JPS61252525A - 累進多焦点眼鏡レンズ - 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、累進多焦点眼鏡レンズに関するもので、特に
広い遠用部、広い近用部及びこれらをつなぐ比較的広い
中間累進帯部を有し、なお、かつ被装用眼の視線移動時
に発生する像のゆれを極力少なくした累進多焦点眼鏡レ
ンズに関する。

（従来技術） 眼鏡レンズ用の累進多焦点レンズの提案、実用化は従来
から多く見られる。特に、遠用部や近用部を通しての静
的視における周辺部視野像や周辺部を通しての視野像あ
るいは遠用部から中間累進帯部をへて近用部への被装用
眼の視線移動に伴なう視野像の歪み、ゆがみ、波打ち等
の言わゆる「像のゆれ」の改良は、特公昭４９−３５９
５号及び特公昭５２−２０２１１号によって提案されて
いる。これら両特許の特徴は、遠用部の屈折面曲率と近
用部の屈折面曲率の違いを周辺部で近ずけるようにする
ために、周辺曲率を遠用部では主子午線から離れるに従
って強べし、逆に近用部では主子午線から離れるに従っ
て弱くした点にある。

この構成により、他の従来例に比して遠用部及び近用部
は狭くなったが、周辺部における像の曲がりを少なくす
ることができる。

他方、上記両特許とは対照的な技術として、特公昭５７
−５３５７０号をあげることができる。

この技術の特徴は、遠用部、近用部のそれぞれの屈折面
を略球面で構成し、これにより前記両特許に比して光学
的に広い遠用部及び近用部を与えている。さらに「像の
ゆれ」に対する対策として、周辺部の残留非点収差の主
軸方向を水平及び垂直方向としている点にある。

（本発明が解決しようとする問題点） 特公昭５７−５３５７０号における問題点としては、遠
用部、近用部は光学的（光学的とは、例えばレンズメー
タ等による光学器械の測定によればという意味であり、
これに対し被装用者の視覚生理学的な像の見え方を以下
“生理学的”と表現する）には広くなっているが、これ
らの頭載外の周辺部においては非点収差の発生が著しく
、光学的測定に右いても大きな円柱度として計測される
。

ただし周辺部における円柱軸方向は、水平あるいは垂直
方向にそろえられており「像のゆれ」はさほど感じない
。

しかしながら実際の装用においては、この周辺部の非点
収差が原因して周辺部はほとんど不可能となっている。

また、中間累進帯や近用部を使用する場合、被装用眼の
網膜では、周辺視野は、はとんど合焦していない像とし
て知覚される。この周辺部の非合焦状態は、ただでさえ
違和感を与えるものであり、特に読書等の文章解読に著
しい速度低下をもたらすと言われている。また、この周
辺部の非合焦状態は、生理学的に中間及び近用視野の狭
さとして知覚される。すなわち、中間及び近用部は光学
的に像の良い部分は広くは計測されるが、それを越える
周辺部ではその像が光学的に著しく悪くなっているため
に、生理学的には中間、近用視野が狭く感じられという
欠点を有している。

他方、上述の特公昭４９−３５９５号、特公昭５２−２
０２７１号については、上記特公昭５７−５３５７０号
と比較して遠用部、近用部は光学的には狭いが、周辺部
の非点収差の量が少ないため、生理学的にはむしろ広く
感じる。

しかしながら、その周辺部の非点収差量はまだまだ多（
、遠用部や近用部を通しての静的視における像の曲がり
は改良されてはいるものの、視線の移動に伴う「像のゆ
れ」はまだ十分改良されているとはいえない。このよう
な問題点は、主子午線と直角に交わる断面で主子午線を
切断した場合の各断面曲線が少なくとも一つの円形形状
を含む′２次曲線から成っている非球面形状にとどまっ
ていることに起因している。また、従来例の非球面屈折
面が微分幾何学で云うところの「へそ点」の追求からの
面形状である事による。もちろん光学的には出来るだけ
「へそ点」であることが好ましいが、生理学的観点から
は必ずしも、それが妥当であるとは言えない。

さらに、前述のいずれの従来例においても累進屈折面の
面形状の決定は、遠用部、近用部、中間累進部、及び周
辺部をそれぞれ１つの関数で与え、これらの境界部をあ
る条件で滑かに結ぶという、一種の多面体的構成として
いた。

ところで、決定された面形状をもつレンズの評価法は従
来は格子物体のそのレンズによる像のまがりて評価する
方法や、屈折面の微小領域毎の最大曲率（Ｔａａｘ）と
最小曲率（７１１１１％）を求め（ｎ：レンズの屈折率
） として微小領域内の曲率差Ａｓを求める。言換えれば、
この微小領域に立てた法線方向に入射してくる光線によ
る非点収差を求め、屈折面全体にわたる非点収差等布線
で求めるものであった。しかしながら、レンズの実際の
装用状態を考えるとき、上記法線方向からの光線を利用
して物を見ることは現実的でなく、必ずしも正して評価
法とは言えなかった。さらに、従来、「像のゆれ」に対
する十分な評価方法はなかった。

（本発明の目的） 本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもの
で、その目的は、「像のゆれ」を著しく減少させるとと
もに、周辺部の非点収差を少なくすることにより生理学
的に広い遠用視野、広い近用視野さらに広い中間累進帯
視野が得られる新規な累進多焦点眼鏡レンズの提供する
ことにある。

（本発明の構成） 本発明の構成上の特徴は、累進屈折面を従来のように部
分部分でそれぞれの関数を決めるのでなく、累進屈折面
全体を１つの関数として定める。

より具体的には、 として表わされるｎ次べき関数で、構成した点にある。

なお、その固形状の決定に際しては、被装用眼の眼球回
旋中点を通過する光線について非点収差の評価を行って
決定するという、まったく新しい評価方法を確立して採
用し、また像のゆれ、屈折面の滑らかさについては、球
面収差スポート法を採用した点に注目すべきである。

（本発明の効果） 本発明によれば、従来例に比して「像のゆれ」を著しく
減少させ、また周辺部の非点収差の少ない、より装用感
、使用感のよい累進多焦点眼鏡レンズを提供することが
できる。

（本発明の原理説明） 第１図は本発明に係る累進多焦点眼鏡レンズの累進屈折
面を模式的に示した斜視図である。本実施例では累進屈
折面はレンズの前側屈折面として構成され、後側屈折面
は球面またはトロイダル面として構成される。これによ
りレンズの球面屈折力や円柱屈折力、円柱軸角度は後側
屈折面の曲率半径を変化させることにより決めら′れる
。なお本発明は逆に前側屈折面を球面またはトロイダル
面とし、後側屈折面を累進屈折面としてもよい。以下、
の説明は上述したように前側屈折面を累進屈折面とした
場合につき説明し、第１図にはその累進屈折面のみを図
示している。

第１図において、説明を理解しやすくするためにへの部
分は遠用部、Ｃの部分は近用部、Ｂの部分は中間累進帯
、Ｄの部分は周辺部と便宜的に区分するが、本発明にお
いては、この各部分毎に従来例のようにその面形状がそ
れぞれ一つ一つの関数として与えられるものではなく、
累進屈折面Ｓ全体が以下に記述する一つの関数としてあ
たえられる。

今、第１図に示すように、累進屈折面にＸ−Ｙ−Ｚの３
次元座標系を考える。累進屈折面Ｓ上の点のＺの値は、
Ｚ＝ｆ（ｘ・ｙ）とい、うＸとｙの関数として与えられ
る。このことは、逆にＺ＝ｆ　（ｘ−ｙ）として与えら
れるＺを連続的に結びつけることにより面Ｓの形状は一
義的に決定できることになる。

一般に曲面は、 というｎ次のべき関数として表現できる。このように累
進屈折面を一つの関数としてとらえることの利点は、そ
の面形状が滑らかになり、非点収差を減少でき、像のゆ
れを著しく押えることが出来ることである。しかし、上
記関数においてもその次数ｎが小さすぎると、Ｂｌ、ｃ
ｉ、すなわち中間累進帯と近用部が形成出来ないし、逆
に次数ｎを大きくすると、光学的滑らかさが少なくなり
、非点収差の発生が多くなる。

そこで、次に最適な次数ｎの範囲につき具体的実施例を
示す。まず上述した一つの関数として得られた累進屈折
面を有するレンズの非点収差評価法について述べる。

第２ａ図はその評価法を模式的に示す図である。

この評価法は眼鏡レンズＬを通過し、被装用眼Ｅの回旋
点Ｑを通過する光線ｌについて以下の式で非点収差を計
算するものである。

第２ｂ図は屈折面Ｒへの入射光線ｌと屈折光線１′との
関係を示す座標系である。面Ｒの法線Ｎを、Ｚ軸とする
直交座標系ｘ−ｙ−ｚ、入射光線ｌの入射方向をＺ軸と
する直交座標系ｘ−ｙ−ｚ。

曲Ｒにより屈折された入射光線βの屈折光線１′屈折面
番号をｊ　（ｊ＝１，２・・ｎ：眼鏡レンズの場合はｊ
＝１．２）とする と は ＫＩＩＪ　（ｗ）＝　ＴＪ　ＣｏＳ”ΦＪ　（’）Ｋ　
＋　＋　Ｊ（ｉ）／ｃｏｓ’Φ１（Ｗ）＋ΩｊＫＩＩＪ
　／ｃｏｓ”ΦＪ　（Ｗ）一方、捩率τ、（Ｗ）は、 ｒｊ（ｗ）　　＝　ｒｊｒ）　（ｉ）ｃｏｓΦＪ　（ｉ
）　　／ｃｏｓΦｊ（ｗ）＋ΩＪ　　ｒｊ／ｃｏｓ”Φ
Ｊ　　（ｗ）として、それぞれ表わされる。次に、上記
各成分をもとに微分幾何学を使って主曲率を求める。ま
４τ”Ｊ（Ｗ）） ＫＳｉ（ｗ）　　はそれぞれ にΦＪ　（ｗ）　　＝ＨＪ　（ｗ）　　＋ξＪ　（ｗ）
ξＳＪ　（ｗ）　　＝ＨＪ　（ｗ）　　−ξ、（ｗ）と
して表わされる。また、主曲率の傾きはｓｉｇｎ　（τ
Ｉ（ｗ）） として表わされる。この第ｊ番目の屈折面Ｒ１を射出し
た光線β′を入射光線としてｊ＋１番目の屈折面に対し
ても上記と同様の演算を実行し、最終屈折面における極
値にΦ（ｗ）、ＫＳ　（ｗ）から、最終面の射出点から
の像距離は １／ｆｓ＝Ｋｓ　　（ｗ） １／ｆΦ＝にΦ　（Ｗ） として与えられ、像の非点収差Ａｓは Ａｓ＝　（１／　ｆ　ｓ−１／　ｆΦ）　Ｘ１００Ｏ（
単位：ディオプター） として求められる。

本願の薬進多焦点レンズにおける上記像距離１／ｆｓ、
１／ｆΦの光学的模式図を第２ｃ図に示す。Ｊ８目の屈
折面が一累進屈折面であり、（Ｊ＋１）８目の屈折面は
球面としである。本願ではＪ＝１．すなわち累進屈折面
が第１面、球面が最終面である２面構成である。

（従来の技術の評価） 第３図は上記の評価法にもとず〈従来の累進多焦点レン
ズの非点収差等布線を示している。ここで使用したレン
ズは、前側屈折面が累進屈折面であり、遠用部へを球面
（または非球面）、近用部Ｃを球面（または非球面）と
し中間累進帯部Ｂは近用加入度数に従い「へそ点」とな
るように構成し、周辺部りはこれらＡＳＢ、Ｃ各部をあ
る所定条件で滑らかにつないだ面形状をもっている。そ
の後側屈折面は曲率半径ｒｂ＝　１００ｍ／ｍであり、
レンズ中心厚はｔ　＝　２ｍ１ｍ　、レンズの屈折率Ｎ
　ｆ　＝１，５００　とし、そのレンズの遠用度数Ｓ＝
０．００デイオプター、近用加入度数へｄｄ＝２．００
ディオプターをもつレンズである。

第３図に示した等高線は被装用眼が回旋点を中心に回旋
し、レンズの種々の方向を通して遠方視したときの平行
入射光束によるレンズ面（累進屈折面）における使用光
束部分毎の非点収差量を結んだ等高線である。図中１．
０と附された等高線は非点収差が１．０デイオプターを
意味する。等高線は０．Ｌｏ、５．１．０．１．５．２
．０デイオプターのものを示した（０．１デイオプタ一
等高線は近用部Ｃのもののみを示した。以下同じ）。こ
の第３図の結果から、この従来型のレンズは、遠用ＨＡ
はその大部分が非点収差がゼロとなり、近用部Ｃも狭い
範囲内ではあるが非点収差はゼロの領域をもっている。

それに比較して周辺部りは最高２．０デイオプターまで
の非点収差が現われ、各等高線の遊びも大きく乱れてい
る。このことより周辺部りの面形状は著しく悪いものと
なっていることがわかる。

（第１実施例） 第４図は本発明に係る累進多焦点眼鏡レンズの第１の実
施例の非点収差等布線図である。第１の実施例は、前述
の従来例と同様に前側屈折面を累進屈折面としその面形
状は前記第（１）式の１次べき関数において次数ｎをｎ
＝１０とした面形状で構成される。他の構成ファクター
すなわち後側屈折面の曲率半径ｒｂ　、中心厚ｔルンズ
の屈折率、ＮＩｌ、近用加入度数＾ｄｄ及び遠用度数Ｓ
は上述の従来例と同じ値をもつ（以下第２ないし第４実
施例についても次数ｎのみ変化させ、他の構成ファクタ
ーは従来例と同じとする）。

ここで第４図の本願第１実施例の非点収差等高線を第３
図の従来例のそれとを比較すると、周辺部りの非点収差
（各等高線の走る面積）が少ないことが理解できる。ま
た各等高線間の間隔を広く、その走り方も滑らかであり
、このことより面形状が極めて滑らかであることが明瞭
にわかる。

眼鏡レンズ、特に累進多焦点レンズの評価では、前述し
たように生理学的な評価が必要となる。例えば、視力１
．２の人にＣ＝　＋　１．０デイオプターの円柱レンズ
を装用させて視力を測定すると、その人の視力は０．７
〜０．８程度に低下するが、決してゼロにはならない。

本発明者は種々の装用テストの結果 ■　非点収差が０．２５〜０．５０デイオプターでは装
用者に不快感を与えない。

■　非点収差を徐々に加入すること（非点収差の等高線
間隔がゆるやかに変化する）は装用者に違和感を与えな
い。

■　像が非合焦状態であることを知覚できるのは非点収
差が１．０デイオプタ一前後である。

以上の生理学的な装用テスト結果から、第３図と第４図
を比較すると、本発明（第４図）は、近用部Ｃの上方に
おいて累進帯部Ｂの近くで従来例同様０．５０デイオプ
ターと数点収差等高線が狭くなるが、装用老眼の瞳径（
例えば４　ｍ／ｍ中）を考慮ずれば０．５０デイオプタ
ーの非点収差は生理学的に問題とならない。このことは
、従来例において理想的な非点収差ゼロのへそ点構成の
面を使用しても、累進帯中で遠用光線中心から１５ｍ／
ｍの位置で加入度２．０デイオプターのレンズを考えた
場合、瞳径を４　ｍ／ｍ中とすると、装用眼の瞳はその
上部と下部とで （２，００／　ｌ　５）　Ｘ４＝０．５３０ｐｔｒの屈
折力の違いを有するにもかかわらず生理学的になんら問
題にならなかったことからも、本願の累進帯部の０．５
０デイオプターの非点収差は問題にならないことが裏付
けされる。

累進帯部の周辺の非点収差等高線は、従来例（第３図）
に比して本発明（第４図）の方がなだらかな傾斜をもっ
ており、特に非合焦状態の評価境界となる１、　０デイ
オプターの非点収差は著しく改良されている。また、近
用部Ｃも、光学的に０．５デイオプタ一非点収差等高線
で比較すると、従来例（第３図）の方が広いように思わ
れるが前述したように生理学的観点から見れば本発明（
第４図）の方が非点収差等布線の傾斜及び分布が滑らか
となり広い近用視野として知覚できる長所を有する。し
かし、０．１デイオプターの等高線領域内（ゼロディオ
プター領域：斜線部）は従来例に比して狭くなっている
。これは次数ｎが小さいためである。

次に、「像のゆれ」について本発明を従来例と比較する
。本発明では、「像のゆれ」評価に球面収差スポット法
という新しい評価方法を確立して利用した。この球面収
差スポット法は、従来球面レンズの収差状態を見るため
の方法として応用されたものであるが、第５図に模式的
に示すように被検レンズＬの全面に平行光線を入射させ
、レンズ後面から一定距離Ｐ′の所でその光線のスポッ
トダイアフラムを見るという方法である。これを上述の
従来例や本実施例のように遠用度数０．００デイオプタ
ー、近用加入度２．００デイオプターのレンズの評価に
利用する場合、評価面を図示のように例えばＰ　’　＝
　５００ｍ／ｍ　にとれば、近用光学中心を通る光線の
みが評価面上に収束され、周辺部、累進帯部、遠用部と
近用光学中心から遠ざかるにしたがって、拡散の程度が
大きくなるスポットダイヤグラムが得られる。そして、
このスポットの拡散の不規則性が面形状の滑らかさの低
いことを示す。そしてこのスポットダイヤグラムの不規
則性と装用テストによる「像のゆれ」の知覚量との間に
は相関関係があることが本発明者の装用テストかられか
った。

第６Ａ図は評価面距離Ｐ’＝４００の場合の、第６Ｂ図
は評価面圧！ＩＰ’＝５００の場合の従来例のスポット
ダイヤグラムをそれぞれ示している。

また、第７Ａ図、第７Ｂ図はそれぞれ評価面距離Ｐ　’
　＝　４００ｍ／ｍ　ＳＰ　’　＝　５００ｍ／ｍの本
発明によるレンズのスポットダイヤグラムを示している
。

これら第６八図ないし第７Ｂ図から本発明は従来例に比
して周辺部の面形状が極めて滑らかであり、このことは
、「像のゆれ」が極めて少ないということを示している
。

（第２実施例） 第８Ａ図は、第（１）式の次数ｎをｎ＝１６とじたとき
の非点収差等布線図であり、第８Ｂ図はこの第２実施例
における球面収差スポットダイヤグラムを示している。

この第２実施例では近用部Ｃにおける０、１デイオプタ
ー以下の非点収差分布が比較的狭くなっている。レンズ
メーターで近用部の屈折力を光学的に測定する場合、０
．１デイオプタ一以上の非点収差は視覚できるため０．
１デイオプターの範囲が狭いことは欠点となる。近用部
の非点収差分布は次数が低くなるにしたがって低ディオ
プターの非点収差領域が狭くなり、生理学的には問題な
いが光学的には、次数ｎ＝１６が実用上の下限と言える
。また、第８Ｂ図に示すように、スポットダイヤグラム
からも周辺部から遠用部にかけ、少し湾曲した分布をも
ち「像のゆれ」が少しあることがわかる。

（第３実施例） 第９Δ図は、本発明の第３の実施例を示すもので第（０
式の次数ｎをｎ＝２０として、ｒｂ＝　１００ｎ／ｍ　
、　Ｓ＝０．００デイオプター、ｔ＝２ｍ／ｍ　５Ａｄ
ｄ＝２．００デイオプター、Ｎ　１　＝　１．５００で
ある、累進屈折面を構成したレンズの非点収差等高線図
であり、第９Ｂ図は、そのスポットダイヤグラムである
。

なお、本実施例における係数ａ　　は第１１図αβ に示す値をもつ。第１１図は横行にαの値を縦列にβの
値を示し、これら各α、βの組合せで表わ例えばα＝２
、β＝３で与えられる係数ａ２３は、ａ２．＝−０，５
１２ｘｌ　Ｏ”　＝−５１，２であることを示している
。本発明の累進屈折面は、第１１図この第３実施例は、
第２実施例に比して近用部の０．１デイオプタ一非点収
差等高線領域が広くなり、生理学的にはもちろん光学的
にも十分実用になると言える。また、第９Ｂ図のスポッ
トダイヤグラムのスポット分布状態も極めて滑らかで、
「像のゆれ」が極めて少ないことが理解できる。

（第４実施例） 第１０Ａ図は第（１）式において次数ｎをｎ＝２４とし
た累進屈折面をもつレンズの非点収差等布線図であり、
第１０Ｂ図はそのレンズのスポットダイヤグラムである
。

近用部Ｃの０．１デイオプタ一非点収差等高線の広さは
第３実施例よりさらに広くなっているが、周辺部りにお
ける非点収差等布線の分布が第１ないし第３実施に比し
て悪化しており、周辺部の面形状の滑らかさの低下と、
非点収差量の増大がわかる。このことは第１０Ｂ図のス
ポットダイヤグラムのスポット分布にも明確に表われ、
「像のゆれ」が多いことがわかる。この周辺部の非点収
差の増加と「像のゆれ」の増加は次数がより高くなるに
従って顕著となり、光学的及び生理学的な実用限界は次
数ｎ＝２４と言える。

なお、係数ａ　　については、近用加入度数αβ Ａｄｄや、後側屈折面のカーブ値（曲率半径ｒｂ　）す
なわち遠用度数Ｓ及び／または円柱度数やその軸角度や
、累進屈折面の次数ｎによって変化する。

きくなる。次数ｎを１０≦ｎ≦２４とするときの１３０
はすべて一１０２≦ａ０３、ａｄ２、ａ２＋　　Ｏｒａ
、。≦１０２の係数を持つことを示している。なお、本
発明の累進屈折面は偶関数で構成されるため、前述した
ようにαが奇数であるａ１２　　はａ１２−〇の係数値
をとる。表２はこの場合も含めて表わしていると解釈さ
れたい。また、非点収差除去の観点からみると、第（１
）式の次数ｎの方が非点収差量はそれ程度化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、累進屈折面と座標系との関係を示す説明図、
第２図は本発明の非点収差評価法を説明するための図、
第３図は比較従来例の非点収差等高線図、第４図は本発
明の第１の実施例の非点収差等高線図、第５図は球面収
差スポットダイヤグラム法を説明するための図、第６Ａ
図、第６Ｂ図は従来例のスポットダイヤグラム、第７Ａ
図、第７Ｂ図は第１実施例のスポットダイヤグラム、第
８Ａ図は本発明の第２の実施例の非点収差等高線図、第
８Ｂ−はそのスポットダイヤグラム、第９Ａ図は本発明
の第３の実施例の非点収差等高線図、第９Ｂ図はそのス
ポットダイヤグラム、第１０Ａ図は本発明の第３の実施
例の非点収差等高線図、第１０Ｂ図はそのスポットダイ
ヤグラム、第１ＩＬ・・・・・・レンズ、Ｓ・・・・・
・累進屈折面、Ａ・・・・・・遠用部、Ｂ・・・・・・
中間累進帯部、Ｃ・・・・・・近用部、Ｄ・・・・・・
周辺部。 第２八図 第２０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）前側屈折面と後側屈折面のいずれか一方の屈折面
   は、遠用部、近用部、さらに該遠用部より該近用部に面
   の屈折力が連続的に変化する中間累進帯部を有する非球
   面で構成され、他の屈折面は球面またはトロイダル面と
   して構成された累進多焦点レンズにおいて 前記非球面を Ｚ＝Σ＾α＾＋＾β＾＝＾ｎ＿０≦α，β≦ｎ　ａ＿α
   ＿β・ｘ＾α・ｙ＾β（ａ＿α＿β：係数） １０≦ｎ≦２４ であり、ａ＿α＿βの範囲が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ として表わされる偶関数のｎ次べき関数で構成されてい
   ることを特徴とする累進多焦点眼鏡レンズ。
2. （２）上記次数ｎは、１６≦ｎ≦２４であることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の累進多焦点眼鏡
   レンズ。