JP2016004178A - レンズ設計方法、レンズ製造方法、レンズ設計プログラム、及びレンズ設計システム - Google Patents

Abstract

【課題】眼鏡レンズの各位置における厚みの自由度が高いレンズ設計方法を提供する。
【解決手段】レンズ設計方法は、累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合うように変化させ、複数組のカーブデータを算出すること（Ｓ４）と、算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出すること（Ｓ６）と、を含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンズ設計方法、レンズ製造方法、レンズ設計プログラム、及びレンズ設計システムに関する。

累進屈折力レンズは、遠用部と近用部とを有する眼鏡レンズなどに利用されている（例えば、下記の特許文献１から特許文献７参照）。累進屈折力レンズには、外面累進レンズ、内面累進レンズ、両面累進レンズなどが含まれる。一般的に外面累進レンズは、眼球側の面を球面に設計し、物体側の面を累進面に設計したレンズであり、内面累進レンズは、物体側の面を球面に設計し、眼球側の面を累進面に設計したレンズである。両面累進レンズは、物体側の面と眼球側の面を、それぞれ、累進面に設計したレンズである。乱視処方の装用者に対してはいずれの場合も、眼球側の球面もしくは累進面に、円柱面もしくはトーリック面を足し合わせた面とすることにより乱視矯正の機能を持たせている。

このような眼鏡レンズは、一般的に、セミフィニッシュレンズを使って製造される。セミフィニッシュレンズは、例えば内面累進レンズの場合、物体側の球面は所定の度数範囲（ベースカーブ区分）においては固定された一定のカーブ値をもつ面である。また外面累進レンズ、あるいは両面累進レンズの場合、物体側の面は所定の度数範囲において、一定のカーブ値の球面と一定の加入度の累進面を足し合わせた面である。いずれの場合も、物体側の面はこれ以上加工されない基準面である。この物体側の面を基準として装用者の処方（遠用度数、近用度数、乱視度数、プリズム等）から加工すべき眼球側の面が計算され、加工される。この加工される眼球側の面（補正面）は単に累進面とトーリック面との足し合せのみならず、場合によっては非点収差の抑制などの補正も考慮して計算された複雑な面であるが、フリーフォーム加工技術の進歩により現在では加工可能となっている。

特開２０１３−２１７９４８号公報 特開２０１０−９６８５４号公報 国際公開第２０１１／０３０６７３号 特開２００６−３９５２６号公報 特開２００４−４４３６号公報 特開２０１２−１３７４２号公報 国際公開第２００７／０１０８０６号

ところで、セミフィニッシュレンズを用いた場合、眼球側の面の設計は物体側の面の設計に依存することになるが、基準面の形状がベースカーブ区分で定められることにより、補正面の設計にどうしても制限が生じてしまう。その結果、眼鏡レンズの各位置における厚みの自由度が低くなるという問題点があった。本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、眼鏡レンズの各位置における厚みの自由度が高いレンズ設計方法、レンズ製造方法、レンズ設計プログラム、及びレンズ設計システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組のカーブデータを算出することと、算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出することと、を含むレンズ設計方法が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のレンズ設計方法によって累進屈折力レンズを設計することと、設計に従って累進屈折力レンズを製造することと、を含むレンズ製造方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、コンピュータに、累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組のカーブデータを算出することと、算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出することと、を実行させるレンズ設計プログラムが提供される。

本発明の第４の態様に従えば、累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組のカーブデータを算出する第１算出部と、第１算出部により算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出する第２算出部と、を含むレンズ設計システムが提供される。

本発明によれば、眼鏡レンズの各位置における厚みの自由度が高いレンズ設計方法、レンズ製造方法、レンズ設計プログラム、レンズ設計システム、及びレンズ設計システムを提供することができる。

眼鏡レンズの一例を示す図である。 本実施形態に係るレンズ設計システムを示すブロック図である。 厚みの条件の指定方法を示す説明図である。 設計条件の一例を示す概念図である。 本実施形態に係るレンズ設計方法を示すフローチャートである。 カーブを変化させた複数のレンズを示す図である。 図６のレンズの諸元を示す図である。

以下、図面を参照しつつ実施形態について説明する。図１は、眼鏡レンズＧＬの一例を示す図である。図１（Ａ）は、眼鏡レンズＧＬの平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（Ｃ）は、眼鏡レンズＧＬとレンズブランクとの関係を示す平面図である。

図１（Ａ）に示すように、眼鏡レンズＧＬは、平面視で眼鏡フレームＦの形状に近似する形状に形成されたレンズである。図１の眼鏡レンズＧＬの平面形状は、トラック状であるが、円形や楕円形、ひし形などの他の形状であってもよい。なお、図１には左眼用の眼鏡レンズＧＬを示したが、右眼用の眼鏡レンズについては、左眼用と左右対称的であるので、その説明を省略する。

眼鏡レンズＧＬは、例えばプラスチックやガラスなどによって形成される。眼鏡レンズＧＬは、所定の光学中心Ｐを有している。光学中心Ｐは、装用者のフィッティングポイントに一致する位置に形成されている。フィッティングポイントは、眼鏡レンズＧＬを装用したときの装用者の瞳位置（アイポイント）である。このアイポイントは、装用者が水平視した状態でのレンズ上の視線位置のことである。また、眼鏡レンズＧＬには、幾何中心Ｑが設定される。

本実施形態において、眼鏡レンズＧＬは、遠用部Ｌｆおよび近用部Ｌｎを含む累進屈折力レンズである。本実施形態においては、光学中心Ｐよりも装用時の上端側を遠用部Ｌｆ、光学中心Ｐよりも装用時の下端側を近用部Ｌｎとする。遠用部Ｌｆと近用部Ｌｎとの境界付近は、累進部とされるが、本実施形態において、累進部のうち光学中心Ｐよりも上端側は遠用部Ｌｆに含まれるとし、累進部のうち光学中心Ｐよりも下端側は近用部Ｌｎに含まれるとする。累進屈折力レンズは、例えば両面累進レンズであるが、外面累進レンズまたは内面累進レンズであってもよい。

図１（Ｂ）に示すように、眼鏡レンズＧＬは、凸形状に形成された物体側の表面Ｌａと、凹形状に形成された眼球側の裏面Ｌｂとを有している。本実施形態において、表面Ｌａおよび裏面Ｌｂは、それぞれ、装用者の処方に合わせてレンズブランクＬＢの両面を切削研磨などの形状加工することで、形成されている。本実施形態において、眼鏡レンズＧＬの表面Ｌａおよび裏面Ｌｂは、それぞれ、フリーフォーム（自由曲面）加工により成形されている。

レンズブランクＬＢは、レンズブロックなどと呼ばれることもあり、眼鏡レンズＧＬのもとになるレンズである。レンズブランクＬＢは、切削研磨などの形状加工によって、眼鏡レンズＧＬへ成形される。したがって、レンズブランクＬＢは、眼鏡レンズＧＬと同一の材料、例えばプラスチックやガラスなどによって形成される。図１（Ｃ）に示すように、レンズブランクＬＢは、平面視で円形に形成されたレンズである。レンズブランクＬＢは、幾何中心Ｏを有している。

なお、眼鏡レンズＧＬは、セミフィニッシュレンズを利用して製造されたものでもよい。セミフィニッシュレンズは、表面Ｌａと裏面Ｌｂの一方の面が光学設計された基準面であり、他方の面がフリーフォーム加工などにより形状加工される補正面である。

ところで、眼鏡レンズには、受注可能な度数の上限と下限との間に、所定の範囲で分割した複数の度数範囲があり、各度数範囲はベースカーブ区分と呼ばれる。内面累進レンズは物体側の面が球面であるので、使用するセミフィニッシュレンズの種類は、このベースカーブ区分数と同じになる。外面累進レンズは物体側の面が累進面であるので、セミフィニッシュレンズの種類は、ベースカーブ区分数と加入度の種類の数との積になる。例えば、ベースカーブ区分数が３つであり、加入度が０．７５ｄｐから３．５０ｄｐまで０．２５ｄｐステップで受注できる場合、セミフィニッシュレンズの種類は、３×１２の３６種類になる。両面累進レンズは物体側の面と眼球側の面の両方で累進面を構成し、また眼球側の面は通常切削加工、研磨加工が行われるため、セミフィニッシュレンズの種類は外面累進レンズより少なくなる。

このようなセミフィニッシュレンズを利用して製造された眼鏡レンズは、基準面（例えば表面Ｌａ）の形状がベースカーブ区分で定められることにより、補正面（例えば裏面Ｌｂ）の設計に制限がある。ここで、レンズの厚みは、物体側の面と眼球側の面の差分で定まることから、ベースカーブ区分により定められた基準面に対して補正面を設計する場合、レンズの厚みの設計自由度が低くなる。そこで、本実施形態においては、処方値に合う条件下で表面Ｌａと裏面Ｌｂのそれぞれの形状（カーブ）を変化させ、レンズの厚みの条件を満たすカーブの組み合わせを選択可能とにした。

次に、本実施形態に係るレンズ設計システムについて説明する。図２は、本実施形態に係るレンズ設計システム１を示すブロック図である。

レンズ設計システム１は、情報処理装置２、入力装置３、及び表示装置４を備える。情報処理装置２は、装用者の処方値を使って、装用者の処方値に合った累進屈折力レンズの形状を算出する。入力装置３は、例えば、切替スイッチ、マウス、キーボート、タッチパネルなどである。入力装置３は、情報処理装置２による算出の条件、処方値などの情報を情報処理装置２に入力することに利用される。表示装置４は、例えば、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイである。情報処理装置２は、入力装置３を介して入力された情報、情報処理装置２による算出結果などの各種情報を、表示装置４に表示させる。

本実施形態に係る情報処理装置２は、第１算出部５、第２算出部６、抽出部７、記憶部８、及び通信部９を備える。

通信部９は、情報処理装置２の外部の装置と、有線または無線により通信可能である。通信部９は、情報処理装置２の外部の装置から、例えば処方値などの情報を受信可能である。記憶部８は、入力装置３を介して情報処理装置２に入力された情報と、通信部９を介して供給された情報の少なくとも一部を記憶する。記憶部８は、例えば、情報処理装置２による算出の条件、処方値などを記憶する。記憶部８に記憶されている情報は、第１算出部５、第２算出部６、及び抽出部７のそれぞれの処理に使われる。

第１算出部５は、与えられた条件を満たすカーブの複数の候補を算出する。第１算出部５は、カーブの複数の候補の算出に先立ち、算出に必要とされる条件を取得する。本実施形態において、第１算出部５は、装用者の処方値を取得する。

本実施形態において、処方値は、球面度数、加入度、乱視軸度、及び乱視度数を含むが、角膜頂点距離、利き目、近用作業距離の少なくとも１つを含んでいてもよい。以下の説明において、適宜、球面度数をＳで表し、加入度をＡｄｄ、乱視軸度をＡｘ、乱視度数をＣで表す。球面度数Ｓ、加入度Ａｄｄ、乱視度数Ｃの単位は、ディオプター（ｄｐ）であり、乱視軸度Ａｘの単位は度（ｄｅｇ）である。処方値は、入力装置３または通信部９を介して情報処理装置２に供給され、記憶部８に記憶される。第１算出部５は、記憶部８から処方値を読み出すことにより、処方値を取得する。

また、第１算出部５は、累進屈折力レンズの上の第１位置における厚みの条件を取得する。第１位置およびその厚みは、オペレータが任意に選択できるパラメータである。例えば、眼鏡レンズの縁厚は、眼鏡レンズの強度を確保する上で所定の値以上に設定され、この場合に、第１位置として縁が選択され、その厚みとして強度確保に必要とされる値が選択される。オペレータは、入力装置３を操作することにより、例えば累進屈折力レンズの縁の位置を指定し、この位置における厚みを指定できる。

また、眼鏡レンズの縁厚は、フレームの形態に応じて設定されることもある。例えば、フレームの一形態としてツーポイントと呼ばれるものがあり、ツーポイントにおいては、眼鏡レンズにおける耳側の端部および鼻側の端部に開けた穴にフレームが取り付けられる。このような形態においては、耳側の端部と鼻側の端部の少なくとも一方の厚みが、強度を確保できるように指定される。また、フレームの一形態として、眼鏡レンズを上端側で支持し、下端側で支持しない形態もある。このような形態においては、上端側の厚みが、強度を確保できるように指定される。また、眼鏡レンズの厚みは、装用者の希望により指定される場合がある。例えば、眼鏡レンズの厚みは、フレームからはみ出さないように指定される場合がある。なお、オペレータは、レンズの設計者であってもよいし、レンズの販売者であってもよく、レンズの装用者であってもよい。

図３は、厚みの条件の指定方法の一例を示す説明図である。情報処理装置２は、表示装置４に、累進屈折力レンズ１１と、眼鏡フレームＦとを重ねて表示する。オペレータは、入力装置３を操作することにより、表示装置４上のカーソル１２を第１位置として選択する位置に移動し、クリック操作などにより第１位置を指定することができる。情報処理装置２は、入力装置３になされた入力を検出することにより、第１位置の座標を取得できる。なお、厚みの条件の指定は、数値入力によっても可能である。

第１位置における厚みの条件は、入力装置３または通信部９を介して情報処理装置２に供給され、記憶部８に記憶される。第１算出部５は、第１位置における厚みの条件を記憶部８から読み出すことによって、第１位置における厚みの条件を取得する。

また、第１算出部５は、処方値および第１位置における厚みの条件を使って、累進屈折力レンズのカーブデータの複数の候補を算出する。累進屈折力レンズのカーブデータは、遠用部Ｌｆの表面Ｌａ側のカーブ値（表面遠用部カーブ）と、近用部Ｌｎの表面Ｌａ側のカーブ値（表面近用部カーブ）と、遠用部Ｌｆの裏面Ｌｂ側のカーブ値（裏面遠用部カーブ）と、近用部Ｌｎの裏面Ｌｂ側のカーブ値（裏面近用部カーブ）とを含むカーブ値の組で表される。本実施形態において、カーブ値は、曲率半径を屈折力に換算した値であり、単位はディオプター（ｄｐ）である。ｅ線に対するレンズ基材（レンズブランク）の屈折率をＩとし、曲率半径をＲ［ｍｍ］としたときに、カーブ値Ｃｉは、下記の式（１）で表される。
Ｃｉ＝（Ｉ−１．０）×１０００／Ｒ ・・・（１）

例えば、表面遠用部カーブＣｆ１は、表面Ｌａにおける遠用部Ｌｆの曲率半径を用いて、上記の式（１）により算出される。同様に、表面近用部カーブＣｎ１、裏面遠用部カーブＣｆ２、裏面近用部カーブＣｎ２は、それぞれ、表面Ｌａにおける近用部Ｌｎの曲率半径、裏面Ｌｂにおける遠用部Ｌｆの曲率半径、裏面Ｌｂにおける近用部Ｌｎの曲率半径を用いて式（１）により算出される。

遠用度数Ｓｆは、表面遠用部カーブＣｆ１から裏面遠用部カーブＣｆ２を引いた差分（Ｓｆ＝Ｃｆ１−Ｃｆ２）に相当する。また、近用度数Ｓｎは、表面近用部カーブＣｎ１から裏面近用部カーブＣｎ２を差し引いた差分（Ｓｎ＝Ｃｎ１−Ｃｎ２）に相当する。加入度Ａｄｄは、近用度数Ｓｎから遠用度数Ｓｆを差し引いた差分（Ａｄｄ＝Ｓｎ−Ｓｆ）に相当する。

第１算出部５は、処方値に合う条件下でカーブデータに含まれる値を変化させ、複数の候補（カーブデータ）を算出する。本実施形態において、表面遠用部カーブ、表面近用部カーブ、裏面遠用部カーブ、及び裏面近用部カーブのそれぞれには、処方値に応じた上限値および下限値が設定されている。カーブデータに含まれるカーブ値の少なくとも一つは、処方値によっては定数（固定値）の場合があり、この場合に、下限値は上限値と同じ値で表される。

第１算出部５は、上限値と下限値とが一致しない項目のカーブ値を、上限値と下限値との間で変化させる。第１算出部５は、カーブ値を所定の刻み幅（変化ステップ）で変化させる。本実施形態において、カーブ値の上限値、下限値、及び変化ステップを、適宜、設計条件という。本実施形態において、設計条件は、球面度数、加入度、乱視軸度、及び乱視度数の処方値のそれぞれを引数とする表関数で表され、記憶部８に記憶されている。第１算出部５は、記憶部８から設計条件を読み出して、設計条件を取得する。

図４は、設計条件の一例を示す概念図である。図４の例において、設計条件は、乱視軸度Ａｘおよび加入度Ａｄｄを引数とする複数のシートＤｓに分類されている。乱視軸度Ａｘは、例えば、０°以上６０以下の範囲、６１°以上１２０°以下の範囲、１２１°以上１８０°以下の範囲に分類される。加入度Ａｄｄは、例えば、０．２５から４．００の範囲に０．２５の幅ごとに分類される。

図４の例において、各シートは、球面度数Ｓ（遠用度数）および乱視度数Ｃを引数とする複数のセルＤｃに分類されている。球面度数Ｓは、例えば、＋８．００以下の範囲で０．２５の幅ごとに分類される。乱視度数は、０．００以下の範囲で０．２５の幅ごとに分類される。各セルには、表面遠用部カーブ、表面近用部カーブ、裏面遠用部カーブ、及び裏面近用部のそれぞれの上限値および下限値が格納されている。本例においては、上限値および下限値と同じセルに、カーブ値を変化させる際の変化ステップも格納されている。

この変化ステップは、処方値に応じた可変値であってもよいし、処方値によらずに固定値であってもよい。変化ステップは、上限値と下限値に応じて設定されていてもよい。例えば、上限値と下限値の差が大きいセルにおいて、上限値と下限値の差が小さいセルと比較して、変化ステップが大きく設定されていてもよい。

このような設計条件のデータベースから、第１算出部５は、処方値に合った設計条件を記憶部８から読み出す。ここでは、与えられた処方値の乱視軸度Ａｘが０°以上６０°以下、加入度Ａｄｄが４．００（ｄｐ）、球面度数Ｓが４．００（ｄｐ）、乱視度数Ｃが−４．００（ｄｐ）であったとする。第１算出部５は、乱視軸度Ａｘが０°以上６０°以下、加入度Ａｄｄが４．００（ｄｐ）のシートＤｓを選択し、このシートＤｓのうち球面度数Ｓが４．００（ｄｐ）、乱視度数Ｃが−４．００（ｄｐ）のセルに格納されている設計条件を読み出す。

この例において、表面遠用部カーブＣｆ１の下限値は６であり、表面近用部カーブＣｎ１の下限値は６、裏面遠用部カーブＣｆ２の下限値は２、裏面近用部カーブＣｎ２の下限値は−２である。また、表面遠用部カーブＣｆ１の上限値は６であり、表面近用部カーブＣｎ１の上限値は１２、裏面遠用部カーブＣｆ２の上限値は２、裏面近用部カーブＣｎ２の上限値は４である。また、変化ステップは、０．２５である。

この例においては、表面遠用部カーブＣｆ１の上限値と下限値が同じ（６）であり、裏面遠用部カーブＣｆ２の上限値と下限値が同じ（２）である。そのため、第１算出部５は、表面遠用部カーブＣｆ１および裏面遠用部カーブＣｆ２を変化させない。第１算出部５は、表面近用部カーブＣｎ１と裏面近用部カーブＣｎ２の一方のパラメータを、上限値と下限値との間において、設計条件に定められた変化ステップで変化させる。また、第１算出部５は、上記の一方のパラメータを変化させた際に、表面近用部カーブＣｎ１と裏面近用部カーブＣｎ２の他方のパラメータを、処方値に合うように算出する。

例えば、第１算出部５は、表面近用部カーブＣｎ１を、下限値（６）から変化ステップ０．２５で上限値（１２）を超えない範囲で変化させる。すなわち、第１算出部５は、表面近用部カーブＣｎ１を６．００から、６．２５、６．５０、・・・１１．７５、１２．００のように変化させる。

ここで、表面遠用部カーブＣｆ１から裏面遠用部カーブＣｆ２を差し引いた差分（Ｃｆ１−Ｃｆ２）は、球面度数Ｓ（遠用度数Ｓｆ）に相当する。図４に拡大して示したセルにおいて、球面度数Ｓは４であり、表面遠用部カーブＣｆ１が６、裏面遠用部カーブＣｆ２が２である。また、近用度数Ｓｎは、遠用度数Ｓｆと加入度Ａｄｄの和であり、遠用度数Ｓｆが４、加入度Ａｄｄが４である場合に、近用度数Ｓｎが８になる。

近用度数Ｓｎは、表面近用部カーブＣｎ１から裏面近用部カーブＣｎ２を差し引いた差分（Ｃｎ１−Ｃｎ２）であるので、表面近用部カーブＣｎ１が正の整数ｍに対して、Ｃｎ１＝６．００＋０．２５×ｍである場合に、裏面近用部カーブＣｎ２は、Ｃｎ２＝−２．００＋０．２５×ｍとなる。このように、第１算出部５は、処方値に合ったカーブデータを算出する。第１算出部５は、算出したカーブデータを記憶部８に記憶する。

なお、図４の例において、表面遠用部カーブＣｆ１および裏面遠用部カーブＣｆ２は固定値であるが、上限値と下限値が一致しない場合に、処方値の球面度数Ｓ（遠用度数Ｓｆ）に対して、Ｓｆ＝Ｃｆ１−Ｃｆ２を満たすように、変化させてもよい。また、表面遠用部カーブＣｆ１および裏面遠用部カーブＣｆ２を変化させ、変化させた値に対して、表面遠用部カーブＣｆ１および裏面遠用部カーブＣｆ２を変化させてもよい。

なお、設計条件を示すデータのデータ構造は、適宜変更可能である。例えば、図４においては、乱視軸度Ａｘおよび加入度Ａｄｄを一組のタグとしているが、乱視軸度Ａｘにより分類される階層は、加入度Ａｄｄにより分類される階層と別の階層であってもよい。また、球面度数Ｓにより分類される階層は、乱視度数Ｃにより分類される階層と別の階層であってもよいし、乱視軸度Ａｘにより分類される階層、または加入度Ａｄｄにより分類される階層と同じ階層であってもよい。同様に、乱視度数Ｃにより分類される階層は、乱視軸度Ａｘにより分類される階層、または加入度Ａｄｄにより分類される階層と同じ階層であってもよい。また、乱視軸度Ａｘ、加入度Ａｄｄ、球面度数Ｓ、乱視度数Ｃの刻み幅は、適宜変更できる。

なお、第１算出部５は、累進屈折力レンズが取り付けられるフレームの形状情報、及び装用者情報の少なくとも一部を使って、カーブデータを変化させてもよい。この装用者情報は、装用者の角膜頂点距離、利き目、及び近用作業距離の少なくとも一つの情報を含む。

図２の説明に戻り、第２算出部６は、第１算出部５により算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出する。

第２位置は、オペレータが任意に選択できるパラメータである。例えば、第１位置の厚みが所定の条件を満たした上で、第２位置の厚みが最も薄くなるように、あるいは所定値に近くなるように、レンズ形状を設定したという要望がありえる。このような場合に、第２位置は、厚みを制御したい位置（厚みの制御の対象となる位置）に設定される。第２位置は、例えば、累進屈折力レンズの光学中心に設定される。また、第２位置は、例えば、累進屈折力レンズのエッジ（縁）に設定される。第２位置は、光学中心とエッジのいずれとも異なる位置に設定されてもよい。

オペレータは、例えば入力装置３を介して、第２位置の位置を入力できる。第２位置の指定方法は、例えば図３を参照して説明した方法と同様であってもよいし、数値（座標）を入力する方法であってもよい。入力装置３から情報処理装置２に入力された第２位置は、記憶部８に記憶される。第２算出部６は、記憶部８から第２位置を読み出して、第２位置の厚みを算出する。

ここで、第１位置が装用時の下端の位置とする。本実施形態において、第２算出部６は、第１算出部５が算出した各カーブデータに対応する実寸値を算出する。例えば、第２算出部６は、第１算出部５により算出された表面近用部カーブＣｎ１の値を上記の式（１）に照らして演算することにより、表面Ｌａにおける近用部Ｌｎの曲率半径を算出する。また、第２算出部６は、第１算出部５により算出された裏面近用部カーブＣｎ２の値を上記の式（１）に照らして演算することにより、裏面Ｌｂにおける近用部Ｌｎの曲率半径を算出する。そして、第２算出部６は、装用時の下端において、近用部Ｌｎの表面Ｌａと裏面Ｌｂとのギャップ（厚み）が指定値になるように、近用部Ｌｎの表面Ｌａと裏面Ｌｂのそれぞれの位置を決定する。

また、第２算出部６は、表面遠用部カーブＣｆ１、裏面遠用部カーブＣｆ２のそれぞれについても同様に、上記の式（１）に照らして演算することにより、遠用部Ｌｆの表面Ｌａおよび裏面Ｌｂのそれぞれの実寸値を算出する。そして、近用部Ｌｎの表面Ｌａと遠用部Ｌｆの表面Ｌａが連続する条件を満たすように、遠用部Ｌｆの表面Ｌａの位置を決定する。また、近用部Ｌｎの裏面Ｌｂと遠用部Ｌｆの裏面Ｌｂが連続する条件を満たすように、遠用部Ｌｆの裏面Ｌｂの位置を決定する。

以上のようにして、第２算出部６は、一組のカーブデータに対して、遠用部Ｌｆの表面Ｌａの位置および裏面Ｌｂの位置、並びに近用部Ｌｎの表面Ｌａの位置および裏面Ｌｂの位置を決定する。そして、第２算出部６は、決定した各面の位置の情報から、第２位置における厚みを算出する。また、第２算出部６は、他のカーブデータに対しても同様に、第２位置における厚みを算出する。第２算出部６は、カーブデータと、このカーブデータにおける第２位置の厚みとを関連付けて、記憶部８に記憶させる。

なお、第２算出部６は、第１算出部５が算出したカーブデータに加えて、付加情報を加味して累進屈折力レンズの表面Ｌａと裏面Ｌｂの少なくとも一方の形状を設定してもよい。付加情報は、例えば、偏心位置、累進帯長、加入度分布情報、遠点、近点、基準中心厚の少なくとも一つを含む。

偏心位置は、光学中心Ｐと幾何中心Ｑとのずれ量を示す情報である。累進帯長は、累進部の長さの情報である。加入度分布情報は、加入度の面分布を示す情報である。遠点は、装用者のピント合わせの調整力を発揮していない場合にピントが合う位置の情報である。近点は、装用者のピント合わせの調整力を最大に発揮した場合にピントが合う位置の情報である。基準中心厚は、中心厚の基準値を示す情報である。

抽出部７は、第２位置における厚みが所定の条件を満たすカーブデータを抽出する。所定の条件は、例えば最小となる条件である。抽出部７は、複数組のカーブデータと、各カーブデータにおける第２位置の厚みを読み出す。そして、抽出部７は、第２位置の厚みの最小値を検出（検索）するとともに、最小値の第２位置の厚みに関連付けられたカーブデータを抽出する。また、所定の条件は、例えば指定値に最も近くなる条件であってもよい。この場合に、抽出部７は、指定値に最も近い第２位置の厚みを検出するとともに、検出された第２位置の厚みに関連付けられたカーブデータを抽出する。抽出部７は、抽出したカーブデータおよび第２位置の厚みを記憶部８に記憶させる。

情報処理装置２は、記憶部８に記憶されている情報を、表示装置４に表示させることができる。情報処理装置２は、第１算出部５の算出結果、第２算出部６の算出結果、抽出部７の抽出結果の少なくとも一つを表示装置４に表示可能である。例えば、オペレータは、入力装置３を操作して各種結果（情報）の表示を要求する指令を、情報処理装置２に供給できる。情報処理装置２は、指令に応じて、要求された情報を表示装置４に表示させる。例えば、情報処理装置２は、第２算出部６の算出結果により、第２位置の厚みが最小となるカーブデータを表示装置４に表示させることができる。また、情報処理装置２は、第２算出部６の算出結果により、第２位置が指定値に最も近くなるカーブデータを表示装置４に表示させることができる。

また、情報処理装置２は、記憶部８に記憶されている情報を、通信部９を介して外部の装置へ装置することができる。図２において、情報処理装置２の通信部９は、情報処理装置２０の通信部２１と通信可能に接続されている。この情報処理装置２０は、例えばレンズの供給先に設けられ、受注端末などに利用できる。

情報処理装置２０には、入力装置２２および表示装置２３が併設されている。情報処理装置２０は、例えば図３に示した手法により、累進屈折力レンズを表示装置２３に表示させる。情報処理装置２０は、処方値、第１位置、第１位置の厚みの条件、第２位置、及び第２位置における厚みの条件などの情報の入力を、入力装置２２を介して受け付ける。情報処理装置２０は、入力装置２２を介して取得した情報を、通信部２１を介して情報処理装置２に送信する。情報処理装置２は、例えばレンズの供給元に設けられ、情報処理装置２０から受信した情報を使って、処方値に合うとともに第１位置の厚みの条件を満たす複数組のレンズセットを算出する。情報処理装置２は、例えば算出した複数組のレンズセットの情報を、通信部９を介して情報処理装置２０に送信する。

情報処理装置２０は、情報処理装置２から受信した情報により、複数組のレンズセットの情報を表示装置２３に表示させる。情報処理装置２０のオペレータは、表示装置２３に表示されている複数組のレンズセットの情報から、所望のレンズセットを選択できる。選択したレンズセットを示す情報は、例えば入力装置２２を介して情報処理装置２０に入力され、情報処理装置２０は、この情報を情報処理装置２に送信する。情報処理装置２は、選択されたレンズセットの情報を、レンズブランクの形状加工を行う設備に送信することもできる。

なお、情報処理装置２は、算出した複数組のレンズセットの情報とともに、あるいは算出した複数組のレンズセットの情報の代わりに、抽出部７が抽出したレンズセットの情報を情報処理装置２０に送信してもよい。このように、情報処理装置２および情報処理装置２０は、レンズを提供するためのレンズ提供システムの一部として利用してもよい。情報処理装置２０は、レンズ設計システム１の一部であってもよいし、レンズ設計システムの外部の装置であってもよい。また、情報処理装置２０は、設けられていなくてもよいし、情報処理装置２は、外部の装置と通信しなくてもよい。

次に、上述のようなレンズ設計システムの構成に基づき、本実施形態に係るレンズ設計方法について説明する。図５は、本実施形態に係るレンズ設計方法を示すフローチャートである。

図５のステップＳ１において、情報処理装置２の第１算出部５は、記憶部８から第１位置、及び第１位置における厚みの条件を取得し、第１位置の厚みの条件を設定する。また、ステップＳ２において、第１算出部５は、記憶部８から処方値を取得する。ステップＳ３において、第１算出部５は、ステップＳ２で取得した処方値を、図３に示した設計条件に照らして、処方値に合った設計条件（設計パラメータ）を取得する。ステップＳ４において、第１算出部５は、ステップＳ３で取得した設計条件に従って、複数組のカーブデータを算出する。第１算出部５は、算出した複数組のカーブデータを記憶部８に記憶させる。

図５のステップＳ５において、第２算出部６は、記憶部８から第２位置の厚みの条件を取得し、第２位置の厚みの条件を設定する。ステップＳ６において、第２算出部６は、第１算出部５が算出した複数組のカーブデータを記憶部８からカーブデータごとに読み出し、各組のカーブデータにおける第２位置の厚みを算出する。第２算出部６は、算出した第２位置の厚みを記憶部８に記憶する。第２算出部６は、次のカーブデータにおける第２位置の厚みを算出し、その結果を記憶部８に記憶する処理を繰り返す。

図６はカーブを変化させた複数のレンズの一例を示す図、図６のレンズの諸元を示す表である。図６に示すレンズ２５ａ、レンズ２５ｂ、レンズ２５ｃ、及びレンズ２５ｄは、図３に示したセルの設定条件に従って算出されたカーブデータに対応する。図７の表１において、番号（［Ｎｏ．］に示す）１は、図６のレンズ２５ａの諸元であり、番号２、番号３、番号４は、それぞれ、レンズ２５ｂ、レンズ２５ｃ、レンズ２５ｄの諸元である。

本例において、第１位置は、装用時の下端の位置に設定されており、図７の表１において、第１位置の厚みを［縁厚１］で示した。また、［中心厚］は、図１に示した光学中心における厚みであり、［縁厚２］は、装用時の上端における厚みである。なお、図３において、変化ステップは０．２５であるが、図６には、変化ステップを２としたカーブデータを代表的に示した。

図６および図７に示すように、カーブデータに含まれるカーブ値を変化させると、中心厚、縁厚などが変化する。例えば、第２位置を光学中心Ｐに設定し、その厚みが最小となる条件を課す場合には、番号１のカーブデータを選択することにより、所望のカーブデータが得られる。また、第２位置を装用時の上端に設定し、その厚みが５ｍｍに近い条件を課す場合には、番号３のカーブデータを選択することにより、所望のカーブデータが得られる。

図５のステップＳ７において、抽出部７は、第２算出部６の算出結果を記憶部８から読み出し、第２位置の厚みの条件に合うカーブデータを抽出する。例えば、図６および図７に示した例において、光学中心Ｐの厚みが最小となる条件が設定されている場合に、抽出部７は、［中心厚］の項目で値が最も小さいカーブデータ（本例では番号１）を抽出する。また、装用時の上端の厚みが指定値に近い条件が設定されている場合に、抽出部７は、各カーブデータの［縁厚２」の値と指定値を比較し、指定値との差が最も小さい［縁厚２］のカーブデータを抽出する。

以上のようにして、本実施形態に係るレンズ設計方法によれば、処方値に合うとともに、第１位置における厚みの条件を満たしつつ、第２位置における厚みに所望の条件を課して、累進屈折力レンズを設計できる。設計された累進屈折力レンズは、レンズブランクを用意し、レンズブランクを切削加工、研磨加工などの形状加工によって設計された形状に加工することで製造される。

ところで、セミフィニッシュレンズの基準面は、共用する度数範囲（ベースカーブ区分）の中にある特定の処方度数において最も好ましい光学性能が得られる形状に設計される。したがって、この特定の処方度数をセミフィニッシュレンズの基準度数とすると、基準度数付近の処方度数におけるレンズの光学性能は良好であるが、処方度数が基準度数から外れるにつれて光学性能が低下する。本実施形態のように、物体側の面と眼球側の面のそれぞれの形状を変化させると、装用時の光学性能を処方値に合わせやすい。

本実施形態において、情報処理装置２は、ＣＰＵおよびメモリを有するコンピュータを含む。情報処理装置２において、コンピュータは、レンズ設計プログラムに従って各種の処理を実行する。このプログラムは、コンピュータに、累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブ値の組を変化させ、累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす複数のカーブ値の組を算出することと、算出された複数のカーブ値の組のそれぞれに対して、累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出することと、を実行させる。このプログラムは、光ディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード等の、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよい。

なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した要件は、適宜組み合わせることができる。

１ レンズ設計システム、５ 第１算出部、６ 第２算出部、７ 抽出部

Claims (15)

1. 累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組の前記カーブデータを算出することと、
   前記算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、前記累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、前記累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出することと、を含むレンズ設計方法。
2. 前記カーブデータを、球面度数、加入度、乱視軸度、及び乱視度数の処方値により定まる上限値と下限値の間で変化させることを含む、請求項１に記載のレンズ設計方法
3. 前記上限値と前記下限値を、前記球面度数、前記加入度、前記乱視軸度、及び前記乱視度数のそれぞれを引数とする表関数から取得することを含む、請求項２に記載のレンズ設計方法。
4. 前記カーブデータを所定の刻み幅で変化させることを含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
5. 前記累進屈折力レンズが取り付けられるフレームの形状情報、及び装用者の角膜頂点距離と利き目と近用作業距離の少なくとも一つの情報を含む装用者情報の少なくとも一部を使って、前記カーブデータを変化させることを含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
6. 前記カーブデータに含まれるカーブ値を、前記累進屈折力レンズの物体側の遠用部の曲率半径および近用部の曲率半径、並びに眼球側の遠用部の曲率半径および近用部の曲率半径を使って算出することを含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
7. 前記複数組のカーブデータのうち、前記第２位置における厚みが所定の条件を満たす前記カーブデータを抽出することを含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
8. 前記所定の条件は、最小となる条件を含む、請求項７に記載のレンズ設計方法。
9. 前記所定の条件は、指定値に最も近くなる条件を含む、請求項７に記載のレンズ設計方法。
10. 前記第２位置は、前記累進屈折力レンズの光学中心に設定される、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
11. 前記第２位置は、前記累進屈折力レンズのエッジに設定される、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
12. 前記所定の条件を満たす前記カーブデータに加えて、偏心位置、累進帯長、加入度分布情報、遠点、近点、基準中心厚の少なくとも一つを使って、前記累進屈折力レンズの物体側の面の形状および眼球側の面の形状の少なくとも一方を設定することを含む、請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載のレンズ設計方法。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のレンズ設計方法によって累進屈折力レンズを設計することと、
    前記設計に従って累進屈折力レンズを製造することと、を含むレンズ製造方法。
14. コンピュータに、
    累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組の前記カーブデータを算出することと、
    前記算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、前記累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、前記累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出することと、を実行させるレンズ設計プログラム。
15. 累進屈折力レンズの物体側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値、並びに眼球側の遠用部のカーブ値および近用部のカーブ値を含むカーブデータを処方値に合う条件下で変化させ、複数組の前記カーブデータを算出する第１算出部と、
    前記算出された複数組のカーブデータのそれぞれに対して、前記累進屈折力レンズ上の第１位置における厚みの条件を満たす場合の、前記累進屈折力レンズ上の第２位置における厚みを算出する第２算出部と、を含むレンズ設計システム。
    

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