(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズの設計方法において、
眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を複数の区分に分割し、外面、あるいは内面の一方を前記各区分毎に予め定められた共通の面形状とし、他方を頂点屈折力に応じて最適化された非球面とし、
前記眼鏡レンズの光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つ眼鏡レンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）
を満たし、
前記非球面が以下の条件（６）、
−０．０４＜［ＡＳ∞（β）ｉ＋ＡＳ３００（β）ｉ−ＡＳ∞（β）ｊ−ＡＳ３００（β）ｊ］／［２（Ｐｉ−Ｐｊ）］＜０．０４…（６）
ただし、Ｐは前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力を、
ＡＳ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する非点収差を、
ＡＳ３００（β）は視角β°方向での有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差を、それぞれ表し、
Ｐｉ＜Ｐｊ、β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法。
【請求項２】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズの設計方法において、
眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を複数の区分に分割し、外面、あるいは内面の一方を前記各区分毎に予め定められた共通の面形状とし、他方を頂点屈折力に応じて最適化された非球面とし、
前記眼鏡レンズの光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つ眼鏡レンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）
を満たし、
前記非球面が以下の条件（７）、
−０．１＜［ＡＳ∞（β）＋ＡＳ３００（β）］／２＜０．１  …（７）
ただし、ＡＳ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する非点収差を、
ＡＳ３００（β）は視角β°方向での有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差を、それぞれ表し、
β≦３０とする。
の少なくとも一つを満たすことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法。
【請求項３】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズの設計方法において、
眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を複数の区分に分割し、外面、あるいは内面の一方を前記各区分毎に予め定められた共通の面形状とし、他方を頂点屈折力に応じて最適化された非球面とし、
前記眼鏡レンズの光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つ眼鏡レンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）
を満たし、
前記非球面が以下の条件（８）、
−０．０４＜［ＡＰ∞（β）ｉ−ＡＰ∞（β）ｊ］／（Ｐｉ−Ｐｊ）＜０．０４  …（８）
ただし、Ｐは前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力を、
ＡＰ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する平均屈折力誤差を、それぞれ表し、
Ｐｉ＜Ｐｊ、β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法。
【請求項４】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズの設計方法において、
眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を複数の区分に分割し、外面、あるいは内面の一方を前記各区分毎に予め定められた共通の面形状とし、他方を頂点屈折力に応じて最適化された非球面とし、
前記眼鏡レンズの光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つ眼鏡レンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）
を満たし、
前記非球面が以下の条件（９）、
−０．１＜ＡＰ∞（β）＜０．１  …（９）
ただし、ＡＰ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する平均屈折力誤差を表し、
β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズの設計方法。
【請求項５】
前記各区分内で、外面の面形状が共通であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の眼鏡レンズの設計方法。
【請求項６】
前記外面が球面であることを特徴とする請求項５に記載の眼鏡レンズの設計方法。
【請求項７】
前記外面が非球面であることを特徴とする請求項５に記載の眼鏡レンズの設計方法。
【請求項８】
前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力をＰ、区分内での最大値を求める関数をＭＡＸ［］として、Ｐｉ＜Ｐｊ＜−３．００の時、ｈ≦１５の位置において、以下の条件（４）、
ＭＡＸ［｜ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ−ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ−ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ｜］≦０．３  …（４）
を満たすことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の眼鏡レンズの設計方法。
【請求項９】
前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力をＰとして、Ｐｉ＞Ｐｊ＞＋２．００の時、以下の条件（５）、
ΔＤ１ｍ（１５）ｉ＋ΔＤ２ｍ（１５）ｉ＜ΔＤ１ｍ（１５）ｊ＋ΔＤ２ｍ（１５）ｊ  …（５）
を満たすことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の眼鏡レンズの設計方法。
【請求項１０】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズにおいて、
前記外面、内面の一方の面は、複数の区分に分割された頂点屈折力の範囲の各区分毎に予め定められた共通の面形状を有し、他方の面は、非球面であり、
レンズ上の光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つレンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）を満たし、
前記非球面が以下の条件（６）、
−０．０４＜［ＡＳ∞（β）ｉ＋ＡＳ３００（β）ｉ−ＡＳ∞（β）ｊ−ＡＳ３００（β）ｊ］／［２（Ｐｉ−Ｐｊ）］＜０．０４…（６）
ただし、Ｐは前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力を、
ＡＳ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する非点収差を、
ＡＳ３００（β）は視角β°方向での有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差を、それぞれ表し、
Ｐｉ＜Ｐｊ、β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１１】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズにおいて、
前記外面、内面の一方の面は、複数の区分に分割された頂点屈折力の範囲の各区分毎に予め定められた共通の面形状を有し、他方の面は、非球面であり、
レンズ上の光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つレンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）を満たし、
前記非球面が以下の条件（７）、
−０．１＜［ＡＳ∞（β）＋ＡＳ３００（β）］／２＜０．１  …（７）
ただし、ＡＳ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する非点収差を、
ＡＳ３００（β）は視角β°方向での有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差を、それぞれ表し、
β≦３０とする。
の少なくとも一つを満たすことを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１２】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズにおいて、
前記外面、内面の一方の面は、複数の区分に分割された頂点屈折力の範囲の各区分毎に予め定められた共通の面形状を有し、他方の面は、非球面であり、
レンズ上の光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つレンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）を満たし、
前記非球面が以下の条件（８）、
−０．０４＜［ＡＰ∞（β）ｉ−ＡＰ∞（β）ｊ］／（Ｐｉ−Ｐｊ）＜０．０４  …（８）
ただし、Ｐは前記断面に沿った眼鏡レンズの頂点屈折力を、
ＡＰ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する平均屈折力誤差を、それぞれ表し、
Ｐｉ＜Ｐｊ、β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１３】
外面、内面の一対の屈折面を有し、少なくとも一方の屈折面が非球面である眼鏡レンズにおいて、
前記外面、内面の一方の面は、複数の区分に分割された頂点屈折力の範囲の各区分毎に予め定められた共通の面形状を有し、他方の面は、非球面であり、
レンズ上の光軸からの距離ｈ（単位：ｍｍ）の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をＤ１ｍ（ｈ）、Ｄ２ｍ（ｈ）、面屈折力変化をΔＤ１ｍ（ｈ）＝Ｄ１ｍ（ｈ）−Ｄ１ｍ（０）、ΔＤ２ｍ（ｈ）＝Ｄ２ｍ（ｈ）−Ｄ２ｍ（０）とし（単位：Ｄｐｔｒ）、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つレンズに関する諸量をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件（１）、
ΔＤ１ｍ（ｈ）ｉ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｉ≠ΔＤ１ｍ（ｈ）ｊ＋ΔＤ２ｍ（ｈ）ｊ  …（１）を満たし、
前記非球面が以下の条件（９）、
−０．１＜ＡＰ∞（β）＜０．１  …（９）
ただし、ＡＰ∞（β）は視角β°方向での無限遠物体距離に対する平均屈折力誤差を表し、
β≦３０とする。
を満たすことを特徴とする眼鏡レンズ。
【請求項１４】
前記各区分内で、外面の面形状が共通であることを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の眼鏡レンズ。
【請求項１５】
前記外面が球面であることを特徴とする請求項１４に記載の眼鏡レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、視力補正用眼鏡レンズの設計方法および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼鏡レンズは、使用者毎に異なる仕様に基づいて受注生産される。また、受注から納品までの時間を短縮するため、一般には外面のみが加工された半完成の被加工レンズ(セミ品、セミフィニッシュレンズ)をストックしておき、仕様に基づいて内面を加工して完成品の眼鏡レンズを得るようにしている。被加工レンズは、眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を１０段階程度に分割した区分毎に用意される。したがって、頂点屈折力が異なる眼鏡レンズであっても、それらが同一区分に含まれる場合には、外面形状は同一となる。
【０００３】
一方、完成品の眼鏡レンズとしては、外側、内側の一方に非球面を用いたレンズが多く用いられている。非球面を利用すると、両面が球面である場合と比較して、一定の屈折力を得るためのレンズのカーブを浅くし、最大厚を薄くすることが可能である。このような非球面眼鏡レンズを製造するため、従来の被加工レンズは、外面が非球面として加工されており、受注に応じて内面を球面、あるいはトーリック面に加工している。
【０００４】
図１７に頂点屈折力の区分の例を示す。図中、(A)はマイナス度数範囲、(B)はプラス度数範囲、(C)はミックス度数範囲を示している。眼鏡レンズの頂点屈折力(球面屈折力SPHおよび円柱屈折力CYL)の範囲は、Ｉ〜IXの９段階の区分に分割される。これらの区分毎に１種類の被加工レンズが用意される。区分と被加工レンズのベースカーブ(外面屈折力)との対応は以下の表１に示すとおりである。また、各区分の被加工レンズの外面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化を図１８に示す。
【０００５】
【表１】
区分    ベースカーブ
Ｉ          0.50
II          1.25
III         2.00
IV          3.00
Ｖ          4.00
VI          5.00
VII         6.00
VIII        7.00
IX          8.00
【０００６】
上記の区分は、外面形状を共通にしたときに区分内の全ての頂点屈折力に対して光学性能が許容範囲に入るよう決定される。例えば、SPH-5.25〜-7.00、CYL-0.00〜-2.00の区分IIでは全ての頂点屈折力に対して外面にベースカーブ1.25Dptrの非球面を共通に用い、SPH-6.00CYL-0.00の頂点屈折力を得るためには内面側を-7.25Dptrの球面に加工し、SPH-7.00CYL-2.00の頂点屈折力を得るためには内面側を-8.25/-10.25Dptrのトーリック面に加工する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように区分毎に共通の外面非球面を割り当てて内面を球面またはトーリック面とする方法によると、各区分の中心付近では良好な光学性能が得られるものの、区分の周辺部では光学性能が劣化するという問題がある。
【０００８】
例えば、SPH+3.25〜+4.00、CYL+0.00〜+2.00の範囲をカバーする階段状の区分VIIIでは、外面にベースカーブ7.00Dptrの非球面を共通に用いているが、区分の一方の端であるSPH+3.25と他方の端であるSPH+4.00とでは図１９に示すように無限遠物体距離に対する非点収差AS∞と有限物体距離300mmに対する非点収差AS300とが逆方向にアンバランスになる。
【０００９】
図２０は、視角30°方向での無限遠物体距離に対する屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)と、有限物体距離300mmに対する非点収差AS300(30°)とを全範囲SPH-8.00〜+5.00についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動が大きく、特に区分の境目では劣化が大きくなる。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、全ての頂点屈折力に対して良好な光学性能を与えることができる眼鏡レンズの設計方法、および製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる眼鏡レンズの設計方法は、上記の目的を達成させるため、眼鏡レンズの頂点屈折力の範囲を複数の区分に分割し、外面、あるいは内面の一方を各区分毎に予め定められた共通の面形状とし、他方を頂点屈折力に応じて最適化された非球面とすることを特徴とする。
【００１２】
上記の方法によれば、指定の頂点屈折力に応じて非球面を最適化することにより、頂点屈折力が区分内の中心付近にあるか端部にあるかを問わず、良好な光学性能を与えることができる。
【００１３】
また、眼鏡レンズの光軸からの距離h(単位：ｍｍ)の点における光軸を含む断面に沿った外面および内面の面屈折力をD1m(h)、D2m(h)、面屈折力変化をΔD1m(h)=D1m(h)-D1m(0)、ΔD2m(h)=D2m(h)-D2m(0)とし(単位：Dptr)、同一区分に含まれる互いに異なる頂点屈折力を持つ眼鏡レンズの面屈折力変化をそれぞれ添字ｉ，ｊで示したとき、以下の条件(1)、
ΔD1m(h)i＋ΔD2m(h)i≠ΔD1m(h)j＋ΔD2m(h)j  …(1)
を満たすことが望ましい。条件(1)は、外面が共通の場合にはΔD2m(h)i≠ΔD2m(h)j、内面が共通の場合にはΔD1m(h)i≠ΔD1m(h)jであることを意味する。このように、共通でない側の非球面の面屈折力の変化を異ならせることにより、全ての頂点屈折力に対して最適な光学性能の眼鏡レンズを提供することができる。
【００１４】
各区分内で共通の面形状を持つのは、外面であっても内面であってもよいが、製造上の容易さを考慮すると、外面を共通にした半完成の被加工レンズを区分毎に用意し、指定の頂点屈折力に応じて内面を加工するようにすることが好ましい。すなわち、以下の条件(2)、
D1m(h)i＝D1m(h)j  …(2)
を満たすことが望ましい。外面が共通である場合には、これを球面としてもよいし、回転対称な非球面としてもよい。
【００１５】
製造コストを安くするためには、外面を球面とすること、すなわち、以下の条件(3)、
D1m(h)i＝D1m(h)j＝D1m(0)i＝D1m(0)j  …(3)
を満たすことが望ましい。一方、外面を非球面とする場合には、従来の外面非球面レンズの半完成の被加工レンズを流用することができる。いずれの場合にも、光学性能が最適となるように内面の非球面形状が決定される。
【００１６】
また、頂点屈折力に応じて加工される非球面は、頂点屈折力Ｐがマイナスの時、特にPi＜Pj＜-3.00の時、h≦15の位置において、以下の条件(4)、
MAX[|ΔD1m(h)i＋ΔD2m(h)i−ΔD1m(h)j−ΔD2m(h)j|]≦0.3  …(4)
を満たすことが望ましい。ここで、MAX[]は区分内での最大値を求める関数である。条件(4)は、マイナスレンズにおける非球面の変化は、区分内でいずれの頂点屈折力をとる場合にも、その差がh≦15では最大でも0.3Dptr以内であることを意味する。
【００１７】
一方、頂点屈折力Ｐがプラスの時、特にPi＞Pj＞+2.00の時には、以下の条件(5)、
ΔD1m(15)i＋ΔD2m(15)i＜ΔD1m(15)j＋ΔD2m(15)j  …(5)
を満たすことが望ましい。ΔD1m(15)＋ΔD2m(15)は通常マイナスの値を取るため、条件(5)は、より強度プラスレンズほど非球面の変化の仕方を大きくすることを意味する。
【００１８】
各区分内で頂点屈折力が異なる眼鏡レンズは、非点収差または屈折力誤差のバランスがほぼ等しくなるよう非球面が最適化される。好ましい性能バランスのひとつの例は、視角β°方向での無限遠物体距離および有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差をそれぞれＡＳ∞（β）、ＡＳ３００（β）とした時、Ｐｉ＜Ｐｊ、β≦３０に対して以下の条件（６）、−０．０４＜［ＡＳ∞（β）ｉ＋ＡＳ３００（β）ｉ−ＡＳ∞（β）ｊ−ＡＳ３００（β）ｊ］／［２（Ｐｉ−Ｐｊ）］＜０．０４…（６）を満たすことである。条件（６）は、ある区分内で頂点屈折力が互いに異なる一対の眼鏡レンズを任意に選択したときに、無限遠物体距離および有限物体距離３００ｍｍに対する非点収差の平均値の差が、両レンズであまり変わらないことを意味する。ある区分内で頂点屈折力が０．２５Ｄｐｔｒ離れた一対の眼鏡レンズでは、非点収差の平均値の差が０．０１Ｄｐｔｒ以内であることが望ましい。
【００１９】
他の好ましい性能バランスの例は、β≦30に対して以下の条件(7)、
-0.1＜[AS∞(β)＋AS300(β)]/2＜0.1  …(7)
を満たすことである。条件(7)は、個々のレンズの無限遠物体距離および有限物体距離300mmに対する非点収差の平均値が、β≦30の領域で±0.1Dptrの範囲内にあることを意味する。
【００２０】
さらに他の好ましい性能バランスの例は、Pi＜Pj、β≦30に対して以下の条件(8)、
-0.04＜[AP∞(β)i−AP∞(β)j]/(Pi−Pj)＜0.04  …(8)
を満たすことである。条件(8)は、ある区分内で頂点屈折力が互いに異なる一対の眼鏡レンズを任意に選択したときに、屈折力誤差の差が、両レンズであまり変わらないことを意味する。ある区分内で頂点屈折力が0.25Dptr離れた一対の眼鏡レンズでは、屈折力誤差の差が0.01Dptr以内であることが望ましい。
【００２１】
さらに別の好ましい性能バランスの例は、β≦30に対して以下の条件(9)、
-0.1＜AP∞(β)＜0.1  …(9)
を満たすことである。条件(9)は、個々のレンズの無限遠物体距離に対する屈折力誤差が、β≦30の領域で±0.1Dptrの範囲内にあることを意味する。
【００２２】
一方、この発明にかかる眼鏡レンズは、外面、内面の一方の面が複数の区分に分割された頂点屈折力の範囲の各区分毎に予め定められた共通の面形状を有し、他方の面が頂点屈折力に応じて加工された非球面であり、前述の条件(1)を満たすことを特徴とする。この場合、各区分内で外面の面形状を共通にすることができ、かつ、外面を球面とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる眼鏡レンズの設計方法、および製造方法の実施形態を説明する。まず、図１に基づいて概要を説明した後、この設計方法による具体的な設計例を示す。
【００２４】
図１(A)は、実施形態の製造方法を実現するための製造システムの概略を示すブロック図、図１(B)は、製造方法の概略を示すフローチャートである。図１(A)に示されるように、眼鏡レンズの製造システム１０は、後述するプログラムがインストールされたコンピュータ１１と、コンピュータに情報を入力するキーボード等の入力装置１２と、コンピュータ１１に接続されたＣＲＴ等の表示装置１３と、コンピュータ１１により制御される非球面加工機１４とから構成されている。
【００２５】
顧客から眼鏡の注文が入ると、製造工場では図１(B)の各ステップにしたがって眼鏡レンズを製造する。まず、オペレータは、眼鏡レンズの仕様を入力装置１２からコンピュータ１１に入力する(ステップS1)。仕様は、眼鏡レンズの頂点屈折力(球面屈折力SPH、乱視矯正のための円柱屈折力CYL)、製品種別を含む。データの入力は、眼鏡店に置かれたコンピュータ端末で行われ、コンピュータネットワークを介して製造システムに伝えられてもよい。
【００２６】
コンピュータ１１は、仕様の頂点屈折力に基づいて区分を確定し、この区分に対応する半完成の被加工レンズを特定する(ステップS2)。頂点屈折力の範囲は、図１７に示すようにＩ〜IXの９種類の区分に分割されており、製造工場には、各区分毎に外面が予め加工された被加工レンズが用意されている。
【００２７】
被加工レンズが特定されると、コンピュータ１１は計算プログラムにより、仕様と特定された被加工レンズのデータとに基づいて眼鏡レンズの内面の非球面形状データを求める(ステップS3)。計算プログラムは、ステップS2で特定された被加工レンズの外面形状を前提に、要求される頂点屈折力が得られ、かつ、光学性能が最適となる面形状を求める処理であり、減衰最小二乗法等の公知の最適化アルゴリズムを利用している。これらのステップS2,S3の処理が、設計方法に該当する。
【００２８】
一方、オペレータは、区分に応じて特定された被加工レンズを非球面加工機１４にセットする。被加工レンズのセット後、オペレータが所定の開始指令を入力装置１２から入力すると、コンピュータ１１は計算により求められた形状データに基づいて非球面加工機１４を制御し、被加工レンズの内面を加工(研削)する(ステップS4)。
【００２９】
次に、上記実施形態の製造方法により製造される眼鏡レンズについて５つの実施例を説明する。各実施例において、被加工レンズの屈折率は1.6、外径はφ70mm、最小肉厚(マイナスレンズの中心厚、プラスレンズの縁厚)は1.0mmである。各実施例の被加工レンズのベースカーブ(外面の近軸面屈折力、単位Dptr)は、以下の表２に示すとおりである。
【００３０】
【表２】
0003851495.tif 000002
【００３１】
【実施例１】
実施例１においては、外面が区分内で共通の球面として予め加工された被加工レンズを用い、内面を仕様の頂点屈折力に応じて異なる非球面とする。加工された内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)および面屈折力変化ΔD2m(h)は、それぞれ図２および図３に示すとおりである。ここでは、円柱屈折力CYLを０とし、各区分で表１７に示される球面屈折力SPHのそれぞれに対応する眼鏡レンズを設計し、それぞれの内面の面屈折力、およびその変化を図示している。例えば、区分Ｉについては、SPH-8.00,-7.75,-7.50,-7.25の４種類のレンズのデータが示されている。
【００３２】
実施例１の眼鏡レンズは、光学性能に関しては、非点収差が無限遠物体距離と有限物体距離300mmとでバランスするように設計されている。図４は、実施例１の眼鏡レンズにおける視角30°方向での無限遠物体距離に対する屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)と、有限物体距離300mmに対する非点収差AS300(30°)とを全範囲SPH-8.00〜+5.00 についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動、および区分の境目での変動が小さく抑えられ、全ての頂点屈折力に対してAS∞(30°)と AS300(30°)とのバランスがとれている。非点収差AS∞(30°)と AS300(30°)とを共に０に近づけることは困難であり、一方を小さくすると他方が大きくなる関係にあるため、ここでは両方の非点収差の絶対値がほぼ等しくなるようバランスさせている。
【００３３】
【実施例２】
実施例２においては、外面が区分内で共通の球面として予め加工された被加工レンズを用い、内面を仕様の頂点屈折力に応じて異なる非球面とする。加工された内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)および面屈折力変化ΔD2m(h)は、それぞれ図５および図６に示すとおりである。表２に示されるように、実施例２では、眼鏡レンズをより薄くするために、実施例１よりも浅いベースカーブが採用されている。
【００３４】
実施例２の眼鏡レンズは、光学性能に関しては、非点収差が無限遠物体距離と有限物体距離300mmとでバランスするように設計されている。図７は、実施例２の眼鏡レンズにおける屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)、AS300(30°)を全範囲SPH-8.00〜+5.00 についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動、および区分の境目での変動が小さく抑えられ、全ての頂点屈折力に対してAS∞(30°)と AS300(30°)とのバランスがとれている。
【００３５】
【実施例３】
実施例３においては、外面が区分内で共通の球面として予め加工された被加工レンズを用い、内面を仕様の頂点屈折力に応じて異なる非球面とする。加工された内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)および面屈折力変化ΔD2m(h)は、それぞれ図８および図９に示すとおりである。表２に示されるように、実施例３では、性能変化がより少なくなるように実施例１よりも深いベースカーブが採用されている。
【００３６】
実施例３の眼鏡レンズは、光学性能に関しては、非点収差が無限遠物体距離と有限物体距離300mmとでバランスするように設計されている。図１０は、実施例３の眼鏡レンズにおける屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)、AS300(30°)を全範囲SPH-8.00〜+5.00 についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動、および区分の境目での変動が小さく抑えられ、全ての頂点屈折力に対してAS∞(30°)と AS300(30°)とのバランスがとれている。
【００３７】
【実施例４】
実施例４においては、外面が区分内で共通の球面として予め加工された被加工レンズを用い、内面を仕様の頂点屈折力に応じて異なる非球面とする。加工された内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)および面屈折力変化ΔD2m(h)は、それぞれ図１１および図１２に示すとおりである。
【００３８】
実施例４の眼鏡レンズは、光学性能に関しては、無限遠物体距離に対する屈折力誤差が無いように設計されている。図１３は、実施例４の眼鏡レンズにおける屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)、AS300(30°)を全範囲SPH-8.00〜+5.00 についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動、および区分の境目での変動が小さく抑えられ、無限遠物体距離に対する屈折力誤差AP∞(30°)が全範囲にわたってほぼ０に抑えられている。
【００３９】
【実施例５】
実施例５においては、従来例１と同様に、外面が区分内で共通の非球面として予め加工された被加工レンズを用い、内面を仕様の頂点屈折力に応じて非球面とする。加工された内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)および外面と内面の面屈折力変化の和ΔD1m(h)＋ΔD2m(h)は、それぞれ図１４および図１５に示すとおりである。
【００４０】
実施例５の眼鏡レンズは、光学性能に関しては、非点収差が無限遠物体距離と有限物体距離300mmでバランスするように設計されている。図１６は、実施例５の眼鏡レンズにおける屈折力誤差AP∞(30°)および非点収差AS∞(30°)、AS300(30°)を全範囲SPH-8.00〜+5.00 についてプロットしたものである。図示されるように各収差とも区分内での変動、および区分の境目での変動が小さく抑えられ、全ての頂点屈折力に対してAS∞(30°)と AS300(30°)とのバランスがとれている。
【００４１】
次に、上記の各実施例および前述した従来例と、各条件(1)-(9)との関係について説明する。条件を満たす場合は「○」、満たさない場合は「×」とし、右欄に判断の根拠を示している。
【００４２】
条件(1)  ΔD1m(h)i＋ΔD2m(h)i≠ΔD1m(h)j＋ΔD2m(h)j
実施例１  ○  図３より明らか
実施例２  ○  図６より明らか
実施例３  ○  図９より明らか
実施例４  ○  図１２より明らか
実施例５  ○  図１５より明らか
従来例１  ×  外面共通、内面球面
【００４３】
条件(2)  D1m(h)i＝D1m(h)j
実施例１  ○  外面共通
実施例２  ○  外面共通
実施例３  ○  外面共通
実施例４  ○  外面共通
実施例５  ○  外面共通
従来例１  ○  外面共通
【００４４】
条件(3)  D1m(h)i＝D1m(h)j＝D1m(0)i＝D1m(0)j
実施例１  ○  外面球面
実施例２  ○  外面球面
実施例３  ○  外面球面
実施例４  ○  外面球面
実施例５  ×  外面非球面
従来例１  ×  外面非球面
【００４５】
条件(4)  Pi＜Pj＜-3.00 の時、h≦15 の位置において
MAX[|ΔD1m(h)i＋ΔD2m(h)i−ΔD1m(h)j−ΔD2m(h)j|]≦0.3
実施例１  ○  図３より明らか (0.058)
実施例２  ○  図６より明らか (0.118)
実施例３  ○  図９より明らか (0.179)
実施例４  ○  図１２より明らか (0.062)
実施例５  ○  図１５より明らか (0.090)
従来例１  ○  外面共通、内面球面
【００４６】
条件(5)  Pi＞Pj＞+2.00 の時、
ΔD1m(15)i＋ΔD2m(15)i＜ΔD1m(15)j＋ΔD2m(15)j
実施例１  ○  図３より明らか
実施例２  ○  図６より明らか
実施例３  ○  図９より明らか
実施例４  ○  図１２より明らか
実施例５  ○  図１５より明らか
従来例１  ×  外面共通、内面球面
【００４７】
条件(6)  Pi＜Pj、β≦30 に対して
-0.04＜[AS∞(β)i＋AS300(β)i−AS∞(β)j−AS300(β)j]/[2(Pi−Pj)]＜0.04
実施例１  ○  -0.002〜0.006
実施例２  ○  -0.002〜0.006
実施例３  ○  -0.006〜0.006
実施例４  ○  -0.024〜0.026
実施例５  ○  -0.006〜0.006
従来例１  ×  -0.064〜0.184
【００４８】
条件(7)  β≦30 に対して
-0.1＜[AS∞(β)＋AS300(β)]/2＜0.1
実施例１  ○  -0.002〜0.007
実施例２  ○  -0.001〜0.010
実施例３  ○  -0.004〜0.003
実施例４  ×  -0.070〜0.126
実施例５  ○  -0.004〜0.003
従来例１  ×  -0.086〜0.125
【００４９】
条件(8)  Pi＜Pj、β≦30 に対して
-0.04＜[AP∞(β)i−AP∞(β)j]/(Pi−Pj)＜0.04
実施例１  ○  -0.020〜0.008
実施例２  ○  -0.016〜0.008
実施例３  ○  -0.028〜0.012
実施例４  ○  -0.004〜0.004
実施例５  ○  -0.028〜0.012
従来例１  ×  -0.048〜0.144
【００５０】
条件(9)  β≦30 に対して
-0.1＜AP∞(β)＜0.1
実施例１  ×  -0.108〜0.067
実施例２  ○  -0.090〜0.057
実施例３  ×  -0.146〜0.097
実施例４  ○  -0.002〜0.003
実施例５  ×  -0.146〜0.097
従来例１  ×  -0.165〜0.108
【００５１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、一方の面を区分内で共通の面とし、他方の面を仕様の頂点屈折力に応じて最適化した非球面とすることにより、あらゆる頂点屈折力に対して良好な光学性能を有する眼鏡レンズを設計、製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (A)は実施形態の眼鏡レンズの製造システムの概略を示すブロック図、(B)は製造方法の概略を示すフローチャート。
【図２】  実施例１の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図３】  実施例１の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化ΔD2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図４】  実施例１の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【図５】  実施例２の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図６】  実施例２の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化ΔD2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図７】  実施例２の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【図８】  実施例３の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図９】  実施例３の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化ΔD2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図１０】  実施例３の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【図１１】  実施例４の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図１２】  実施例４の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化ΔD2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図１３】  実施例４の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【図１４】  実施例５の眼鏡レンズの内面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図１５】  実施例５の眼鏡レンズの非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力の変化の外面と内面の和ΔD1m(h)+ΔD2m(h)を各区分について示すグラフ。
【図１６】  実施例５の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【図１７】  従来例および実施例における頂点屈折力の区分を示す図表。
【図１８】  従来例の眼鏡レンズの外面非球面の光軸を含む断面に沿った面屈折力D1m(h)を示すグラフ。
【図１９】  従来例のSPH+3.25とSPH+4.00の眼鏡レンズの非点収差を示すグラフ。
【図２０】  従来例の眼鏡レンズの視角 30° 方向での光学性能を示すグラフ。
【符号の説明】
１０  製造システム
１１  コンピュータ
１２  入力装置
１３  表示装置
１４  非球面加工機
【図１】
0003851495.tif 000003
【図２】
0003851495.tif 000004
【図３】
0003851495.tif 000005
【図４】
0003851495.tif 000006
【図５】
0003851495.tif 000007
【図６】
0003851495.tif 000008
【図７】
0003851495.tif 000009
【図８】
0003851495.tif 000010
【図９】
0003851495.tif 000011
【図１０】
0003851495.tif 000012
【図１１】
0003851495.tif 000013
【図１２】
0003851495.tif 000014
【図１３】
0003851495.tif 000015
【図１４】
0003851495.tif 000016
【図１５】
0003851495.tif 000017
【図１６】
0003851495.tif 000018
【図１７】
0003851495.tif 000019
【図１８】
0003851495.tif 000020
【図１９】
0003851495.tif 000021
【図２０】
0003851495.tif 000022