(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法であって、特に該眼鏡レンズの両面についてその特性を表示及び最適化する方法において、
レンズ背面を表すための座標系Ｋ２を選択し、
開始レンズの背面のスプラインである背面スプラインを表すためのグリッドＧを座標系Ｋ２で規定されるように選択し、
前記背面のサジタル高さのデータを前記背面スプラインに割り当て、
眼球の回転中心位置を定義し、
前記眼球の回転中心からグリッド点Ｇで前記開始レンズを通る主光線を計算し、
レンズ前面及び背面を通る前記計算された主光線の貫通点間の距離の長さである傾斜厚を計算し、
前記傾斜厚のデータを前記傾斜厚のスプラインである厚スプラインに割り当て、
目標とする機能に対する光学特性を計算するための一連の評価位置を選択し、
前記評価位置で理想的に満足される特定の光学的及び幾何学的条件を選択し、
前記背面スプライン及び前記厚スプラインを用いて前記目標とする機能を実際の眼鏡レンズの性能の理想値からの偏差として定義し、
最適化を開始し、
計算される表面特性及び実際の主光線データを用いて、装着位置における前記評価位置での光学特性を最適化工程の各工程で評価し、
前記目標とする機能が特定値より下回った際、或いは特定の最大工程数の最適化工程が終わった後で、前記最適化を終了し、
次いで、このように計算された表面を製造すること
を特徴とする両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項２】
前記背面は、該背面の座標系Ｋ２における２次元グリッド上の前記背面スプラインと座標系Ｋ２におけるグリッド点への半径ベクトルｒ2（ｘ2，ｙ2）とにより表され、一方前記前面は、同一の座標系Ｋ２における次の半径ベクトル
【数１】
0004566514.tif 000008
で表され、すなわち背面上の点と主光線のユニットベクトルｔに沿ったスプラインとして表される傾斜厚ｄとにより表されることを特徴とする請求項１記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項３】
前記背面スプラインのスプライン係数及び前記厚プラインのスプライン係数は、１つの最適化方法で同時に最適化されることを特徴とする請求項１又は２記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項４】
前記スプラインが表される２次元グリッドは、等間隔であっても非等間隔であっても良いことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項５】
前記座標は、曲線座標であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項６】
表面屈折力の増加は、前面対背面の割合が約８０／２０〜約２０／８０の範囲で前面及び背面に分配されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項７】
表面非点収差は、前面対背面の割合を所望の割合で前面及び背面に分配されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項８】
表面非点収差の前面対背面の割合は、４より小さいことを特徴とする請求項７記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【請求項９】
表面非点収差の前面対背面の割合は、１以下であることを特徴とする請求項７又は８記載の両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面プログレッシブ眼鏡レンズの製造方法に係り、特に、当該眼鏡レンズに関するものである。
【０００２】
本発明の範囲でいう両面プログレッシブ眼鏡レンズとは、レンズの前面及び眼側の面の双方が遠位部から近位部に亘って屈折力を増加させる眼鏡レンズのことである。
【背景技術】
【０００３】
プログレッシブ眼鏡レンズは既に長い間知られているものである。特許文献１で公知なプログレッシブ眼鏡レンズの大半は、単にレンズの片面がプログレッシブ面である。すなわち、遠位部から近位部に亘って屈折力を増加させるのがレンズの片面だけという意味である。
【０００４】
このような片面だけが遠位部から近位部に亘る屈折力の増加に寄与する眼鏡レンズでは、第２のレンズ面（非プログレッシブ面）を仕上げていないそのままの状態で、特定“系列”のプログレッシブ面の“ベースカーブ”を予め計算及び製造することが知られている。ここで、ベースカーブで示されるのは、遠位基準点（ＩＳＯによる）における特定値の表面屈折力と、処方に従って異なる（表面）加入屈折力とを有する表面である。（なお、ＩＳＯ標準による（表面）加入屈折力とは、遠位基準点と近位基準点との表面屈折力の差である。）
【０００５】
また、片面が仕上げられており、基本的には切削が施されず球形である眼鏡レンズは、ブランクとしても示される。このような眼鏡レンズでは、プログレッシブ面がレンズ前面であることが多い。
【０００６】
ところで、いわゆる“遠位基準点”での屈折力は、処方により規定されるものであるが、最適な形状の第２のレンズ面により、すなわちプログレッシブ面を前面とした場合における眼側のレンズ面を最適に選択することにより得られる。また、この第２のレンズ面は、処方されている乱視屈折力を若干提供することもある。というのも、第２のレンズ面が処方により規定される屈折力を提供する場合は、当該第２のレンズ面は、常時処方面として表されるためである。
【０００７】
このため、いわゆる（一般の）処方（遠位基準点での屈折力、非点収差、非点収差の軸方向、及び加入屈折力など）に考慮して、例えば、眼幅、広角、頂点距離などの個別の使用条件に対応した処方表面を個別に計算することが知られている。なお、上記の個別使用条件のリストは全てを網羅しているものではないことは留意すべき点である。また、他の一般的な文献にも留意すべきである。
【０００８】
さらに、片面、基本的には前面が、（仕上げられた）球面、非球面、トロイダル面、又は非トロイダル面を有するように仕上げられた眼鏡レンズから始まって、眼鏡処方と同様に個別の装着条件を考慮してプログレッシブ面を計算することも知られている。そして、この場合、屈折力の増加のみでなく、いわゆる処方値を“提供する”プログレッシブ面は、基本的に眼側のレンズ面となる。
【０００９】
また、特許文献では、２つのプログレッシブ面が設けられた眼鏡レンズ、すなわちレンズ両面で遠位基準点から近位基準点に亘って屈折力の増加をもたらすような眼鏡レンズもかなり前から提案されていた。
【００１０】
一方、このような２つのプログレッシブ面を有する眼鏡レンズを使用することで、遠位基準点と近位基準点間で屈折力を増加させることにおける利点、すなわち加入屈折力を２つのプログレッシブ面で配分できるという利点がある。なぜなら、収差、特に各レンズ面に存在する表面非点収差の最大値は、表面の加入屈折力とともにそれ以上の割合で線形的に増加するため、２つのプログレッシブ面を有するプログレッシブ眼鏡レンズは、片面だけプログレッシブ面を有し且つ同じ“総加入屈折力”を有するプログレッシブ眼鏡レンズよりも、像の欠陥が遥かに少なくなる。
【００１１】
加えて、問題点である表面非点収差の最大値を、他の問題点であるレンズの前面及び眼側の面の多様な箇所での像欠陥の最大値と同様に、適正に“配置”することが可能であり、これによりベクトルの合成が全体的により小さな値となる。さらに、レンズの前面及び眼側の面の像欠陥を少なくとも部分的にキャンセルすることができる。
【００１２】
上述の説明によれば、２つのプログレッシブ面を有するプログレッシブ眼鏡レンズは、１つのプログレッシブ面だけを有するプログレッシブ眼鏡レンズと比べると、たとえこの１つのプログレッシブ面だけを有するプログレッシブ眼鏡レンズの第２レンズ面が特に処方値を考慮して計算されていても、それと比較して有利な点を有しており、場合によってはプログレッシブ面のあらゆる像欠陥を補完するといった利点を備えていることが分かる。
【００１３】
他方、プログレッシブ眼鏡レンズにおける多くの収差及びそれに伴う装着不快感は、プログレッシブ面を個別に計算することにより回避することができる。
【００１４】
従来では、１つのプログレッシブ面だけを有する眼鏡レンズの場合、実際上、例えば光学的及び幾何学的特性を定義する目標となる特定機能を最小とするように、プログレッシブ面を例えば球面やトーラス面などの所定の表面に最適な条件で追加するようになされている。
【００１５】
一方、屈折力の増加に関与する２つのプログレッシブ面を有するプログレッシブ眼鏡レンズでは、少なくとも一方のプログレッシブ面を個別に計算することは、未だ知られていない。
【００１６】
しかしながら、このような個別の計算は、１つのプログレッシブ面のみを持ち個別に計算設計された眼鏡レンズよりも遥かに優れた特性を有する２つのプログレッシブ面の両面プログレッシブ眼鏡レンズを対象として当該プログレッシブ眼鏡レンズを個別に製造しようとする際に、特に関心事となる。
【００１７】
この場合、２つのプログレッシブ面を有する両面プログレッシブ眼鏡レンズを迅速且つとりわけ自動的な最適化工程で計算することも関心事である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
そこで、本発明は、両面プログレッシブ眼鏡レンズを製造する方法、特に当該眼鏡レンズの両面についてその特性表示及び最適化を行い、２つのプログレッシブ面を有する眼鏡レンズの個別計算及び製造を可能とする製造方法を提供することを目的とする。また特に、本発明は、２つのプログレッシブ面を有する眼鏡レンズを個別に且つ自動的に計算可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的は、本発明に係る請求項１に記載の手段により実現されるものである。また、本発明の更なる改良は、従属請求項の対象として記載されている。
【発明の効果】
【００２０】
このような本発明による両面プログレッシブ眼鏡レンズにおける請求項記載の分配により、単面プログレッシブ眼鏡レンズと比較して、臨界厚を少なくとも１０％薄くできることから、一方で軽量化を計ることができ、他方で装着位置において周辺非点収差を３０％まで低減することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
両面プログレッシブ眼鏡レンズの計算をするにあたり、従来の個別に最適化されたプログレッシブ眼鏡レンズと同様な方法で計算を進めれば良いことは明らかである。かかる従来の場合、眼鏡レンズの加入屈折力の一部だけに寄与する所定のプログレッシブ面に対して、所定屈折力増加の残分及び必要であれば非点収差、非点収差軸の方向、屈折力欠陥などの個別の補正を付与するような第２のレンズ面が最適な条件で追加される。よって、上記所定のプログレッシブ面が加入屈折力に対して過剰に大きすぎるような過度な場合には、最適な条件で追加される他の面は、減少的な面、すなわち眼鏡レンズの総加入屈折力を減少するように働く面として設けられる。
【００２２】
この場合の製造工程では、２つのプログレッシブ面のうちの一方の面を一定に保ち又は予め定めるため、その面の特性係数は他の面の最適化工程中には変化しない、という点が特徴である。そのため、この製造工程の自由度は、変化される側の面のみに関連することになる。よって、このような製造工程は、ブランクが“ストックとして”製造される正に従来の製造方法に対応するものである。
【００２３】
しかしながら、本発明によれば、レンズ前面と背面の両面を同時に最適化した時にだけ、すなわち両面の特性係数を同時に変化させた時にだけ、実質的により好ましい最適化の結果が得られることが分かった。この場合、前面及び背面の自由度を同時に利用することができる。
【００２４】
これは、関連分野で働く当業者にとって従来の製造方法とは全く反対のものである。すなわち、当業者であれば、実際にはブランクが製造される従来の製造方法に執着するであろうし、そればかりか、２つのグリッド上のスプラインとして前面を背面と同様に特性表示したであろう。すなわち、前面を当該前面のグリッド上のスプラインとして、背面を当該背面のグリッド上のスプラインとして表示し、各グリッドは異なる座標系を有するものとしたであろう。
【００２５】
しかし、それでは、使用位置の最適化中に、前面及び背面の両スプラインを示す相対的なグリッドの位置について問題が生じうる。特に、問題の１つは、最適化される各領域の縁部に発生する。すなわち、スプライングリッドの縁部内では、特性係数により表面が規定されるが、その外側では何も規定されていない状態である。
【００２６】
最適化の初期では、即ちいわゆる開始状態では、勿論、眼球の回転中心及び背面（又は前面）上の評価点の１つを通過する各主光線がスプラインのグリッド領域内で前面（又は背面）を貫通するように、グリッドが選択される。そして、サジタル高さ、両面に対する垂線、及び各表面の表面曲率が有効値を持つ。しかし、サジタル高さ及び両面のうちの一方の表面垂線は、最適化中に主光線がグリッド外の他の表面すなわち無効領域を通過するような値をとる場合が生じうる。これにより、目標とする機能が無効値となり、最適化が不必要に困難となる。
【００２７】
さらに、高屈折力では主に次のような問題が生じる。すなわち、評価グリッドを背面に固定させた状態で、最適化中の屈折面間の主光線の発散度が著しく大きくなるため、レンズ前面で部分的グリッドの全体が貫通点の無い状態のままとされ、そのため評価されない。ただし、ここに作用する係数は、局所的光学特性を著しく減じる方法に適用される最適化方法に従って、変化させることができる。
【００２８】
本発明によれば、（好ましくは）レンズ前面がレンズ背面のグリッド上で表示される方法が提供される。ただし、原則として、好ましくはないが、反対の方法も可能である。
【００２９】
前面上の各点は、背面上の対応する点で示される。ここで、この対応点は、眼球の回転中心及び主光線に沿ったいわゆる傾斜厚の中心を通る当該主光線上にある。具体的には、半径ベクトルｒ２（ｘ２，ｙ２）
を有する背面上の点に対して、前面上の対応する点ｒ１（ｘ２，ｙ２）は、次のように計算できる。
【００３０】
【数１】
0004566514.tif 000002
【００３１】
下付文字１は、前面に対応し、下付文字２は、背面に対応する。
【００３２】
ｔは、光線の方向に沿った２面間の主光線のユニットベクトルである。
【００３３】
Ｄは、いわゆる傾斜厚である、スカラーパラメータである。
【００３４】
ベクトル−ｄ・ｔは、主光線の貫通点から背面を通して前面の貫通点に向かう方向である。
【００３５】
したがって、このような定義により、前面は、背面を通過する主光線が存在する場合又は問題なく計算できる場合にのみ表示され定義される。ここで、傾斜厚は、前面の機能に取って代わるものであり、スプラインで表される。よって、同時進行の最適化において、背面の係数は、この傾斜厚の係数と共に変化する。
【００３６】
最適化の間、各最適化工程では、実際のレンズの性能における理想値からの偏差を計算することで目的とする機能の評価を行う。眼鏡レンズの性能を計算するには、両面を通る主光線の貫通点における表面垂線及び曲率などの幾何学的微分パラメータが必要となり、その決定には部分微分を要する。
【００３７】
なお、これらパラメータの計算は、文献で既に公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３８】
本発明に用いられる表示方法では、部分微分の計算が通常の場合と異なっている。なぜなら、前面が、当該前面の通例の座標系Ｋ１における前面座標ｘ１、ｙ１（半径ベクトルｒ１（ｘ１，ｙ１）で表されるのではなく、背面の座標系Ｋ２における座標ｘ２，ｙ２で、次のように表されるためである。
【００３９】
ｒ１（ｘ２，ｙ２）
【００４０】
背面の座標系に対する前面の部分微分は、次のようにして数式（１）の微分により得られる。
【００４１】
【数２】
0004566514.tif 000003
【００４２】
【数３】
0004566514.tif 000004
【００４３】
【数４】
0004566514.tif 000005
【００４４】
【数５】
0004566514.tif 000006
【００４５】
【数６】
0004566514.tif 000007
【００４６】
このようにして、レンズ前面の表面特性を計算するのに必要な微分が得られる。また、表面垂直ベクトル及び主曲率などの幾何学的微分パラメータは、標準ケースと同様に得られる。
【００４７】
上述した方法による眼鏡レンズを製造する場合、次のような多様な選択肢がある。
【００４８】
１つの選択肢としては、レンズ前面及び背面間で加入屈折力を分配することに関する。従来は、実際に必要な加入屈折力を超える表面加入屈折力をレンズ前面に与え、必要な場合は背面を“減少的な”ものとする工程を適用している。一方、本発明では、表面加入屈折力が、均一に（レンズ前面対背面の割合が５０／５０）、或いはせいぜい８０／２０の割合、又は少なくとも２０／８０の割合で分配されると好ましい。なお、従来の技術提案（Ｊｏｈｎｓｏｎ  ＆  Ｊｏｈｎｓｏｎ）では、この割合は、例えば１３０／１００である。
【００４９】
他の選択肢としては、非点収差をレンズ前面及び背面間で分配することにある。ここで、所定の非点収差に対して、両面のうちの少なくとも片面は、乱視屈折力を生じるものでなければならない。基本的に、従来この面は背面である。一方、本発明によれば、上述したように、加入屈折力だけでなく非点収差もレンズ前面及び背面間で所望通りに分配することができる。
【００５０】
例えば、２ｄｐｔの非点収差の処方の場合、前面を４ｄｐｔの非点収差とし、補正円柱軸を有する背面を２ｄｐｔの非点収差とすることで補完しなければならない。この場合、前面対背面の表面非点収差の割合は、２である。また、０ｄｐｔの非点収差の処方の場合であっても、表面非点収差を“人工的に”導入することができる。例えば、前面を１．５ｄｐｔの非点収差とし、背面を１．５ｄｐｔの非点収差とすることで補完する。この場合、前面対背面の表面非点収差の割合は、１である。