JP4979774B2 - 一対の累進屈折力レンズ及びその設計方法 - Google Patents
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Description
この技術は、左右の累進帯における度数変化の仕方に違いを持たせることにより、左右の近用部のプリズム度数に違いを持たせようとするものである。例えば、同じ加入度数であっても、遠用部から近用部に至る累進帯の度数変化が、最初は緩やかで最後は急速に増加する場合と、逆に、最初は急激で最後は穏やかに増加する場合とでは、累進帯における平均的な付加屈折力が異なることになり、遠用部から一定距離だけ下方に離れた近用部の上下方向のプリズム作用に差が生ずる。このプリズム差と相殺させることにより、前述の左右の遠用度数差に起因する近用部の上下方向のプリズム差を減少させることができる。しかしながらこの方法では累進帯の途中における付加屈折力が左右で異なることから、中間視における両眼視に不都合が生ずるという問題がある。
しかしながら、これらの先行技術は、近方視の際の視線の通過位置の変化について、極めて簡略な分類とその対応しかしておらず、充分な改良とはいえない。
例えば、前記「エルゴノミック・インセット」や「バリアブル・インセット」などの先行技術では、水平方向の位置ずれの対応しかしておらず、上下方向の位置ずれの対応はされていない。
仮に、遠用度数を更に細かく分類し、その分類に応じて様々な内寄せ量や累進帯の長さの組み合わせを設定したとしても、片眼の遠用度数で片眼の設計が決定するという構成に変わりはない。即ち、もう一方の側の遠用度数との関連が考慮されない限り、両眼視に対応した累進屈折力レンズとは言えない。
しかも、これらの先行技術は、左右眼の近方視野の位置合わせのみであり、遠方視、側方視、近方視、中間視などの全ての累進屈折力レンズの視野領域についての両眼視野の改善を提案している従来技術はない。
更に、一般的に度数差のある場合のレンズの左右の凸面側のカーブや厚みを揃えるなどの技術は知られているが、それらは前述の累進屈折力レンズの構成における遠方視、側方視、近方視、中間視などの全ての累進屈折力レンズの視野領域についての両眼視野の改善を開示する技術ではなく、両眼視のための平均度数分布及び非点収差分布の構成を提案しているものでもない。
元来、両眼視機能とは脳を含めた視覚システムが有する同時視や立体視、融像などの高度な機能のことを意味し、眼鏡や眼鏡レンズが有している機能ではない。しかしながら、これらの同時視や立体視、融像などの機能は全て良好な両眼視を前提としており、両眼視を妨げるような眼鏡の使用が両眼視機能を損なわせる結果となるのは自明である。従って、両眼視を妨げることの少ない眼鏡を提供することにより、眼鏡装用者の視覚システムが有する本来の両眼視機能が充分に発揮されるようにすることができる。
前記一対の累進屈折力レンズのレンズ成分を、遠用度数と加入度数とが左右で等しい一対の累進屈折力レンズ成分と、左右異なる度数の一対の単焦点レンズ成分とに分け、
前記単焦点レンズ成分を有するレンズを装用して両眼視をする場合に、正面遠方から所定の方位角に向かって正面以外の遠方に視線を移すときの左右眼のレンズ上の視線移動距離の比率を算出し、
前記累進屈折力レンズ成分を有するレンズの片眼用又は両眼用のレンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布に対し、前記比率に応じた補正を加えることにより、
両眼視における左右の視線に対する平均度数及び非点収差の差において、前記左右の遠用度数差以外の収差の発生を抑制することを特徴とする。
前記一対の累進屈折力レンズのレンズ成分を、遠用度数と加入度数とが左右で等しい一対の累進屈折力レンズ成分と、左右で度数の異なる一対の単焦点レンズ成分とに分けた場合に、前記単焦点レンズ成分を有するレンズを装用して、正面遠方から所定の方位角に向かって正面以外の遠方に視線を移すときの、前記レンズ上において算出される左右眼の視線移動距離の比率に応じて、前記累進屈折力レンズ成分を有するレンズの片眼用又は両眼用のレンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布が補正され、
両眼視における左右の視線に対する平均度数及び非点収差の差において、前記左右の遠用度数差以外の収差の発生を抑制することを特徴とする。
図1〜図8は左右眼の遠用度数が異なっている累進眼鏡の装用者が、正面以外の方向を両眼で見ているときの眼軸方向Eと視線方向Vを示す図である。
図1〜図4は特に側方方向を両眼で見ているときの図であり、いずれも眼鏡装用者の頭上から眺めた図である。図5〜図8は特に上下方向を両眼で見ているときの図であり、いずれも眼鏡装用者の側面から眺めた図である。
各図共に、左右異なる遠用度数の累進屈折力レンズ1L、1Rにより、無限遠方を左眼2L及び右眼2Rで見るときに生ずる水平方向又は上下方向のプリズム差と、それにより引き起こされる左右眼の視線の向きの変化を示した図である。
なお、眼光学上厳密には眼軸と視線の向きはわずかに異なるが、実質的にその差異の影響は無視できる程度であるので、説明上、実質同一としてみなして取り扱っている。従って、眼軸と視線の向きの相違はレンズのプリズム作用によってのみ引き起こされるものとする。無論、前記差異を組み込むことが必要とされる場合にはそれを補正値として組み入れることにより対応できる。
図1〜図8の各図において用いられている、記号の添字RはRightの略、LはLeftの略で、方向の表示及びレンズでは右眼、左眼を意味する。
また、図1〜図8の各図において用いられている、記号の添字AはA図(図1A〜図8A)、記号の添字BはB図(図1B〜図8B)に使用されている。
点OL、ORは眼球回旋中心点、点PL0、PR0は正面遠方を見ているときの視線とレンズ外面との交点、
点PLA、点PRA、点PLB、点PRBは正面以外(側方、上下、斜め)の遠方に眼を向けているときの視線及び眼軸とレンズ外面との交点、
符号HLA、符号HRA、符号HLB、符号HRBは、A、Bそれぞれの図における、左右のレンズ外面上での正面遠方視点と正面外遠方視点との水平方向の距離、
破線矢印で示す符号ELA、符号ERA、符号ELB、符号ERBはそれぞれ眼軸の方向、
実線矢印で示す符号VLA、符号VRA、符号VLB、符号VRBはそれぞれレンズ外面から前方への視線方向を表している。
なお、図1〜図8において、Aの図(図1A〜図8A)では左右の眼軸方向は平行の表示であるが、左右の視線方向は平行ではなく、Bの図(図1B〜図8B)では左右の視線方向は平行の表示であるが、左右の眼軸方向は平行ではない。
図1A及び図1Bは、左眼に比べて右眼の方がより強いマイナスの遠用度数である眼鏡の装用者が、右側方遠方を両眼で見ているときの眼軸方向と視線方向を示す図である。
図1Aは、左右の度数差を考慮していない従来の累進設計の考え方における不都合や矛盾の説明図である。前述のごとく、従来技術の累進屈折力レンズでは、両眼の中央を境として互いに鏡に写した様な設計(一般に鏡面対称と呼ばれる)として近方視における輻湊作用に対応している。ところが遠方視においては輻湊作用が起きないため、左右眼の眼軸方向(ELA、ERA)は平行であり、遠方視における左右の視線のレンズ上での変位量(HLA、HRA)は等しいものと想定されている。しかしながら、これらは左右の遠用度数が等しい場合にのみ成立し、等しくない場合には下記のような不都合や矛盾が生ずる。
この状況を描いたのが図1Bであり、左右の視線方向VLBとVRBが平行となっている。即ち、従来図1Aのように誤って把握されていた両眼視における眼軸や視線の方向を、実態に合わせて描いたのが図1Bである。
前述のごとく図1Aにおける左右眼の変位量は等しい(HLA=HRA)ため、眼鏡装用者が無意識のうちに図1Bのごとく両眼の眼軸方向を補正していると仮定すると、HLB>HLA、HRB<HRAとなっているものと考えられる。
従って、累進屈折力レンズの左右の設計(平均度数分布及び非点収差分布)を従来技術のように鏡面対称とせずに異なる構成とし、上記の左右眼の視線が通るレンズ上での平均度数や非点収差を実質的に近似させることにより、両眼視の阻害要因を防ぐことが出来る。
装用者の眼鏡がマイナスの遠用度数ではなく、プラスの遠用度数である場合は全く逆の状況となる。前述の図1Bとの相違点は、図3Bにおいてレンズ上での左右眼の変位量の傾向が逆になっている(HLB<HRB)。その結果、両眼の眼軸方向(ELB、ERB)は、調節弛緩を伴わない遠方視であるにもかかわらず開散を強いられている。
即ち、このことによる問題点の発生も、本発明による課題の解決方法も、両眼の眼軸方向(ELB、ERB)のずれる方向が水平方向であるか上下方向であるかの違いだけである。
図6A及び図6Bは、眼鏡の装用者が下方を見ているときの眼軸方向と視線方向を示す図である。前述の図1Bとの相違点は、図6Bにおける両眼の眼軸方向(ELB、ERB)が、眼から遠ざかるにつれ上下に近付いていることである。
即ち、左右異なる遠用度数を有する一対の累進屈折力レンズの装用において、左右眼の視線通過位置の平均度数や非点収差が変化するということは、両眼視する方向によって左右の遠用度数差以外の余分な差異が発生するということになり、両眼視における阻害要因となる。従って、これらの余分な差異が完全に無くなることが理想であるが、従来より少なくなるだけでも両眼視における阻害要因が低減されたことになり、本発明の効果が発揮されたことになる。
先ず、本発明の第1の実施の形態として、遠用度数に乱視度数が含まれていない例として実施例1〜3について説明する。
表1は本発明の実施例1〜実施例3における左右の遠用度数と、その度数差が引き起こす視線の変位量の比を求めた結果を示す一覧表である。
表1の符号及び表記について説明する。なお、下記の符号は、眼鏡の装用者が実際に輻湊や開散などを強いられている状況を説明する図1B、図2B、・・・図8Bに示す符号を使用している。
符号DLは左用遠用度数(ジオプター)、符号DRは右用遠用度数(ジオプター)、符号DCは右でも左でもない第3の度数として基準度数(ジオプター)を意味し、ここでは左右の平均遠用度数(ジオプター)を用いている。符号OPは眼球回旋中心点からレンズ凸面の中心点までの距離(mm)である。
符号HLBは左眼変位量を意味し、左用のレンズ凸面中心点PLOから、正面以外の両眼遠方視をしているときの左眼の視線とレンズ凸面との交点PLBまでの距離(mm)のことであり、符号HRBは右眼変位量を意味し、右用のレンズ凸面中心点PROから、正面以外の両眼遠方視をしているときの右眼の視線とレンズ凸面との交点PRBまでの距離(mm)のことである。符号HCは基準変位量を意味し、基準度数を有するレンズの凸面中心点から、正面以外の両眼遠方視をしているときの左眼又は右眼の視線とレンズ凸面との交点までの距離(mm)のことである。なお、ここで言う「レンズ凸面中心点」とは、正面遠方視をしている視線とレンズ凸面との交点のことであり、レンズの光学中心点でもある。
上述したように第1の実施の形態においては、累進屈折力レンズに遠用度数に乱視度数が含まれず、球面度数であるため、前記4種類の調整比率は方向性を持たず、全ての方位角に対してそれぞれ固有の値となる。このため、任意の方向における左眼変位量HLB、右眼変位量HRB、基準変位量HCの相互の比率をそれぞれの調整比率とすればよい。
また、基準度数DCを有する基準レンズは、前述のごとく右でも左でもない第3の度数(基準度数)のレンズであり、後述するように左右のレンズの設計を変更する上での基準となる仮想的なレンズを意味している。
表1に示すように、実施例1は左眼に比べて右眼の方がより強いマイナス度数の遠用度数を持つ累進屈折力レンズである。
図1Bは、実施例1の一対の累進屈折力レンズの装用者が遠方の右方向の側方を両眼視しているときの様子を、装用者の頭上から眺めた図である。
それについては、前述のとおりで、遠方を見ている装用者は、調節緊張を伴わないのにもかかわらず輻湊を強いられている状態を示している。
例として図1Bにおける左眼変位量HLBと右眼変位量HRBとの関係式を求め、それらの相互の比率を「調整比率」とする方法を示す。
まず、図1Bの左右のレンズ上の点(点PLB、点PRB)におけるそれぞれのプリズム屈折力(PrismL、PrismR)を、
プランティスの公式
P=H*D/10
(P:プリズム屈折力(プリズムジオプター)、H:光学中心点からの変位量(mm)、D:レンズの度数(D))を使って求めると、
PrismL=HLB×DL/10 (プリズムジオプター)
PrismR=HRB×DR/10 (プリズムジオプター)
となる。
以上のことから、左視線方向VLBの勾配と右視線方向VLBの勾配は以下の通りとなる。
左視線方向VLBの勾配=左眼軸方向ELBの勾配+左眼軸方向ELBと左視線方向VLBのなす角の勾配=HLB/OP−HLB×DL/1000・・・(a)
右視線方向VRBの勾配=右眼軸方向ERBの勾配+右眼軸方向ERBと右視線方向VLBのなす角の勾配=HRB/OP−HRB×DR/1000・・・(b)
HLB(1/OP−DL/1000)=HRB(1/OP−DR/1000)
となり、
右眼変位量に対する左眼変位量の比率(左眼用直接調整比率)は、
HLB/HRB=(1/OP−DR/1000)/(1/OP−DL/1000)
=(1000−OP×DR)/(1000−OP×DL)・・・(1)
及び
左眼変位量に対する右眼変位量の比率(右眼用直接調整比率)は、
HRB/HLB=(1/OP−DL/1000)/(1/OP−DR/1000)
=(1000−OP×DL)/(1000−OP×DR)・・・(2)
となる。
この式(1)及び式(2)を使用して算出した事例が、実施例1〜実施例3で、表1に示すように、例えば、実施例1では、左眼用直接調整比率HLB/HRBは、108.3%、右眼用直接調整比率HRB/HLBは、92.4%と算出される。
これは、設計上の両眼視機能の調整方法として、左眼、右眼のどちらかのレンズに一方のレンズを合わせる、片眼レンズの調整方法に有効的に使用できる。
また、効き目等の例においても使用でき、さらにこれを基礎データとして他の条件データを加える場合にも有用である。
そのレンズ設計における具体的な方法について説明する。
例えば図1Bにおいて、左右の累進屈折力レンズ(1L、1R)の加入度数が等しく遠用度数が異なっているとすると、これらのレンズが従来の設計の累進屈折力レンズであった場合は、左右の上平累進屈折力レンズ成分(図9におけるレンズL2に相当)は、互いに鏡に映したような鏡面対象の設計(平均度数分布や非点収差分布)をしていると考えることが出来る。ところが、左右の遠用度数を有する単焦点レンズ成分(図9におけるレンズL3に相当)が異なるのであるから、前述したような理由により、図1Bにおける左眼変位量HLBと右眼変位量HRBとが異なってしまう。その結果、両眼の視線通過点(点PLB、点PRB)における平均度数や非点収差が異なることとなって良好な両眼視が妨げられる。
仮に図1Bのように左眼変位量HLBが右眼変位量HRBより大きい場合で、左レンズの設計のみを変更する場合、左の上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布や非点収差分布を、左眼用直接調整比率(HLB/HRB)だけレンズ全体に分散(又は拡大)させれば良いことになる。この場合の分散とは、平均度数の等高線及び非点収差の等高線の形状が相似形状を維持しつつ拡大するような変化の意味で使用している。
逆に、右レンズの設計のみを変更する場合は、この比率が逆数となり、右の上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布や非点収差分布を、右眼用直接調整比率(HRB/HLB)だけ凝縮(又は縮小)させれば良いことになる。この場合の凝縮とは、前記分散と逆の表現で、平均度数の等高線及び非点収差の等高線の形状が相似形状を維持しつつ縮小するような変化の意味として使用している。
したがって、例えば、右眼用の累進屈折力レンズには変更を加えず、左眼用の累進屈折力レンズのみを変更する場合、右眼用の累進屈折力レンズの上平累進屈折力レンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布に対し、左眼用の累進屈折力レンズの上平累進屈折力レンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布を、変換比率(実施例1では表1の左眼用直接調整比率HLB/HRBの108.3%)を使用して相似形状を維持しつつ、拡大させれば、左右の上平累進屈折力レンズ分の位置(PL、PR)における非点収差やその軸方向、平均度数などが同じとなり、両眼の視線に対する光学的な状況が一致するので、本発明の目的が達成できる。
このように両眼のレンズを少しずつ変更するとは、左右の累進屈折力レンズの設計に対し、互いに近づくような逆方向の補正を加えることを意味する。即ち、これまで片眼のレンズのみを変更する場合の基準遠用度数は他眼の遠用度数であった。従って、左右の遠用度数の間に位置する度数を、左右共通の基準遠用度数とすれば、左右の累進屈折力レンズの設計に対し、基準遠用度数を基準として互いに近づくような逆方向の補正を加えることが出来る。なお、ここで言う「左右の遠用度数の間に位置する度数」とは必ずしも左右の平均度数とは限らず、効き目のある側、より強度な度数の側、乱視度数のある側、などの様々なファクターにより左右いずれかの度数に近い基準遠用度数を採用することも可能である。最も極端な例として、左右いずれかの度数を基準遠用度数とした場合が、前述の片眼のレンズのみを変更する場合に相当する。
なお、ここでは点(PL0、PR0)を光学中心点としたが、肉厚を減らすこと等を目的とした、プリズムシニングと呼ばれる左右同量・同方向のプリズムが付いていても本発明は実施可能である。その場合の前記点(PL0、PR0)は光学中心点ではなくプリズム測定基準点となる。
そして、右眼用の累進屈折力レンズも左眼用の累進屈折力レンズも、この基準遠用度数DCの遠用度数を有する仮想的な累進屈折力レンズ(第3の累進屈折力レンズ)を想定して、その光学性能に合わせる設計変更(平均度数分布及び非点収差分布の変更)を加えれば、本発明の両眼視機能を考慮した一対の累進屈折力レンズができる。
但し、前記基準遠用度数を有する仮想の累進屈折力レンズは、必ずしも実際に累進屈折力レンズとして設計する必要はなく、単に表1に示した左眼用調整比率や右眼用調整比率を求めるために、遠用度数をファクターとして用いるだけでも、本願発明を実現することが出来る。
基準変位量に対する左眼変位量の比率(左眼用調整比率):
HLB/HC=(1/OP−DC/1000)/(1/OP−DL/1000)
=(1000−OP×DC)/(1000−OP×DL)・・・(3)
及び
基準変位量に対する右眼変位量の比率(右眼用調整比率):
HRB/HC=(1/OP−DC/1000)/(1/OP−DR/1000)
=(1000−OP×DC)/(1000−OP×DR)・・・(4)
で表される。
その実施例は、表1中に示す通りで、それぞれ、左眼用調整比率HLB/HCは、104.1%、右眼用調整比率HRB/HCは、96.2%となる。
同様に、基準度数DCの累進屈折力レンズの上平累進屈折力レンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布を、変換比率(実施例1では表1のHRB/HCの比率96.2%)を使用して、相似形状的に縮小させて、右眼用累進屈折力レンズの上平累進屈折成分レンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布とし、更に右眼用遠用度数成分の単焦点レンズを重ねて(光学的に加算して)実施例1の右眼用累進屈折力レンズとする。
このように、左右の眼に対応する累進屈折力レンズの平均度数分布及び非点収差分布を変更する場合は、前述した片眼のみの累進屈折力レンズの平均度数分布及び非点収差分布を変更する場合の大きな変化を両眼で分け合うこととなる。したがって、それぞれの左右眼においてはより少ない変化でよいことになる。
実施例1における左右のレンズの度数(DL1、DR1)と基準度数DC1の度数の大きさを表わし、マイナス度数が強いほど小さな円としてある。これらの円の大小を比べたとき、左眼レンズ円比率(DL1/DC1)は1より大きくて拡大を表し、右眼レンズ円比率(DR1/DC1)は1より小さくして縮小を表している。
最も単純な第1の方法は、処方度数(あるいは必要に応じて装用状態)から累進屈折力レンズの設計仕様に基づき従来技術にて設計する場合の、長さや幅に関する全てのパラメータ(累進帯の起点位置や終点位置、遠近度数測定位置、近方領域の幅など)のXY座標値(レンズ面に向かって、左右方向と上下方向の座標値。設計中心が原点)に、前記の調整比率を乗じて得られる新たな座標値に基づくパラメータを用いて設計することである。なお、この場合のパラメータは可変パラメータばかりではなく、通常は固定値となっている固定パラメータも含まれる。このように、長さや幅に関する全てのパラメータを拡大・縮小することにより、設計結果である平均度数や非点収差の分布も同率で拡大・縮小される。これにより、その調整比率に応じた平均度数分布や非点収差分布を有する累進面(若しくは累進の要素を有した非球面)が得られる。
第2の方法では、先ず処方度数(あるいは必要に応じて装用状態)から累進屈折力レンズの設計仕様に基づき従来技術にて設計する場合の、レンズの基準カーブ(ベースカーブ)と加入度数(又は加入度数の要素)に、左右別々に設定された前記の調整比率を掛けたレンズの基準カーブ(ベースカーブ)と加入度数(又は加入度数の要素)を用いた累進面(又は累進要素を有した面)を設計する。この設計は必要に応じてレンズの凸面側、凹面側、又は両方について実行される。
この累進面(又は累進要素を有した面)は、(x、y、z)の3次元方向の座標値データとして算出される。そしてこの座標値(x、y、z)の各々の値に、前記の調整比率を掛け合わせることで得られる座標値で表された累進面(又は累進要素を有した面)が、本件発明における目的の設計面となる。
通常、使用する座標点は、片眼レンズで少なくとも8000点以上である。
即ち、本件発明の技術は左右の遠用度数差が原因となって引き起こされる不都合の改善に効果があるのであって、近方視のための内寄せ処理の機能は含まれていない。
しかしながら、例えば前記第2の方法による内寄せ処理が、基準度数などの左右相等しい遠用度数において行われるため、従来設計を終えた段階での左右の内寄せ量は等しくなる。
その後に左右それぞれの調整比率による分散・凝縮が加えられ、しかる後に左右の度数差に相当する単焦点レンズ成分が加算されるため、最終的には左右異なった内寄せ量に補正され、左右の度数差に対応した近方視が可能となる。
ただし、この方法だけでは設計面の基準カーブ(ベースカーブ)の曲率半径までH倍(曲率やカーブでは1/H倍)に変化してしまうので不都合である。この不都合を防ぐためには、設計する設計面の基準カーブ(ベースカーブ)を、あらかじめH倍(曲率半径では1/H倍)して設計しておけば、前記の3次元座標値データ(x、y、z)の全てをH倍した段階で当初の基準カーブ(ベースカーブ)に戻ることになる。加入度数(又は加入度数の要素)も同様であり、遠近の度数測定位置における曲率半径がH倍されてカーブ差が1/Hとなってしまうことを防ぐために、あらかじめH倍しておくのである。
なお、「累進要素を有した面」、「加入度数の要素」といった用語は、後述する両面複合累進屈折力レンズを設計する際に用いる設計要素の名称である。
以上説明した設計手法を採用することによって、上述した図1〜図8のB図(図1B〜図8B)に示す各状態においてそれぞれ、左右の上平累進屈折力レンズ分の点(PLB、PRB)における非点収差やその軸方向、平均度数などが同じとなり、両眼の視線に対する光学的な状況を一致させることができる。
以下の説明において「分散又は凝縮を行う」とは、このようなベースカーブと加入度数(又は加入度数の要素)に予め分散又は凝縮の比率を掛け合わせておく演算も含まれることを意味する。
すなわち、上記のように本実施例1における累進屈折力レンズの設計変更(平均度数分布及び非点収差分布の変更)は、先ず上平累進屈折力レンズ分について相似的形状での拡大や縮小などの方法で行い、その後で遠用度数分の単焦点レンズを光学的に加算するとしたが、最終的なレンズ形状を決定する際には、レンズと眼との距離や角度の3次元的な位置関係、更には対物距離(眼から視標までの距離)などの装用状態を考慮した厳密な光線追跡を行い、本発明の目的における誤差を把握した上でその誤差を打ち消すための再計算(再設計)を繰り返すという、いわゆる収束計算によって精度を向上させることも可能である。
実施例2は実施例1と同様な設計手法を用いた例で、左眼に比べて右眼の方がより強いマイナス度数の累進屈折力レンズである。
実施例3も前記実施例1と同様な設計手法を用いた例で、左眼に比べて、右眼の方がより強いプラス度数の累進屈折力レンズである。
図11及び図12は、図10と同様にレンズ度数の強弱を比率として3つの円にたとえて示した説明図であり、左のレンズの度数をそれぞれ円DL2、DL3、右のレンズの度数を円DR2、DR3、また基準度数を円DC2、DC3でそれぞれ表す。
拡大、縮小の比率が異なるのみで基本的設計手法は実施例1と同様であるので説明は省略する。
つまり、例えば左右の遠用度数が同じ−3.00[D]である一対の累進屈折力レンズと比べると、その他の加入度数等の条件が同じであっても、本発明の設計方法を適用する場合、一方の眼のみが−3.00[D]であるレンズの平均度数分布や非点収差分布は、上記左右の遠用度数が同じ累進屈折力レンズの平均度数分布や非点収差分布とは異なったものとなることがわかる。
次に本発明の第2の実施の形態として、遠用度数に乱視度数が含まれている場合について説明する。
表2は本発明の設計方法に基づいて実施された実施例4〜実施例7に関するレンズデータを示す一覧表である。実施例1〜実施例3との最も大きな違いは遠用度数に乱視度数と乱視軸方向の情報が含まれていることである。
DL−Sphは左用遠用球面度数(ジオプター)、DL−Cylは左用遠用乱視度数(ジオプター)、DL−AXは左用遠用乱視軸方向(°)であり、左用遠用度数DL−で表示したレンズをDLレンズとする。そして、これに対応する右眼レンズは、上記Lの表記をRに変更した表記として使用しており、右用遠用度数DR−で表示したレンズをDRレンズとする。
DC−Sphは基準度数(ここでは左右平均度数)の遠用球面度数(ジオプター)、DC−Cylは基準度数(ここでは左右平均度数)の遠用乱視度数(ジオプター)、DC−AXは基準度数(左右平均度数)の遠用乱視軸方向(°)である。
EL−Sphは後述するELレンズ(左用差分レンズとする)の遠用球面度数(ジオプター)、EL−CylはELレンズの遠用乱視度数(ジオプター)、EL−AXはELレンズの遠用乱視軸方向(°)である。
これらに対応する右眼用のレンズや表記も同様である。
OPは眼球回旋中心点からレンズ凸面の中心点までの距離(mm)を表す。
基準度数のDCレンズの説明において、基準度数として選択した「左右平均度数」とは、左眼DLレンズと右眼DRレンズとを重ね合わせて得られる合成度数の1/2のレンズ度数のことであり、左右の球面度数同士や乱視度数同士の相加平均値ではない。
前記ELレンズは、左眼DLレンズから基準度数DCレンズを光学的に減じた差分となる仮想的な左用差分レンズである。同様に、右眼DRレンズから基準度数DCレンズを光学的に減じた差分となる仮想的な右用差分レンズとしてERレンズを定義する。
同様に、第1の実施の形態における右眼変位量HRBに相当するのがベース方向右眼変位量HRERb及びクロス方向右眼変位量HRERcである。同様に、基準変位量に相当するのはベース方向左眼基準変位量HCELb、クロス方向左眼基準変位量HCELc、ベース方向右眼基準変位量HCERb及びクロス方向右眼基準変位量HCERcであるが、全部で4種類も存在するのは前記ELレンズと前記ERレンズとの各々のベース方向とクロス方向に対応する必要があるからである。
つまり、第2の実施の形態におけるように、左眼又は右眼の遠用度数が乱視度数を含む場合、変位量の比率を算出する所定の方向として、左用差分レンズ(ELレンズ)のベース方向とクロス方向、右用差分レンズ(ERレンズ)のベース方向とクロス方向を用いることとなる。
図13を見て明らかなように、左用遠用度数DL4や右用遠用度数DR4、平均の度数DC4の大小比較は方向によって判断が分かれる。例えばこの場合、左眼遠用DL4の乱視軸方向の長さ(楕円の長軸)は平均の度数DC4の円の直径より大きく、左用遠用度数DL4の乱視軸に直交する方向の長さ(楕円の短軸)は平均の度数DC4の円の直径より小さい。右用遠用度数DR4についても同様である。
このため、第1の実施の形態において詳述した本発明の重要なステップである平均度数分布及び非点収差分布に対する凝縮や分散といった設計変更も、ベース方向とクロス方向とでは異なることになる。即ち、第2の実施の形態における凝縮や分散は、第1の実施の形態で説明した相似形状を維持したままの単純な拡大や縮小ではなく、円形が楕円形になるような、方向性を持った拡大や縮小である。
Dθ=Db・Cos2θ+Dc・Sin2θ・・・(5)
この公式はDbの屈折力を持つ球面と、Dcの屈折力を持つ球面から、乱視軸方向の屈折力がDbで、乱視軸に直交する方向の屈折力がDcである一つの乱視面を合成する方法として応用することができる。更に、この方法は球面や乱視面に限定されることなく、累進面や累進の要素を持った非球面といった複雑な曲面の合成にも応用することが出来る。
ELレンズのベース方向について、左眼用ベース方向調整比率(HLELb/HCELb)だけ分散又は凝縮させた面をDbとし、
ELレンズのクロス方向について、左眼用クロス方向調整比率(HLELc/HCELc)だけ分散又は凝縮させた面をDcとし、
EL−AXからの偏角をθとして前記(5)式に代入すれば、
DLレンズのθにおける断面Dθが確定することになり、任意のθに対して展開すれば、本発明における設計変更を施したDLレンズの設計面を得ることが出来る。
即ち、表2におけるDRレンズ(右用レンズ)の設計面に対し、
ERレンズのベース方向について、右眼用ベース方向調整比率(HRERb/HCERb)だけ分散又は凝縮させた面をDbとし、
ERレンズのクロス方向について、右眼用クロス方向調整比率(HRERc/HCERc)だけ分散又は凝縮させた面をDcとし、
ER−AXからの偏角をθとして前記(5)式に代入すれば、
DRレンズのθにおける断面Dθが確定することになり、任意のθに対して展開すれば、本発明における設計変更を施したDRレンズの設計面を得ることが出来る。
この例においては、表2における実施例4の基準度数DCの、上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布及び非点収差分布、又は左レンズの上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布及び非点収差分布を、表2中に示す比率とする。すなわち、ELレンズのベース方向(45°)はHLELb/HCELb=101.4%の分散を行い、クロス方向(135°)はHLELc/HCELc=98.7%の凝縮を行って左の累進屈折力レンズの平均度数分布及び非点収差分布とする。
一方、基準度数DCの上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布及び非点収差分布、又は右レンズの上平累進屈折力レンズ分の平均度数分布及び非点収差分布も、表2中に示す比率とする。すなわち、ERレンズのベース方向(135°)はHRERb/HCERb=101.4%の分散を行い、クロス方向(45°)はHRERc/HCERc=98.7%の凝縮を行って右の累進屈折力レンズの平均度数分布及び非点収差分布とする。
このような変更を行うことで、上述したように、両眼視機能を改善することができる。
したがって、例えば左右の遠用度数等の条件が実施例4と全く同じである従来の一対の累進屈折力レンズと比べると、実施例4に示す一対の累進屈折力レンズでは、左右の乱視軸方向の相違によって平均度数分布や非点収差分布が分散又は凝縮されているため、従来の一対の累進屈折力レンズの平均度数分布や非点収差分布とは異なることが容易に推測できる。
この例においては、左用遠用度数DL、右用遠用度数DR及び基準遠用度数DCの全てが乱視度数を有している例であり、かつ、その全ての乱視軸方向が縦か横である例を示す。
図14は、実施例5における左右の遠用度数及びその平均度数をDL5、DR5及びDC5として表す概念図である。図14においてもマイナス度数が強い方向ほど小さな寸法としている。
このような変更を行うことで、実施例4と同様に、左右の度数差により損なわれていた装用者の両眼視機能を改善することができる。
この例においては、左用遠用度数DL、右用遠用度数DR及び基準遠用度数DCの全てが乱視度数を有している例であり、DL、DR及びDCの全ての乱視軸方向が同一の斜め方向(45°)である例を示す。
図15は、実施例6における左右の遠用度数及びその平均度数をDL6、DR6及びDC6として表す概念図である。図15においてもマイナス度数が強い方向ほど小さな寸法としている。左右のレンズ及び基準レンズの乱視軸方向及びこれと直交する方向をそれぞれ一点鎖線で示す。乱視軸方向が同一方向であり、全て同一方向に長軸方向をもつ楕円状となっていることがわかる。
このような変更を行うことで、同様に、左右の度数差により損なわれていた装用者の両眼視機能を改善することができる。
この例においては、左用遠用度数DL、右用遠用度数DR及び基準遠用度数DCの全てが乱視度数を有している例であり、しかも全ての乱視軸方向が異なっている例を示す。
図16は、実施例7における左右の遠用度数及びその平均度数をDL7、DR7及びDC7として表す概念図である。図16においてもマイナス度数が強い方向ほど小さな寸法としている。図16中一点鎖線は右用レンズの乱視軸方向(ベース方向)及びこれと直交するクロス方向、二点鎖線は基準レンズの乱視軸方向(ベース方向)及びこれと直交するクロス方向を示す。このように、乱視軸方向が全て異なる場合も、実施例4〜6と同様に、左右の眼の乱視軸方向を長軸方向とする楕円形状となることがわかる。
このような変更を行うことで、同様に、左右の度数差により損なわれていた装用者の両眼視機能を改善することができる。
非点収差分布及び平均度数分布は共に、分散においては縦及び横方向に分布が分散し、凝縮においては縦及び横方向に分布が凝縮されていることが分かる。一方、ベースカーブと加入度数(又は加入度数の要素)に予め分散又は凝縮の比率を係数として掛け合わせているので、所定のベースカーブ及び加入度数(又は加入度数の要素)は保持されている。
(ステップ1)
先ず、顧客の来店により、眼鏡店からレンズメーカーに対して「発注アクセス」がなされる。この発注アクセスで、左右の眼の処方度数、効き目の程度、眼鏡の装用状態、その他の装用者の使用情報などがレンズメーカーに対して通知される。なお、処方度数とは眼鏡店での検眼により得られる数値である。装用状態とは人の顔の形状等によって決定される眼鏡の位置であり、特別に指定されない「お任せ」でレンズメーカーに送られる場合もある。
第2の「両面累進屈折力レンズ」仕様とは、レンズの外面(表面)と内面(裏面)の双方を共に累進面とし、各々の累進面の累進屈折力の合算値によって処方の累進屈折力を与える仕様である(例えば特開2000−155294号公報、特開2000−249992公報等参照。)。
第4の「外面累進屈折力レンズ」仕様は、レンズの表面の凸部に処方度数対応の累進面を形成する仕様である(例えば特許第3196877号公報、特許第3196880号公報等参照。)。現在のところ、すべての累進屈折力レンズ仕様は、以上の4種類のいずれかに分類されると考えられ、これらのいずれかの要求仕様にしたがって、以後の累進屈折力レンズの設計が行われることになる。なお、これら4種類以外の構造を持った累進屈折力レンズについても、収差分布や平均度数分布を規定する設計面を有する限り、本発明を適用することができる。
この発注アクセスに続いてレンズメーカー側で受注処理が開始される。すなわち、顧客からの発注を受けたレンズメーカー側が、受注に伴う様々な処理(受注処理)を行う。
(ステップ3)
「受注処理」の中で、本発明の設計方法において特に重要な処理となる「基準度数決定」のための処理が行われる。
すなわち、基準度数とは、右眼の度数とも左眼の度数とも異なる第3の度数であり、通常は左右の度数の相加平均値とされる。ただし、左右眼に「利き目」が存在する場合は、その度合いに応じた重み付けを行った加重平均値をとることができる。この基準度数は、ステップS1の発注アクセスの内容によって変更を受ける。
ステップS3における「基準度数」の決定が終了した段階で、左右の眼の乱視が入っているかどうかが判断される。
(ステップ5)
もし、乱視が入っている状態の左右の一対の累進屈折力レンズを設計する場合には、右眼と左眼の度数の基準度数との差分を算出する必要が生じる。まず、このステップS5は、左右の処方値の度数と基準度数の差異である差分度数を算出する。ここでは、右眼用と左眼用との2種類の差分度数(右用ERと左用EL)が算出される。なお、上述の実施例4で示すように、左右眼の処方値が乱視度数の場合、差分度数も乱視度数とは限らないが、一般的には差分度数は乱視度数となる。
なお、処方値が左右共に球面度数である場合には、次に行う調整比率の算出において方向による違いが生じないため、この「差分度数算出」のステップ5は不要である。
ステップS3での基準度数の算出、また乱視度数がある場合にステップS5での差分度数の算出が終了すると、続いて、基準度数と処方度数とのレンズ上における視線の変位量の比率が算出される。これが「調整比率算出」処理である。すなわち設計尺度となる調整比率として、上述の第1又は第2の実施の形態において説明した比率を演算する。ここで、乱視度数がありステップS5で差分度数が算出されている場合には、右眼用と左眼用の各々のレンズに対し、ベース方向とクロス方向に対する2種類の調整比率が存在する。したがって、合計4種類の調整比率すなわち比率が算出されることになる。なお、ベース方向とは、上述したように差分レンズの乱視軸方向であり、クロス方向とは、このベース方向と垂直な方向をいう。
まず、設計の受注を受けた一対の累進屈折力レンズが「両面複合累進」である場合(ステップS7のYes)は、右用レンズ、左用レンズとも、処方度数に応じて両面複合累進面の仮設計が行われる(ステップS8)。そして、このステップS8で得られた仮設計の設計面に対し、既にステップS6で算出してある調整比率を掛け合わせて複合累進面が算出される(ステップS9)。ここで、「両面複合累進」の場合は、上述した4種類(右眼用と左眼用の各々に対し、差分度数のベース方向とクロス方向に対する2種類)の調整比率が、外面(表面)と内面(裏面)の両面に適用されるため、合計で8種類となる。
次に、受注が「両面累進」の場合(ステップS11のYes)は、ステップS8と同様に、右用レンズ及び左用レンズの処方度数に応じた両面累進面の仮設計がなされる(ステップS12)。このステップS12では、左右レンズの外面(表面)の縦方向と横方向の平均度数(ジオプター)に基づいて外面の累進面が設計されると共に、レンズの内面(裏面)においても同様に縦方向と横方向の平均度数(ジオプター)に基づいて累進面が設計されることになる。この「両面累進」の場合も、右眼用と左眼用の2種類、乱視度数がある場合はベース方向とクロス方向の2種類、外面(表面)と内面(裏面)の2種類の合計で、乱視度数がない場合は4種類、乱視度数がある場合は合計8種類の調整比率に基づいて、左右レンズの累進面が設計されることになる。
次に、受注が「内面累進」の場合(ステップS15のYes)は、外面を固定して内面のみ累進面とする設計となるので、最初に、右用レンズ及び左用レンズの外面球面の選定が行われる(ステップS16)。
最後に、受注仕様が「外面面累進」の場合(ステップS20のYes)は、右用レンズ及び左用レンズの処方度数に応じた左右レンズの外面累進面の仮設計がなされる(ステップS21)。そして、ステップS6で算出された調整比率に対応した左右レンズの外面累進面が算出される(ステップS22)。この外面累進面の設計に用いられる調整比率も、左右レンズで2種類、乱視度数がある場合はそれぞれの外面のベース方向とクロス方向の2種類の4種類となる。このステップS22で左右の外面累進面の算出が終わると、オイラーの公式を用いるなどの方法によって、外面累進面の合成が行われる(ステップS23)。そして、最後に、左右レンズの内面すなわち裏面(凹部)で乱視対応の設計を行う「内面処方面設計」が行われ(ステップS24)、設計が完了する。
なお、本発明は上述の各実施の形態において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
Claims (10)
- 遠用度数が左右で異なる一対の累進屈折力レンズを設計する方法であって、
前記一対の累進屈折力レンズのレンズ成分を、遠用度数と加入度数とが左右で等しい一対の累進屈折力レンズ成分と、左右異なる度数の一対の単焦点レンズ成分とに分け、
前記単焦点レンズ成分を有するレンズを装用して両眼視をする場合に、正面遠方から所定の方位角に向かって正面以外の遠方に視線を移すときの左右眼のレンズ上の視線移動距離の比率を算出し、
前記累進屈折力レンズ成分を有するレンズの片眼用又は両眼用のレンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布に対し、前記比率に応じた補正を加えることにより、
両眼視における左右の視線に対する平均度数及び非点収差の差において、前記左右の遠用度数差以外の収差の発生を抑制することを特徴とする一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 前記単焦点レンズ成分の度数が、左右いずれも球面度数である場合、
前記累進屈折力レンズ成分に対する補正として、平均度数分布及び非点収差分布を、任意の方位角の方向について均等に拡大または縮小することを特徴とする
請求項1記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 前記単焦点レンズ成分の度数のうち、左右の一方又は両方に乱視度数がある場合、
前記累進屈折力レンズ成分に対する補正として、平均度数分布及び非点収差分布を、所定の方位角の方向について異なる縮尺となるように、楕円状に拡大または縮小することを特徴とする
請求項1記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 前記所定の方位角の方向を、前記単焦点レンズ成分を有するレンズ対の左右のレンズ成分の度数から、基準度数を光学的に減じたレンズ成分を有する差分レンズにおけるベース方向及びクロス方向とすることを特徴とする
請求項3記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 前記基準度数とは、前記単焦点レンズ成分の左眼レンズ成分と右眼レンズ成分とを重ね合わせて得られる合成度数の1/2のレンズ度数であることを特徴とする
請求項4記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 少なくともレンズ中央直径30mmの視野領域内において、
前記遠用度数の差異と、両眼視における左右の視線に対する平均度数分布と非点収差分布の差異との差を0.25ジオプター以内にすることを特徴とする
請求項1乃至請求項5記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 前記一対の累進屈折力レンズにおいて左右で異なる遠用度数とは、遠用球面度数、遠用乱視度数、遠用乱視軸方向、プリズム度数、プリズム度数の軸方向のいずれか一つ又は複数であることを特徴とする
請求項1乃至請求項6記載の一対の累進屈折力レンズの設計方法。 - 遠用度数が左右で異なる一対の累進屈折力レンズであって、
前記一対の累進屈折力レンズのレンズ成分を、遠用度数と加入度数とが左右で等しい一対の累進屈折力レンズ成分と、左右で度数の異なる一対の単焦点レンズ成分とに分けた場合に、前記単焦点レンズ成分を有するレンズを装用して、正面遠方から所定の方位角に向かって正面以外の遠方に視線を移すときの、前記レンズ上において算出される左右眼の視線移動距離の比率に応じて、前記累進屈折力レンズ成分を有するレンズの片眼用又は両眼用のレンズ成分の平均度数分布及び非点収差分布が補正され、
両眼視における左右の視線に対する平均度数及び非点収差の差において、前記左右の遠用度数差以外の収差の発生を抑制することを特徴とする一対の累進屈折力レンズ。 - 前記単焦点レンズ成分の度数が、左右いずれも球面度数であり、
前記所定の方位角が任意の方位角とされることを特徴とする
請求項8記載の一対の累進屈折力レンズ。 - 前記単焦点レンズ成分の度数のうち、左右の一方又は両方に乱視度数があり、
前記所定の方位角が、前記単焦点レンズ成分を有するレンズ対の左右のレンズ成分の度数から、前記単焦点レンズ成分の左眼レンズ成分と右眼レンズ成分とを重ね合わせて得られる合成度数の1/2のレンズ度数を光学的に減じたレンズ成分を有するレンズにおけるベース方向及びクロス方向とされることを特徴とする
請求項8記載の一対の累進屈折力レンズ。
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