WO1996011421A1

WO1996011421A1 - Verres optiques a courbure progressive multifoyer et leur procede de fabrication

Info

Publication number: WO1996011421A1
Application number: PCT/JP1995/001940
Authority: WO
Inventors: Tadashi Kaga; Kazutoshi Kato
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1996-04-18
Also published as: EP0744646A4; US5886766A; EP0744646A1

Description

明細書発明の名称累進多焦点レンズおよびその製造方法技術分野

本発明は、眼鏡レンズなどに用いられる累進多焦点レンズおよびその製造方法に関するものである。背景技術

累進多焦点レンズは、屈折力の異なる 2 つの領域と、これらの間で屈折力が累進的に変わる領域とを備えたレンズであり、境目がなく外観に優れ、 1 つのレンズで異なる屈折力の視野が得られる。このため、老視を矯正する眼鏡レンズなどに多く用いられている。図 1 に、眼鏡レンズとして多く用いられている累進多焦点レンズの一般的な構造を示してある。図 1 は、眼鏡用レンズ 1 の凸状に突き出た外側の面（表面） 2 を斜めから昆た図である。このレンズ 1 は、眼と対峙するレンズの内側の面はほぼ一定の曲率で形成し、外側の面 2 の曲率を変えて屈折率の異なる 2 つの領域と、これらの領域を接続する中間的な領域を形成している。

レンズの表面 2 のほぼ中央に位置する主子午線曲線 Mに沿った部分に着目すると、遠用中心 A より上方の主子午線曲線 M 1 はほぽ一定の曲率半径 R 1 を備えている。また、遠用中心 A の下方に位置する近用中心 B より下方の主子午線曲線 M 2 は、上方の主子午線曲線 M 1 より小さい（まほ '一定の曲率半径 R 2 を備えている。そして、遠用中心 A から近用中心 B にかけての主子午線曲線 M 3 は、半径が R 1 から； R 2 に徐々に変化する曲率を備えている。遠用中心 A から上方が遠用部領域 5 であり、相対的に小さな屈折力を備えた領域である。これに対し、近用中心 Bから下方が近用部領域 6 であり、相対的に大きな屈折力を備えた領域である。このレンズ 1 の屈折率を n とすると、レンズの表面 2 のベースカーブは（（ n— 1 ) / R 1 ) で表され、遠用部領域 5 を形成する曲面の大半はこのカーブで規定される。以下において、このベースカーブを、この曲線によって規定された曲面の屈折力（ディォプトリ（ D ) 単位）によって表す。

遠用部領域 5 から近用部領域 6 の間の領域が中間部領域 7 であり、この領域において屈折力が累進的に変化する。遠用中心 Aから近用中心 B の間の面屈折力の変化を加入度と呼び、以下において、この加入度もディオプトリ（ D ) 単位で示す。

累進多焦点レンズの多くは、主子午線曲線 M上において、この主子午線曲線 Mの曲率と、主子午線曲線 Mと表面 2 で直交する方向の曲率とが等しく設計されている。すなわち、主子午線曲線 Mに沿った部分はほぼ球面形状をなし、その表面の非点収差（表面非点収差）は零となる。しかしながら、その他の部分においては、屈折力の異なる遠用部領域 5 と近用部領域 6 とを連続的につないで 1 つの滑らかな面を構成するため、非球面となり非点収差が発生する。一般に、主子午線曲線 Mから遠ざかるにつれて非球面となる度合いが強いので、表面非点収差はレンズの周辺において大きくなる。以下において、レンズの表面 2 の各点における曲率の差から表面非点収差を求め、ディオプトリ単位に換算して表す。通常の眼鏡の使用者は、非点収差が 1 . 0 ディォプトリ、望ましくは 0 . 5 ディオプトリ以下であれば、像のポケをそれほど知覚せずに明暸な視覚が得られる。したがって、非点収差が上記の値に収まる領域を明視域と呼び、この明視域が広いほど明るく快適な像が得られる。累進多焦点レンズは、その構成上、非点収差を有する。したがって、レンズに発生する非点収差をどの位置にどの程度許容するかが設計上の重要なポイントの 1 つである。例えば、本を読むときのように一点を注視するような場合（静的視覚）においては、快適な像を得るために非点収差が全体として小さいことが望ましく、さらに、遠用、近用および中間の各明視域が広いことが望ましい。一方、眼鏡の使用者が動く物を眼で追ったり首を動かすときに視野に対して見える物が相対的に動くような場合（動的視覚）においては、レンズの周囲で発生する非点収差が小さい方が良いことはもちろんであるが、非点収差の変化が緩やかで、眼の動く方向に沿って非点収差が単調に変化することが望ましい。すなわち、非点収差の同じ箇所を曲線で繋いだ際に、その収差曲線が滑らかであるほど像の揺れを低減でき、快適な視覚が得られる。

これらの静的視覚と動的視覚が共に良好な累進多焦点レンズを得ることは非常に難しい。すなわち、良好な静的視覚を得るには広い明視域が必要となるので、中間部領域やレンズの周囲で非点収差が大きくなり、滑らかな収差曲線を得ることができない。したがって、良好な動的視覚を得ることは難しい。逆に、良好な動的視覚を得るために収差を分散すると明視域が狭くなるので静的視覚は悪化する。このような累進多焦点レンズにおいて、快適な視覚を提供するためにいくつかの異なった設計指針が示されている。例えば、持開昭 5 5 — 1 7 1 5 6 9 号公報には、読書などを考慮すると動的視覚の必要性の少ない近用部領域の明視域を小さく、動的視覚の必要性の大きな遠用部領域の明視域を広くした累進多焦点レンズについて記載されている。また、持開平 2 — 2 4 8 9 2 0 号公報には、近用部領域の明視域を広くし、遠用部領域の明視域を狭くした累進多焦点レンズについて記載されている。

また、特開昭 5 9 — 4 8 7 3 2 号公報には、主子午線曲線と直交する中間部領域の境界線を上下に広げて中間部領域の側方における非点収差の変化を抑制することが記載されている。また、持開昭 6 0 — 6 1 7 1 9 号公報には、累進帯の長さを大幅に長くして、屈折力の変化を少なくし、中間視野と遠用視野を改善することが記載されている。このような様々な設計指針に基づきレンズの表面の各部分における屈折力の分布や、これに対応する曲率が決定され、これらの部分を滑らかに接続する曲面式を求めて実際の累進多焦点レンズの表面の形状が決定される。曲面式は n次の多項式が一般に用いられており、例えば、特開昭 6 1 — 2 5 2 5 2 6 には 1 0 〜 2 4 次の多項式を用いることが記載されている。累進多焦点レンズの複雑な平面を記述するためには、 1 0 次以上の高次の項を含む曲面式が必要であるが、このような高次の曲面式を用いても充分に累進多焦点レンズの表面が記述できるわけではない。例えば、滑らかな収差曲線を得ようとする場合は、できるれば高次の項を含まない曲面式で表面を記述することが望ましいが、高次の項を導入しないと上記のような設計指針に基づいて屈折力が分布されたレンズの表面を得ることが難しい。特に、加入度が大きい場合は高次の曲面式が必要となる。一方、高次の曲面式でレンズの表面を表すと、レンズの周辺部における非点収差が増加し、さらに、滑らかな収差曲線が得られなくなるので、像の揺れが増加する。したがって、中間的な次数の曲面式を採用せざるを得ず、上記のような様々な設計指針の意図を必ずしも充分に実現できてはいない。特に、収差の発生し易い加入度の大きな累進多焦点レンズにおいては、満足な性能を持ったレンズの表面を形成する曲面式を求めにくく、多大な時間をかけても適当な曲面式が得られないことが多い。さらに、高次の曲面式を求めた後、その曲面式の表面形状を持った累進多焦点レンズの性能を確認するが、この際、得られた性能によつては、性能の向上を図るために屈折力の分布の一部に補正を加えた方が良いことがある。しかしながら、求められた曲面式はレンズの表面全体を記述するものなので、屈折力の分布の一部を変更すると曲面式の一部ではなく全体が変わってしまい、新たな曲面式を求める必要がある。したがって、再度、曲面式を求めるために時間が必要となり、さらに、一部を補正して得られるレンズの表面形状は刷新されてしまうので、レンズの性能の確認等を繰り返す必要がある。このため、最適なレンズの表面形状を得ることは非常に難しく、また、時間のかかる作業である。このような方法で曲面式が決定されるので、最適な曲面式を得られないこともあり、非点収差を最適化することも難しい。そこで、本発明においては、上述した様々な設計指針に基づき、最適な非点収差量を設定できる累進多焦点レンズおよびその製造方法を提供することを目的としている。さらに、レンズの表面形状の部分的な補正が容易に行え、最適なレンズの表面形状を短時間で得られる累進多焦点レンズおよびその製造方法を提供することも目的としている。そして、広い明視域と滑らかな収差曲線を備え、快適な静的視覚と動的視覚が共に得られる累進多焦点レンズおよびその製造方法を提供することを目的としている。発明の開示

本発明の累進多焦点レンズは、その表面を 1 つの曲面式で表すのではなく、複数の区画に分割し、それそれの区画毎にその区画に最適な曲面式で表面形状を表すようにしている。すなわち、本発明の、相対的に低い屈祈力を備えた遠用部領域と、相対的に高い屈折力を備えた近用部領域と、これらの領域の間で屈折力が累進的に変化する中間部領域とを備えた累進多焦点レンズは、少なくとも一方の面が、その面を連続的に分割した複数の区画毎に、その区画の曲面式に従った面形状を有している。さらに、各々の区画毎の曲面式は、各々の区画の境界において、少なくともそれらの 2 次導関数同士までは連続するように求められており、レンズの表面全体として滑らかな曲面が得られるようにしている。

本発明の累進多焦点レンズは、遠用部領域、近用部領域および中間部領域の屈折力の分布を設定する工程と、設定された屈折力の分布に基づき曲率半径を設定する工程と、レンズの面を連続する複数の区画に分割する工程と、各々の区画毎の曲面式を、曲面式の少なくとも 2 次導関数同士まで区画の境界において連続とする条件の下で決定する工程と、さらに、区画毎の曲面式に従った面形状でレンズの面を形成する工程とを有する製造方法により製造できる。

本 ¾明の累進多焦点レンズは、区画毎に最適な曲面式を用いてその面形状を決定しているので、種々の設計指針に合致したレンズの面形状を容易に具現化できる。また、 1 つ、あるいは複数の区画の曲面式を変更することが容易であり、レンズ面の部分的な補正を行うことができる。したがって、本発明により最適なレンズの面形状を形成することが可能となり、広い明視域と滑らかな収差曲線を備えた累進多焦点レンズを提供することができる。さらに、その区画に設定された曲率半径に基づき曲面式を仮定し、光線追跡法により眼の位置における非点収差と屈折率の分布差を求め、これらが最小になるように曲率半径を補正し、さらに曲面式を求めるといった作業が容易に行える。この為、高い性能を持った累進多焦点レンズを提供でき、また、高加入度のレンズにおいても満足な性能を備えた累進多焦点レンズを提供することができる。

曲面式は分割された区画内の曲面を表現するので、双三次式の曲面式によって充分な性能を備えたレンズの面形状を記述できる。もちろん、双 4 次式などのさらに高次の曲面式を用いても良い。しかしながら、従来、必要としていた 1 0 次あるいはそれ以上の高次の曲面式は不要であり、最適な曲面式を求める手間も少なくて済む。

レンズの面は、多角形に分割すれば良く、その形状は特に限定されない。例えば、格子状に分割しても良く、コンピュータ等で処理する上において、各区画の座標を算出するなどの点では便利である。一辺が約 1 〜 4 m m程度の格子状に分割して曲面式を求めた累進多焦点レンズの収差曲線は、高次の多項式を用いた従来の累進多焦点レンズの収差曲線と比較し、より滑らかである。一辺が約 1 〜 3 m m程度の格子状に分割して曲面式を求めると、さらに、滑らかな収差曲線と、広い明視域を備えたレンズの面形状が得られる。また、一辺が約 1 〜 2 m m程度の格子状に分割して曲面式を求めると、いっそう滑らかな収差曲線と広い明視域が得られる。レンズの面を異なった大きさの区画に分割して曲面式を求めることも有効であり、例えば、収差曲線の密度が高くなりやすい近用部領域を一辺が約 1 〜 3 m m程度の格子状に分割して曲面式を求めても良い。また、屈折力が累進的に変化する中間部領域を一辺が約 1 m m程度の格子状に分割して曲面式を求めることも有効である。

以下の図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。図面の簡単な説明

図 1 は、眼鏡のレンズとして用いられる累進多焦点レンズの表面の概要を示す斜視図である。

図 2 は、本発明の実施 Wの眼鏡のレンズとして用いられる累進多焦点レンズの製造工程を示すフローチヤ一トである。

図 3 は、累進多焦点レンズの表面を格子状の区画に分割する様子を示す図である。

図 4 は、実施例 1 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 5 は、実施 ί列 1 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 6 は、図 5 に示した累進多焦点レンズの累進表面の座標値を示す図である。

図 7 は、実施例 1 において 3 m mの格子状の区画を用いて作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 8 は、実施例 1 において 4 m mの格子状の区画を用いて作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 9 は、実施例 2 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 0 は、実施例 2 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

z o 図 1 1 は、実施例 3 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 2 は、実施例 3 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 3 は、実施例 4 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 4 は、実施例 4 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 5 は、実施例 5 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 6 は、実施例 5 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 7 は、実施例 6 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 1 8 は、実施例 6 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

I 0 図 1 9 は、実施例 7 の従来の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。

図 2 0 は、実施例 7 の本発明の方法により作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に本発明の実施例を参照して、本発明をさらに詳しく説明する。図 2 に、本発明の眼鏡のレンズとして用いられる累進多焦点レンズの製造方法をフローチヤ一トを用いて示してある。まず、ステップ 1 1 において、累進多焦点レンズの基本的な仕様、例えば、ベースカー

Z 0 ブ、加入度、屈折率などをコンピュータに入力する。なお、以下において、使用者の眼と対峙する側の面（以降において裏面とする）はほぼ一定の曲率で形成され、使用者の眼と反対側の眼鏡の外側に位置する面（表面）が異なる曲率を備えた形状に成形される累進多焦点レンズに基づき説明する。

次に、ステップ 1 2 において、上記で説明したような設計思想に基づき、基本的な仕様からレンズの表面全面の度数分布（屈折力の分布 ) を求める。さらに、ステップ 1 3 において、度数分布に基づきレンズの表面の主な点における曲率半径を算出し、非点収差の概略の分布を決定する。この段階でレンズの表面および裏面の主な形状は決定される。

次に、ステップ 1 4 において、図 3 に示すようにレンズの表面 2 を ( M - 1 ) X ( N— 1 ) 個の格子状の領域に分割し、 X軸および y軸を定めて M x N個の各格子点の座標 P ( i , ) を算出する。各格子点の距離は 1 〜 4 m m程度が望ましい。格子点の距雜を狭くするとレンズの表面を最適化するためには都合が良いと考えられるが、計算量

I o が急激に増加する。また、人間の視力を考慮すると、 1 m m程度未満の格子点を用いてレンズの最適化を行ってもそれほど視覚の向上は得られない。一方、格子点の間隔が 4 m m程度を越えると、屈折力の変化の大きな中間部領域や、近用部領域において収差曲線が振動したり、収差の大きな部分が表れ易い。

格子点の座標が決まると、ステップ 1 5 において、 4 つの格子点に囲まれた格子状の区画毎に光線追跡法により、使用者が実際に眼で見たレンズの性能を確認する。光線追跡する際は、レンズの表面のみならず裏面における屈折等も順番に正確に追跡計算され、レンズとしての性能が得られる。したがって、このステップにおいて、各区画毎に使用者が実際に眼で見た非点収差と屈折力の分布差が算出できるので、ステップ 1 3 で求められた曲率半径を各区画毎に非点収差と屈折力の分布差が最小となるように補正することが可能となる

次に、ステップ 1 6 において、補正された曲率半径に基づき各区画の曲面式を決定する。本例においては、曲面式として以下の双三次式を採用している。 f i , x y =∑ ∑ c X - X i y一 y i

n - 0

- - - ( 1 ) この曲面式の 1 6 個の係数（ c »， _n ) を決定するために、ステップ 1 7 において、各格子状の区画の曲面が隣接する区画の曲面と滑らかに接続するための条件を導入している。すなわち、ステップ 1 7 においては、 2 階微分までが連続であること、すなわち、各区画の曲面式が境界においてそれらの 2 次導関数までが速続であることを条件に各区画の曲面式を決定している。

その手順は以下の通りである。まず、 X軸方向座標点列（ N本）において、スプライン補間を用いて以下の 1 次導関数を求める。

a z

• · · ( 2 )

d χ

ただし、 z = f ( x , y ) · · · ( 3 )

また、 Ρ ( 1 , 1 ) 〜 P ( 1 ， ) 、および P ( M , 1 ) 〜 P ( M， Ν ) の端末条件は、 Ρ ( 1 , j ) 、 P ( 2 , j ) 、 P ( 3 , j ) および Ρ ( Μ - 2 , ) 、 P ( M - 1 , j ) 、 P ( M , j ) を円と仮定して求める。同様に、 y軸方向座標点列（ M列）において、スプライン補間を用いて以下の 1 次導関数を求める。

d z

( 4 )

d y

さらに、れらの式からスプライン補間を用いて以下の 2 次導関数を求める

a d z

( 5 )

a X ヽ d y

また、端末条件は以下の通りとする

- 1 , j

したがって、レンズの表面に滑らかな曲面を形成するには、上記で求めた各曲面式の以下に示す 4 つの値が格子状の区画の境界、すなわち、各点において、隣接する各曲面式の値と等しいことが条件となる

このため、 4 点で囲まれた格子状の区画の境界条件として 1 6 個の条件式が与えられるので、この 1 6 個の連立方程式を解くことによって曲面式（ 1 ) の 1 6 個の係数を全て求めることができる。このステツプ 1 7 によって得られた双三次式の曲面式によって表される曲面は、各区画の境界で C 2 級接続（ 2 次微分まで連続）が保証される。したがって、同様の手順を全ての格子状の区画に適用してそれそれの区画の曲面式を求め、それらによってレンズの表面の形状を記述すると滑らかなレンズの表面が得られる。もちろん、さらに高次の導関数が区画の境界において連続となるように曲面式を求めても良い。

それそれの区画には、累進多焦点レンズの基本仕様および様々な設計思想によって所定の曲率が与えられており、その曲率は光線追跡法により補正されている。したがって、このステップ 1 7 によって求められた区画毎の曲面式に従った面形状にレンズの表面を加工することによって最適な累進多焦点レンズを製造することができる。

さらに、本例では、ステップ 1 8 において、ステップ 1 7 で得られた表面形状の性能を収差曲線等からチェックし、性能を改善する余地がある場合は、適当な区画の曲率を再設定できるようにしている。再設定した後は、ステップ 1 9 からステップ 1 5 に戻って上記の各ステップを繰り返し、さらに性能の高い累進多焦点レンズを実現する曲面式を得る。このような工程を操り返す際に、本 ί列の製造方法であれば、曲率が再設定された区画およびその区画の影響を受ける周辺の区画の曲面式を再度計算するだけで、レンズの表面全体の形状を得ることができる。したがって、全ての区画に対し、再度計算をやり直し、曲面式を決定しなおす必要はなく、短い時間で最適なレンズの表面形状を導くことができる。これに対し、従来のように高次の多項式で曲面全体を記述していたのでは、一部の曲率を補正すると曲面式の条件が変わってしまう。このため、再度全ての計算をやり直り新たな多項式を求める必要があるので、従来の方法で求められたレンズの面を一部補正して最適化するという手法は現実的には採用することは難しい。しかし、本例の方法であれば、レンズの面を一部補正しても、その影響が屈折面全体に及ぶことはなく、他の部分の補正状態に影響されずに補正することができる。したがって、上記のような方法で補正を繰り返すことにより最適なレンズの面を容易に求めることができる。ステップ 1 9 において、最適なレンズの面が得られたと判断されたら、ステップ 2 0 において、得られた曲面式を数値データに変換し、曲面式に従った表面形状のレンズの表面を形成する。これによつて、 S ί楚仕様と設計思想に従った最適な累進多焦点レンズが得られる。上記の製造方法に従って作成された累進多焦点レンズのいくつかの例を従来の方法で作成されたレンズと比較しながら以下に説明する。

[実施例 1 ]

図 4 および図 5 に、基礎仕様のベースカーブが 4 ディオプトリ（ D 5 ) 、加入度が 2 D 、屈折率が 1 . 6 6 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図示した収差曲線は、レンズの表面（主子午線曲線を有する）の各点における曲率の差を表面非点収差として求め、その表面非点収差の値の等しい点を曲線で結んだものである。図 4 は従来の 1 2 次の多項式を用いて作成したレンズの表面の収差曲線であり、図

, ₀ 5 は上記の本発明の方法によりレンズの表面を一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して作成したレンズの表面の収差曲線である。また、図 6 に、本例の累進多焦点レンズの累進表面の座標値を X y 方向に 5 m mピッチで示してある。

図 4 および図 5 に示した累進多焦点レンズは、遠用部領域 5 におけ

, ₅ る快適な静的視覚および動的視覚と、近用部領域 6 における快適な静的視覚を確保した累進多焦点レンズである。従って、遠用部領域 5 に比較的広い明視域が設けられ、中間部領域 7 では比較的滑らかな収差曲線が得られるように設計されている。しかしながら、従来の方法で作成された累進多焦点レンズでは、図 4 に示した収差曲線から判るよ

2 0 うに、遠用中心 Aの近傍における収差曲線に凹凸があり、また、近用部領域 6 の明視域の周囲の収差曲線にも凹凸が見られる。従って、この累進多焦点レンズを使用した場合は、視覚に揺れが生じると考えられる。さらに、非点収差が 2 . 0 D の部分も現れている。

これに対し、本例の方法で作成された累進多焦点レンズは、図 5 に

2 5 示した収差曲線から判るように、遠用中心 Aの近傍の収差曲線の凹凸は改善され、凹凸は見られない。さらに、遠用部領域 5 と中間部領域 7 の境界付近の表面非点収差 0 . 5 D の収差曲線がレンズの外阇付近で下がっている。従って、遠用部領域 5 の明視域が拡大されており、明るく揺れのない快適な視覚が得られている。また、近用部領域 7 においても、収差曲線は滑らかになっており、この領域で発生する視覚の揺れも低減されている。さらに、本例の方法で累進多焦点レンズを作成することにより、表面非点収差が 2 . 0 D となる箇所をなくすことができる。従って、レンズ全域の収差が低減された累進多焦点レンズを提供することが可能となる。本例の累進多焦点レンズを作成する過程において収差曲線の局所的な補正を行っており、補正によっていつそう滑らかな収差曲線を実現し、また、レンズ側方の収差曲線を下げて広い明視域を確保している。このように、本発明により、区画每に非点収差を最小限に止めた最適なレンズを作成できる。そして、局所旳な補正を容易に行えるので、レンズをいつそう最適なものにすることが可能となり、性能の非常に優れた累進多焦点レンズを短時間に提供することができる。

図 7 に、上記と同様の基本仕様で、本発明の方法により一辺が 3 m mの格子状の区画に分割して作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。本図から判るように、一辺が 3 m mの格子状の区画を用いた場合であっても、滑らかな収差曲線を持った累進多焦点レンズを作成することができる。このため、本例においても遠用中心 A の近傍の収差曲線の凹凸も抑止されており、また、レンズの周囲で非点収差値 0 . 5 D の曲線を下げて広い明視域が確保されている。

図 8 に、上記と同様の S本仕様で、本発明の方法により一辺が 4 m mの格子状の区画に分割して作成した累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。本図から判るように、一辺が 4 m mの格子状の区画を用いても、滑らかな収差曲線を持った累進多焦点レンズを作成することができる。また、遠用中心 Aの近傍の収差曲線の凹凸も抑止されている。

図 7 および図 8 から判るように、一辺が 4 m m程度の格子状の区画に分割して各区画の曲面式を決定し、レンズの表面を形成することにより、滑らかな収差曲線を持った累進多焦点レンズが得られる。また、上述したように人間の視力を考慮すると一辺が 1 m m程度未満の格子状の区画に分割するメリットは少ないと考えられるので、約 1 〜 4 m m程度の格子状の区画に分割して曲面式を求めることが望ましい。この範囲において、一辺が 4 m m程度の格子状の区画に分割した場合は、図 8 から判るように表面非点収差値が 2 . 0 D の領域が現れている。従って、一辺が 4 m m程度以下、すなわち、約 l 〜 3 m m程度の格子状の区画に分割して曲面式を求めることにより、レンズ全域の非点収差値を抑制した累進多焦点レンズが得られることが判る。

さらに、図 5 および図 7 から判るように、一辺が 3 m m程度の格子状の区画に分割した場合は、非点収差値が 0 . 5 D の曲線が周囲でいつたん下がった後、再び上がっており、明視域が若干狭まっている。従って、一辺が 3 m m程度以下、すなわち、約 l 〜 2 m m程度の格子状の区画に分割して曲面式を求めることにより、広い明視域を確保し、より快適な視覚を備えた累進多焦点レンズが得られることが判る。本 ί列においては、格子状の区画を採用しているが、これに限定されないことはもちろんである。レンズの表面を連続して分割できる形状であれば、どのような多角形の区画に分割しても良い。さらに、レンズの形状、遠用部領域、近用部領域の形状などによってそれそれの領域毎に区画の形状を変えることも可能である。

一般に、狭い区画に分割して曲面式を求めた方がレンズの表面の最適化を図りやすい。従って、本例のような遠用 Κ領域に広い明視域を備えた累進多焦点レンズにおいては、遠用部領域を比較的大きな区画、例えば、一辺が 3 〜 4 m m程度の格子状の区画に分割して曲面式を求め、近用部領域を比較的小さな区画、例えば一辺が 2 〜 3 m m程度の格子状の区画に分割して曲面式を求めることも有効である。さらに、屈折力が累進的に変化する中間部領域をさらに小さな区画、 ^えば —辺が 1 〜 2 m m程度の格子状の区画に分割しいて曲面式を求めることも可能である。このように、屈折力の分布や、収差の分布によって区画の大きさを変えて曲面式を求めることにより、最適なレンズの表面を短い時間で作成することが可能となる。

[実施例 2 ]

図 9 および図 1 0 に、基礎仕様のベースカーブが 6 D、加入度が 1 D、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 9 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 1 0 は本発明の一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。図 9 および図 1 0 に示した累進多焦点レンズは、中間部領域の境界線を上下に広げて中間部領域の非点収差の変化を抑制するように設計されたレンズである。図 9 に示したレンズは、遠用部領域から中間部領域にかけて広い明視域が確保されており、明るく快適な視覚を持つたレンズであることが判る。しかしながら、遠用中心 Aの近 ί旁において、収差曲線に凹凸が見られ、視覚に揺れが生ずると考えられる。これに対し、図 1 0 に示した本発明の累進多焦点レンズでは、広い明視域はもちろん確保され、さらに、遠用中心 Αの近 ί旁における収差曲線の凹凸をなくすことができる。このような本発明により、滑らかな収差曲線が得られるので、広く明るい静的視野と揺れの少ない動的視野の両方を兼ね備えた累進多焦点レンズを提供することができる。

[実施例 3 ]

図 1 1 および図 1 2 に、基礎仕様のベースカーブが 6 D 、加入度が 2 D 、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 1 1 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 1 2 は本発明の一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。

本例の累進多焦点レンズは共に実施例 2 と同じ設計思想に基づいて作成されたレンズである。しかしながら、図 1 1 から判るように加入度が大きくなると、従来の方法により作成されたレンズでは、レンズの周囲において収差曲線が上方に曲がり、明視域が狭まっている。また、遠用中心 Aの近傍では、収差曲線の凹凸が見られ、その ¾囲が広がっている。これに対し、図 1 2 に示した本発明の累進多焦点レンズは、収差曲線はレンズの周囲で下がり広い明視域が確保され、また、遠用中心 Aの近傍における収差曲線の凹凸もない。このように本発明により、加入度が大きな累進多焦点レンズであっても、設計思想に従つた性能の良い累進多焦点レンズを提供することができる。

[実施例 4 ]

図 1 3 および図 1 4 に、基礎仕様のベースカーブが 6 D 、加入度が 3 D 、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 1 3 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 1 4 は本発明の一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である o

本例の累進多焦点レンズは共に実施例 2 と同じ設計思想に基づいて作成されたレンズである。しかし、このような加入度の大きなレンズは従来の方法では満足な性能のレンズが得られず、図 1 3 から判るように遠用中心 Aおよび近用中心 B の近傍で、収差曲線に大きな凹凸が現れてしまう。これに対し、図 1 4 に示した本発明の累進多焦点レンズは、遠用中心 Aおよび近用中心 B の近傍における収差曲線の凹凸がない。さらに、この領域に限らず、本発明の累進多焦点レンズでは、レンズ全域にわたって滑らかな収差曲線が得られている。従って、本発明により、加入度の大きな累進多焦点レンズであって、充分な性能を備えたレンズを提供することができる。

[実施例 5 ]

図 1 5 および図 1 6 に、基礎仕様のベースカーブが 4 . 5 D 、加入度が 1 D 、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 1 5 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 1 6 は本発明の一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。

本例の累進多焦点レンズは、中間視野と遠用視野が改善されるように、累進帯の長さを長くして屈折力の変化を少なくする思想により設計されたレンズである。図 1 5 に示したレンズは、表面非点収差値 0 . 5 D の曲線全体がレンズの下方に位置しており、遠用部領域から中間部領域にかけて非常に広い明視域が確保されていることが判る。しかしながら、収差曲線に若干の凹凸が昆られる。これに対し、図 1 6 に示した本発明の累進多焦点レンズでは、明視域は従来のレンズと同様に確保でき、さらに、収差曲線は若干の凹凸もなく非常に滑らかである。このように、従来の方法により充分な性能を備えた累進多焦点レンズを作成できるケースであっても、本発明の方法を採用することにより、いっそう性能の高い累進多焦点レンズを提供することができる。

[実施冽 6 ]

図 1 7 および図 1 8 に、基礎仕様のベースカーブが 4 . 5 D 、加入度が 2 D、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 1 7 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 1 8 は本発明の一辺が 2 m mの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。

本例の累進多焦点レンズは実施例 5 と同じ設計思想に基づいて作成されたレンズである。しかしながら、図 1 7 に示した従来の方法によつて作成されたレンズでは、加入度が大きくなつたことにより遠用中心 Aの周囲において収差曲線に凹凸が生じており、レンズの性能が劣化していることが判る。これに対し、図 1 8 に示した本発明の方法によって作成されたレンズでは遠用中心 Aの近傍における収差曲線の凹凸は発生していない。また、遠用部領域から中間部領域にかけて滑らかな収差曲線が広い間隔で得られており、これらの領域で広い範囲にわたって屈折力の変化および非点収差の変化の少ない良好な視野が得られていることが判る。このように、本発明の方法により累進多焦点レンズを作成することにより、設計思想に合致した最適なレンズを提供することができる。 [実施例 7 ]

図 1 9 および図 2 0 に、基礎仕様のベースカーブが 4 . 5 D、加入度が 3 D、屈折率が 1 . 5 の累進多焦点レンズの収差曲線を示してある。図 1 9 は、従来の高次の多項式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。一方、図 2 0 は本発明の一辺が 2 m niの格子状の区画に分割して求めた曲面式を用いて表面を作成したレンズの収差曲線である。

本例の累進多焦点レンズは実施例 5 と同じ設計思想に基づいて作成されたレンズである。しかしながら、図 1 9 に示した従来の方法によつて作成されたレンズでは、遠用中心 Aおよび近用中心 B の周囲において収差曲線に大きな凹凸が生じており、満足な性能のレンズが得られないことが判る。これに対し、図 2 0 に示した本発明の方法によつて作成されたレンズでは遠用中心 Aおよび近用中心 Bの近 f旁においても滑らかな収差曲線が得られており、凹凸は発生していない。遠用部領域から中間部領域にかけても同様に滑らかな収差曲線が得られ、これらの収差曲線が比較的広い間隔で並んでいる。従って、本発明により、大きな加入度を有する累進多焦点レンズであっても、良好な性能を備えたレンズを提供できることが判る。このように、本発明によって、レンズの表面を複数の区画に分割し、それそれの区画毎に曲面式を求めることにより、様々な設計指針に基づき非点収差や屈折力が分布された最適な累進多焦点レンズを提供することが可能となった。上記においては、老視を矯正する眼鏡に用いられる近用部領域が狭い累進多焦点レンズを基に本発明を説明しているが、上記の累進多焦点レンズに限定されるわけではない。遠用部領域が狭い累進多焦点レンズや、その他の設計思想に基づく累進多焦点レンズであっても、本発明により、よりその設計思想を反映した性能の高い累進多焦点レンズを実現することができる。

また、本発明の方法により、レンズの表面形状の部分的な補正が容易に行え、最適なレンズの表面形状を短時間で得ることができる。上記に説明した例では、光線追跡法を用いてレンズの両面の屈折まで考慮した最適な累進多焦点レンズを作成している。従って、本発明に基づき作成された上記の累進多焦点レンズは、表面非点収差が改善されているだけでなく、使用者が実際に眼で見たレンズとしての性能も大幅に改善されている。このため、上記の実施例では、表面非点収差を示す収差曲線に基づき、本発明において高性能なレンズが得られることを示しているのみであるが、実際に眼で見た性能としては、本発明により、さらに高い性能の累進多焦点レンズが提供できることは明らかである。

また、上記では、累進多焦点レンズの一方の面である表面を複数の区画に分割してレンズを作成した例を示してあるが、他方の面である裏面を複数の区画に分割して累進的に屈折力の変化するレンズの面を形成することももちろん可能である。さらに、レンズの両方の面を本発明に従って作成し、さらにレンズの性能の向上を図ることも可能である。

このように、本発明により、広い明視域と滑らかな収差曲線を備え、快適な静的視覚と動的視覚が共に得られる累進多焦点レンズを提供することが可能となる。産業上の利用可能性

本発明は、累進多焦点レンズおよびその製造方法に関するものである。眼鏡用レンズに用いられている累進多焦点レンズにおいては、本発明により、広い明視域と滑らかな収差曲線を備えた最適な累進多焦点レンズを提供することができ、眼鏡の使用者が快適な静的視覚と動的視覚を共に得られる眼鏡を実現することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 相対的に低い屈折力を備えた遠用部領域と、相対的に高い屈折力を備えた近用部領域と、これらの領域の間で屈折力が累進的に変化する中間部領域とを備えた累進多焦点レンズにおいて、

この累進多焦点レンズの少なくとも一方の面が、その面を連続的に分割した複数の区画毎に、その区画の曲面式に従った面形状を有し、各々の前記区画毎の曲面式は、各々の前記区画の境界において、' 少なくともそれらの 2 次導関数同士までが連続していることを特徴とする累進多焦点レンズ。

2 . 請求項 1 において、前記区画は格子状に分割されていることを特徴とする累進多焦点レンズ。

3 . 請求項 2 において、前記区画は一辺が約 1 ~ 4 m m程度の格子状であることを特徴とする累進多焦点レンズ。

4 . 請求項 2 において、前記区画は一辺が約 1 〜 3 m m程度の格子状であることを特徴とする累進多焦点レンズ。

5 . 請求項 2 において、前記区画は一辺が約 1 ~ 2 m m程度の格子状であることを特徴とする累進多焦点レンズ。

6 . 請求項 3 において、少なくとも前記近用部領域の前記区画は一辺が約 1 〜 3 m m程度の格子状であることを特徴とする累進多焦点レンズ„

7 . 請求項 3 において、少なくとも前記中間部領域の前記区画は一辺が約 1 m m程度の格子状であることを特徴とする累進多焦点レンズ

8 . 請求項 1 において、前記曲面式は、双三次式であることを持徴とする累進多焦点レンズ。

9 . 請求項 1 において、前記区画毎の曲面式は、その区画に予め設定された曲率半径をもとに光線追跡法により求めた目の位置における非点収差および屈折力の分布差が最小になるように決定されていることを特徴とする累進多焦点レンズ。

1 0 . 相対的に低い屈折力を備えた遠用部領域と、相対的に高い屈折力を備えた近用部領域と、これらの領域の間で屈折力が累進的に変化する中間部領域とを備えた累進多焦点レンズの製造方法であって、この累進多焦点レンズの少なくとも一方の面に前記遠用部領域、近用部領域および中間部領域の屈折力の分布を設定する工程と、設定された前記屈折力の分布に基づき曲率半径を設定する工程と、

Z 0 前記レンズの面を連続する複数の区画に分割する工程と、

各々の前記区画毎の曲面式を、前記曲面式の少なくとも 2 次導関数同士までが前記区画の境界において速続である条件下で決定する工程と、

前記区画毎の曲面式に従った面形状で前記レンズの面を形成するェ程とを有することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 1 . 請求項 1 0において、前記レンズの面を格子状の区画に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 2 . 請求項 1 1 において、前記区画を一辺が約 l ~ 4 m m程度の格子状に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 3 . 請求項 1 1 において、前記区画を一辺が約 l ~ 3 m m程度の格子状に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 4 . 請求項 1 1 において、前記区画を一辺が約 l ~ 2 m m程度の格子状に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 5 . 請求項 1 2 において、少なくとも前記近用部領域の前記区画を一辺を約 l ~ 3 m m程度の格子状に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 6 . 請求項 1 2 において、少なくとも前記中間部領域の前記区画を一辺を約 1 mm程度の格子状に分割することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 7 . 請求項 1 0 において、前記曲面式は、双三次式であることを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。

1 8 . 請求項 1 0 において、前記区画に分割する工程に続いて、前記区画毎に光線追跡法により求めた目の位置における非点収差および屈折率の分布差を求め、これら非点収差および屈折率の分布差が最小 - 2 1 -

となるように前記区画毎の曲率半径を補正する工程を有することを特徴とする累進多焦点レンズの製造方法。