JPH03121412A - 累進焦点レンズ - 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〕 本発明は眼の調節力の補助として使用する累進焦点レン
ズに関する。

〔従来の技術〕

眼の調節力が衰退して近方視が困難になった場合の調節
力の補助用眼鏡レンズとして、上方の遠用視矯正領域（
以下遠用部という）と下方の近用視矯正領域（以下近用
部という）と両者の中間において連続的に屈折力が変化
する累進領域（以下中間部という）を有する累進多焦点
レンズが種々知られている。

累進多焦点レンズにおいて、一般には遠用部と近用部と
の明視域を広く確保し、その間を累進帯で結ぶと、その
累進帯の側方領域にレンズ収差が集中するようになり、
この領域の存在が像のボケをはじめとして、像のゆがみ
を引き起こし、視線を移動したときのゆれとして、装用
者に悪い印象を与える。

このような視覚特性の問題を解決するために、公知の累
進多焦点レンズにおいては様々な観点での設計、評価が
なされている。像のゆれ、ゆがみの問題は面の形状をど
のように形成するかによって決まる。従来、このような
状態の軽減を図ったものとして、例えば、特公昭４９−
３５９５号、特公昭５２−２０２７１号公報等において
提案されたものが知られている。これらは静的視覚、動
的視覚を向上させるための目的で提案されたものであり
、本発明で言うところのゆれ、ゆがみに相当すると考え
られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

これら従来の構成においては、確かにある程度広い明視
域を確保することが可能となるものの、累進多焦点レン
ズに不可避の非点隔差の分布状態、すなわち非点隔差と
いう収差の最大量とその勾配を小さくして、遠用部、中
間部及び近用部の３つの領域全体にわたって優れた視覚
特性を得ることは難しく、主子午線曲線に沿う屈折力変
化の状態のみを特定するだけでは、実用上の優れた累進
多焦点レンズを実現することは極めて困難なことであっ
た。しかも、視覚特性を改善するための手法は手探りに
等しく、明確な設計手法もなければ、具体的な性能評価
のための基準も不明瞭な状態であっ、た。

すなわち、従来においては横断面形状や縦断面形状につ
いて述べられているが、いずれも一方の断面形状につい
てしか述べられておらず、それだけでは従来例で言って
いるような効果を得るには不十分であるばかりでな（説
明には無理があった。

ゆれ、ゆがみを考えるとプリズム量ばかりでなく非点収
差等も、考えなければならず一断面形状について述べた
だけでは決して決まる量ではないことは明らかである。

また、従来例においてはいずれも微分幾何学的な根拠に
基づいているだけで実際の装用状態に基づいての評価に
対応させにくいという問題があり、装用状態での評価に
ついて確固たる根拠に基づいて設計されているとは思わ
れない。つまり、非球面形状である第一面の面としての
屈折力（平均屈折力）と非点収差（主屈折力差）につい
て述べ、所望の屈折力の確保と非点収差の低減のために
面の形状をいかに構成したらよいかという極めて数学的
な考察がなされているにすぎず、実際に人間が装用した
ときの状態での物理的考察が欠けていた。

本発明の目的は、実際の装用状態での像のゆれ、ゆがみ
を評価し、遠用部、中間部及び近用部の各領域の全体に
わたって像のゆれ、ゆがみを軽減し、この種のレンズを
初めて用いる人にも違和感なく装用し得る累進多焦点レ
ンズを提供することにある。

〔課題を解決する手段〕

本発明は、レンズの上方域に遠用部Ｆを有し、下方域に
近用部を有し、その中間に中間部Ｐとして上方域から下
方域に向かって遠用屈折力から近用屈折力へ平均表面屈
折力が連続的に変化する累進帯を有する第１図に示す如
き累進多焦点レンズにおいて、実際の装用状態での像の
ゆれ、ゆがみを評価し、これを設計に反映させることに
よって面全体の形状についてレンズ収差を定量的に把握
し得ることを見出し、このような新しい観点による累進
焦点レンズの設計及び評価の目安を確立したものである
。

即ち、該累進焦点レンズの装用状態において、眼球回旋
中心を通過して眼から射出光が前記累進焦点レンズに入
射し、出射する光線に対して、該累進焦点レンズに入射
する光線の単位ベクトルを眼球回旋中心を座標中心とす
る極座標表示によってＬ（θ１′、θ、°）と表現し、
該レンズを出射する光線の単位ベクトルを同様にＬ’　
　（θ１”、θ、＃）とし、 ｔａｎθ、＝ｔａｎθ、ｅ−ｔａｎθ、１ｔａｎθ、＝
ｔａｎθ２”−ｔａｎθ２゛ε＝ε”−ε と定義し、Ａディオプター相当の球面レンズにおけるｔ
ａｎθｌ　、ｔａｎθ、の最大値の絶対値をＳ＾。

１．５Ａｅｔとするとき、 Ｓ　／Ｖ　＋　＜　ｊａｎθｌ＜Ｓ／Ｖ＋Ｓ７ｖ！　＜
ｔａｎθ２＜５ＡｆＮ −１，５Ａ＜　ｅ　＜　１．５　Ａ　（ｄｅｇｒｅｅ）
（１） （２） （３） の条件を満たす面形状を有する構成としたものである。

〔作　用〕

上記の如き本発明の作用について説明する。第２図は、
人間が実際にレンズを装用したときの光学系を示してお
り、本発明による設計手法の前提となる構成を示してい
る。レンズＬの装用者はレンズＬを通して眼Ｅ内に入射
する光線が眼底上に結像することによって物体を視認す
るのであるが、本発明の設計手法においては、光線逆進
の定理にそって眼底側から発する光線がレンズＬを射出
して物体上に結像するものとして評価する。図かられか
るように眼Ｅの眼球回転中心Ｏを通った光がレンズＬに
入射し所定の屈折を受けて出射する。

ここで、レンズＬに入射する入射角（α）とレンズから
出射する出射角（α°）の差 Δα；α−α を“光線のふれ”と呼ぶことにする。

第３図には本発明における設計手法の説明図を示す。作
図の都合上−面しか記していないが、実際上は累進焦点
レンズの２つのレンズ面の合成として考える。０．はレ
ンズの幾何学中心、σはレンズ面である。

眼球回旋中心点Ｏを通ってレンズ面に入射する光線の単
位ベクトルを眼球回旋中心を座標中心とする極座標表示
によってＬ（θ１゛、６２′）と表現し、レンズを出射
する光線の単位ベクトルを同様にＬ’　　（θ１”、θ
２”）とする。

この場合、“光線のふれ“は、それぞれの成分で、 θ１　＝θ１”−θ８゜ θ、＝θ、”−θ、。

になる。ここではそれぞれの正接（ｔａｎｇｅｎｔ　）
をとって評価することとすると、 ｔａｎθ、＝ｔａｎθ、”−ｔａｎθ１ｊａｎ　θｇ＝
ｊａｎ　θ！”　　ｔａｎ　θ１となる。

また、入射光線と射出光線の屈折による変化、即ちベク
トルＬ、　Ｌ’　の方向の変化εは、となる。

以上のようなパラメータによって、実際の装用状態での
像のゆれ、ゆがみを評価することができ、上記の如き条
件を与えることによって、遠用部、中間部及び近用部の
各領域の全体にわたって像のゆれ、ゆがみを軽減するこ
とが可能となる。

尚、０と０６の間は、一般に日本人の場合２５ＩＩＩＩ
１１、欧米人の場合は２８ｍｍであるが、その距離のち
がいは本質的な差ではない。

〔実施例〕

上記の如き本発明の設計手法について、まず−般の単焦
点レンズを例にとって説明する。

遠用部の度数が０ディオプターの場合、即ち球面度数が
０ディオプターの場合には全面ｔａｎθ１、ｔａｎθ３
、εは共にほとんどゼロである。また、遠用部が度数を
存する場合（屈折力のある場合）には、Ａディオプター
の球面レンズのｔａｎθ１１ｔａｎθ２の最大値の絶対
値をＳ＾１９＋　、５ＡＤ２とすると、５ＡＩＩＩ　、
Ｓ＾θ、（球面であるからＳ＾θ１＝Ｓ八〇、）は共に
ゼロではなくなる。また、面形状が第１面、第２面共に
球面であるため、εのみゼロになる。またプラス度数と
マイナス度数の場では符号（方向）が逆になる。また、
乱視レンズの場合は面形状が少なくとも１面は球面でな
く、２方向で屈折力が異なるのでｔａｎθ１　、　ｔａ
ｎθ２の最大値の絶対値は等しくならず、εはゼロでは
なくなる。

θ１、θ意は眼鏡レンズにおけるプリズム量に関係して
くるので、主として像のゆれに対応する歪曲収差に関す
るものと言える。そして、εはＬ１Ｌ゛　というベクト
ルの方向の変化を示す値であるため、εは像のゆがみの
量に関係する。このεはいわゆるゆがみの方向といって
もよいし、また歪曲収差における倍率変化の方向成分と
言うこともできる。また、非点収差は前記のθ１、θ２
、εと一意的ではないものの大いに関係している。特に
、非点収差がある場合にはεはゼロではなくなる。

このような観点に基づき、累進焦点レンズの設計におい
て上記（１）（２）及び（３）の条件を満たす構成とす
ることによって、累進帯を実用的な長さとしつつ、その
ときの歪曲収差、非点収差を最適化することができ、像
のゆれ、ゆがみの低減を行なうことが可能となる。

前述した光線追跡の考え方を適用すれば遠用度数が０で
ないときについても評価ができる。

一般の累進焦点レンズの場合裏面を加工して遠用度数処
方や乱視度数処方等を行なう。そのとき上記（１）（２
）及び（３）の条件式は遠用度数を処方した場合には遠
用度数（Ｂディオプター）に相当する球面レンズによる
ｔａｎθ１ｓ　ｔａｎθ、の最大値の絶対値を上記（１
）（２）式に付加すればよい。このとき、（３）式は前
述した理由により変わらない。つまり、遠用部が所望の
屈折力としてＢディオプターを有する場合には、上記（
１）（２）式に代えて、Ｂディオプター相当の球面レン
ズによるｔａｎθ１、ｔａｎθ２の最大値の絶対値をＳ
、θｌ、ｓｌθ、とするとき、 ＳＡｌ？ｌ　　　Ｓ１ｕ＋　＜ｔａｎθｌく５Ａ１１１
＋Ｓｌｌθ１ 一８／Ｖｔ　　５ＩＨｌｔ　＜θ、く Ｓ＾θ雪　＋Ｓｌｙ！ −１，５Ａ＜　ｅ　＜　１．５　Ａ　（ｄｅｇｒｅｅ）
の条件を満たす形状を有することが有効となる。

ところで、乱視処方をした場合には乱視度数に相当する
球面レンズによるｔａｎθｒ　、ｔａｎθ２の最大値の
絶対値を、上記（１）（２）式に付加する。また、この
場合の乱視レンズによるεを求めて（３）式に付加する
ことが必要となる。また、プリズムを付加されたレンズ
にも同様の考え方が適用できる。従って、遠用部に乱視
度数Ｃディオプターを有する場合には、Ｃディオプター
相当の球面レンズによるｔａｎθ８、ｔａｎθ、の最大
値の絶対値をＳｃθ。

、５ｃｏｔ　、Ｃディオプター相当の乱視レンズによる
εの最大値をＸとするとき、 ＳＡｅ＋　　　ｓｌ＃ｌ　　　ＳＣ＃Ｉ　＜ｔａｎθｌ
くＳ〜＋　＋Ｓｓｓθ＋　＋Ｓｃｅ＋ Ｓ＾ｅｚ　　５ｉｌｌ！　　５ｃｏｔ　＜ｔａｎθ、く
Ｓ＾ｅ＊　＋Ｓ＋ｕ２＋５ｃｓｔ −１，５Ａ−Ｘ＜　ｅ　＜１．５　Ａ＋Ｘ　（ｄｅｇｒ
ｅｅ）の条件を満たす形状とすることが有効となる。

このように遠用処方や乱視処方を行なった場合には、き
わめて単純な関係が成り立つことがわかる。

そして、遠用処方や乱視処方は裏面を加工して行なうこ
とかられかるように、上記の条件式を満たすことが重要
であることがわかる。つまりこの条件式に見合うような
面の形状を与えればよいことになる。

第４図は上記の如き実施例についての等非点隔差曲線図
であり、第５図は比較のために従来の累進多焦点レンズ
における等非点隔差曲線の概要を示す図である。

従来の累進多焦点レンズにおいては、本発明による上記
の如き条件を満たすように構成されていないため、第５
図に示す如く、非点隔差の密度が高くなり、非点隔差量
及び非点隔差の勾配が急激なものとなり、結果として像
のゆがみが大きくなり、視線を移動したどきに像のゆれ
を感することになる。また、遠用部下力の側方領域には
、中間部の側方領域からの非点隔差の収差がしみ出して
、この領域へ眼を向けた場合には、像のボケばかりでは
なく、像のゆがみ、ゆれが著しくなっている。

これに対し、本実施例においては第４図に示す如く、表
面屈折力の非点隔差の密度も低下し、非点隔差の勾配も
ゆるやかになり、像のゆがみもゆれも軽減されているこ
とが明らかである。

第４図に示した本発明による実施例の数値について説明
する。実施例としての累進焦点レンズは、遠用度数　０
ディオプター 加入度　２．５ディオプター 累進帯の長さ　１４ｍｍ の仕様を有するものである。第４図に示す如（、左右対
称であるため、右半分の数値についてのみ示す。第６図
は実施例の累進焦点レンズにおけるｔａｎθ１、第７図
は実施例の累進焦点レンズにおけるｔａｎθ１、第８図
は実施例の累進焦点レンズにおけるεの値を示した図で
ある。

各図において、縦軸は第３図に示した座標のとり方に対
応してｔａｎθ１°であり、横軸はｔａｎθ、。

である。レンズ直径は７５ｍｍであり、縦軸、横軸とも
、第３図に示したとおり、眼の回旋点までの距離２５ｍ
ｍを用いて、レンズ面上の位置を正接の値で示しており
、レンズ面上での距離と次のように対応している。

’ｔａｎθ２±１．５−＋　３７．５ｍｍ’ｔａｎθ２
±１．０−＞　２５．０ｍｍ’ｔａｎθ２±０．５−＋
　１２．５ｍｍ’ｔａｎθ２０．０→　０．　Ｏｍｍ また、第９図に実施例の累進焦点レンズにおける加入度
に相当する球面レンズについてのｔａｎθ８、第１θ図
に実施例の累進焦点レンズにおける加入度に相当する球
面レンズについてのｔａｎθ。

、第１１図に実施例の累進焦点レンズにおける加入度に
相当する球面レンズについてのεの値を示した。

ここで、第６図に示したｔａｎθ、の値は、第９図に示
した有効領域における加入度相当球面レンズについての
ｔａｎθ１の最大値の絶対値０．３１’？よりも常に小
さい値となっていることが分かる。

同様に、第７図と第１０図との比較からしても、第７図
に示したｔａｎθ、の値は、第１Ｏ図に示した有効領域
における加入度相当球面レンズについてのｔａｎθ、の
最大値の絶対値０．３１７よりも常に小さい値となって
いる。また、第１１図に示した如く、εの値は全て０で
あるのは球面であることから当然であり、第８図に示し
たεの値が前記（３）式を満たすことは明らかである。

尚、一般に眼鏡レンズは円形であるため、各図に示した
数値の右端の上部及び下部の数値は面形状を分かり易く
するために記載したもので、実際のレンズにおいては、
各図中の太線内は意味のない領域である。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明によれば、実際の装用状態における評
価を行っているため、装用状態においてレンズの屈折表
面の全面にわたって、非点隔差を小さくすることができ
、非点隔差の最大値も小さく、またその勾配もゆるやか
になる。従って、遠用部下力から近用部に至る主子午線
曲線の側方部での収差集中領域における収差密度を緩和
するのみならず、遠用部、中間部及び近用部の各領域の
全体にわたって像のゆれ、ゆがみを軽減することができ
、きわめて快適な累進焦点レンズを提供することが可能
となる。しかも、本発明は具体的な性能評価のための基
準としても有用なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の累進焦点レンズの領域区分の概要を示
す平面図であり、第２図は人間が実際にレンズを装用し
たときの光学系の説明図、第３図は本発明の設計手法の
説明図、第４図は本発明による実施例についての等非点
隔差曲線図、第５図は従来の累進多焦点レンズについて
の等非点隔差曲線図であり、第６図は実施例の累進焦点
レンズにおけるｊａｎθ１１第７図は実施例の累進焦点
レンズにおけるｔａｎθ８、第８図は実施例の累進焦点
レンズにおけるεの値を示した図であり、第９図は実施
例の累進焦点レンズにおける加入度に相当する球面レン
ズについてのｔａｎθ１、第１０図は実施例の累進焦点
レンズにおける加入度に相当する球面レンズについての
ｔａｎθ２、第１１図は実施例の累進焦点レンズにおけ
る加入度に相当する球面レンズについてのεの値である
。 Ｆ・・・遠用部 Ｐ・・・中間部 Ｎ・・・近用部 〔主要部分の符号の説明〕 ０、・・・遠用中心 ＯＮ・・・近用中心 Ｅ・・・遠用アイポイント

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）主子午線曲線に沿って遠景に対応する屈折力を有す
   る遠用部と、近景に対応する屈折力を有する近用部と前
   記遠用部と前記近用部との間において両部の屈折力を連
   続的になめらかに接続する中間部とを有する累進焦点レ
   ンズであって、前記累進焦点レンズの遠用度数が０ディ
   オプター、加入度がＡディオプターであり、該累進焦点
   レンズの装用状態において、眼球回旋中心を通過して眼
   から射出光が前記累進焦点レンズに入射し、出射する光
   線に対して、該累進焦点レンズに入射する光線の単位ベ
   クトルを眼球回旋中心を座標中心とする極座標表示によ
   ってＬ（θ＿１’、θ＿２’）と表現し、該レンズを出
   射する光線の単位ベクトルを同様にＬ’（θ＿１”、θ
   ＿２”）とし、 ｔａｎθ＿１＝ｔａｎθ＿１”−ｔａｎθ＿１’ｔａｎ
   θ＿２＝ｔａｎθ＿２”−ｔａｎθ＿２’▲数式、化学
   式、表等があります▼ と定義し、Ａディオプター相当の球面レンズにおけるｔ
   ａｎθ＿１、ｔａｎθ＿２の最大値の絶対値をＳ＿Ａ＿
   θ＿１、Ｓ＿Ａ＿θ＿２とするとき、 −Ｓ＿Ａ＿θ＿１＜ｔａｎθ＿１＜Ｓ＿Ａ＿θ＿１−Ｓ
   ＿Ａ＿θ＿２＜ｔａｎθ＿２＜Ｓ＿Ａ＿θ＿２−１．５
   Ａ＜ε＜１．５Ａ（ｄｅｇｒｅｅ）の条件を満たす面形
   状を有することを特徴とする累進焦点レンズ。 ２）主子午線曲線に沿って遠景に対応する屈折力を有す
   る遠用部と、近景に対応する屈折力を有する近用部と前
   記遠用部と前記近用部との間において両部の屈折力を連
   続的になめらかに接続する中間部とを有する累進焦点レ
   ンズであって、前記累進焦点レンズの遠用度数がＢディ
   オプター、加入度がＡディオプターであり、該累進焦点
   レンズの装用状態において、眼球回旋中心を通過して眼
   から射出光が前記累進焦点レンズに入射し、出射する光
   線に対して、該累進焦点レンズに入射する光線の単位ベ
   クトルを眼球回旋中心を座標中心とする極座標表示によ
   ってＬ（θ＿１’、θ＿２’）と表現し、該レンズを出
   射する光線の単位ベクトルを同様にＬ’（θ＿１”、θ
   ＿２”）とし、 ｔａｎθ＿１＝ｔａｎθ＿１”−ｔａｎθ＿１’ｔａｎ
   θ＿２＝ｔａｎθ＿２”−ｔａｎθ＿２’ε＝ε”−ε
   ’ ▲数式、化学式、表等があります▼ と定義し、Ａディオプター相当の球面レンズにおけるｔ
   ａｎθ＿１、ｔａｎθ＿２の最大値の絶対値をＳ＿Ａ＿
   θ＿１、Ｓ＿Ａ＿θ＿２、またＢディオプター相当の球
   面レンズによるθ＿１、θ＿２の最大値の絶対値をＳ＿
   Ｂ＿θ＿１、Ｓ＿Ｂ＿θ＿２ とするとき、 −Ｓ＿Ａ＿θ＿１−Ｓ＿Ｂ＿θ＿１＜ｔａｎθ＿１＜Ｓ
   ＿Ａ＿θ＿１＋Ｓ＿Ｂ＿θ＿１ −Ｓ＿Ａ＿θ＿２−Ｓ＿Ｂ＿θ＿２＜ｔａｎθ＿２＜Ｓ
   ＿Ａ＿θ＿２＋Ｓ＿Ｂ＿θ＿２ −１．５Ａ＜ε＜１．５Ａ（ｄｅｇｒｅｅ）の条件を満
   たす面形状を有することを特徴とする累進焦点レンズ。 ３）主子午線曲線に沿って遠景に対応する屈折力を有す
   る遠用部と、近景に対応する屈折力を有する近用部と前
   記遠用部と前記近用部との間において両部の屈折力を連
   続的になめらかに接続する中間部とを有する累進焦点レ
   ンズであって、前記累進焦点レンズの遠用度数がＢディ
   オプター、加入度がＡディオプターで、且つＣディオプ
   ターの乱視度数を有し、該累進焦点レンズの装用状態に
   おいて、眼球回旋中心を通過して眼から射出光が前記累
   進焦点レンズに入射し、出射する光線に対して、該累進
   焦点レンズに入射する光線の単位ベクトルを眼球回旋中
   心を座標中心とする極座標表示によってＬ（θ＿１’、
   θ＿２’）と表現し、該レンズを出射する光線の単位ベ
   クトルを同様にＬ’（θ＿１”、θ＿２”）とし、 ｔａｎθ＿１＝ｔａｎθ＿１”−ｔａｎθ＿１’ｔａｎ
   θ＿２＝ｔａｎθ＿２”−ｔａｎθ＿２’ε＝ε”−ε
   ’ ▲数式、化学式、表等があります▼ と定義し、Ａディオプター相当の球面レンズにおけるｔ
   ａｎθ＿１、ｔａｎθ＿２の最大値の絶対値をＳ＿Ａ＿
   θ＿１、Ｓ＿Ａ＿θ＿２、Ｂディオプター相当の球面レ
   ンズによるθ＿１、θ＿２の最大値の絶対値をＳ＿Ｂ＿
   θ＿１、Ｓ＿Ａ＿θ＿２とし、Ｃディオプター相当の乱
   視レンズによるθ＿１、θ＿２の最大値の絶対値を、Ｓ
   ＿Ｃ＿θ＿１、Ｓ＿Ｃ＿θ＿２、Ｃディオプター相当の
   乱視レンズによるεの最大値をＸとするとき、 −Ｓ＿Ａ＿θ＿１−Ｓ＿Ｂ＿θ＿１−Ｓ＿Ｃ＿θ＿１＜
   ｔａｎθ＿１＜Ｓ＿Ａ＿θ＿１＋Ｓ＿Ｂ＿θ＿１＋Ｓ＿
   Ｃ＿θ＿１−Ｓ＿Ａ＿θ＿２−Ｓ＿Ｂ＿θ＿２−Ｓ＿Ｃ
   ＿θ＿２＜ｔａｎθ＿２＜Ｓ＿Ａ＿θ＿２＋Ｓ＿Ｂ＿θ
   ＿２＋Ｓ＿Ｃ＿θ＿２−１．５Ａ−Ｘ＜ε＜１．５Ａ＋
   Ｘ（ｄｅｇｒｅｅ）の条件を満たす面形状を有すること
   を特徴とする累進焦点レンズ。