JPH02289819A - 眼鏡レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は非球面眼鏡レンズの前方凸面側の表面形状に関
し，特にプラスの度数を有する非球面眼鏡レンズの形状
に関する． 〔従来の技術】 従来、眼の屈折異常矯正のための一般眼鏡レンズの前方
凸面側の屈折面Ｃ以下、前方屈折面と称す）は，加工の
容易さのために球面が採用されている．以下このレンズ
を球面レンズと呼ぶ．一般にレンズの屈折力はディ才ブ
トリー（以下、Ｄ）という単位で表され、レンズの表面
における屈折力（面屈折力）はその面の曲率＃（単位は
ｍ−１）とレンズ素材の屈折率ｎとにより、下式のよう
に定義される． Ｓ 面屈折力＝（ｎ−１）ｘ．ｐ レンズ前方屈折面の面屈折力は特にベースカーブと呼ば
れる．以下ベースカーブに対応する曲率なベースカーブ
の曲率と呼ぶ． レンズの度数は主に前方及び後方の２つの屈折力により
決定されるため、その組み合せの仕方によって一つのレ
ンズ度数を得るのにベースカーブはいろいろな値をとる
ことができる６しかし実際は光学性能、特にレンズの光
軸から離れた側方部を通して見たとき目に作用する非点
収差を小さくするために、ベースカーブはレンズの度数
に対して特定の範囲内に限定される．第２図はその一例
として屈折率１　５０のレンズでの例を示したものであ
り、縦軸をベースカーブ、横軸をレンズ度数としたとき
に眼鏡の装用状態で光軸より３０゛側方を見た場合の非
点収差の発生状況を示している．実線は遠方視時の非点
収差で線に付された数字は非点収差の量を示し、非点収
差が無い（ＯＤ）の線を挟み両側に非点収差０．３Ｄの
線が示されている．破線は近方視（３０ｃｍ）での非点
収差を同様に表わしたものである．この図からわかる様
に非点収差が零となる最適のベースカーブは遠方視と近
方視で異なる．そこで遠方視及び近方視が同等に良くな
るように、図中のａで示される斜線範囲のベースカーブ
が一般に採用される．ところで主として遠視や老眼に用
いられるプラスの度数をもつレンズの欠点として，レン
ズの中心厚が度数が強度になるにつれて厚くなることと
、ベースカーブが強度になるにつれて高いもの、すなわ
ち曲率の大きいものを使わなければならないことによる
凸面の出っ張りが強くなり、外観的に見苦しくなること
が挙げられる．第３図はその一例を示すものであり、度
数＋３Ｄ、レンズ径７２ｍｍのレンズの断面を示してい
る．このレンズは一般に使用されている屈折率１．５０
のプラスチックレンズでベースカーブは７．５Ｄ．フチ
厚は１．Ｏｍｒｎである．この例の場合、レンズの中心
厚は５．３ｍｍとなり、レンズ外周部を基準としたレン
ズ凸面の出っ張りの量（図中の１２）は１０．６ｍｍと
なり、眼鏡にしたときにかなりぶ厚い見苦しいものとな
る．これを解決する方法としてベースカーブを小さくす
ることが考えられる．第４図は第３図と同じ条件のレン
ズでベースカーブを４．０Ｄとしたものである．このレ
ンズの中心厚は４．９ｍｍとなり０．４ｍｍ薄くなり、
出っ張り量も５．３ｍｍとなり、半分となる．ところが
先に述べたようにペースカーブは光学性能上から決定さ
れるもので，第５図及び第６図に示すように、４．０Ｄ
のベースカーブにすると光学性能が著しく悪くなる６第
５図及び第６図はそれぞれベースカーブ７．５Ｄ及び４
、ＯＤのものの装用状態での視野における非点収差を示
しており、縦軸は視野の角度（単位：゜）、横軸は球欠
方向の屈折力を基準とした非点収差（単位：Ｄ）を表わ
している．図には見る距離が無限遠（ｏｏ）．１ｍ、０
．３ｍのそれぞれの場合における各視野での非点収差が
示されている．このような欠点を解決するために．前方
屈折面を非球面にしたものがいくつか提案されている．
たとえば特開昭５２−１３６６４４、特公昭６０−１５
２４８　（Ｕ．Ｓ．４，１８１，４０９）、特開昭５８
−２４１１２　（ｔＪ．Ｓ．４，５０４，ｌ２８）など
がある．特開昭５２−１３６６４４は楕円、放物線，双
曲線といった二次曲線を子午線としてもち，それを回転
してできる非球面表面を前方屈折面としたもので、この
タイプのものは従来より多く見られる．特公昭６０−１
５２４８と特開昭５８−２４　１　１　２は無水晶眼の
ための強度プラス度数をもつレンズで、前者は半径ｒに
関するｌＯ次関数の回転非球面、後者は二次曲線を基本
としそれに修正項を付加した回転非球面を採用している
．これらの従来の非球面レンズに共通して言λることは
、子午線の曲率が回転軸（一般にレンズの幾何中心）か
ら周辺に向ってほぼ単調にかつ加速度的に減少すること
である．この結果周辺部分におけるレンズの度数が中心
部に比べ大幅に低下し、装用者の眼の処方に合った有効
視野範囲が狭まるという欠点をもっている．特に無水晶
眼用のものにおいては，非球面にすることによりレンズ
の薄形化を図るため、強い非球面を採用しているため有
効視野の範囲がレンズ上で直径３０ｍｍからせいぜい４
０ｍｍぐらいになってしまうという問題があった． ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上述したような主に遠視や老眼に対して用いら
れるプラス強度をもつ眼鏡レンズにおける問題点を解決
し，光学性能的に優れかつ外観的にも薄く格好の良い眼
鏡レンズを提供するものである． 〔課題を解決するための手段１ 本発明はレンズ前方屈折面を特殊な非球面形状にするこ
とにより、前述の問題を解決するものである。以下，実
施例により詳細に説明する．［実　施　例］ （実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例である．第１図（ａ）．
（ｂ）．（ｃ）はそれぞれ球面形状（半面）、中心から
外周にかけての曲率の変化，および非点収差を示す．こ
のレンズは前述の第４図の度数＋３．０Ｄ．ベースカー
ブ４．０Ｄのものに本発明を実施したものである．（ａ
）図において１は前方屈折面、２は後方屈折面、３はレ
ンズの対称軸である．４は従来の球面レンズにおける断
面であり、ベースカーブに対応する曲率をもつ円弧であ
る．本発明によるレンズの前方屈折面の断面（子午線）
１は、回転軸の近傍においては４と同じくベースカーブ
の曲率なもっているが，外周に行くに従って曲率が小さ
くなり、その結果外周においてベースカーブの円弧より
も前方に移動する．（ｂ）はその子午線における曲率の
変化を示したもので、横軸が対称軸からの距離、縦軸が
曲率のベースカーブからの変化量を示す．具体的な曲率
の変化量ΔＣは表１のとおりである．表　　１ （ｂｌ図に示される如く、子午線の曲率は対称軸から離
れるに従って減少の度合を強めながら徐々に減少し、１
５〜２０ｍｍの間で減少の度合が落ち始め．３５ｍｍ以
降はほぼ一定かやや増加に転じている．それを数学的に
表現すると対称軸からの距ｍｌ　ｒに対して曲率を関数
Ｃ　（ｒ）としたとらスタートし、離れるにつれ徐々に
減少し、１５〜２０ｍｍの間で最小となったあと増加し
ている．このような曲率の変化を与えることにより前方
屈折面の形状は（ａ）図のようになり、従来のものより
中心厚を減少させることができる．また同時にレンズ前
方屈折面の出張りを減少させることができる．この実施
例の場合，中心厚は４３ｍｍ、出張り量は４．７ｍｍと
なり，第３図の従来の球面レンズに比べ中心厚で０．６
ｍｍ、出っ張り量で５．９ｍｍもの大巾な薄形化、フラ
ット化ができる．一方、非点収差においても（Ｃ）図に
示すようにベースカーブを第４図のように４０Ｄと低下
させたにも拘らず，球面のままでは第６図のように悪か
った非点収差の大巾改善が見られる． （実施例２） 第７図、第８図は本発明の第２の実施例であり，第１の
実施例と同様レンズ度数＋３．０Ｄ、ベースカーブ４，
ＯＤのものである．第７図は子午線における曲率の変化
量△Ｃを示すもので、その具体的な値は表２に示すとお
りである．表　　２ これらからわかるように、この実施例では中心から５ｍ
ｍまでの間は曲率の変化は零，すなわちこのレンズの中
央部半径５ｍｍは球面である．そして、この球面部の端
から外周にかけては、第１図に示した第１の実施例と同
様の曲率の変化をしている。この結果非点取差は第８図
に示すように中央の球面部分において、ベースカーブを
小さくしていることによる非点収差の増加が見られるが
、それより外側は非球面化により第１の実施例と同様に
非点収差の改善が見られる．この非点収差の中央部分に
おける一時的な増加は，その増加量を０．１０ないし０
．１５０以内となるようにベースカーブと中央球面部の
大きさを調整することにより、視覚的には支障なく使用
できる．またこのときの中心厚は４．４ｍｍ、出っ張り
量は４．８ｍｍと第１の実施例に比べるとわずかにその
効果は劣るが，従来の球面レンズに比べると、大きな薄
形化、フラット化の効果がある．またこの実施例のもの
は第１の実施例に比べつぎのようなメリットがある． まずレンズ度数測定時に安定した測定結果が得られる．
すなわち実施例ｌのものは中央に球面のない全面非球面
であるため、その光軸（通常は対称軸と一致）における
レンズメーターによる度数測定において、測定位置がわ
ずかにずれるだけで非球面の影響で度数がずれたり，余
分な乱視収差が付いてしまったりするが、中央部分に球
面を設けることによりそれが解消される．（第１図（Ｃ
）と第８図を比べると逆のようにみえるが、両図はレン
ズを装用した状態での中心から外周へかけての非点収差
を示したものであり，レンズメーターによる度数測定で
は光線の通過角度が異なるため上述のように第１図（Ｃ
）及び第８図とは逆の結果となる．） また一般の前方屈折面が球面であるレンズと同じ様に偏
心の注文に応じることができる．すなわち上述の如く中
央の球面部分では全面非球面のものに比べ安定した度数
が得られるので，その範囲内で偏心加工をしても全面非
球面のものとちがい安定して指定の度数が得られる． なお、以上のようなメリットを得るためには、少なくと
も半径３ｍｍ、好ましくは半径５ｍｍ以上の中央球面部
分が必要となる．というのは通常のレンズメーターの測
定部の開口径が５〜１０ｍｍあるためである． （実施例３） 第９図は本発明の第３の実施例である．この実施例は第
２の実施と同じ、度数＋３．０Ｄ．べ−スカーブ４．Ｏ
Ｄ、レンズ径７２ｍｍであるが、レンズ素材の屈折率と
アツへ数がそれぞれ１６０及び３５と実施例１とは異っ
ている．第９図は子午線における曲率の変化ΔＣを示し
ており、具体的な変化量は表３のとおりである． 表　　３ この実施例では中心厚は３．７ｍｍ、出っ張り量は３．
９ｍｍとなり、従来の第３図の従来の球面レンズに比べ
中心厚で１．６ｍｍ　（３０％）、出っ張量で６．７ｍ
ｍ　（６３％）もの薄形化およびフラット化がなされて
いる．またレンズ素材の屈折率が高いことにより、第２
の実施例よりも、中心厚で０．７ｍｍ、出っ張り量で０
．９ｍｍの薄形化，フラット化がされている． 一方、非点収差は第１０図に示される．第８図に示され
る第２の実施例のものとほぼ同じであり、良好な特性が
得られている． 以上３つの実施例では，第１図（Ｃ）、第８図、第ｌＯ
図の非点収差のグラフから明らかなように、１ｍの距離
のものを見た場合の非点収差をほとんど零とする設計（
中間視に合わせた設計）がされている．この他にも遠方
を見るときの非点収差を零にすることを狙った設計（遠
方視に合わせた設計）や３０ｃｍ程度の近距離のものを
見るときの非点収差を零にすることを狙った設計（近方
視に合わせた設計）も可能である．どの場合でも基本的
な変化は本実施例のものと同じであるが、遠方視に合わ
せたものは上述の実施例より曲率の変化量が大きく、近
方視に合わせたものは逆に曲率の変化量が小さくなる．
本発明者は、遠方視に合わせた設計では側方部が装用状
態で処方の度数（光軸での度数）に比べ遠方視時に多少
矯正不足となり，近方視に合わせた設計では逆に遠方視
時に多少矯正過多となることを確詔しており、一般的な
使用には距離ｌｍ前後の中間視に合わせた設計が好まし
い． 〔発明の効果Ｊ 以上の説明のとおり，本発明によればプラス度数を有す
る眼鏡レンズにおいて、中心厚の薄形化、前方屈折面の
出っ張りの減少（フラット化）が図れると同時に光学性
能の改善がされる．特に光学性能の改善については，従
来の非球面レンズの子午線の曲率が外周方向に単調にか
つ加速度的に減少するものであったのに対し，その曲率
Ｃ（ｒ）の一次微係数をレンズの対称軸から離れるにつ
れて一担減少させた後増加させるという方法が有効であ
ることが判明した．すなわち上述のよウな曲率変化によ
り，遠方視から近方視まで任意の特定の距離における非
点収差をレンズの全範にわたって良好な状態にコントロ
ールできる．また周辺部のレンズ度数の急激な低下がな
く広い視野が確保される． またこのような曲率半径の変化を有する非球面形状と、
通常の球面レンズでは光学性能上採用できないベースカ
ーブ（本発明においては対称軸の近傍におけるカーブ値
）、たとλばレンズの等価球面度数Ｓ［ディオブトリー
］に関して、Ｓ （ｎ−１）Ｘｐ。≦０．５ＸＳ＋５ （ここでｎはレンズ素材の屈折率、？。は対称軸近傍に
おける曲率すなわちベースカーブの曲率）を満たすよう
な低いベースカーブとを組み合わせることにより、光学
性能的にも優れかつ中心厚も薄くフラットで外観のよい
眼鏡レンズが実現される． 更に実施例３に示されるように高屈折率（ブラスチック
眼鏡レンズでは屈折率が通常の１．５０に比べ１．５５
を超えるようなものを中屈折率または高屈折率と呼んで
いる）の素材と組み合せた場合には大きな効果が得られ
る． また一般に高屈折率素材ではアッペ数が小さくなり（プ
ラスチック素材の場合は１．５５以上の屈折率になると
アツへ数はほぼ４０以下となる）、レンズの周辺部を通
して物を見たときレンズのもつプリズム作用により光が
分光されて輪郭に色のにじみが出る色収差と呼ばれる欠
点が生ずる．しかし本発明による非球面設計を行な久ば
、第１図（ａ）に示されるように周辺部での前方屈折面
と後方屈折面とによってできるくさび形状が、球面レン
ズに比べ小さくなる．すなわちプリズム作用が小さくな
ることにより、色収差が改善される． 更に中央部分に球面部分を設けることにより、レンズ度
数が安定し、加工し易くまた偏心の加工注文にも応じら
れるようになる． 尚，本発明の先の２つの実施例においては前方屈折面の
曲率が連続的に変化しているものを示したが、それ以上
のもの例＾ば第１１図に示すように対称軸から離れるに
つれて階段状に微小ステップで曲率が変わるものや、微
妙な変動のあるものであっても実質的に先の本発明の実
施例に示すような曲率半径の変化を示すものは、本発明
に含まれる． また以上の実旌例は全て回転軸対称な非球面であるが、
回転対称性は本発明の必須要件ではなく、レンズ前方屈
折面上の特定点（例＾ば幾何学中心）から外周方向に向
う子午綿の形状が方向により異なるものであっても、そ
の曲率の変化の仕方が前述の性質をもっていれば、本発
明の範囲に含まれる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例で、（ａ）、（ｂｉ）、
（ｃ）はそれぞれ子午線断面形状、子午線のベースカー
ブに対する曲率の変化および視野角に対する非点収差の
量を示す図． 第２図は、従来の球面レンズのレンズ度数とべースカー
ブの組み合わせにより視野角３０゜方向に発生する非点
収差を示す図． 第３、４図は従来の球面レンズの断面図．第３図は度数
＋３．０Ｄ、ベースカーブ７．５Ｄのもの．第４図は度
数＋３．００．ベースカーブ４０Ｄのもの． 第５、６図はそれぞれ第３図および第４図に示す従来の
球面レンズの視野の角度による非点収差の量を示す図． 第７，８図は本発明の第２の実施例であり，第７図は子
午線の曲率の変化を示す図．第８図は視野の角度による
非点収差の量を示す図．第９図、第１０図は本発明の第
３の実施例であり、第９図は子午線の曲率の変化を示す
図．第１０図は視野の角度による非点収差の量を示す図
．第１１図は本発明の他の実施例で，子午線の曲率の変
化を示す図． ｌ・・・前方屈折面 ２・・・後方屈折面 ３・・・回転対称軸 ４・・・従来レンズの球面による前方屈折面μ４ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　喜三郎（他１名）第１図（α
） 第１図（ｂ） 〔Ｄ］ 第 図 （Ｃ） 第３図 第４図 第２図 −１．１＋ ーＣ．５ Ｏ 啼Ｏ．ｊ −Ｉ．Ｑ −Ｏ９ Ｏ ４Ｑ．タ 第６図 第７図 第８図 〔ゼ１〕 擁９回 境ＩＯ口 Ｌｊ）ｊ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）前方及び後方の１対の屈折面を有し、該前方屈折
   面が非球面形状を有する非球面眼鏡レンズにおいて、前
   記前方屈折面上の所定の点を通る任意の子午線の曲率を
   該所定の点からの距離ｒの関数としてＣ（ｒ）と表現す
   るとき、該関数Ｃの一次微係数ｄｃ／ｄｒは前記所定の
   点から遠去かるにつれて少なくとも１回一担減少した後
   増加することを特徴とする非球面眼鏡レンズ。
2. （２）前記前方屈折面が前記所定の点を通る軸のまわり
   の回転軸対称形状であることを特徴とする請求項１に記
   載の非球面眼鏡レンズ。
3. （３）前記前方屈折面の子午線の曲率が、前記所定の点
   から外周方向に少なくとも３ｍｍ以上、好ましくは５ｍ
   ｍ以上の間一定であり、その後増加することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の非球面眼鏡レンズ。
4. （４）前記子午線の前記所定の点の近傍における曲率の
   値を∫＿０［ｍ＾−＾１］、レンズの等価球面度数をＳ
   ［ディオプトリー］、レンズ素材の屈折率をｎとすると
   き、 （ｎ−１）×∫＿０≦０．５×Ｓ＋５ を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の非球面眼鏡レンズ。
5. （５）素材の屈折率が１．５５以上、アッベ数が４０以
   下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の非球面眼鏡レンズ。