌즈의 두께나 시선과 굴절면과의 각도 등의 영향을 고려하여, 표리 2면에 분할설정하는 것도 가능하지만, 이 스텝에서의 설계에서는 종래의 볼록 누진의 면 형상을 설계하기 때문에, 누진 작용은 모두 물체측 표면인 제1 굴절 표면에 있는 것으로 한다. 따라서, 예를 들면 렌즈의 표면(물체측 표면인 제1 굴절 표면)의 표면 굴절력을 D1로 하고, 렌즈의 이면(안구측 표면인 제2 굴절 표면)의 표면 굴절력을 D2로 했을 때, 얻어지는 투과 굴절력을 D로 하면, 일반적으로 D≒D1-D2로서 근사적으로 구할 수 있다. 단, D1과 D2와의 조합은, 물체측 표면이 볼록하고, 안구측 표면이 오목한 메니스커스 형상인 것이 바람직하다. 여기서, D2는 정의 값인 것에 유의되고자 한다. 통상, 렌즈의 이면은 오목면이고, 표면 굴절력으로서는 부의 값이 되지만, 본 명세서에서는 설명의 간소화를 위해 정의 값으로 하고, D1로부터 감소하여 투과 굴절력을 D를 산출하는 것으로 한다.

이 표면 굴절력과 표면 형상과의 관계식에 대해서는 일반적으로 다음 식으로 정의되는

Dn=(N-1)/R

여기에, Dn : 제n면의 표면 굴절력(단위 : 디옵터), N : 렌즈 소재의 굴절률, R : 곡률반경(단위 : m)이다. 따라서, 표면 굴절력의 분포를 곡률의 분포로 환산하는 방법은 상기한 관계식을 변형한,

1/R=Dn/(N-1)

을 사용한다. 곡률의 분포가 얻어진 것에 의해, 「주자오선」의 기하학적 형상이 일의적으로 확정하고, 렌즈면을 구성할 때의 등뼈에 맞는 「주자오선」이 설정되게 된다.

다음에, 필요로 되는 것은, 렌즈면을 구성할 때의 늑골에 맞는 「수평방향의 단면 곡선군」이다. 이들 「수평방향의 단면 곡선군」과 「주자오선 」이 교차하는 각도는 반드시 직각일 필요는 없지만, 설명을 간단히 하기 위해, 여기서는 각각의 「수평방향의 단면 곡선」은 「주자오선」상에서 직각으로 교차하는 것으로 한다. 또한, 「주자오선」과의 교점에서의 「수평방향의 단면 곡선군」의 「횡방향의 표면 굴절력」도 또한, 반드시 「주자오선」에 따른 「종방향의 표면 굴절력」과 같을 필요는 없고, 실제로, 특허청구범위에 기재가 있는 바와 같이, 본원 발명은 종방향과 횡방향으로 대한 표면 굴절력의 차이에 입각하고 있다. 그러나 이 스텝에서의 설계에서는 종래형의 볼록 누진의 면 형상을 설계하는 것이기 때문에, 이들의 교점에서의 종방향과 횡방향의 표면 굴절력은 같은 것으로 한다.

그런데, 모든 「수평방향의 단면 곡선」은 이들 교점에서의 표면 굴절력을 갖는 단순한 원형곡선으로 하는 것도 할 수 있지만, 여러가지 종래기술을 삽입한 응용도 가능하다. 「수평방향의 단면 곡선」을 따른 표면 굴절력 분포에 관한 종래기술예로서, 예를 들면 특공소 49-3595의 기술이 있다. 이것은 렌즈의 중앙 근방에 1개의 거의 원형 형상의 「수평방향의 단면 곡선」을 설정하고, 그것보다 위쪽에 위치하는 단면 곡선은 중앙으로부터 측방에 걸쳐 증가하는 표면 굴절력 분포를 갖고, 아래쪽에 위치하는 단면 곡선은 중앙으로부터 측방에 걸쳐 감소하는 표면 굴절력 분포를 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이, 「주자오선 」과, 그 위에 무수하게 나열된 「수평방향의 단면 곡선군」이, 마치 등뼈와 늑골과 같이 렌즈면을 구성하는 것으로 되고, 굴절면이 확정한다.

②-2 : 오목면 형상(구면 또는 난시면) 설계

입력정보로서 제공된 원용 도수를 실현하기 위해, 오목면 형상을 설계한다. 원용 도수에 난시 도수가 있으면 난시면이 되고, 없으면 구면이 된다. 이때, 도수에 알맞은 중심 두께 CT나 볼록면과 오목면과의 면 상호의 경사각도 동시에 설계하고, 렌즈로서의 형상을 확정한다. 이 스텝에서의 설계도 종래의 여러가지 공지기술을 이용하는 것이 가능하고, 본원 발명의 설계 기술은 필요로 하지 않는다.

③ 본원 발명의 볼록면 형상에의 전환과 그것에 따른 이면 보정

입력정보로서 제공된 원용 도수나 가입 도수 ADD 등에 따라, 종래형의 볼록 누진 굴절력 렌즈로부터 본원 발명의 렌즈로서의 형상으로 전환한다.

③ -1 : 볼록면 형상(본원 발명) 설계

입력정보로서 제공된 원용 도수나 가입 도수ADD 등에 따라, 종래형의 볼록 누진면에서 본원 발명의 볼록면 형상으로 전환한다. 즉, 전술한 종래형 볼록 누진의 렌즈의 표면(물체측 표면인 제1 굴절 표면)에서, 원용 도수 측정위치 F1에서의, 횡방향의 표면 굴절력을 DHf, 종방향의 표면 굴절력을 DVf, 근용 도수 측정위치 N1에서의, 횡방향의 표면 굴절력을 DHn, 종방향의 표면 굴절력을 DVn으로 할때,

DHf+DHn <DVf+DVn, 또한 DHn<DVn

이 되는 관계식을 만족시키거나,

DVn-DVf>ADD/2, 또한 DHn-DHf<ADD/2

로 되는 관계식을 만족시키는 누진 굴절력 표면으로 한다. 이때, 볼록면 전체의 평균적인 표면 굴절력은 변하지 않고 본원 발명의 볼록면 형상으로 변환하는 것이 바람직하다. 예를 들면 원용부와 근용부와의 종횡의 표면 굴절력의 총평균값을 유지하는 것 등이 생각된다. 단, 물체측 표면이 볼록하고, 안구측 표면이 오목인 메니스커스 형상을 유지하는 범위 내인 것이 바람직하다.

③-2 : 오목면 형상(본원 발명) 설계

상기 ③-1에서, 종래형의 볼록 누진면에서 본원 발명의 볼록면 형상으로 전환했을 때의 변형량을, ②-2에서 설계한 오목면 형상으로 가산한다. 즉, ③-1의 프로세스에서 가해진 렌즈의 표면(물체측 표면인 제1 굴절 표면)의 변형량을, 렌즈의 이면(안구측 표면인 제2 굴절 표면)측에도 동일량만큼 가하는 것이다. 이 변형은 렌즈 그것을 구부리는 「밴딩」과 유사하지만, 전체면에 균일한 변형이 아니라, ③-1에 기재한 관계식을 만족시키는 표면으로 하고 있는 것에 유의하고자 한자. 이때, 이들 이면 보정은 본원 발명의 범주이지만, 1차 근사적인 보정으로 하지 않고, ④의 이면보정을 가하는 것이 바람직하다.

④투과설계, 리스팅측 대응설계, 근용부의 한쪽에 몰린 대응설계 등에 따른 이면 보정

입력정보로서 부과된 광학적인 기능을, 착용자가 실제로 착용한 상황에서 실현하기 위해, ③에서 얻어진 본원 발명의 렌즈에 대하여 더 이면 보정을 가하는 것이 바람직하다.

④-1 : 투과설계를 위한 오목면 형상(본원 발명) 설계

투과설계란, 착용자가 렌즈를 실제로 착용한 상황에서 본래의 광학적인 기능을 얻기 위한 설계방법으로, 주로 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를, 제거 혹은 감소하기 위한 「보정작용」을 가하는 설계방법이다.

구체적으로는 전술한 바와 같이, 시선의 방향에 따른 엄밀한 광선추적계산에 의해, 목적인 본래의 광학성능과의 차이를 파악하고, 그 차이를 소거하는 면 보정을 실시한다. 이것을 반복함으로써 차이를 극소화시켜, 최적의 해를 얻을 수 있다. 일반적으로, 목표로 하는 광학성능을 갖는 렌즈 형상을 직접 산출하는 것은 매우곤란하고, 사실상 불가능한 것이 많다. 이것은 「임의로 설정한 광학성능을 갖는 렌즈 형상」이, 실재한다고는 할 수 없기 때문이다. 그런데 이것과는 반대로 「임의로 설정한 렌즈 형상의 광학성능」을 구하는 것은 비교적 용이하다. 따라서, 최초로 임의의 방법으로 제1차 근사의 면을 가계산하고, 그 근사면을 사용한 렌즈 형상의 광학성능의 평가 결과에 따라 상기 설계 파라미터를 미조정하고, 렌즈 형상을 차차 변경해서 평가 스텝으로 되돌아오고, 재평가와 재조정을 반복하여 목표로 하는 광학성능에 가깝게 하는 것이 가능하다. 이 수법은 「최적화」라 부르고 널리 알려져 있는 수법의 일례이다.

④-2 : 리스팅측 대응설계를 위한 오목면 형상(본원 발명) 설계

우리가 주위를 바라볼 때의 안구의 3차원적인 회선운동은 「리스팅측」이라고 부르는 규칙에 준하고 있는 것이 알려져 있지만, 처방 도수에 난시 도수가 있는 경우, 안경 렌즈의 난시축을 「정면시에서의 안구의 난시축」에 맞춘 것으로 해도, 주변시를 한 경우에는 양쪽의 난시축이 일치하지 않는 경우가 있다. 이와 같이 주변시에서의 렌즈와 눈과의 난시축이 일치하지 않는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를, 제거 또는 감소하기 위한 「보정작용」을, 본 발명에 의한 렌즈의 난시교정작용을 갖는 다측의 표면의 곡면에 가할 수 있다.

구체적으로는 ④-1에서 사용한 「최적화」의 방법과 동일하고, 시선의 방향에 따른 엄밀한 광선추적계산에 의해, 목적인 본래의 광학성능과의 차이를 파악하고, 그 차이를 부정하는 면 보정을 실시한다. 이것을 되풀이하는 것에 의해 차이를 극소화시켜, 최적의 해를 얻을 수 있다.

④-3 : 근용부의 한쪽에 몰린 대응설계를 위한 오목면 형상(본원 발명)설계 또한 본 발명은 양면 비구면이라는 면 구성이지만, 본 발명의 효과를 얻는데 있어서, 반드시 수주 후에 처음으로 양면을 가공할 필요는 없다. 예를 들면 본 발명의 목적으로 이루어지는 물체측 표면의 「반완성품」을 미리 준비해 놓고, 수주 후에 그것들 중에서 처방 도수나 전술한 커스텀 메이드(개별 설계) 등의 목적에 적합한 물체측 표면의 「반완성품」을 선택하고, 안구측 표면만을 수주 후에 가공하여 마감하는 것도, 비용과 가공 스피드의 점에서 유익하다.

이 방법의 구체적인 예로서, 예를 들면 전술 ③-1의 볼록면 형상(본원 발명)설계에서 물체측 표면을 좌우 대칭의 「반완성품」로서 미리 준비해 두고, 동공간 거리나 근방시의 대물거리 등의 개인정보가 입력되고나서, 안구측 표면을 목적으로 이루어진 좌우 비대칭한 곡면으로서 설계함으로써, 개인정보에 대응한 근용부의 한쪽 몰림을 행할 수 있다.

이하, 전술한 설계방법에 의해 설계한 양면 비구면 누진 굴절 렌즈의 실시예를 도면을 참조로 하면서 설명한다. 도 7은 실시예 1, 4, 5, 6과 각각의 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력 」과 특정의 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과」를 표 1-1 및 표 1-2에 정리해서 나타낸 도면, 도 8은 실시예 2, 7과 각각의 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력」과 「특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과」를 표 2-1 및 표 2-2에 정리해서 나타낸 도면, 도 9는 실시예 3과 그 도수에 대응한 종래기술 A, B, C의 「표면 굴절력 」과 「특정의 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과」를 표 3-1 및 표 3-2에 정리해서 나타낸 도면, 도 10은 실시예 1 및 실시예 2의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 1-1, 1-2, 2-1, 2-2를 나타내는 도면, 도 11은 실시예 3의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 3-1, 3-2를 나타내는 도면, 도 12는 실시예 4∼6의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 6-1, 6-2를 나타내는 도면, 도 13은 실시예 7의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 7-1, 7-2를 나타내는 도면, 도 14는 종래기술예 A, B, C의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프 A-1, A-2, B-1, B-2, C-1, C-2를 나타내는 도면이다.

도 15는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Msv를 나타내는 도면, 도 16은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Msh를 나타내는 도면, 도 17은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1 -3Mpv를 나타내는 도면, 도 18은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mph를 나타내는 도면, 도 19는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B , C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mγv를 나타내는 도면, 도 20은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-Mγh를 나타내는 도면, 도 21은 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-SMv를 나타내는 도면, 도 22는 실시예 1과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 1-3-SMh를 나타내는 도면이다.

도 23은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Msv를 나타내는 도면, 도 24는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Msh를 나타내는 도면, 도 25는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mpv를 나타내는 도면, 도 26은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mph를 나타내는 도면, 도 27은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mγv를 나타내는 도면, 도 28은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를, 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-Mγh를 나타내는 도면, 도 29는 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-SMv를 나타내는 도면, 도 30은 실시예 2와 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 2-3-SMh를 나타내는 도면이다.

도 31은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Msv를 나타내는 도면, 도 32는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Msh를 나타내는 도면, 도 33은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3Mpv를 나타내는 도면, 도 34는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3Mph를 나타내는 도면, 도 35는 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mγv를 나타내는 도면, 도 36은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-Mγh를 나타내는 도면, 도 37은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-SMv를 나타내는 도면, 도 38은 실시예 3과 그 도수에 대응한 3종류의 종래예 A, B, C의 렌즈를 주주시선에 따라 바라 봤을 때의 배율분포를 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프 3-3-SMh를 나타내는 도면이다.

실시예 1

도 7의 표 1-1은 본 발명에 의한 실시예 1의 표면 굴절력에 관한 일람표이다. 이 실시예 1의 도수는 S0.00 Add 3.00에 대응하고 있고, 비교를 위해 동일도수의 3종류의 종래기술예를 병기하고 있다. 이때, 종래기술예 A는 물체측 표면이 누진면인 「볼록면 누진 굴절력 렌즈」에, 종래기술예 B는 물체측 표면과 안구측 표면과의 양쪽이 누진면인 「양면 누진 굴절력 렌즈」에, 종래기술예 C는 안구측 표면이 누진면인 「오목면 누진 굴절력 렌즈」에, 각각 대응하고 있다. 또한, 표 1-1에서 사용한 항목의 의미는 하기한 대로이다.

DVf1 : 물체측 표면의 원용 도수 측정위치 F1에서의 종방향의 표면 굴절력

DHf1 : 물체측 표면의 원용 도수 측정위치 F1에서의 횡방향의 표면 굴절력

DVn1 : 물체측 표면의 근용 도수 측정위치 N1에서의 종방향의 표면 굴절력

DHn1 : 물체측 표면의 근용 도수 측정위치 N1에서의 횡방향의 표면 굴절력

DVf2 : 안구측 표면의 원용 도수 측정위치 F2에서의 종방향의 표면 굴절력

DHf2 : 안구측 표면의 원용 도수 측정위치 F2에서의 횡방향의 표면 굴절력

DVn2 : 안구측 표면의 근용 도수 측정위치 N2에서의 종방향의 표면 굴절력

DHn2 : 안구측 표면의 근용 도수 측정위치 N2에서의 횡방향의 표면 굴절력

도 10의 그래프 1-1과 1-2와는 실시예 1의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프이고, 횡축은 향하여 우측이 렌즈 위쪽, 좌측이 렌즈 아래쪽을, 또한 종축은 표면 굴절력을 나타낸다. 여기서, 그래프 1-1은 물체측 표면에 대응하고, 그래프 1-2는 안구측 표면에 대응하고 있다. 또한, 실선의 그래프는 주주시선에 따른 종방향의 표면굴절력 분포를 나타내고, 점선의 그래프는 주주시선을 따른 횡방향의 표면 굴절력 분포를 나타낸다. 이때, 이것들은 면 구성의 기본적인 차이를 설명하는 그래프이고, 주변부의 비점수차 제거를 위한 비구면화나, 난시도수대응을 위한 난시성분부가 등인 경우 등은 생략하고 있다.

또한, 비교를 위해 표 1-1에 내건 동일 도수의 3종류의 종래기술예의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프로서, 도 14에 그래프 A-1과 2, 그래프 B-1과 2, 그래프 C-1과 2를 병기한다. 이때, 이들의 그래프에서의 용어의 의미는 하기한 대로이다.

F1 : 물체측 표면의 원용 도수 측정위치,

F2 : 안구측 표면의 원용 도수 측정위치

N1 : 물체측 표면의 근용 도수 측정위치,

N2 : 안구측 표면의 근용 도수 측정위치

CV1 : 물체측 표면의 주주시선을 따른 종방향의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프(실선으로 표시)

CH1 : 물체측 표면의 주주시선을 따른 횡방향의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프(점선으로 표시)

CV2 : 안구측 표면의 주주시선을 따른 종방향의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프(실선으로 표시)

CH2 : 안구측 표면의 주주시선에 따른 횡방향의 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프(점선으로 표시)

또한, 이들 그래프의 F1, N1, F2, N2에서의 표면 굴절력은 상기 표 1-1에 대응하고 있고, DVf1∼DHn2 등의 용어의 의미도 또한, 상기 표 1-1의 경우와 동일하다. 이때, 이들 그래프의 중앙에 있는 수평방향의 일점쇄선은, 물체측 표면의 평균 표면 굴절력(F1과 N1에서의 종횡의 표면 굴절력의 총평균값)을 나타내고 있다. 본 발명에 의한 실시예 1과 3종류의 종래기술예에서의 물체측 표면의 평균 표면 굴절력은, 어느 것이나 5.50 디옵터에 통일하여 비교 상 공평을 기했다.

다음에, 도 15∼도 22에 나타나는 그래프 1-3-로 시작되는 8종류의 그래프는 본 발명에 의한 실시예 1의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를, 전술의 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프이고, 횡축은 향하여 우측이 렌즈 위쪽, 좌측이 렌즈 아래쪽을, 또한, 종축은 배율을 나타낸다. 도면의 짙은 실선이 실시예 1이고, 연한 쇄선이 종래기술예 A, 짙은 쇄선이 종래기술예B, 연한 실선이 종래기술예 C이다. 이하의 이 종류의 그래프도 동일하다. 이때, 공평을 기하기 위해, 횡축은 안구 회선각을 사용하여 시선의 방향마다의 비교를 할수 있게 하는 동시에, 각 그래프의 종축의 배율의 축척을 맞췄다. 그래프 1-3-의 후에 부착한 부호의 의미는,

Msv : 종방향의 세이프 팩터

Msh : 횡방향의 세이프 팩터

Mpv : 종방향의 파워 팩터

Mph : 횡방향의 파워 팩터

Mγv : 종방향의 프리즘 팩터

Mγh : 횡방향의 프리즘 팩터

SMv : 종방향의 배율

SMh : 횡방향의 배율

이고, 전술한 바와 같이, 종방향의 배율 SMv 및, 횡방향의 배율 SMh는

SMv=Msv×Mpv×Mγv

SMh=Msh×Mph×Mγh

라는 관계에 있다.

이때, 실시예 1과 상기 3종류의 종래기술예는 어느 것이나, 굴절률 n=1.699, 중심두께 t=3.0mm, 기하학 중심 GC에서 프리즘이 없는 사양으로 했다. 대물 파워(대물거리의 역수)에 대해서는, F1, F2에서의 대물 파워 Px=0.00 디옵터(무한 원방), N1, N2에서의 대물 파워 Px=2.50 디옵터(40cm)로 하고, 다른 위치에서의 대물 파워는 주주시선에 따른 부가 굴절력의 비율에 2.50 디옵터를 곱해서 제공했다. 또한, 렌즈 후 정점으로부터 각막 정점까지의 거리 L=15.0mm, 각막 정점으로부터 안구회선 중심까지의 거리 CR=13.0mm로 했다. 안구회선각 θ은 안구회선 중심점 C를 물체측 렌즈 표면의 기하학 중심 GC를 통하는 법선 상에 두고, 이 법선과 시선이 일치했을 때의 회선각을 0도로 하며, 위쪽을 (+) 아래쪽을 (-)로 표시했다. 그런 후에, F1, F2에 대한 안구회선각 θ=+30.0도로 하고, N1, N2에 대한 안구회선각 θ=-15.0도에 통일함으로써, 누진 작용이나 표면 굴절력의 분포가 표리 중 어느 하나의 측에 있더라도 동일조건으로 비교할 수 있도록 배려했다.

도 7의 표 1-2는 본 발명에 의한 실시예 1과, 비교를 위해 준비한 3종류의 종래기술예에 대하여, 특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과의 일람표이고, 전술한 도 21의 그래프 1-3-SMv(종방향의 종합배율)와 도 22의 그래프 1-3-SMh(횡방향의 종합배율)에 대응하고 있다. 전술한 설명과 같이, 종방향과 횡방향에서는 배율의 값이 다르므로, 양쪽의 배율을 산출하고 있다. 여기서, 표 1-2의 부호가 나타내는 의미는 이하와 같다.

SMvf : 원용 측정점을 통과하는 시선 상의 종방향 배율

SMvn : 근용 측정점을 통과하는 시선 상의 종방향 배율

SMvfn : 종방향 배율차(SMvn-SMvf)

SMhf : 원용 측정점을 통과하는 시선 상의 횡방향 배율

SMhn : 근용 측정점을 통과하는 시선상의 횡방향 배율

SMhfn : 횡방향 배율차(SMhn-SMhf)

그런데, 표 1-2의 SMvfn과 SMhfn, 즉 종방향 배율차(SMvn-SMvf)와 횡방향 배율차(SMhn-SMhf)를 보면, 종래기술예 A가 0.1380과 0.1015, B가 0.1360과 0.0988,C가 0.1342와 0.0961인 것에 비해, 본 발명에 의한 실시예 1의 값은 0.1342와 0.0954라는 낮은 배율차로 억제할 수 있는 것을 안다. 즉, 본 발명에 의한 실시예 1의 원용부와 근용부의 배율차는, 종래기술 1보다도 더욱 적어지고 있으므로, 상의 왜곡이나 흔들림에 대해서도 종래기술 1보다 더욱 개선되어 있는 것을 안다.

이때, 전술한 종래기술 1에 대응한 특허명세서에는, 배율을 계산을 하는 데 있어서, 종방향이나 횡방향의 차이에 대하여 전혀 고려되어 있지 않다. 그런데, 본 발명에 의한 실시예 1에 대응한 엄밀한 배율계산에 의한 도 21의 그래프 1-3-SMv(종방향의 종합배율)와 그래프 도 22의 1-3-SMh(횡방향의 종합배율)을 비교하면 바로 알 수 있는 바와 같이, 종방향과 횡방향에서의 상의 배율분포는 명백하게 다르다. 또한, 이 차이는 주로 근용부와 그 아래쪽(안구회선각에서 -20° 부근 이하)에서 현저한 것도 용이하게 판독된다.

그런데, 전술한 배율의 계산식,

종방향의 배율 SMv=Msv×Mpv×Mγv

횡방향의 배율 SMh=Msh×Mph×Mγh

로 있는 바와 같이, 그래프 1-3-SMv는 3개의 요소, 그래프 1-3-Msv와 그래프 1-3-Mpv와 그래프 1-3-Mγv의 값을 곱해 맞추어 얻어지고, 마찬가지로, 그래프 1-3-SMh는 3개의 요소, 그래프 1-3-Msh와 그래프 1-3-Mph와 그래프 1-3-Mγh의 값을 곱해 맞추어 얻어진다. 여기서 각각의 요소의 종방향과 횡방향을 비교하면, 세이프 팩터인 Msv와 Msv에는 명확한 차이가 보여지지 않지만, Mpv와 Mph에서는 근용부에서 아래쪽(안구회선각에서 -25° 부근 이하)에 차이가 보여진다. 또한, Mγv와 Mγh에서는 근용부와 그 아래쪽(안구회선각에서 -15° 부근 이하)에 현저한 차이가 있다. 즉, 그래프 1-3-SMv와 그래프 1-3-SMh의 차이의 주된 원인은, Mγv와 Mγh의 차이이고, 부차적인 원인은 Mpv와 Mph의 차이로서, Msv와 Msh에는 명확한 차이가 보여지지 않고, 거의 무관계한 것을 안다. 요컨대, 종래기술 1에 대응한 특허명세서에 종방향이나 횡방향의 배율의 차이가 보여지지 않는 것은 배율이ㅢ 차이가 주된 원인인 프리즘 팩터 Mγv와 Mγh를 모두 고려하지 않고, 부차적인 원인인 파워팩터 Mpv와 Mph에 대해서도 대물거리나 시선과 렌즈와의 각도를 무시하고 있으므로 차이가 나오지 않는 것이다. 또한, 종래기술 1에서는 개선의 근거가 되어 잇는 세이프 타입 팩터 Msv와 Msh에 대해서도, 본 발명의 실시예 1에서 사용한 축적으로 보는 한, 근방의 배율차에 각 예 서로의 차이가 보여지지 않는다.

이때, 종래기술 1에서는 「원용부와 근용부의 배율차를 줄임」으로써 「상의 왜곡이나 흔들림을 적게 할 수 있는」 것으로 하고 있지만, 본 발명에서는 또한 「종방향과 횡방향의 배율차를 줄이는」 것도 「상의 왜곡이나 흔들림을 적게 할 수 있는」 효과가 있는 것으로 생각할 수 있다. 즉, 사각 물체가 편평하게 보이거나, 둥근 물체가 타원형으로 보이거나 하는 것을 피하고자 하는 것이다. 이 시각적인 감각의 향상에 대해서는 「차이를 줄이기」보다 「배율을 1에 가깝게 하는」것으로 촉진하는 쪽이 본질적일 것이다. 여기서 중요한 것은, 사각 물체가 편평하게 보이거나, 둥근 물체가 타원형으로 보이거나 하는 감각은 「원근비」가 아닌 「종횡비」이라는 것이다. 즉, 본 발명에서는, 「원용부와 근용부의 배율차를 줄일」뿐만 아니라, 더욱 중요한 개선으로서 「종방향과 횡방향의 배율차를 줄이고, 배율차를1에 가깝게 하는」 것에 의해 「상의 왜곡이나 흔들림을 적게 할 수 있」다는 개선효과가 얻어지는 것이다. 이때, 이들 경향은 주로 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -25° 근방 이하)에서 현저하다.

실시예 2

도 8의 표 2-1은 본 발명에 의한 실시예 2의 표면굴절력에 관한 일람표이다. 이 실시예 2의 도수는 S +6.00 Add 3.00에 대응하고 있고, 비교를 위해 동일도수의 3종류의 종래기술예를 병기하고 있다. 이때, 종래기술예 A는 물체측 표면이 누진면인 「볼록면 누진굴절렌즈 」에, 종래기술예 B는 물체측 표면과 안구측 표면과의 양쪽이 누진면인 「양면 누진 굴절력 렌즈」에, 종래기술예 C는 안구측 표면이 누진면인 「오목면 누진 굴절력 렌즈」에, 각각 대응하고 있다. 또한, 표 2-1에서 사용한 DVf1∼DHn2 등의 용어의 의미는, 상기 표 1-1과 동일하다. 그래프 2-1과 2는 본 발명에 의한 실시예 2의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프이고, 횡축은 향하여 우측이 렌즈 위쪽, 좌측이 렌즈 아래쪽을, 또한 종축은 표면 굴절력을 나타낸다. 여기서 그래프 2-1은 물체측 표면에 대응하고, 그래프 2-2는 안구측 표면에 대응하고 있다. 또한, 실선의 그래프는 주주시선을 따른 종방향의 표면 굴절력 분포를 나타내고, 점선의 그래프는 주주시선을 따른 횡방향의 표면 굴절력 분포를 나타낸다. 이때, 이것들은 면 구성의 기본적인 차이를 설명하는 그래프이고, 주변부의 비점수차 제거를 위한 비구면화나, 난시도수대응을 위한 난시성분부가 등의 경우 등은 생략하고 있다.

또한, 비교를 위해 표 2-1에 나타낸 동일도수의 3종류의 종래기술예의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프로서, 상기 실시예 1에서 사용한 그래프 A-1과 2, 그래프 B-1과 2, 그래프 C-1과 2를 다시 사용한다. 따라서, 이들 그래프의 용어의 의미는 상기 실시예 1과 동일하지만, F1, N1, F2, N2에서의 표면 굴절력은, 표 2-1에도 대응하고 있는 것으로 하고, 또한 중앙에 있는 수평방향의 일점쇄선이 나타내는 물체측 표면의 평균 표면 굴절력도 표 2-1에 대응시키는 편의로부터, 어느 것도 10.50 디옵터라는 깊은 커브가 되어 있는 것으로 한다.

다음에, 도 23∼도 30에 나타낸 그래프 2-3-에서 시작되는 8종류의 그래프는 본 발명에 의한 실시예 2의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를, 전술의 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프이다. 용어나 그래프 2-3- 뒤에 부착한 부호의 의미 등은, 도면의 짙은 실선이 실시예 2인 이외는, 상기 실시예 1인 경우와 동일하다.

이때, 실시예 2와 상기 3종류의 종래기술예에서 사용한 굴절률이나 대물 파워, 안구회선각 등은, 어느 것이나 상기 실시예 1의 경우와 동일하다고 했지만, 실시예 2와 상기 3종류의 종래기술예의 도수가 S+6.00 Add 3.00이기 때문에, 중심 두께 t만은 6.0mm로서 실제의 제품에 가까웠다.

도 8의 표 2-2는 본 발명에 의한 실시예 2와, 비교를 위해 준비한 3종류의 종래기술예에 대하여, 특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과의 일람표이고, 전술한 그래프 2-3-SMv(종방향의 종합배율)와 그래프 2-3-SMh(횡방향의 종합배율)에 대응하고 있다. 여기서, 표 2-2의 부호가 나타내는 의미는 전술한 표 1-2의 의미와 동일하다.

그런데, 표 2-2의 SMvfn과 SMhfn, 즉 종방향 배율차(SMvn-SMvf)와 횡방향 배율차(SMhn-SMhf)를 보면, 종래기술예 A가 0.2275와 0.1325, B가 0.2277과 0.1268, C가 0.2280과 0.1210인 것에 비해, 본 발명에 의한 실시예 2의 값은 0.2151과 0.1199라는 낮은 배율차에 눌러져 있는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 실시예 2의 원용부와 근용부의 배율차는, 종래기술 1보다도 더욱 적게 되어 있으므로, 상의 왜곡이나 흔들림에 대해서도 종래기술 1보다 더욱 개선되어 있는 것을 안다. 이때, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 본 발명에 의한 실시예 2에 대응한 엄밀한 배율계산에 의한 그래프 2-3-SMv(종방향의 종합배율)와 그래프 2-3-SMh(횡방향의 종합배율)를 비교하면 바로 알 수 있도록, 종방향과 횡방향에서의 상의 배율분포는 명백하게 다르다.

또한, 이 차이는 주로 중간부에서 아래쪽(안구회선각에서 -10° 부근 이하)에서 현저한 것도 용이하게 판독된다. 그런데, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 실시예 2에서도 그래프 2-3-SMv는 3개의 요소, 그래프 2-3- Msv와 그래프 2-3-Mpv와 그래프 2-3-Mγv의 값을 곱해 맞추어 얻어지고, 동일하게, 그래프 2-3-SMh는 3개의 요소, 그래프 2-3-Msh와 그래프 2-3-Mph와 그래프 2-3-Mγh의 값을 곱해 맞추어 얻어진다. 여기서 각각의 요소의 종방향과 횡방향을 비교하면, 세이프 팩터인 Msv와 Msv에는 명확한 차이가 보여지지 않지만, Mpv와 Mph에서는 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -20° 부근 이하)에 차이가 보여진다. 또한, Mγv와 Mγh에서는 중간부에서 아래쪽(안구회선각에서 -10° 부근 이하)에 현저한 차이가 있다. 여기서 원용부의 위쪽(안구회선각에서 +20° 부근 이상)에도 차이가 보여지지만, 각 예에 의한 차이가 나오는 것은 원용부의 꽤 위쪽(안구회선각도 +30° 부근 이상)이고, 사용빈도도 적으므로 무시할 수 있다.

즉, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 실시예 2에서도 도 29의 그래프 2-3-SMv와 도 30의 그래프 2-3-SMh의 차이가 주된 원인은, Mγv와 Mγh의 차이이고, 부차적인 원인은 Mpv와 Mph의 차이로서, Msv와 Msh에는 명확한 차이가 보여지지 않고, 거의 무관계인 것을 알 수 있다. 또한 종래기술 1에서 개선의 근거로 되어 있는 세이프 팩터 Msv와 Msh에 대해서도, 본 발명의 실시예 2에서 사용한 축척으로 보는 한, 원근의 배율차에 각 예 서로의 차이가 보여지지 않는다. 이때, 실시예 2에서도, 전술한 실시예 1과 마찬가지로, 「원용부와 근용부의 배율차를 줄일」뿐만 아니라, 더욱 중요한 개선으로서 「종방향과 횡방향의 배율차를 줄이고, 배율비를 1에 가깝게」 함으로써 「상의 왜곡이나 흔들림을 적게 할 수 있다」라는 개선효과를 얻을 수 있다. 이때, 이들 경향은 주로 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -25° 부근 이하)에서 현저하다.

실시예 3

도 9의 표 3-1은 본 발명에 의한 실시예 3의 표면 굴절력에 관한 일람표이다. 이 실시예 3의 도수는 -6.00 Add3.00에 대응하고 있고, 비교를 위해 동일도수의 3종류의 종래기술예를 병기하고 있다. 이때, 종래기술예 A는 물체측 표면이 누진면인 「볼록면 누진·굴절력 렌즈」에, 종래기술예 B는 물체측 표면과 안구측 표면과의 양쪽이 누진면인 「양면누진 굴절력 렌즈」에, 종래기술예 C는 안구측 표면이 누진면인 「오목면 누진 굴절력 렌즈」에, 각각 대응하고 있다. 또한 표 3-1에서 사용한 DVf1∼DHn2 등의 용어의 의미는 상기 표 1-1이나 표 2-1과 동일하다.

도 11의 그래프 3-1과 2는 본 발명에 의한 실시예 3의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프이고, 횡축은 향해서 우측이 렌즈 위쪽, 좌측이 렌즈 아래쪽을, 또한 종축은 표면 굴절력을 나타낸다. 여기서, 그래프 3-1은 물체측 표면에 대응하고, 그래프 3-2는 안구측 표면에 대응하고 있다. 또한 실선의 그래프는 주주시선에 따른 종방향의 표면 굴절력 분포를 나타내고, 점선의 그래프는 주주시선을 따른 횡방향의 표면 굴절력 분포를 나타낸다. 이때, 이것들은 면 구성의 기본적인 차이를 설명하는 그래프이고, 주변부의 비점수차 제거를 위한 비구면화나, 난시도수대응을 위한 난시성분부가 등의 경우 등은 생략하고 있다.

또한, 비교를 위해 도 9의 표 3-1에 나타낸 동일도수의 3종류의 종래기술예의 주주시선을 따른 표면 굴절력 분포를 나타내는 그래프로서, 상기 실시예 1이나 2에서 사용한 그래프 A-1과 2, 그래프 B-1과 2, 그래프 C-1과 2를 다시 사용한다. 따라서, 이들 그래프의 용어의 의미는 상기 실시예 1이나 2와 동일하지만, F1, N1, F2, N2에서의 표면 굴절력은, 표 3-1에도 대응하고 있는 것으로 하고, 또한 중앙에 있는 수평방향의 일점쇄선이 나타내는 물체측 표면의 평균 표면 굴절력도 표 3-1에 대응시키는 편의로부터, 어느 것이나 2.50 디옵터라는 얕은 커브가 되어 있는 것으로 한다.

다음에 도 31∼도 38에 나타낸 그래프 3-3-로 시작되는 8종류의 그래프는 본 발명에 의한 실시예 3의 렌즈를 주주시선을 따라 바라 봤을 때의 배율분포를, 전술의 엄밀한 배율계산을 행하여 구한 결과를 나타내는 그래프이다. 용어나 그래프 3-3- 뒤에 부착한 부호의 의미 등은, 도면의 짙은 실선이 실시예 3인 이외는, 상기 실시예 1이나 2의 경우와 동일하다. 이때, 실시예 3과 상기 3종류의 종래기술예에서 사용한 굴절률이나 대물 파워, 안구회선각 등은, 어느 것이나 상기 실시예 1이나 2인 경우와 동일하다고 했지만, 실시예 3과 상기 3종류의 종래기술예의 도수가 S-6.00 Add 3.00이기 때문에, 중심두께 t만은 1.0mm로서 실제의 제품에 가깝게 했다.

도 9의 표 3-2는 본 발명에 의한 실시예 3과, 비교를 위해 준비한 3종류의 종래기술예에 대하여, 특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산결과의 일람표이고, 전술한 그래프 3-3-SMv(종방향의 종합배율)와 그래프 3-3-SMh(횡방향의 종합배율)에 대응하고 있다. 여기서, 표 3-2의 부호가 나타내는 의미는 전술한 표 1-2나 표 2-2의 의미와 동일하다.

그런데, 표 3-2의 SMvfn과 SMhfn, 즉 종방향 배율차(SMvn-SMvf)와 횡방향 배율차(SMhn-SMhf)를 보면, 종래기술예 A가 0.0475와 0.0774, B가 0.0418과 0.0750, C가 0.0363과 0.0727인 것에 비해, 본 발명에 의한 실시예 2의 값은 0.0512와 0.0726이라는 값이고, 종방향 배율차는 증가하고 있지만 횡방향 배율차는 줄어들고 있는 것을 알 수 있다. 단, 종방향 배율차는 전술한 실시예 1이나 실시예 2에 비해 어느 것이나 1/3 내지 1/5로 했던 낮은 값이고, 횡방향 배율차가 조금이면서 줄어들고 있는 것을 생각하여 맞추면, 본 발명에 의한 실시예 3의 원용부와 근용부의 배율차는, 종래기술 1에 비해 큰 차이 없다고 말할 수 있다. 그런데, 본 발명에 의한 실시예 3에 대응한 엄밀한 배율계산에 의한 그래프 3-3-SMv(종방향의 종합배율)와 그래프 3-3-SMh(횡방향의 종합배율)를 관찰하면, 본 발명에 의한 실시예 3은 종래예에 비해, 특히 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -20° 부근 이하)에서의 「종방향의 배율이 1보다 작아지는 경향」이 가장 적고, 결과적으로 「종횡의 배율차」가 가장 적게 되어 있고, 상의 왜곡이나 흔들림이 종래예보다도 개선되어 있다.

이때, 도 37의 그래프 3-3-SMv(종방향의 종합배율)에서, 종방향과 횡방향에서의 상의 배율분포에 현저한 차이가 나오는 것은 중간부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -10° 부근 이하)과 원용부의 위쪽(안구회선각에서 +10° 부근 이상)이지만, 각 예에 의한 차이가 나오는 것은 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -20° 부근 이하)과 원용부의 대략 위쪽(안구회선각에서 +25° 부근 이상)이다. 이 중, 원용부의 대략 위쪽에 대해서는 사용빈도도 적으므로 무시할 수 있지만, 근용부로부터 아래쪽에 대해서는 사용빈도도 많고, 무시할 수 없다. 그 결과, 본 발명에 의한 실시예 3은 종래예에 비해, 특히 근용부에서 아래쪽(안구회선각에서 -20° 부근 이하)과 종방향의 배율이 1에 가장 가깝고, 그 결과 「종횡의 배율차」가 가장 적어져 있고, 종래예보다도 상의 왜곡이나 흔들림이 개선되어 있는 것이다. 이때, 이들 경향은 주로 근용부로부터 아래쪽(안구회선각에서 -25° 부근 이하)에서 현저하다. 또한, 종래기술 1에서 개선의 근거로 되어 있는 세이프 팩터 Msv와 Msh에 대해서는 본 발명의 실시예 1이나 실시예 2와 마찬가지로, 실시예 3에서 사용한 축척으로 보아도, 원근의 배율차에 각 예 서로의 차이가 보여지지 않는다.

실시예 4∼7

본 발명의 실시예로서, 전술한 실시예 1∼3 외에도 특허청구범위에 기재한 범위 내에서, 여러가지 표면 굴절력의 분포의 조합이 가능하다. 여기서, 실시예 1과 동일도수의 응용예로서 실시예 4∼6을 또한 실시예 2와 동일도수의 응용예로서 실시예 7을 나타낸다. 이들 실시예의 표면 굴절력과 특정한 시선방향에 대한 엄밀한 배율계산 결과의 일람표와 그래프를, 도 7의 표 1-1, 표 1-2 및 도 12∼도 14의 그래프 4-1, 그래프 4-2 내지 그래프 7-1, 그래프 7-2에 나타낸다.

변형예

또한 본 발명에서는 일반적인 처방값뿐만 아니라, 지금까지 렌즈 메이커가 파악하는 것이 적었던 안경 착용자의 개인적 팩터로서, 예를 들면 각막 정점으로부터 렌즈 후방 정점까지의 거리, 안구회선 중심으로부터 렌즈 후방 정점까지의 거리, 좌우 눈의 부등상시의 정도, 좌우 눈의 높이의 차이, 가장 빈도가 높은 근방시의 대물거리, 프레임의 전경각(상하 방향)이나 아오리각(좌우 방향), 렌즈의 코바 두께 방향에 대한 야겐 위치 등을 입력정보로서 렌즈 설계에 삽입됨으로써, 커스텀 메이드(개별 설계)의 요구에 따르는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 양면 비구면이라는 면 구성이지만, 본 발명의 효과를 얻는데 있어서, 반드시 수주 후에 처음으로 양면을 가공할 필요는 없다. 예를 들면 본 발명의 목적에 적합한 물체측 표면의 「반완성품」을 미리 준비해 두고, 수주 후에 그것들 중에서 처방 도수나 전술한 커스텀 메이드(개별 설계)등의 목적에 적합한 물체측 표면의 「반완성품」을 고르고, 안구측 표면만을 수주 후에 가공하여 마무리하는 것도, 비용과 가공 스피드의 점에서 유익하다.

이 방법의 구체적인 예로서, 예를 들면 좌우 대칭의 물체측 표면의 「반완성품」을 미리 준비하는 것이 생각된다. 그리고 근방시에서의 눈의 폭주 작용에 대응한 근용부의 한쪽으로 몰림에 대해서는, 동공간 거리나 근방시의 대물거리 등의 개인정보에 대응하고, 안구측 표면을 목적에 적합한 좌우 비대칭인 곡면으로 함으로써 삽입되는 것이 가능하다. 물론, 이들 개인정보는 실제로 측정뿐만 아니라, 추정이나 평균적·표준적인 값으로 하는 등, 정보의 취득이나 확정 수단은 여러가지 경우가 생각되지만, 그것들의 수단 여하에 따라 본 발명이 한정되는 것은 없다. 또한, 일반적인 처방값뿐만 아니라, 전술한 상기의 개인적 팩터를 렌즈 설계에 삽입되기 위한 광학계산을 행할 때에, 물체측 표면, 또는 안구측 표면, 또는 물체측 표면과 안구측 표면의 양쪽의 곡면에서, 주로 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를, 제거 혹은 감소하기 위한 「보정작용」을 가하는 것도 가능하다.

또한, 일반적으로 우리들이 주위를 바라볼 때의 안구의 3차원적인 회선 운동은 「리스닝측」이라 부르는 규칙에 준하고 있는 것이 알려져 있지만, 처방 도수에 난시 도수가 있는 경우, 안경 렌즈의 난시축을 「정면시에서의 안구의 난시축」에 맞췄다고 해도, 주변시를 한 경우에는 양쪽의 난시축이 일치하지 않는 경우가 있다. 이와 같이 주변시에서의 렌즈와 눈과의 난시축 방향이 일치하지 않는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를, 제거 혹은 감소하기 위한 「보정작용」을, 본 발명에 의한 렌즈의 난시교정작용을 갖는 측의 표면의 곡면에 가하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명에서의 「소정의 가입 도수」의 정의로서, 도 6과 같이, 렌즈 미터의 개구부를 물체측 표면의 원용 도수 측정위치 F1과 근용 도수 측정위치 N1에 맞추어 측정한 굴절력차로 한 경우 이외에, 렌즈 미터의 개구부를 안구측 표면의 원용 도수 측정위치 F2와 근용 도수 측정위치 N2에 맞추어 측정한 굴절력차로 한 경우, 그 위에는 렌즈 미터의 개구부를 안구측 표면의 원용 도수 측정위치 F2에 맞추어 측정한 굴절력과, 안구회선 중심위치를 중심으로서 회전시켜 근용 도수 측정위치 N2로 향하여 N3에서 측정한 굴절력과의 차이로 한 경우, 또한 각각의 굴절력으로서 특히 수평방향의 굴절력 성분만을 사용한 경우 등이 있고, 이들 내의 어느 하나의 정의를 채용하는 것도 가능하다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 「시선과 렌즈면과의 각도」나 「대물거리」에 의한 영향을 고려하고, 상의 배율을 정확하게 산출하도록 한 것에 의해, 원용부와 근용부에서의 상의 배율차를 감소하고, 처방값에 대한 양호한 시력 보정과, 착용시에서의 왜곡이 적은 광범위한 유효 시야를 제공할 수 있고, 또한 물체측 표면으로서 「좌우 대칭의 반완성품」을 사용하고, 수주 후에 안구측 표면만을 근방시에서의 눈의 폭주 작용에 대응한 좌우 비대칭한 곡면으로서 가공하는 것을 가능하게 하고, 가공시간과 비용을 줄이는 것을 가능하게 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 물체측 표면인 제1 굴절 표면과, 안구측 표면인 제2 굴절 표면으로 분할 배분되어 있는 누진 굴절력 작용을 구비한 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈에 있어서,

   상기 제1 굴절 표면에서, 원용 도수 측정위치 F1에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각, DHf, DVf로 하고,

   상기 제1 굴절 표면에서, 근용 도수 측정위치 N1에서의 횡방향의 표면 굴절력 및 종방향의 표면 굴절력을 각각 DHn, DVn으로 할 때,

   DHf+DHn<DVf+DVn, 또한, DHn<DVn

   으로 되는 관계식을 만족시킴과 동시에, 상기 제1 굴절 표면의 F1 및 N1에서의 표면 비점수차 성분을, 상기 제2 굴절 표면에서 상쇄하고, 상기 제1과 제2 굴절 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하도록 한 것을 특징으로 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈.
2. 제1항에 있어서,

   DVn-DVf>ADD/2, 또한, DHn-DHf<ADD/2

   로 되는 관계식을 만족하는 것을 특징으로 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 굴절 표면이 상기 원용 도수 측정위치 F1을 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭이고, 상기 제2 굴절 표면이, 이 제2 굴절 표면의 원용 도수 측정위치 F2를 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭으로서, 또한, 이 제2 굴절 표면의 근용 도수 측정위치 N2의 배치는 소정의 거리만큼 코측에 한쪽으로 몰려 있고, 근방시에서의 눈의 폭주작용에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 양면 비구면 누진 굴절력 렌즈.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 굴절 표면이, 상기 원용 도수 측정위치 F1을 통하는 1개의 자오선을 모선으로 한 회전면이고, 상기 제2 굴절 표면이, 이 제2 굴절 표면의 원용 도수 측정위치 F2를 통하는 1개의 자오선을 경계로 좌우 대칭으로서, 또한, 이 제2 굴절 표면의 근용 도수 측정위치 N2의 배치는 소정의 거리만큼 코측에 한쪽으로 몰려 있고, 근방시에서의 눈의 폭주작용에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1과 제2 굴절 표면을 맞추어 처방값에 근거한 원용 도수(Df)와 가입 도수(ADD)를 제공하는 구성으로 하는 데 있어서, 착용상태에서의 시선과 렌즈면이 직교할 수 없는 것에 기인하는 비점수차의 발생이나 도수의 변화를 감소하는 것을 특징으로 하는 양면 비구면형 누진 굴절력 렌즈.