JPH1172754A - 非球面眼鏡レンズ - Google Patents
非球面眼鏡レンズInfo
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- JPH1172754A JPH1172754A JP17366998A JP17366998A JPH1172754A JP H1172754 A JPH1172754 A JP H1172754A JP 17366998 A JP17366998 A JP 17366998A JP 17366998 A JP17366998 A JP 17366998A JP H1172754 A JPH1172754 A JP H1172754A
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Abstract
るとともにレンズの中心中心肉厚又はコバ厚を薄くする
ことを可能にする。 【解決手段】 第1面及び又は第2面の曲面形状を下記
(1)式で表わされる形状とした。 【数1】
Description
の一対の屈折面を有し、第1面及び又は第2面の屈折面
が非球面形状を有する眼鏡レンズ、特に乱視用眼鏡レン
ズに関する。
される座標系で表わすとする。すなわち、図1おいて、
光軸をx軸とし、その方向は水平方向の右へ向くとす
る。その場合眼球は左へ向き、その回転中心O´がx軸
上に位置する。y軸は上方、z軸は右手法則に従う方向
を取る。座標系の原点Oは光軸と屈折面の交点とする。
特に偏心などがない場合、x軸は屈折面の原点において
の法線と重なる。
2面のどちらか一方又は両方に方向により曲率の異なる
屈折面(以下乱視面と記す)を用いる必要がある。乱視
面とは、x軸を含む平面(直截平面)と曲面と交わる曲
線(直截曲線)の原点における曲率(法曲率)が、直截
平面とx−y平面との交角θによって変化する曲面であ
る。微分幾何学によれば、法曲率は二つの主曲率(互い
に直交する直截平面上の直截曲線の最大曲率と最小曲
率)から下記の式で計算される: C(θ)=Cy cos2 θ+Cz sin2 θ ここで、主曲率の方向はy方向とz方向と仮定する。
るトーリック面が採用されてきた。トーリック面とは、
x−y平面内の曲線x=f(y)(母線)を、直線x=
1/Cz ,z=0を回転軸として回転させたときにでき
る曲面、又は、x−z平面内の曲線x=f(z)を、直
線x=1/Cy ,y=0を回転軸として回転させたとき
にできる曲面である。ここで、曲線x=f(y)のy=
0の時の曲率はCy であり、同様に、曲線x=f(z)
のz=0の時の曲率はCz である。従来、加工上の制約
により、x=f(y)又はx=f(z)が円の場合が多
い。すると、主曲率Cy とCz が決まれば、屈折面が二
種類しかない。つまり、x−y平面内の曲線
たときにできる曲面と、x−z平面内の曲線
たときにできた曲面である。Cy <Cz の場合、前者が
バレル型(図2参照)、後者がタイヤ型(図3参照)で
ある。
み合わせでできる非球面眼鏡レンズでは、残存非点収差
と平均度数誤差(後述)を軽減するには、大きい曲率の
設計を選択しなければならず、結果として、レンズがぶ
厚くなり、外観的に好ましくない。
量化を図るために、軸対称面を非球面にすることが提案
された。例えば、特開昭64-40926号公報では、軸対称面
の式を次のように表している。
効果的であるが、乱視レンズに対しては効果が限られて
いる。
線にし自由度を増やすことで、どちらか一つの主曲率方
向の残存非点収差と平均度数誤差(後述)を補正できる
が、もう一方の主曲率方向の直截曲線が円なので、残存
非点収差と平均度数誤差を補正するには曲率の大きいカ
ーブを選択しなければならない。この場合、もう一方の
屈折面(軸対称面)を非球面にするアイディア(いわゆ
る両面非球面)があるが、両面とも加工することが難し
い。さらに、両面ともトーリック面にする方法もある
(特開昭54-131950 号公報参照)。
差補正を同時に実現するには、トーリック面の回転とい
う概念を打破しなければならない。つまり、両主曲率方
向はもちろん、それ以外の方向の直截曲線も自由曲線と
なる曲面である。このような曲面を生成する先行技術と
しては、特公昭47-23943号公報、特開昭57-10112号公
報、国際公開特許WO93/07525号公報がある。特公昭47-2
3943号公報、特開昭57-10112号公報は、厳密な数学的表
現を定義していないので、実現できない。WO93/07525で
は自由乱視面を次の式及びその派生式で表している( 次
式では変数を図1の座標系の変数に整合させてある。)
称非球面の式を2次元に拡張したものであり、この式で
表現される自由曲面は、任意階の微分の連続性を保証
し、中心部の乱視条件も満たしている。しかし、その優
れた解析性が原因で、設計上いくつかのデメリットが生
じる。例えば、ある場所の収差状況を改善するために
は、すべての係数を変えなければならない。そして、そ
の係数を変える過程で、有限べき乗級数の性質より、曲
面が波打ちやすく(いわゆるルンゲ現象)、収束させる
のが難しい。自由度を増やすためにべき乗級数の項数
(n,m,j) を増やすほど、その難しさが増すばかりであ
る。係数の数量級に制限などの方策を講じて、ある程度
この難しさを緩和することができるが、本格的な解決に
はならない。
のであり、すべての第3眼位における残存収差を極小に
するとともに、レンズの中心肉厚又はコバ厚を薄くする
ことを可能にする非球面眼鏡レンズを提供することを目
的とする。
めに、請求項1の発明は、第1面及び第2面の一対の屈
折面を有し、第1面及び第2面の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、第1面及び第2面の
曲面形状が、下記の(1)式で表わされるものであるこ
とを特徴とする非球面眼鏡レンズである。
うに、節点及び係数が定められてい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である。
のB−スプライン階数、節点数、節点、係数が、それぞ
れ下記の条件1又は条件2を満たすことを特徴とする請
求項2に記載の非球面眼鏡レンズである。
のB−スプライン階数、節点数、節点、係数がそれぞれ
下記の条件1又は条件2を満たすことを特徴とする請求
項2又は請求項3に記載の非球面眼鏡レンズである。
度数)を矯正しながら第二眼位及びリスティング法則に
よる第三眼位での残存非点収差と平均度数誤差を補正す
る能力を持つことを特徴とする請求項1ないし4のいず
れかに記載の非球面眼鏡レンズである。
請求項4に記載の非球面形状を呈する乱視レンズであっ
て、非球面と光軸を含む任意の平面との交線(直截曲
線)が下記条件1又は2を満たすことによって、レンズ
面内を通るすべての眼位の視線に対し、残存非点収差を
極小に補正することを特徴とする非球面眼鏡レンズであ
る。
ーDがD>0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲
線パワーの変化△S(ρ)が負の値を取ること。但し、
ρは直截曲線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距
離である。
ーDがD≦0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲
線パワーの変化△S(ρ)が正の値を取ること。但し、
ρは直截曲線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距
離である。
請求項4に記載の非球面形状を呈する乱視レンズであっ
て、非球面と光軸を含む任意の平面との交線(直截曲
線)が下記条件1又は2を満たすことによって、レンズ
面内を通るすべての眼位の視線に対し、残存非点収差を
極小に補正することを特徴とする非球面眼鏡レンズであ
る。
ーDがD>0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲
線パワーの変化△S(ρ)が正の値を取ること。但し、
ρは直截曲線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距
離である 条件2:直截表面上で光軸上のレンズパワーDがD≦
0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲線パワーの
変化△S(ρ)が負の値を取ること。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。
に記載の非球面形状を呈する乱視レンズであって、非球
面と光軸を含む任意の平面との交線(直截曲線)が下記
条件を満たすことを特徴とする非球面眼鏡レンズであ
る。
Dが−6.0≦D≦6.0を満たし、且つ、0.0<ρ
<4.0mmの範囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が
−0.05≦△S(ρ)≦0.05を満たすこと。但
し、ρは直截曲線上レンズ範囲内の所定点から光軸まで
の距離である。
請求項4記載の非球面形状を呈する乱視レンズであっ
て、非球面と光軸を含む任意の平面との交線(直截曲
線)が下記条件1又は2を満たすことを特徴とする請求
項8に記載の非球面眼鏡レンズである。
ーDがD>0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.
0mmの範囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なく
とも1回正の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△
S(ρ)が負の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レ
ンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。
ーDがD≦0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.
0mmの範囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なく
とも1回負の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△
S(ρ)が正の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レ
ンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。
は請求項4に記載の非球面形状を呈する乱視レンズであ
って、非球面と光軸を含む任意の平面との交線(直截曲
線)が下記条件1又は2を満たすことを特徴とする請求
項8に記載の非球面眼鏡レンズである。
ーDがD>0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.
0mmの範囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なく
とも1回負の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△
S(ρ)が正の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レ
ンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。
ーDがD≦0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.
0mmの範囲で曲線パワーの変化△S(ρ)が少なくと
も1回正の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△S
(ρ)が負の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レン
ズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。
て簡単に説明する。
せ、my −1階導関数が定数となる。また、単節点にお
いてはmy −2階まで導関数が連続である。重節点にお
いては、連続性を保証する導関数の階数が減る。重節点
のこの性質を利用して、尖点や断続関数を表現できる。
は多くてmy 個(重節点ではさらに少ない)である。従
って、関数の一部の値を変えるにはyの近辺に関わる限
られた数のBースプラインの係数を変えるだけで実現で
きる。この性質を局所性という。
アルゴリズムがある。詳細は市川浩三・吉本富士市共著
の「スプライン関数とその応用」に載っている。ただ
し、本発明では、番号等の振り方がC言語の習慣に準じ
ている。
いて説明したが、二次元関数のスプライン表現は、節点
の概念を節点曲線に拡張し、その節点曲線の囲む領域で
スプラインを定義し、その線形結合で行うことができ
る。本発明の請求項1の式は、節点曲線を座標軸と平行
な直線とし、節点曲線の囲む領域でスプラインを両座標
軸の一次元Bースプラインの積で表現する。
とから、ある部分の形状を変えても、他の部分に影響を
及ぼしにくい。また、適切な節点を選ぶことにより、曲
面が波打つことが起こらない。これらの特徴は設計上非
常に有意義なことであり、べき乗級数表現式より優れる
性質である。しかしながら、解析性についてはべき乗級
数表現式の方が優れる。m階スプライン補間関数の場
合、連続性が保証されるのは多くてm−2階導関数まで
である。ただ、眼鏡レンズの屈折面の場合、2階導関数
の連続性が保証されれば問題ないので、m≧4のスプラ
イン表現式を用いればよい。mが大きいと、曲面が滑ら
かになるが、局所性が損なわれ、計算の負担も増えるの
で、むやみに大きいmを採用する必要はない。本発明の
経験では、5か6 が適当であろう。また、節点の数は、
設計の自由度、つまり収差補正能力と密接に関連する。
係数cの数(一次元の場合は内部節点の数n+スプライ
ンの階数m、二次元の場合は両次元の積)が多いほど収
差補正能力は大きいが、これもむやみに大きい数を採用
する必要はない。係数cの数m+n(二次元の場合は
(my +ny )(mz +nz ))を一つ増やすことによ
る収差補正能力の増加は、m+nの数が大きくなるにつ
れて急激に減少する。このように係数cの数に関する収
束の速さもスプライン関数の特徴の一つである。本発明
の経験では、両軸ともm+nが9 から15ぐらい(レンズ
径や度数による)が適当であろう。
屈折面は、両主軸方向に関して対称である。本発明の請
求項2はこの対称性に関するものである。さらに、請求
項3及び請求項4にはB-スプライン表現の場合、この対
称性を保証する具体的な節点の取り方及び係数の取り方
を記載している。
る第三眼位での残存非点収差及び平均度数誤差を補正す
ることについてである。第一眼位は、本発明の座標系
(図1参照)において、視線がx軸と一致する場合の眼
の状態を指す。第二眼位は、視線がx−y平面、又はx
−z平面内に限る場合の眼の状態を指す。そして第三眼
位は第一眼位、第二眼位以外の斜め方向へ視線を向いた
場合の眼の状態を指す。乱視のない眼球はx軸の回りに
関して回転対称なので、任意第三眼位は第二眼位と等価
的に考えることができる。乱視がある場合、そのような
考え方はできない。なぜならば、任意第三眼位へ回転
後、眼球にとってのx−y´−z´座標点上における眼
球の視線の方向(図1参照)は重要な意味を持つからで
ある。回転中心を通るy軸の平行直線をy´軸、回転中
心を通るz軸の平行直線をz´軸とすると、視線をある
斜め方向へ向かせるには、y´軸回りの回転とz´軸回
りの回転を組み合わせることで実現できる。しかし、異
なる経路をたどって、第一眼位からある第三眼位に到達
した場合のx−y´−z´の方向は皆同一ではない。正
しい方向は一つしかない。この唯一正しい方向を決める
法則はドンデルス・リスティング法則である。その内容
は、眼球がy´−z´平面(リスティング平面という)
内の回転中心を通るある直線の回りに回転して、第一眼
位から特定の第三眼位に到達した場合、回旋(x軸回り
の回転)が起こらない、ということである。このような
回転軸になる直線はリスティング平面内に一つしか存在
せず、また特定の第三眼位まで回転する角度も一つしか
存在しないから、回転後のx−y´−z´の方向は完全
に決まるのである。
z軸と一致した場合を前提としたが、乱視軸が斜めの場
合でも、ドンデルス・リスティング法則に則って回転す
れば、矛盾は起こらないはずである。ドンデルス・リス
ティング法則については、萩原朗編集の「眼の生理学」
(医学書院1966年)参照のこと。
ズの部分は、眼の屈折異常の度数及び乱視成分を矯正す
るように設計されるべきである。ところが、今までの特
許は両乱視軸方向での収差グラフしか表示していない。
また任意第三眼位の収差を考慮したと解される記述も見
当たらない。
則により決められる乱視軸方向を前提に、乱視面の形状
を、眼の屈折異常の度数及び乱視成分をすべての眼位で
矯正するように設計することができた。
(回転後のx軸と一致する光線)と交わるレンズの部分
(図1の点P近辺)は、本来眼の屈折異常の度数及び乱
視成分を完全に矯正するように設計されなければならな
いが、実際には部分矯正しか実現できない。矯正しきれ
なかった部分を残存収差と呼ぶ。この残存収差は、残存
非点収差と平均度数誤差の二つの収差量で表す。ここ
で、残存非点収差と平均度数誤差の定義について説明す
る。
1参照)の球面を参照球面とする。ここで、Oは第二面
頂点である。第一眼位では、無限遠方の物体からの入射
波面(平面)が、レンズによって屈折され、頂点での出
射波面は二次近似でx=1/2Dy y2 +1/2Dz z
2 で表される二次曲面である。ここで、Dy はy方向の
屈折異常値、Dz はz方向の屈折異常値である。また、
乱視軸方向はy軸とz軸となる。ある第三眼位へ目を向
けたとき、同じく無限遠方の物体からの入射波面(平
面)が、レンズの所定部分(主光線と交わるレンズの部
分)によって屈折され、主光線と参照球面の交点O(図
1参照)においての波面は、Oを原点とするドンデルス
・リスティング法則に基づいた回転後の座標系におい
て、二次近似で第一眼位と同様にx=1/2Dy y2 +
1/2Dz z2 となることが理想だが、実際はx=1/
2D´y y2 +1/2D´z z2 +D´yzyzで表され
る二次曲面となる。この波面をある座標変換のもとでx
=1/2D´´y y´´2 +1/2D´´z z´2 で表
すことができる。ここでy´´はy軸がz軸へ角度δだ
け回った方向であり、z´´はy´´と直交する。ま
た、
際の波面が理想の波面より、主軸の方向と両主曲率とも
に変化している。実際波面と理想波面の差、つまり収差
波面は、次式で表せる二次曲面となる。
乱視成分を矯正することは不可能である。本発明は各眼
位での補正しきれなかった屈折異常成分、つまり、残存
非点収差AS及び平均度数誤差PEを何らかの設計思想
で配分することを特徴とする。
完全矯正することである。この場合、平均度数誤差PE
を完全に矯正することができないが、眼の調節力でカバ
ーすることが期待できる。このようなレンズの特徴は請
求項6及び請求項7で記載する。
偏心した装用状態で光学性能が悪化すること、つまり装
用安定性がよくないことである。本発明では、少量の偏
心装用状態での収差を設計の段階で配慮し、なるべく悪
化しないような設計、つまり、装用安定性を重視した設
計もできる。このようなレンズの特徴は請求項8及び請
求項9及び請求項10で記載するが、要は中心部分の面
の曲率が安定することである。
つかの概念を導入する。光軸を含む平面を直截平面(x
−y平面との交角をθとする)とし、レンズ第1面及び
第2面と直截平面の交線は直截曲線とする。この直截曲
線をx=f(ρ)、(ρは曲線上所定点から光軸までの
距離)で表現すると、曲線の屈折パワーは、
らゆる球面度数、乱視度数、前面乱視面、後面乱視面な
ど、すべての組み合わせを実施例として提示することは
非現実的である。以下では、プラスレンズとマイナスレ
ンズについてそれぞれ1つの度数の例を提示する。両方
とも第一面が球面、第二面が乱視面である。また、各度
数のレンズについて、従来の球面トーリック面の例(本
発明の範囲内ではないが、比較のために提示する)、残
存非点収差を極小にする例、及び装用安定性を重視した
例の三例を提示する。もちろん、本発明は実施例の範囲
のみに限定されるものではない。各実施例について下記
のデータ及び図面を表示する。
略) 5. 5角度の直截曲線△S(ρ)分布の中央部拡大図
(装用安定性重視の例のみ) (実施例1)この実施例は、次表に示される基本設計デ
ータに基づく乱視用レンズを作成する例である。
まり、x−y平面内の円曲線
たときにできる曲面である。ここではCy >Cz なので
タイヤ面となる。トーリック面なので、基本設計データ
以外のパラメータはない。図5は比較例1の残存非点収
差を示す図であり、図6は比較例1の平均度数誤差を示
す図である。これらの図において、横軸と縦軸は、所定
第三眼位へ目を向けたとき、レンズから出射する主光線
(つまり回転後のx軸)方向のcf、tkの値である。
cfは光線のx−z平面への投影とx軸との角度の正接
である。tkは光線のx−y平面の投影とx軸との角度
の正接である。また、仮に出射する主光線の方向余弦を
(cosα、cosβ、cosγ)とすれば、tk=c
osβ/cosα、cf=cosγ/cosαである。
すべての第三眼位の残存非点収差又は平均度数誤差を表
すことは不可能なので、出射光線方向のcf、tk値は
離散的にとり、各離散点の収差値を用いて残存否定収差
及び平均度数誤差を表すことにする。この出射光線方向
のcf、tk値は、0.0を含むtan10°間隔に入
射光線方向のcf、tkに対応するものであるが、入射
光線のcf、tkが正方格子上に取られているのに対
し、出射光線の場合はcf、tk値が不均等になる。こ
の不均等の度合いは歪曲収差の程度を表わしているの
で、出射光線方向のcf、tk値を用いることにより、
図5及び図6は、残存非点収差及び平均度数誤差以外
に、歪曲収差の程度を把握するのにも役立つ。
ている。線分の中点の座標値は所定の出射光線方向のc
f、tkの値である。線分の長さは残存非点収差の値に
比例する。線分の方向は、収差波面の曲率の大きい(符
号入り)方の主曲率方向を表す。
いる。丸の中心の座標値は所定の出射光線方向のcf、
tkの値である。丸の半径は平均度数誤差の絶対値に比
例する。平均度数誤差が負の場合は白丸、正の場合は黒
丸で表す。以上の収差図に関する説明は、他の実施例と
共通である。
クの設計は、収差が大きく、とても採用できない。収差
を補正するために、第二面の乱視面を非球面にしたのが
次の二例である。
1) 実施例1の1に係る非球面眼鏡レンズにおいては、第二
面が二次元スプライン表現で表す面で、次のパラメータ
を持つ。なお、変数名は請求項1の場合と同じである。
向けたときの残存非点収差を表す。図8は実施例1の1
のレンズについて各視線方向へ目を向けたときの平均度
数誤差を表す。この例では、レンズ範囲内を通るすべて
の視線に対して、残存非点収差をが0.01Diopt
er(1/m)以下に補正されている。
て、残存非点収差の大きさを表す線分が点になってい
る。しかし、周辺部には、若干大きい平均度数誤差が残
っている。比較例1のトーリックレンズに比べれば、収
差状況が著しく改善されているのが明白である。
45°,67.5°,90°)の直截曲線の△S(ρ)
分布図を表示する図である。横軸は△S(ρ)で、目盛
りは1Diopter(1/m)間隔である。縦軸はρ
で、目盛りは10mm間隔である。いずれもすべてのρ
に対し、△S(ρ)が負の値を取っており、請求項7の
記述に合致する。
面が二次元スプライン表現で表される面で、次のパラメ
ータを持つ。なお、変数名は請求項1の場合と同じであ
る。
を表す図である。図11は、各視線方向へ目を向けたと
きの平均度数誤差を表す図である。この例では、残存非
点収差と平均度数誤差の両方とも補正し、広い範囲で残
存非点収差と平均度数誤差小さく補正することができ
た。任意第三眼位の視線と第一眼位の視線との角度がα
とすれば、少なくともα<35°の範囲で、残存非点収
差と平均度数誤差ともに0.12Diopter(1/
m)以内である。
°,45°,67.5°,90°)の直截曲線の△S
(ρ)分布図である。横軸は△S(ρ)で、目盛りは1
Diopter(1/m )間隔である。縦軸はρで、
目盛りは10mm間隔である。いずれの角度でも、光軸
近辺の△S(ρ)が小さく、周辺部の△S(ρ)は負の
値を取る。
°,45°,67.5°,90°)の直截曲線の△S
(ρ)の中央部(0≦ρ≦10mm)拡大図をである。
横軸の目盛りは0.1Diopter(1/m)間隔
で、縦軸の目盛りは0.25mmである。いずれの角度
でも、0.0<ρ<4.0mmの範囲で、△S(ρ)が
−0.05≦△S(ρ)≦0.05を満たし、しかも、
0.0≦ρ≦10.0mmの範囲で、△S(ρ)が少な
くとも1回正の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では
△S(ρ)が負の値を取る。つまり、請求項8及び請求
項10の記述に合致する。
の通りとなる。
の薄型化、軽量化の効果も顕著であることがわかる。
る基本設計データに基づく乱視用レンズを作成する例で
ある。
x=f(z)=(1/Cz ){1−(1−Cz 2 Z2 )
1/2 }を、直線x=1/Cy,y=0を回転軸として回
転させたときにできた曲面である。ここではCy <Cz
なので、タイヤ面となる。トーリック面なので、基本設
計データ以外のパラメータはない。
残存非点収差を表す図である。図15は、各視線方向へ
目を向けたときの平均度数誤差を表す図である。このよ
うに、カーブの浅い形状のトーリックの設計は、収差が
大きく、とても採用できない。収差を補正するために、
第二面の乱視面を非球面にしたのが次の二例である。
1) 第二面が二次元スプライン表現で表す面で、次のパラメ
ータを持つ。変数名は請求項1の場合と同じである。
を表す図である。図17は、各視線方向へ目を向けたと
きの平均度数誤差を表す図である。この例では、レンズ
範囲内を通るすべての視線に対して、残存非点収差をが
0.01Diopter(1/m)以下に補正されてい
る。図16ではすべての離散点において、残存非点収差
の大きさを表す線分が点になっている。しかし、周辺部
には若干大きい平均度数誤差が残っている。比較例2の
トーリックレンズに比べれば、収差状況が著しく改善さ
れているのが明白である。
°,45°,67.5°,90°)の直截曲線△S
(ρ)分布図である。横軸は△S(ρ)で、目盛りは1
Diopter(1/m)間隔である。縦軸はρで、目
盛りは10mm間隔である。いずれもすべてのρに対
し、△S(ρ)が正の値を取っており、請求項7の記述
に合致する。
ータを持つ。変数名については請求項1と同じである。
を表す図である。図20は、各視線方向へ目を向けたと
きの平均度数誤差を表す図である。この例では、残存非
点収差と平均度数誤差の両方とも補正し、広い範囲で残
存非点収差と平均度数誤差小さく補正することができ
た。任意第三眼位の視線と第一眼位の視線との角度がα
とすれば、少なくともα<30°の範囲で、残存非点収
差と平均度数誤差ともに0.12Diopter(1/
m)以内である。
°,45°,67.5°,90°)の直截曲線△S
(ρ)分布図である。横軸は△S(ρ)で、目盛りは1
diopter(1/m)間隔である。縦軸はρで、目
盛りは10mm間隔である。いずれの角度でも、光軸近
辺の△S(ρ)が小さく、周辺部の△S(ρ)は正の値
を取る。
°,45°,67.5°,90°)の直截曲線△S
(ρ)の中央部(0<ρ<10mm)拡大図である。横
軸の目盛りは0.1Diopter(1/m)間隔で、
縦軸の目盛りは0.25mmである。いずれの角度で
も、0.0<ρ<4,0mmの範囲で、△S(ρ)が−
0.05<△S(ρ)<0.05を満たし、しかも、
0.0≦ρ≦10.0mmの範囲で、△S(ρ)が少な
くとも1回負の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では
△S(ρ)が正の値を取る。つまり、請求項8及び請求
項10の記述に合致する。
ある。
顕著である。
鏡レンズの第一面及び又は第二面の形状を(1)式で規
定するようにしたので、すべての第三眼位における残存
収差を補正すると同時に、レンズの中心肉厚又はコバ厚
を円のトーリックレンズより薄くすることが可能であ
る。さらに、同様の基本データをもつトーリックレンズ
にくらべ、歪曲収差も若干改善できる。すべての第三眼
位における残存収差が補正された状態では、眼鏡装用者
がレンズ中心部のみならず、周辺部を使っても良好な視
力を得ることができる。レンズが薄ければ、眼鏡装用者
の負担を軽減し、外観上好ましい効果も得られる。ま
た、歪曲収差の改善によって、見るものの変形が少なく
て済む。
明図である。
である。横軸はレンズから出射する光線のcf値(光線
のx−z平面への投影とx軸との角度の正接)、縦軸は
レンズから出射する光線のtk値(光線のx−y平面へ
の投影とx軸との角度の正接)である。図面上離散的点
におけるcf、tk値は、0.0を含むtan10°間
隔に入射光線方向のcf、tk対応する出射光線のc
f、tk値で、その不均等の度合いは、歪曲収差の程度
を表している。各離散点を中点とする線分の長さは、残
存非点収差の値に比例し、線分の方向は、収差波面の曲
率の大きい(符号入り)方の主曲率方向を表す。図面左
上にある線分は、0.1Diopterの長さを示して
いる。
である。横軸はレンズから出射する光線のcf値(光線
のx−z平面への投影とx軸との角度の正接)、縦軸は
レンズから出射する光線のtk値(光線のx−y平面へ
の投影とx軸との角度の正接)である。図面上離散的点
におけるcf、tk値は、0.0を含むtan10°間
隔に入射光線方向のcf、tk対応する出射光線のc
f、tk値で、その不均等の度合いは、歪曲収差の程度
を表している。各離散点を中心とする丸の直径は、平均
度数誤差の絶対値に比例する。平均度数誤差が負の場合
は白丸、正の場合は黒丸で表す。図面左上にある白丸
は、−0.1Diopterを示している。
ける各眼位の残存非点収差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への投
影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射する
光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との角
度の正接) である。図面上離散的点におけるcf、tk
値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向の
cf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その不
均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離散
点を中点とする線分の長さは、残存非点収差の値に比例
し、線分の方向は、収差波面の曲率の大きい(符号入
り)方の主曲率方向を表す。図面左上にある線分は、
0.1Diopterの長さを示している。
ける各眼位の平均度数誤差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−y平面への投
影とx軸との角度の正接)である。図面上離散的点にお
けるcf、tk値は、0.0を含むtan10°間隔に
入射光線方向のcf、tk対応する出射光線のcf、t
k値で、その不均等の度合いは、歪曲収差の程度を表し
ている。各離散点を中心とする丸の直径は、平均度数誤
差の絶対値に比例する。平均度数誤差が負の場合は白
丸、正の場合は黒丸で表す。図面左上にある白丸は、−
0.1Diopterを示している。
ける各直截曲線の△S(ρ)分布図である。横軸は△S
(ρ)で、目盛りは1Diopter(1/m)間隔で
ある。縦軸はρで、目盛りは10mm間隔である。
ける各眼位の残存非点収差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への投
影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射する
光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との角
度の正接)である。図面上離散的点におけるcf、tk
値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向の
cf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その不
均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離散
点を中点とする線分の長さは、残存非点収差の値に比例
し、線分の方向は、収差波面の曲率の大きい(符号入
り)方の主曲率方向を表す。図面左上にある線分は、
0.1Diopterの長さを示している。
ける各眼位の平均度数誤差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への投
影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射する
光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との角
度の正接) である。図面上離散的点におけるcf、tk
値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向の
cf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その不
均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離散
点を中心とする丸の直径は、平均度数誤差の絶対値に比
例する。平均度数誤差が負の場合は白丸、正の場合は黒
丸で表す。図面左上にある白丸は、−0.1Diopt
erを示している。
ける各直截曲線の△S(ρ)分布図である。 横軸は△
S(ρ)で、目盛りは1Diopter(1/m)間隔
である。縦軸はρで、目盛りは10mm間隔である。
ける各直截曲線の△S(ρ)分布の中央部拡大図であ
る。横軸は△S(ρ)で、目盛りは0.1Diopte
r(1/m)間隔である。縦軸はρで、目盛りは2.5
mm間隔である。
図である。横軸はレンズから出射する光線のcf値(光
線のx−z平面への投影とx軸との角度の正接)、縦軸
はレンズから出射する光線のtk値(光線のx−y平面
への投影とx軸との角度の正接)である。図面上離散的
点におけるcf、tk値は、0.0を含むtan10°
間隔に入射光線方向のcf、tk対応する出射光線のc
f、tk値で、その不均等の度合いは、歪曲収差の程度
を表している。各離散点を中点とする線分の長さは、残
存非点収差の値に比例し、線分の方向は、収差波面の曲
率の大きい(符号入り)方の主曲率方向を表す。図面左
上にある線分は、0.1Diopterの長さを示して
いる。
図である。横軸はレンズから出射する光線のcf値(光
線のx−z平面への投影とx軸との角度の正接)、縦軸
はレンズから出射する光線のtk値(光線のx−y平面
への投影とx軸との角度の正接)である。図面上離散的
点におけるcf、tk値は、0.0を含むtan10°
間隔に入射光線方向のcf、tk対応する出射光線のc
f、tk値で、その不均等の度合いは、歪曲収差の程度
を表している。各離散点を中心とする丸の直径は、平均
度数誤差の絶対値に比例する。平均度数誤差が負の場合
は白丸、正の場合は黒丸で表す。図面左上にある白丸
は、−0.1Dopterを示している。
おける各眼位の残存非点収差分布図である。 横軸はレ
ンズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への
投影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射す
る光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との
角度の正接)である。図面上離散的点におけるcf、t
k値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向
のcf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その
不均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離
散点を中点とする線分の長さは、残存非点収差の値に比
例し、線分の方向は、収差波面の曲率の大きい(符号入
り)方の主曲率方向を表す。図面左上にある線分は、
0.1Diopterの長さを示している。
おける各眼位の平均度数誤差分布図である。 横軸はレ
ンズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への
投影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射す
る光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との
角度の正接)である。図面上離散的点におけるcf、t
k値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向
のcf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その
不均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離
散点を中心とする丸の直径は、平均度数誤差の絶対値に
比例する。平均度数誤差が負の場合は白丸、正の場合は
黒丸で表す。図面左上にある白丸は、−0.1Diop
terを示している。
おける各直截曲線の△S(ρ)分布図である。横軸は△
S(ρ)で、目盛りは1Diopter(1/m)間隔
である。縦軸はρで、目盛りは10mm間隔である。
ける各眼位の残存非点収差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への投
影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射する
光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との角
度の正接)である。図面上離散的点におけるcf、tk
値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向の
cf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その不
均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離散
点を中点とする線分の長さは、残存非点収差の値に比例
し、線分の方向は、収差波面の曲率の大きい(符号入
り)方の主曲率方向を表す。図面左上にある線分は、
0.1Diopterの長さを示している。
ける各眼位の平均度数誤差分布図である。 横軸はレン
ズから出射する光線のcf値(光線のx−z平面への投
影とx軸との角度の正接)、縦軸はレンズから出射する
光線のtk値(光線のx−y平面への投影とx軸との角
度の正接)である。図面上離散的点におけるcf、tk
値は、0.0を含むtan10°間隔に入射光線方向の
cf、tk対応する出射光線のcf、tk値で、その不
均等の度合いは、歪曲収差の程度を表している。各離散
点を中心とする丸の直径は、平均度数誤差の絶対値に比
例する。平均度数誤差が負の場合は白丸、正の場合は黒
丸で表す。図面左上にある白丸は、−0.1Diopt
erを示している。
ける各直截曲線の△S(ρ)分布図である。 横軸は△
S(ρ)で、目盛りは1Diopter(1/m)間隔
である。縦軸はρで、目盛りは10mm間隔である。
ける各直截曲線の△S(ρ)分布の中央部拡大図であ
る。横軸は△S(ρ)で、目盛りは0.1Diopte
r(1/m)間隔である。縦軸はρで、目盛りは2.5
mm間隔である。
Claims (10)
- 【請求項1】 第1面及び第2面の一対の屈折面を有
し、第1面及び又は第2面の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、 第1面及び又は第2面の曲面形状が、下記の(1)式で
表わされるものであることを特徴とする非球面眼鏡レン
ズ。 【数1】 - 【請求項2】 前記(1)式が下記条件を満たすよう
に、節点及び係数が定められることを特徴とする請求項
1に記載の非球面眼球レンズ。 【数2】 - 【請求項3】 前記(1)式における上記y軸方向のB
ースプライン階数、節点数、節点、係数が、それぞれ下
記の条件1又は条件2を満たすことを特徴とする請求項
2に記載の非球面眼鏡レンズ。 【数3】 - 【請求項4】 前記(1)式におけるz軸方向のBース
プライン階数、節点数、節点、係数が、それぞれ下記の
条件1又は条件2を満たすことを特徴とする請求項2又
は請求項3に記載の非球面眼鏡レンズ。 【数4】 - 【請求項5】 第一眼位の屈折異常(球面度数、乱視度
数)を矯正しながら、第二眼位及びリスティング法則に
よる第三眼位での残存非点収差と平均度数誤差を補正す
る能力を持つことを特徴とする請求項1ないし4いずれ
かに記載の非球面眼鏡レンズ。 - 【請求項6】 第1面が請求項2又は請求項4に記載の
非球面形状を呈する乱視レンズであって、非球面と光軸
を含む任意の平面との交線(直截曲線)が下記条件1又
は2を満たすことによって、レンズ面内を通るすべての
眼位の視線に対し、残存非点収差を極小に補正すること
を特徴とする非球面眼鏡レンズ。 条件1:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD>
0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲線パワーの
変化△S(ρ)が負の値を取ること。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。 条件2:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD≦
0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲線パワーの
変化△S(ρ)が正の値を取ること。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。 - 【請求項7】 第2面が請求項2又は請求項4に記載の
非球面形状を呈する乱視レンズであって、非球面と光軸
を含む任意の平面との交線(直截曲線)が下記条件1又
は2を満たすことによってレンズ面内を通るすべての眼
位の視線に対し、残存非点収差を極小に補正することを
特徴とする非球面眼鏡レンズ。 条件1:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD>
0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲線パワーの
変化△S(ρ)が正の値を取ること。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。 条件2:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD≦
0.0を満たし、且つ、任意のρに対し、曲線パワーの
変化△S(ρ)が負の値を取ること。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。 - 【請求項8】 請求項2又は請求項4に記載の非球面形
状を呈する乱視レンズであって、非球面と光軸を含む任
意の平面との交線(直截曲線)が下記条件を満たすこと
を特徴とする非球面眼鏡レンズ。 条件:直截平面上で光軸上のレンズパワーDが−6.0
≦D≦6.0を満たし、且つ、0.0<ρ<4.0mm
の範囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が−0.05≦
△S(ρ)≦0.05を満たすこと。但し、ρは直截曲
線上レンズ範囲内の所定点から光軸までの距離である。 - 【請求項9】 第1面が請求項2又は請求項4記載の非
球面形状を呈する乱視レンズであって、非球面と光軸を
含む任意の平面との交線(直截曲線)が下記条件1又は
2を満たすことを特徴とする請求項8記載の非球面眼鏡
レンズ。 条件1:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD>
0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.0mmの範
囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なくとも1回正
の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△S(ρ)が
負の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レンズ範囲内
の所定点から光軸までの距離である。 条件2:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD≦
0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.0mmの範
囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なくとも1回負
の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△S(ρ)が
正の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レンズ範囲内
の所定点から光軸までの距離である。 - 【請求項10】 第2面が請求項2又は請求項4に記載
の非球面形状を呈する乱視レンズであって、非球面と光
軸を含む任意の平面との交線(直截曲線)が下記条件1
又は2を満たすことを特徴とする請求項8に記載の非球
面眼鏡レンズ。 条件1:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD>
0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.0mmの範
囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なくとも1回負
の値を取り、ρ>10.0mmの範囲では△S(ρ)が
正の値を取ること。但し、ρは直截曲線上レンズ範囲内
の所定点から光軸までの距離である。 条件2:直截平面上で光軸上のレンズパワーDがD≦
0.0を満たし、且つ、0.0≦ρ≦10.0mmの範
囲で、曲線パワーの変化△S(ρ)が少なくとも1回正
の値を取り、ρ>10.0mmの範囲△S(ρ)が負の
値を取ること。但し、ρは直截曲線上レンズ範囲内の所
定点から光軸までの距離である。
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