JPS6342764B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、累進多焦点レンズの屈折面の形状に
関する。

本発明の目的は、累進多焦点レンズに必然的に
存在する非点収差と像の歪曲を極力押え、その使
用者が種々の状況において使用したときに、最も
満足度の高い累進多焦点レンズを提供することに
ある。

本発明の理解を容易にするために、累進多焦点
レンズの用途と構造および光学的特性について説
明をする。

累進多焦点レンズは、主として高齢者における
眼の水晶体の調節機能の低下を補正するために、
開発されたものであり、１つのレンズ内に遠くの
ものを見るための領域と、近くのものを見るため
の領域と、更に両領域の間に連続的に変化する度
数を持つた中間距離のものを見る領域を持つてい
る。これら３領域を、それぞれ遠用部領域、近用
部領域、中間部領域と呼ぶ。

第１図〜第４図は、一般的な累進多焦点レンズ
の一例であり、第１図は、累進多焦点レンズの一
般的な構造を示したもので、凸状屈折面の斜視図
である。図示されない反対側の凹面は、球面ある
いは円柱曲面とし、遠視、近視および乱視の補正
をしている。図中の１は、レンズの光学中心軸
（以下、光軸と称する。）であり、レンズの幾何学
中心Ｏを通つている。２は、光軸１を含む垂直な
平面５（以下、主子午面と称する。）とレンズ屈
折面との交線である主子午線曲線である。この主
子午線曲線の曲率の変化を示したものが第２図で
あり、図の縦軸は主子午線曲線に沿つた距離で、
横軸Ｐは面屈折力（凸状屈折面による屈折効果の
値。凹面を含めたレンズとしての屈折効果の値は
屈折力と称する。）である。主子午線曲線に沿つ
た両屈折力は、Ａ点より上方およびＢ点より下方
において一定であり、Ａ点からＢ点にかけて累進
的に増加している。このＡ点、Ｂ点をそれぞれ遠
用中心および近用中心と呼び、その間の両屈折力
の変化量（図中、ADD）は加入度と呼ばれる。
レンズの両屈折力と曲率は比例するから、この図
は曲率の変化とみなすことができ、主子午線曲線
の曲率中心の軌跡は、第１図中、３で示す如くと
なる。また、主子午線曲線上の各点における主子
午線曲線と屈折面上で直交する方向の曲率と、同
曲線に沿つた方向の曲率は等しく、いわゆるヘソ
状曲線であり、主子午線曲線上での非点収差は零
となる。すなわち、主子午線曲線に沿つた部分で
はほぼ球面形状を成す。しかし、曲率の異なる球
面をつないで一つの滑らかな曲面にするため、主
子午線曲線から遠ざかるにつれ非球面とせざるを
得ず、そのため、非点収差が周辺に発生すること
になる。また、屈折面の各部分で像の倍率が異な
るために、像の歪曲も同時に付随する。

第３図は、一般的な累進多焦点レンズの非点収
差の分布の一例を表わす。図中において、ハツチ
ングのピツチが狭いほど収差は大きくなること、
すなわち、像がボケることを意味している。一般
に人が非点収差を知覚し、不快感を持つのは0.5
デイオブトリ（以下、Ｄと略記する）以上と言わ
れており、図中の無ハツチングの領域は、0.5D
以下の領域である。Ａ点より上方のこの領域を遠
用明視域、Ｂ点より下方のこの領域を近用明視
域、Ａ点からＢ点の間のこの領域を中間明視域と
呼び、それぞれの距離で物がはつきり見えると知
覚される範囲である。

第４図は、一般的な累進多焦点レンズを通して
垂直および水平方向に等ピツチで描かれた格子模
様（以下、正方格子と称する。）を見た時の像の
歪曲の一例を示す。格子の像は、倍率の変化によ
り、図の如く垂直線は主子午線曲線を通るもの
（図中で４１）を中心に、下向きにふくらみ、水
平線も周辺へゆくに従つて彎曲している。

この像の歪曲は、像の歪曲として知覚されるこ
とはもちろん、使用者が動く物を目で追つたり、
首を動かす等により、視線に対して見える物が相
対的に動くような場合に、像の揺れとして知覚さ
れ、著しい不快感を生ぜしめる。このように動く
物を見るような場合を動的視覚と呼び、それに対
して、本を読んだり、一点を注視するような視線
と物の動きのほとんどない場合を、静的視覚と呼
ぶ。先の説明より明らかなように、静的視覚は主
として非点収差により影響を受ける。すなわち、
非点収差が全体として小さいほど、また、遠用、
近用、中間の各明視域が広いほど、快適な視覚が
得られる。

一方、動的視覚は、主として像の歪曲に影響さ
れる。すなわち像の歪曲が小さいものほど、像の
揺れの小さい快適な視覚が得られる。この静的視
覚と動的視覚の関係は、独立した関係でなく、良
好な静的視覚を得るために明視域を広くすると、
レンズの側方において像倍率の変化が急激になる
ため、像の歪曲が大きくなり、動的視覚が害さ
れ、逆に、動的視覚を良くすると、遠用部領域お
よび近用部領域の側方における非点収差が大きく
なつて、静的視覚を害するという相反する関係に
ある。

このように、累進多焦点レンズに宿命的に存在
する非点収差と像の歪曲を極力押え、種々の静的
視覚条件に対して最良の動的視覚を与えるものと
して、本発明者は、特開昭55−171569号に示され
るような累進多焦点レンズを開発した。

第５，６，７図は、その累進多焦点レンズの屈
折面の構造を説明する図であり、第５図は正面
図、第７図は屈折面の一部を斜視したものであ
る。

第５図において、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ遠用中
心Ａおよび近用中心Ｂで、主子午線曲線Ｍと交わ
り、レンズ屈折面を３つに分割する曲線であり、
領域５１，５２，５３をそれぞれ遠用部領域、近
用部領域、中間部領域とする。Ｍ１は、主子午面
と平行な平面による断面曲線であり、曲線Ｃ１，
Ｃ２との交点をそれぞれＡ１，Ｂ１とする。

第６図は、断面曲線Ｍ１上の各点におけるレン
ズ屈折面の法線と主子午面との成す角度の変化を
示したもので、第７図の斜視図により理解が容易
である。

第７図において、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は断面曲線
Ｍ１上の遠、近、中間の各領域内の点で、各点の
法線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と主子午面７１との成す角
度は、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３で示される。このレンズ
の特徴の一つは、この角度が第６図（縦軸が曲線
Ｍ１上の位置、横軸が角度）に示す如く、遠用部
領域（Ａ１より上方の部分）と近用部領域（Ｂ１
より下方の部分）では、それぞれの値で一定であ
り、中間部領域（Ａ１からＢ１の間）では連続的
に滑らかに変化し、かつ、その変化の仕方が、主
子午線曲線上での曲率の変化の法則と同じである
事である。

例えば、中間部領域における主子午線曲線の曲
率が直線的に変化している場合は、前述の角度も
第６図に示すように直線的に変化する。これは、
主子午面と平行なすべての断面において満足され
ている。

第８図は、複数の断面における、前述の角度変
化を示した図で、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の順番
で主子午線曲線から遠ざかる断面での角度変化を
表わしている。この垂直な断面曲線に沿つた角度
の変化は、近似的にその断面曲線に沿つた水平方
向のプリズムの変化と比例するので、第８図は各
断面での垂直線の歪曲と見なすことができる。水
平線の歪曲は垂直線の歪曲と関係し、垂直線に歪
曲が無ければ水平線も歪曲せず、垂直線が歪曲す
る部分では水平線も歪曲する。従つて、遠用部領
域と近用部領域は、正方格子が長方形に変形する
ノーマル歪となり、中間部領域は、正方格子が平
行四辺形状に変形するスキユー歪となる。これに
より遠用部領域と近用部領域の像の揺れを押えら
れる。

また中間部領域においては、垂直線の歪曲の仕
方を主子午線曲線上の遠用中心から近用中心の間
での曲率の変化の法則と同じにすることにより、
主子午線曲線上での非点収差を零とするととも
に、周辺の格子が整えられ、非点収差と像の歪曲
を極力押えることができる。

本発明は、このような基本思想の累進多焦点レ
ンズについて視覚上の改良を施したものである。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。

第９図は、特願昭55−171569号に示したレンズ
の一例で、図中、Ｍは主子午線曲線、Ｍ１〜Ｍ９
は主子午面と平行な平面による断面曲線を示し、
その間隔は等しい。このレンズにおいて、遠用部
領域と中間部領域の境界線Ｃ１と近用部領域と中
間部領域の境界線Ｃ２は、主子午線曲線からレン
ズ外周まで単調な曲線である。

第１０図は、各断面におけるレンズ屈折面の法
線と主子午面とのなす角Ｋの変化を示す。このレ
ンズにおいて、主子午線曲線に直角な平面とレン
ズ屈折面との交線である横断面曲線（以下、横断
面と称す）の形状は、遠用部領域においては主子
午線曲線から離れるに従つて曲率が増加する形状
であり、近用部領域では主子午線曲線から離れる
に従つて曲率が減少する形状である。ＭからＭ９
までの各断面間における角度Ｋの増加量ΔKはそ
の間の曲率の大きさにほぼ比例するため、第１０
図の如く遠用部領域ではＭからＭ９にかけての各
断面間の角度増加量ΔKは徐々に大きくなり（す
なわち間隔が広くなる）、近用部領域では逆にそ
の角度増加量ΔKが徐々に小さくなる（すなわち
間隔が狭くなる）。この曲率と角度増加量の関係
を利用して、この図から中間部領域の横断面の曲
率の変化を知ることができる。すなわち横断面の
曲率変化は、同図のその横断面に対応する位置で
の水平線（たとえばＳ１−Ｓ１′）が、Ｍ１〜Ｍ
９まで各線を切断していくときの各線間の間隔の
変化にほぼ等しい。

第１１図は、第１０図のＳ１−Ｓ１′，Ｓ２−
Ｓ２′，Ｓ３−Ｓ３′，Ｓ４−Ｓ４′の各横断面の
曲率の変化を示している。縦軸は曲率ρを表わ
し、横軸は主子午線曲線からの距離ｘを示してい
る。図から、中間部領域における横断面の形状
は、遠用部領域側では主子午線曲線から離れるに
従つて曲率が単調に増加し（図中のＳ１−Ｓ
１′）、近用部領域側では初め減少した後、増加し
ていることがわかる（図のＳ４−Ｓ４′）。

第１２図は、本発明の実施例であり、遠用部領
域、中間部領域、近用部領域の分割の仕方以外の
レンズ屈折面の形状決定要素は、第９図に示した
従来例と同じである。図には、分割の仕方の違い
を明白にするために、破線で従来例における分割
の仕方を示している。本発明の特徴は、前述の３
領域の境界線である曲線Ｃ１と曲線Ｃ２が、主子
午線曲線からレンズ外周に至る間に、それぞれ遠
用部領域側および近用部領域側に凸なる部分を有
することである。

前述の従来例と同様に、ＭからＭ９までの各断
面上での角度Ｋの変化を第１３図に示し、中間部
領域での横断面の曲率変化を第１４図に示す。第
１３図中の破線は、第１０図の従来例での角度Ｋ
の変化を示しており、これから判るように、本発
明のものは、中間部領域の境界線Ｃ１およびＣ２
が凸形に上方および下方に脹んだ部分の断面Ｍ
３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６の角度Ｋの変化が、従来の
ものより緩やかになり、その変化率がほぼ等しく
なる。このときの中間部領域の横断面の曲率は、
第１４図のように、遠用部領域側では主子午線曲
線から離れるにつれて、一旦増加した後減少し、
その後再び増加する変化を示し（図中Ｓ１−Ｓ
１′）、近用部領域側では主子午線曲線から離れる
につれて減少した後、増加する変化を示す（図中
Ｓ４−Ｓ４′）。また、遠用部領域側の横断面の曲
率が一旦増加することにより、主子午線曲線から
レンズ外周までの中間位置に、横断面の曲率の変
化はほぼ等しい部分Ｗができる。

これらのことから、本発明の効果が説明され
る。すなわち、レンズを透して見た像の歪曲は、
第１３図に示す角度Ｋの変化とほぼ等しいので、
本発明により中間部領域側方における像の歪曲を
小さくでき、像の揺れが改善される。また、非点
収差も第１４図のＷで示す部分で平準化され、従
来よりも、よりなだらかな分布となり、中間部領
域側方で急激に像がぼける感じを緩和することが
できる。

つぎに、第２の実施例を示す。この実施例にお
いて、遠用部、中間部、近用部の各領域の分割の
仕方および主子午線曲線上での曲率変化の法則
は、第９図に示した従来例と同じである。この実
施例において、従来例と異なるところは、遠用部
領域および近用部領域の横断面の曲率の変化の仕
方である。

第１５図にその違いを示す。図のρ₁は遠用部領
域での横断面の曲率変化、ρ₂は近用部領域での横
断面の曲率変化を示し、破線は従来例のものであ
る。本実施例の特徴は、この図の如く遠用部領域
での横断面の曲率変化ρ₂が単純なものでなく、主
子午線曲線からレンズ外周に至るまでの間に、ρ₁
は上方に、ρ₂は下方に、凸なる部分をもつことで
ある。これを数学的に表現すれば、それぞれの曲
率変化を主子午線曲線からの距離ｘの関数ρ₁
（ｘ）、ρ₂（ｘ）としたとき、主子午線曲線からレ
ンズ外周に至る間にρ₁およびρ₂のｘについての２
回微分値が、それぞれ負および正となる部分を有
するということである。この実施例の角度Ｋの変
化を第１６図に示す。図中の破線は、第１０図に
示した従来例のものの角度変化である。この図か
ら、本実施例においても、中間部領域に先の実施
例と同様の改良が為されることは明らかである。
このときの中間部領域の横断面の曲率変化が、第
１４図の先の実施例のものと同じ形になることは
説明するまでもない。

以上の説明の如く本発明によれば、中間部領域
の側方における像の歪曲を小さくし、更に非点収
差の分布をなだらかにするため、動的視覚および
静的視覚が良好な累進多焦点レンズを提供するこ
とができる。

なお、本発明の２つの実施例で示した改良のた
めの方法の一部を用いた場合、あるいは幾つかを
組み合わせた場合においても、それに見合つた効
果が得られ、その場合でも本発明の範囲を越えな
い。

【図面の簡単な説明】

第１，２，３，４図は、一般的な累進多焦点レ
ンズの構造、主子午線曲線上の面屈折力の変化、
非点収差分布、格子像の歪曲を説明する図。第
５，６，７，８図は、本発明を説明する図で、そ
れぞれレンズ屈折面の正面図、断面曲線上の法線
と主子午面との成す角度の変化、レンズ屈折面の
一部の斜視図、複数断面曲線上における法線と主
子午面との成す角度の変化を示す図。第９，１
０，１１図は、特願昭55−171569号に示された従
来のレンズで、それぞれレンズ屈折面の正面図、
複数断面曲線上の法線と主子午面の成す角度の変
化、中間部領域での横断面の曲率の変化を示す。
第１２，１３，１４図は、本発明の実施例で、そ
れぞれレンズ屈折面の正面図、複数断面曲線上の
法線と主子午面との成す角度の変化、中間部領域
での横断面の曲率の変化を示す。第１５図、１６
図は、本発明の他の実施例で、それぞれ遠用部領
域と近用部領域での横断面の曲率の変化、および
複数断面曲線上の法線と主子午面との成す角度の
変化を示す。 ２，Ｍ……主子午線曲線、Ａ……遠用中心、Ｂ
……近用中心、Ｃ１……遠用部領域と中間部領域
の境界曲線、Ｃ２……中間部領域と近用部領域の
境界曲線、Ｍ１〜Ｍ９……主子午面に平行な断面
曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主子午線曲線上で、該主子午線曲線上の遠用
   中心から近用中心の間で所定の法則に従つて曲率
   が変化し加入度を付与するとともに、前記遠用中
   心において前記主子午線曲線と交わるレンズの屈
   折面上の曲線Ｃ１と、前記近用中心において前記
   主子午線曲線と交わる前記レンズの屈折面上の曲
   線Ｃ２により、前記レンズの屈折面を遠用部領
   域、中間部領域、近用部領域の３領域に分割し、
   前記主子午線曲線を含む平面に平行な任意の平面
   と前記レンズの屈折面との交線である任意の断面
   曲線の各々において、該断面曲線上の各点での前
   記屈折面の法線と前記主子午線曲線を含む平面と
   の成す角度が、前記遠用部領域および近用部領域
   ではそれぞれ一定であり、中間部領域では前記主
   子午線曲線上の遠用中心と近用中心の間での曲率
   の変化の法則と同じ法則に従つて変化する累進多
   焦点レンズにおいて、前記主子午線曲線に直角な
   平面と前記レンズの屈折面との交線である横断面
   曲線が、前記遠用部領域では該領域の側方におい
   て増加する曲率を有し、前記近用部領域では該領
   域の側方において減少する曲率を有し、前記中間
   部領域では該横断面曲線が前記遠用部領域側の場
   合は前記主子午線曲線から離れるに従つて一旦増
   加した後減少し、その後再び増加する曲率を有
   し、該横断面曲線が前記近用部領域側では前記主
   子午線から離れるに従つて減少した後増加する曲
   率を有することを特徴とする累進多焦点レンズ。