JP7505996B2 - 眼鏡レンズの設計方法、製造方法、及び設計システム - Google Patents
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Description
本発明者は、人の身体的特徴に起因する収差の変化を観察し、装用する眼鏡レンズとの関係を適切にするべく、検討した。その際、上記収差の変化とは、収差分布の回転によるものが主たるものであることを見出した。例えば、人の角膜上での涙液も、回転運動に近い動きを示すことが多い。角膜辺縁部の涙液による凹凸が重力によって下方に移動する、あるいは、瞬きにより位置(角膜中心からみた方向)が変わるといった現象のためである。
そこで、回転による収差分布の変化を主として、この収差分布と眼鏡レンズの収差分布との関係性を考察することとした。
以降、回転対称から離れた収差分布のことを「非回転対称性」ともいう。本明細書では、回転対称からの離れ度合いが大きい場合を「非回転対称性が強い」といい、逆の場合、即ち回転対称に近い場合を「非回転対称性が弱い」という。また、「収差分布の変化」とは、分布自体の変化のみでなく、所定の分布状態が、軸周りに回転したり、シフトすることによる変化を含む。
本発明の第1の態様は、
装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
前記変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法である。
装用者の身体的特徴とは、正面視における鼻の形状の左右非対称の度合い、左右の耳における眼鏡フレームを掛ける箇所の高さの違い、及び、装用者の涙液層の形状安定性の少なくともいずれかである、第1の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。
装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いを定量化した指標をDi、
Diの基準値をDs、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をLiとしたとき、
DiがDsより大きい場合、Liが低い眼鏡レンズを設計解として得、
DiがDs以下である場合、Liが高い眼鏡レンズを設計解として得る、第1又は第2の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。
前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Liが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、第3の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、前記領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、第3又は第4の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。
Diは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、第5の態様に記載の眼鏡レンズの設計方法である。
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標であって装用者の瞬き前の指標をEi、瞬き後の指標をEi´としたとき、
Diは、以下の式1で表される指標であり、
Dsは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、第3~第7の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法である。
DiとDsとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、第3~第8の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法である。
前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、第1~第9の態様いずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法である。
第1~第10の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法により設計した眼鏡レンズを製造する、眼鏡レンズの製造方法である。
装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
前記変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システムである。
装用者の身体的特徴とは、正面視における鼻の形状の左右非対称の度合い、左右の耳における眼鏡フレームを掛ける箇所の高さの違い、及び、装用者の涙液層の形状安定性の少なくともいずれかである、第12の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。
装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いを定量化した指標をDi、
Diの基準値をDs、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をLiとしたとき、
DiがDsより大きい場合、Liが低い眼鏡レンズを設計解として得、
DiがDs以下である場合、Liが高い眼鏡レンズを設計解として得る、第12又は第13の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。
前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Liが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、第14の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、前記領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、第14又は第15の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。
Diは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標である、第16の態様に記載の眼鏡レンズの設計システムである。
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標であって装用者の瞬き前の指標をEi、瞬き後の指標をEi´としたとき、
Diは、以下の式1で表される指標であり、
Dsは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、第14~第18の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システムである。
DiとDsとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、第14~第19の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システムである。
前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、第12~第20の態様のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システムである。
本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計方法は以下の通りである。
「装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
前記変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法。」
「装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、前記領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法。」
以降、「装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合い」について述べるときは、「装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合い」を例示する。
m=2、n=2:非点収差量変化0.12
m=1、n=3:コマ収差量変化0.02
m=3、n=3:Trefoil収差量変化0.04
m=2、n=4:高次非点収差量変化0.06
m=4、n=4:Tetrafoil収差量変化0.07
以降の次数では収差量変化は極めて小さかった(<0.001)ので、記載を省略する。以降、記載されていない次数(ここではn≧5)の収差量については同様とする。
Di=0.02+0.04+0.06+0.07
=0.19
m=2、n=2:非点収差量変化0.10
m=1、n=3:コマ収差量変化0.07
m=3、n=3:Trefoil収差量変化0.02
m=2、n=4:高次非点収差量変化0.03
m=4、n=4:Tetrafoil収差量変化0.01
Ds=0.07+0.02+0.03+0.01
=0.13
図1(b)は、レンズ1の非点収差分布(|m|=2、n=2)を示す図である。
図1(c)は、レンズ1のコマ収差分布(|m|=1、n=3)を示す図である。
図1(d)は、レンズ1のTrefoil収差分布(|m|=3、n=3)を示す図である。
但し、寸法は縦50mm×横50mmであることに注意されたい。
また、図1~図3において、白い部分が高収差部分であり、黒い部分が低収差部分である。以降、収差分布図に関しては同様とする。
m=2、n=2:非点収差量0.03
m=1、n=1:コマ収差量0.35
m=3、n=3:Trefoil収差量0.32
Li=2×0.03+1×0.35+3×0.32
=1.37
図2(b)は、レンズ2の非点収差分布(|m|=2、n=2)を示す図である。
図2(c)は、レンズ2のコマ収差分布(|m|=1、n=3)を示す図である。
図2(d)は、レンズ2のTrefoil収差分布(|m|=3、n=3)を示す図である。
但し、寸法は縦50mm×横50mmであることに注意されたい。
m=2、n=2:非点収差量0.06
m=1、n=1:コマ収差量0.38
m=3、n=3:Trefoil収差量0.25
Li=2×0.06+1×0.38+3×0.25
=1.25
図3(b)は、レンズ3の非点収差分布(|m|=2、n=2)を示す図である。
図3(c)は、レンズ3のコマ収差分布(|m|=1、n=3)を示す図である。
図3(d)は、レンズ3のTrefoil収差分布(|m|=3、n=3)を示す図である。
但し、寸法は縦50mm×横50mmであることに注意されたい。
m=2、n=2:非点収差量0.06
m=1、n=1:コマ収差量0.38
m=3、n=3:Trefoil収差量0.39
Li=2×0.06+1×0.38+3×0.39
=1.67
m=2、n=2:非点収差量変化0.14
m=1、n=3:コマ収差量変化0.02
m=3、n=3:Trefoil収差量変化0.03
m=2、n=4:高次非点収差量変化0.02
m=4、n=4:Tetrafoil収差量変化0.01
Di=0.02+0.03+0.02+0.01
=0.08
本発明は、眼鏡レンズの製造方法にも適用可能である。具体的には、上記眼鏡レンズの設計方法に従って眼鏡レンズを設計し、その眼鏡レンズを公知の手法により具体的に製造すればよい。なお、上記設計方法、本製造方法の少なくともいずれかを意味する表現として「眼鏡レンズの供給方法」を使用してもよい。以下のシステムについても同様、「眼鏡レンズの供給システム」と呼んでもよい。
本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムは以下の通りである。なお、<眼鏡レンズの設計方法>で述べた内容と重複する内容は記載を省略する。
「装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いが大きい場合は、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズを設計解として得、
前記変化させる度合いが小さい場合は、前記領域における非回転対称性が強い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システム」
・Di、Li等を演算する演算部
・異なるLiを有する複数の設計解(Li値含む。他には、基本設計、設計データ等)、装用者のDi、Diを得るためのEi及びEi´、並びに、基準値Ds等を保存する記憶部
・Diを得るための眼球測定器
・Liを得るための眼鏡レンズ測定器
・Di>DsかDi≦Dsかを判定する判定部
図5は、本発明の一態様に係る眼鏡レンズの設計システムのフローチャートである。
Claims (13)
- コンピュータにより実行される眼鏡レンズの設計方法であって、
装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いを定量化した指標をDi、
Diの基準値をDs、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をLi、
Liの基準値をLsとし、
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標であって装用者の瞬き前の指標をEi、瞬き後の指標をEi´としたとき、
Diは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標を含み、且つ該指標は以下の式1で表される指標であり、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが大きい場合であってDiがDsより大きい場合、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズであってLiがLsに比べて低い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが小さい場合であってDiがDs以下である場合、前記領域における収差分布の非回転対称性が強い眼鏡レンズであってLiがLsに比べて高い眼鏡レンズを設計解として得る、眼鏡レンズの設計方法。 - 装用者の身体的特徴とは、正面視における鼻の形状の左右非対称の度合い、左右の耳における眼鏡フレームを掛ける箇所の高さの違い、及び、装用者の涙液層の形状安定性の少なくともいずれかである、請求項1に記載の眼鏡レンズの設計方法。
- 前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Liが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、請求項1又は2に記載の眼鏡レンズの設計方法。
- Dsは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、請求項1~3のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
- DiとDsとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、請求項1~4のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
- 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、請求項1~5のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法。
- 請求項1~6のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計方法により設計した眼鏡レンズを製造する、眼鏡レンズの製造方法。
- 装用者の身体的特徴により眼及び装用中の眼鏡レンズの少なくともいずれかの収差分布を変化させる度合いを定量化した指標をDi、
Diの基準値をDs、
眼鏡レンズの収差分布における非回転対称性を定量化した指標をLi、
Liの基準値をLsとし、
眼の収差分布に関する非回転対称性を定量化した指標であって装用者の瞬き前の指標をEi、瞬き後の指標をEi´としたとき、
Diは、少なくとも、装用者の眼の角膜の瞳孔対応部分の光軸周りの収差分布の非回転対称性を定量化した指標を含み、且つ該指標は以下の式1で表される指標であり、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが大きい場合であってDiがDsより大きい場合、眼鏡レンズの主子午線上の各点を中心とした所定幅範囲内の領域における収差分布の非回転対称性が弱い眼鏡レンズであってLiがLsに比べて低い眼鏡レンズを設計解として得、
装用者の瞬きに伴う角膜の表面の涙液層の形状の変化により眼の収差分布を変化させる度合いが小さい場合であってDiがDs以下である場合、前記領域における収差分布の非回転対称性が強い眼鏡レンズであってLiがLsに比べて高い眼鏡レンズを設計解として得る設計部を備える、眼鏡レンズの設計システム。 - 装用者の身体的特徴とは、正面視における鼻の形状の左右非対称の度合い、左右の耳における眼鏡フレームを掛ける箇所の高さの違い、及び、装用者の涙液層の形状安定性の少なくともいずれかである、請求項8に記載の眼鏡レンズの設計システム。
- 前記眼鏡レンズを設計解として得るとは、Liが各々異なる複数の設計解から一つを選択することを含む、請求項8又は9に記載の眼鏡レンズの設計システム。
- Dsは、統計的又は学術的に得られた眼鏡装用者の眼球に関する標準的又は平均的な収差、装用者の眼球回旋度合い、装用者の瞳孔径の変化度合い、装用者の年齢、装用者が眼鏡を使用する環境又は用途、及び、装用者が前回眼鏡店を訪問してから経過した時間の少なくとも一つに基づき決定される、請求項8~10のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
- DiとDsとの差分の大きさに応じ、眼鏡レンズを設計解として得る、請求項8~11のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
- 前記眼鏡レンズは累進屈折力レンズである、請求項8~12のいずれか一つに記載の眼鏡レンズの設計システム。
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