DE69232283T2

DE69232283T2 - Linse für Brillen.

Info

Publication number: DE69232283T2
Application number: DE69232283T
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Katada; Akira Komatsu; Osamu Yokoyama
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2012-10-09
Also published as: JP3334131B2; WO1993007525A1; EP0560999A1; US5479220A; EP0560999B1; DE69232283D1; EP0560999A4

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brillenglaslinse und insbesondere eine Brillenglaslinse zur Korrektur von Fehlsichtigkeit, die eine verringerte Linsenstärke aufweist, um dadurch ihr Gewicht zu verringern, und die durch Entfernen der Aberration verbesserte optische Eigenschaften aufweist.

Stand der Technik

Es ist zur Korrektur von astigmatischem Sehvermögen durch eine Brillenglaslinse erforderlicht, dass zumindest eine Linsenfläche als eine brechende Fläche mit unterschiedlichen Krümmungen gebildet wird, die von der Richtung abhängen, und die als eine astigmatische Fläche bezeichnet wird. Herkömmlicherweise ist eine zylindrische Fläche oder eine torische Fläche als die astigmatische Fläche verwendet worden. Die torische Fläche ist definiert wie folgt (vgl. Fig. 2).
Man betrachte eine Kurve die durch z = f(y) in der YZ Ebene in Fig. 2 ausgedrückt ist. Diese Kurve kann ein Kreis, eine quadratische Kurve oder irgendeine andere Kurve sein. Eine zu der Y Achse parallele Drehachse M wird dann so genommen, dass sie durch einen Punkt Rx auf der Z Achse hindurchgeht, und die Kurve z = f(y) wird um die Drehachse M herumgedreht, um eine gekrümmte Fläche zu erhalten, die als die torische Fläche bezeichnet wird.
Wenn die Fläche durch die YZ Ebene geschnitten wird, wird eine Kurve, die in dem Schnitt auftritt, als ein Y Hauptmeridian bezeichnet, wohingegen, wenn die Fläche durch die XZ Ebene geschnitten wird, eine Kurve, die in dem Schnitt auftritt, ein X Hauptmeridian genannt wird. Wie es aus der Definition auf der Hand liegt, ist der Y Hauptmeridian der torischen Fläche die durch x = f(y) ausgedrückte Kurve, und der X Hauptmeridian ist ein Kreis mit dem Radius Rx.
Bei diesem Beispiel ist die Drehachse als parallel zu der Y Achse beschrieben, wobei aber in einem anderen Fall die Drehachse als parallel zu der X Achse in gleicher Weise definiert werden kann.
Die Beschränkung bei der Verarbeitung hat bisher die Form der torischen Fläche begrenzt, wobei tatsächlich nur jene verwendet werden, bei denen f(y) ein Kreis ist. Es gibt zwei Arten von Formen in diesem Fall, die von der relativen Größe zwischen Rx und Ry und von der Richtung der Drehachse abhängen. In dem Fall, dass Rx < Ry ist, hat die Fläche eine Tonnenform (wie in Fig. 3A gezeigt), wenn die Drehachse parallel zu der Y Achse ist, während sie vom Fahrschlauchtyp (wie in Fig. 3B gezeigt) ist, wenn die Drehachse M parallel zu der X Achse ist. In dem Fall, dass Rx > Ry ist, ist die Situation umgekehrt. Obgleich es zwei Arten von Formen in Abhängigkeit davon gibt, ob die Drehachse parallel zu der X Achse oder zu der Y Achse mit einer einzigen Kombination von Rx und Ry gemacht wird, gibt es keinen anderen Freiheitsgrad. Entsprechend bestimmt die Bereitstellung von Rx und Ry die zwei Arten der Flächenformen vollständig.
Auch verwendet eine herkömmliche Brillenglaslinse eine Kombination aus einer sphärischen Fläche und einer torischen Fläche, was in Bezug auf eine Aberrationskorrektur unzufriedenstellend ist. Somit hatte die Kombination Schwierigkeiten, wie die nichtkorrigierbare Restaberration und eine Gewichtserhöhung der Linse. Dann gibt es verschiedene Formen der vorgeschlagenen Brechungsfläche, wobei versucht wird, eine zufriedenstellende Aberrationskorrektur zu erreichen.
Beispielsweise offenbart die japanische, offengelegte Patentanmeldung Nr. 65-40926 eine Brillenglaslinse mit geringerer Aberration, die eine brechende Fläche aufweist, die durch die folgende Gleichung ausgedrückt ist, wobei r der Abstand von dem Ursprung ist.
worin n eine gerade Zahl ist, die 4 ≤ n ≤ 10 erfüllt.
Wenn An = 0 in der Gleichung (a) ist, hat die Gleichung nur den ersten Ausdruck, der eine quadratische Fläche darstellt. C wird bei einem Krümmungsradius mit r = 0 bestimmt, und die Form wird durch den Wert K bestimmt.
Das erste Gleid in der Gleichung (a) stellt die folgenden Flächen in Abhängigkeit von dem Wert K dar:
Ellipsoid wenn 0 < K
Kugel wenn K = 0
Ellipsoid wenn -1 < K < 0
Paraboloid wenn K = -1
Hyperboloid wenn K < -1
Fig. 4 zeigt, wie sich der Krümmungsradius in Abhängigkeit des Wertes K ändert, wenn die Gleichung (a) nur das erste Glied aufweist. Wie in Fig. 4 zu sehen, nimmt der Krümmungsradius fortlaufend bei K < 0 zu, während er fortlaufend bei K > 0 abnimmt.
Obgleich er im Fall An = 0 monoton zunimmt oder abnimmt, können verschiedene Änderungen ausgeführt werden, wenn Ausdrücke höherer Ordnung verwendet werden.
Fig. 5 zeigt eine Änderung des Krümmungsradius bei Änderung des A&sub8; Werts im Fall K = 1. Wie zu sehen ist, kann die Änderung des Krümmungsradius durch Werte von K und An eingestellt werden.
Die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 1-45892 und Nr. 59-41164 verwenden ungerade Potenzausdrücke in einem Polynom von r. Eine brechende Fläche mit solchen ungeraden Potenzausdrücken weist Aberrationseigenschaften auf, die von jenen einer brechenden Fläche unterschiedlich sind, die nur durch gerade Potenzausdrücke ausgedrückt ist, wobei jene bei der Aberrationskorrektur in einem gewissen Fall wirksam sein können. Wenn n ungerade Zahlen umfassen darf, kann die Gleichung (a) eine solche Flächenform ausdrücken.
Entwickeln des ersten Glieds in Gleichung (a)
Z = 1/2Cx² + 1/8(1 + K)C³x&sup4;
+ (Glieder sechster und höherer Ordnung) (b)
Es wird ein Unterschied dz erhalten, wie er sich zwischen dem ersten Glied und einer Kugel mit dem gleichen Krümmungsradius im Ursprung ergibt:
Dz = (K/8R³)x&sup4; + (Glieder sechster und höherer Ordnung) (c)
Entsprechend ergibt sich die gleiche Wirkung innerhalb des Bereichs der vierten Ordnung von x in dem Fall einer Verwendung von K und in dem Fall von A&sub4; = K/8R³ ohne Verwendung von K bei dem ersten Glied.
Wenn eine der herkömmlichen, torischen Flächen und sphärischen Flächen als brechende Fläche einer Brillenglaslinse mit einer einzigen Brennweite verwendet worden ist, war es schwierig, eine zufriedenstellende Aberrationskorrektur bei einem geringen Freiheitsgrad zu erreichen, der zur Aberrationskorrektur verwendbar ist. Insbesondere neigt in dem Fall, wenn der Krümmungsradius der ersten Fläche vergrößert wird, um eine dünnere Linse mit einem guten Traggefühl zu erhalten, die Aberrationskorrektur dazu, sich zu verschlechtern. Wenn man eine gewisse sphärische Brechkraft und eine gewisse astigmatische Brechkraft haben möchte, und man einmal den Krümmungsradius der ersten Fläche bestimmt hat, sind der Krümmungsradius Rx in der X Richtung und der Krümmungsradius Ry in der Y Richtung am Ursprung der zweiten Fläche eindeutig bestimmt, sodass keine freie Auswahl von ihnen erlaubt ist. Dies ist auch der Fall, wenn die erste Fläche eine torische Fläche ist. Bei einer herkömmlichen, torischen Fläche ist, wenn die Drehachse in der Y Richtung genommen wird, der X Hauptmeridian stets ein Kreis. Somit ist, sobald Rx bestimmt wird, die Kontur des X Hauptmeridians auch festgelegt. Obgleich die Kontur des Y Hauptmeridians veränderbar sein kann, damit sie kein Kreis ist, um die Aberration am Linsenumfang zu verbessern, fehlt dem X Hauptmeridian dieses Maß an Freiheit, so dass sich ein Mangel an einer wirksamen Aberrationskorrektur ergibt.
Herkömmliche Lösungen für dieses Problem waren beispielsweise, eine torische Fläche auf beiden Linsenseiten zu verwenden (wie in de japanischen, offengelegten Patenanmeldung Nr. 54-131950 geoffenbart), und den Krümmungsradius zu verringern, wodurch die Linse dünner gemacht werden kann.
Wenn beide Linsenflächen als torische Flächen gebildet werden, muss ein Formenpaar für torische Fläche für jede Kombination aus sphärischer Brechkraft und astigmatischer Brechkraft hergestellt werden, die erhalten werden sollen, wodurch eine enorme Anzahl an Formen verlangt wird, so dass die Herstellungskosten erhöht werden. In dem Fall, wenn der Krümmungsradius verringert wird, nimmt die Stärke der Linse zu, so dass ihr Gewicht vergrößert wird, was nicht bevorzugt wird. Wie beschrieben, ist es schwierig gewesen, sowohl die Verbesserung der optischen Eigenschaften als auch die Verringerung der Stärke bei einer Linse mit einer einzigen Brennweite zu erhalten.
Im Hinblick auf eine Linse mit gleitender Brechkraft muss diese auf Rezept hergestellt werden, wie z. B. die zusätzliche Brechkraft (die Differenz zwischen der Brechkraft für den Fernbereich und der Brechkraft für den Nahbereich), die Brechkraft für den Fernbereich, die astigmatische Brechkraft und die Richtung der Astigmatismusachse, damit sie zu dem jeweiligen Benutzer passen, und deshalb gibt es eine große Anzahl von Kombinationen. Es ist somit tatsächlich unmöglich, dass Linsen hauptsächlich für alle möglichen Rezepte hergestellt werden und sich in einem Lager befinden. Deshalb wird eine Linse entsprechend einem Benutzerrezept nach jedem Erhalt eines Auftrags bei der tatsächlichen Anwendung hergestellt. Hierfür wird eine Linse in der Stärke mit zunehmenden Rand zusätzlich zu der Form des Enderzeugnisses und mit einer Fläche mit zunehmender Brechkraft hergestellt, die von einer Form gebildet wird, wobei jene als Rohling bezeichnet wird. Dann wird die gegenüber der Fläche mit fortschreitender Brechkraft andere Fläche verarbeitet, damit sie eine sphärische Fläche oder eine torische Fläche entsprechend dem bestellten Rezept wird, damit das Enderzeugnis erhalten wird.
Die Form der Fläche mit zunehmender Brechkraft ist durch die Brechkraft für den Fernbereich und die zusätzliche Brechkraft gekennzeichnet, und eine Form wird auf der Grundlage des Rezepts für den Benutzer ausgewählt. Sobald eine Fläche mit fortschreitender Brechkraft ausgewählt ist, wird die andere Fläche mit einer sphärischen Brechkraft, einer astigmatischen Brechkraft und einer Richtung der Astigmatismusachse davon verarbeitet, die entsprechend der ausgewählten Fläche ausgewählt wird. Wenn eine Form für die fortschreitende Fläche für so viele Rezepte wie möglich verwendet werden könnte, könnte die Anzahl von Formen für eine Fläche mit fortschreitender Brechkraft so weit wie möglich minimiert werden, was bei der Herstellung bevorzugt wird.
Jedoch war die Form der verarbeiteten Fläche herkömmlicherweise eine sphärische Fläche oder eine torische Fläche, die bei der Aberrationskorrektur eine Unvollkommenheit bei der Anwendung einer Fläche mit fortschreitender Brechkraft für einen breiten Brechkraftbereich aufwies und die somit das Problem einer nichtkorrigierten Restaberration hatte. Dies bewirkte einen Astigmatismus auf einer Seite des Abschnitts für den Nahbereich oder des Abschnitts für den Fernbereich, was wiederum ein unscharfes Bild hervorrief. Insoweit als die sphärische Fläche oder die torische Fläche als die Form der verarbeiteten Fläche verwendet wurde, gab es keine Lösung zu dem Problem und eine ausreichende Aberrationskorrektur wurde herkömmlicherweise nicht gemacht.
Die Probleme ergaben sich aus der Verwendung der brechenden Flächenform mit einem geringen Maß an Freiheit zur Konstruktion im Fall einer Linse mit einer Brennweite sowie in dem Fall einer Linse mit gleitender Brechkraft. Bei einer sphärischen Fläche oder einer torischen Fläche kann der Krümmungsradius nicht in Abhängigkeit von einem Ort auf einer Fläche geändert werden. Auch kann eine axialsymmetrische, sphärische Fläche keine astigmatische Fläche mit Krümmungen darstellen, die sich in Abhängigkeit von der Richtung ändern. In Bezug auf die Aberrationskorrektur und die Verringerung der Stärke würde die Betrachtung nur solcher Flächen eine Leistungsbegrenzung ergeben.
Zur Lösung des Problems ist es notwendig, eine Fläche zu haben, deren Krümmungsradius am Ursprung in Abhängigkeit von der Richtung veränderbar ist und der fortlaufend in Abhängigkeit von einem Ort auf einer gekrümmten Fläche veränderbar ist. Eine solche Fläche nach dem Stand der Technik ist beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 47-23943 oder der japanischen, offengelegten Patentanmeldung Nr. 57-10112 geoffenbart.
Die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 47-23943 geoffenbarte Technik zeigt kein Verfahren zur Berechnung der Korrekturgröße einer Form, so dass es deshalb nicht möglich ist, die Linsenform tatsächlich zu bestimmen. In diesem Patent wird die Form der Linsenfläche als Koordinaten einzelner Punkte berechnet, und die Koordinaten von Zwischenpunkten werden durch das Interpolationsverfahren gegeben. Ein solches Konstruktionsverfahren versagt die notwendige Stetigkeit bei der Anwendung der brechenden Linsenfläche zu schaffen, so dass die Genauigkeit verringert wird. Der wichtigste Punkt ist, wie es in der Patentbeschreibung beschrieben ist, dass es ziemlich viele Möglichkeiten gibt, zu versagen, eine glatte Fläche als Ganzes zu erhalten, wenn die Korrekturgröße für einzelne Punkte berechnet wird.
Ein ähnliches Problem ist in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung nr. 54-10 112 zu sehen. Die Bedingungen der Aberration, wie sie in diesem Patent beschrieben sind, sind nur der Wunsch des Konstrukteurs, und es ist nicht klar, ob eine Fläche tatsächlich existiert, die die Bedingungen erfüllt. Selbst wenn eine Krümmung an jedem Punkt einer gekrümmten Fläche durch die Aberrationsbedingungen erhalten werden könnte, ist es nicht immer möglich, dass eine gekrümmte Fläche durch die derart erhaltenen Krümmungen gebildet wird. Das obige Patent versagt, ein besonderes Verfahren zur Konstruktion einer gekrümmten Fläche zu zeigen, und es ist somit tatsächlich schwierig, es auszuführen.
Es ist deshalb eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse zu schaffen, das die verschiedenen, oben beschriebenen Probleme bei der herkömmlichen Technik lösen kann und die Konstruktion einer Linse erlaubt, die eine verringerte Linsenstärke in dem Umfangsbereich aufweist, so dass ihr Gewicht verringert wird, und deren optischen Eigenschaften durch Entfernen von Aberration verbessert sind.
Um die obige Zielsetzung zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung das Verfahren des Anspruchs 1.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Flächenform durch die Gleichung (1) ausgedrückt, durch die die brechende Fläche vollständig durch einige Parameter ausgedrückt ist. Koordinatenwerte, eine Steigung und eine Krümmung können mit notwendiger Genauigkeit an einem beliebigen Punkt auf einer gekrümmten Fläche berechnet werden, und die Fläche ist vollständig glatt. Ein Konstrukteur muss die Parameter der gekrümmten Fläche derart bestimmen, dass die Endaberration und die Linsenstärke die Konstruktionsbedingungen erfüllen. Für diesen Zweck wird die Technik der nichtlinearen Optimierung, die eine der OR Techniken ist, verwendet. Bei der Technik wird eine Sollaberration festgelegt, eine Differenz zwischen der Soll- und der gegenwärtigen Aberration wird als eine Bestimmungsfunktion der Linse verwendet und die Linsenparameter werden eingestellt, einen minimalen Wert der Funktion zu erhalten. Die Verwendung der Optimierungstechnik ermöglicht, automatisch eine Linse zu erhalten, die dem Sollwert am nahesten ist, selbst wenn es keine Linse gibt, die vollständig die Sollaberration erfüllt. Eine solche Konstruktionstechnik wird zuerst möglich, indem die Form der Linsenfläche durch eine Gleichung ausgedrückt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die brechende Fläche, die durch die obige Gleichung (1) ausgedrückt ist, als eine ausgedehnte, torische Fläche bezeichnet.
Merkmale der ausgedehnten, torischen Fläche, die durch die Gleichung (1) ausgedrückt ist, werden in entsprechenden Abschnitten des ersten Glieds und dem Polynom des zweiten Glieds beschrieben.

(1) Erstes Glied

Das erste Glied ist eine Darstellungsgleichung, die von dem Erfinder erfunden wurde, um das erste Glied in der Gleichung (a) der axialsymmetrischen, sphärischen Fläche zu der astigmatischen Fläche auszudehnen und die die folgenden Merkmale hat.
[1] Es sei Z Koordinatenwert auf dem X Hauptmeridian zx und es wird die Tatsache verwendet, dass y = 0 auf dem X Hauptmeridian ist
Ähnlich sei ein Z Koordinatenwert auf dem Y Hauptmeridian zy, und es wird die Tatsache verwendet, dass x = 0
Der Wert von zx wird nämlich durch Cx und Kx und der Wert von zy durch Zy und Ky bestimmt. Deshalb können die Konturen des X Hauptmeridians und des Y Hauptmeridians unabhängig voneinander durch die entsprechenden Koeffizienten bestimmt werden.
[2] Wie bei der Beschreibung der axialsymmetrischen, sphärischen Fläche beschrieben, stellen die Gleichung (d) bzw. die Gleichung (e) eine quadratische Kurve dar, die ein Kreis, eine Ellipse oder eine Hyperbel in Abhängigkeit von den Werten Kx und Ky sein kann. Eine Änderung des Werts für Kx oder Ky kann den Krümmungsradius des X Hauptmeridians in X Richtung oder den Krümmungsradius des Y Hauptmeridians in Y Richtung ändern.
[3] Wenn Kx = 0 oder Ky = 0, ist die Form des X oder des Y Hauptmeridians kreisförmig, was nahe bei der herkömmlichen, torischen Fläche ist. Entsprechend den Ergebnissen der numerischen Berechnung gilt immer, wenn die herkömmliche, torische Fläche den Wert der Z Koordinate vom Tonnentyp zb und den Weit vom Fahrzeugschlauchtyp zt hat, zb ≤ z ≤ zt oder zt ≤ z ≤ zb, was gewährleistet, dass die ausgedehnte, torische Fläche eine gute Näherung an die herkömmliche, torische Fläche ist. Es gibt verschiedene Darstellungsgleichungen, die die obigen Eigenschaften [1] und [2] haben, wobei das erste Glied in der Gleichung (1) verschieden ist. Die Eigenschaft [3] ist ein Grund, die Darstellungsgleichung dieser Anmeldung auszuwählen.

(2) Das zweite Glied (Polynom)

Das zweite Glied ist eine Darstellungsgleichung, die erfunden wurde, um das zweite Glied in Gleichung (a) der axialsymmetrischen, asphärischen Fläche in die astigmatische Fläche auszudehnen. Das zweite Glied wird zusammen mit der Grundidee beschrieben, die der Erfinder hatte. (Es wird auf Fig. 6 Bezug genommen.)
[1] Der Wert der Z Koordinate zx auf dem X Hauptmeridian und der Wert zy auf dem Y Hauptmeridian können als Polynome von x und y definiert werden, beispielsweise als zx = Σanxn bzw. zx = Σbnyn. Ein Punkt ist, wie vernünftigerweise eine glatte Form an von dem Hauptmeridian verschiedenen Orten gebildet werden kann.
[2] Dann betrachte man eine gerade Linie L, die einen Winkel θ mit der X Achse aufweist und durch den Ursprung hindurchgeht, und einen Punkt P auf L. Wenn der Abstand zwischen dem Punkt P und dem Ursprung gleich r und die Z Koordinate der Fläche oberhalb des Punkts P gleich zp ist, wäre es angemessen, zu überlegen, dass zp als ein Polynom von r ausgedrückt werden kann, z. B. zp = Σcnrn, in der gleichen Weise wie bei [1]. Wenn cn ein Koeffizient ist, der sich in Abhängigkeit von θ ändert, mit cn = an bei θ = 0 und cn = bn bei θ = π/2, kann es mit dem X Hauptmeridian und dem Y Hauptmeridian verbunden werden. Damit die betrachtete Kurvenfläche plansymmetrisch in Bezug auf die XZ Ebene und die YZ Ebene ist, muss cn eine Funktion von cos²θ und sin²θ sein. Somit kann cn durch das folgende Polynom in cos²θ und sin²θ ausgedrückt werden:
Cn = An,m,j(cos²θ)m(sin²θ)j (f)
Drückt man cosθ und sinθ durch x, y und r aus, dann gilt cosθ = x/r und sinθ = y/r. Dann wandelt sich die Gleichung (f) in die folgende Gleichung:
Cn = An,m,j(x²/r²)m(y²/r²)j (g)
Aus der obigen Überlegung kann das zweite Glied in der Gleichung (1) erhalten werden. Wie es aus den Überlegungsschritten offensichtlich ist, können die Verläufe des X Hauptmeridians und des Y Hauptmeridians unabhängig voneinander bestimmt werden, und es werden andere Orte mit den entsprechenden Hauptmeridianen auf glatte Weise verbunden.
Wenn m = 0 und j = 0 in Gleichung (1), ist das zweite Glied der Gleichung (1) nur eine Funktion von r. Des Weiteren ist, wenn Cx = Cy und Kx = Ky in diesem Fall
was eine Funktion nur von r insgesamt ist, um eine axialsymmetrische Form darzustellen.
Des Weiteren wird, wenn Kx = 0 und Dn = 0, die Gleichung (j)
was eine Kugel mit dem Radius R = 1/Cx darstellt.
Die Merkmale der ausgedehnten torischen Fläche, wie sie aus der obigen Beschreibung offensichtlich sind, sind wie folgt.
(1) Der Krümmungsradius kann fortlaufend in Abhängigkeit von einem Ort auf der brechenden Fläche geändert werden.
(2) Durch sie kann eine astigmatische Fläche ausgedrückt werden.
(3) Die Verläufe des X und Y Hauptmeridians können unabhängig voneinander bestimmt werden.
(4) Sie kann die herkömmlichen, sphärischen Flächen, torischen Flächen und axialsymmetrischen, asphärischen Flächen ausdrücken.
Wie beschrieben, hat die ausgedehnte, torische Fläche einen größeren Freiheitsgrad in Bezug auf die Form, der bei der Aberrationskorrektur der Linse sehr zweckmäßig ist.
Übrigens werden die Koordinatenachse, die bei der obigen Beschreibung verwendet werden, verwendet, um die Form von jeder Fläche zu definieren, wobei es sich versteht, dass sie nicht eingeführt sind, die Positionsbeziehung zwischen den Flächen festzulegen. Mit anderen Worten können Koordinatenachsen, um die Fläche zu definieren, parallel (wie in Fig. 8A), geneigt (wie Fig. 8B) oder gedreht (wie in Fig. 8C) in Bezug auf jene bewegt werden, um die andere Fläche zudefinieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Zeichnung, um Bezeichnungen der Linsendaten zu zeigen.
Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung, um die Definition einer torischen Fläche zu zeigen.
Fig. 3A ist eine schematische Zeichnung, um eine torische Fläche vom Tonnentyp zu zeigen.
Fig. 3B ist eine schematische Zeichnung, um eine torische Fläche vom Fahrzeugschlauchtyp zu zeigen.
Fig. 4 ist eine Zeichnung, um eine Änderung des Krümmungsradius mit den Werten von K zu zeigen.
Fig. 5 ist eine Zeichnung, um eine Änderung des Krümmungsradius mit Werten von A&sub8; zu zeigen.
Fig. 6 ist eine Darstellung, um die Grundidee des Polynoms darzustellen.
Fig. 8 ist eine Zeichnung, um eine Lagebeziehung zwischen Koordinatenachsen einer ersten Fläche und jenen einer zweiten Fläche zu zeigen.
Fig. 9A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 9B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem ersten Beispiel zu zeigen.
Fig. 10A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 1 zu zeigen.
Fig. 10B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 11A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 11B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem zweiten Beispiel zu zeigen.
Fig. 12A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 2 zu zeigen.
Fig. 12B ist ein Schema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 13A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 13B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem dritten Beispiel zu zeigen.
Fig. 14A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 3 zu zeigen.
Fig. 14B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 15A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 15B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem vierten Beispiel zu zeigen.
Fig. 16A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 4 zu zeigen.
Fig. 16B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 17A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem fünften Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 17B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem fünften Beispiel zu zeigen.
Fig. 18A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 5 zu zeigen.
Fig. 18B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 19A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem sechsten Beispiel der Vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 19B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem sechsten Beispiel zu zeigen.
Fig. 20A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 6 zu zeigen.
Fig. 20B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 21A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft beidem siebten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 21B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem siebten Beispiel zu zeigen.
Fig. 22A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 7 zu zeigen.
Fig. 22B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 23A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem achten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 23B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem achten Beispiel zu zeigen.
Fig. 24A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 8 zu zeigen.
Fig. 24B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 25A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem neunten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 25B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem neunten Beispiel zu zeigen.
Fig. 26A ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 9 zu zeigen.
Fig. 26B ist ein Aberrationsschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 27A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 6 in der XZ Ebene.
Fig. 27B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 28A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 6 in der XZ Ebene bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 6.
Fig. 28B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 29A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 8 in der XZ Ebene.
Fig. 29B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 30A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 8 in der XZ Ebene bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 6.
Fig. 30B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 31A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 9 in der XZ Ebene.
Fig. 31B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 32A ist ein vertikaler Schnitt der Linse des Beispiels 9 in der XZ Ebene bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik entsprechend dem Beispiel 6.
Fig. 32B ist ein vertikaler Schnitt der Linse in der YZ Ebene.
Fig. 33A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem zehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 33B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus bei dem zehnten Beispiel zu zeigen.
Fig. 34A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, unn eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 10 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 34B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Astigmatismus bei einem Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 35A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem elften Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 35B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 36A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 11 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 36B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 37A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem zwölften Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 37B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 38A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 12 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 38B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 39A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem dreizehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 39B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 40A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 13 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 40B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 41A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem vierzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 41B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 42A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 14 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 42B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 43A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft bei dem fünfzehnten Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen.
Fig. 43B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.
Fig. 44A ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung der Durchschnittsbrechkraft der Linse bei einem dem Beispiel 15 entsprechenden Beispiel nach dem Stand der Technik zu zeigen.
Fig. 44B ist ein Iso-Aberrationskurvenschema, um eine Änderung des Astigmatismus der Linse zu zeigen.

Beste Ausführungsart der Erfindung

Die folgenden Beispiele werden beschrieben, um die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung darzustellen. Ihr Bereich ist jedoch sehr breit, wo die Linsenleistung auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung verbessert werden kann, und es ist nicht zuviel gesagt, zu erwähnen, dass es unendliche Kombinationen zwischen der sphärischen Brechkraft, der astigmatischen Brechkraft, der Richtung der Astigmatismusachse, den Prismen, der zusätzlichen Brechkraft, usw. gibt. Es ist praktisch unmöglich, alle Beispiele zu zeigen, die diese Kombinationen betreffen. Deshalb sollte man beachten, dass die folgenden Beispiele nur ein Teil von besonderen Beispielen der Erfindung sind, und dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf den Bereich der Beispiele beschränkt ist.
Die folgenden Beispiele verwenden Gleichung (1) als die Darstellungsgleichung der ausgedehnten, torischen Fläche.

BEISPIEL 1

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 4, in der die erste Fläche (objektseitige Fläche) eine ausgedehnte, torische Fläche ist und die zweite Fläche (augenseitige Fläche) eine sphärische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.
(In der obigen Tabelle stellt AST eine astigmatische Fläche, SPH eine sphärische Fläche, R einen Krümmungsradius, S eine Brechkraft, T eine Mittenstärke dar, und die Werte in Klammern entsprechen den Werten bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik. Des Weiteren bezeichnet N einen Brechungsbrechungsindex.)

(1) Beispiel der Erfindung

Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der ersten Fläche. Fig. 9 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Die Fig. 10 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.
Die vertikale Achse der Aberrationskurven stellt einen Drehwinkel (Sichtwinkel) D des Auges dar. Die horizontale Achse stellt eine Differenz der Durchschnittsbrechkraft P von dem Wert bei dem Sichtwinkel von 0 Grad in Dioptrieeinheiten in jeder Figur dar, die mit A bezeichnet ist, und eine Differenz des Astigmatismus A von dem Wert bei dem Sichtwinkel von 0 Grad in Einheiten von Dioptrien dar, die in jeder Figur mit B bezeichnet ist.
Wie aus den Zeichnungen klar zu erkennen ist, sind die Änderungen bei der Durchschnittsbrechkraft und bei dem Astigmatismus bei dem Beispiel der vorliegenden Erfindung kleiner als jene bei dem Beispiel nach dem Stand der Technik, und zwar derart, dass die Linse des Beispiels der vorliegenden Erfindung über die gesamte Linsenfläche gleichförmige, optische Eigenschaften aufweist.

BEISPIEL 2

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 4, bei der die erste Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche ist und die zweite Fläche eine sphärische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der ersten Fläche. Fig. 8 zeigt Aberrationskurven dieser Linse

(1) Beispiel der Erfindung

Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der ersten Fläche. Fig. 11 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.
(In der obigen Tabelle steht 1,73 E-11 für 1,73 · 10&supmin;¹¹, und diese Bezeichnung wird auch in den folgenden Tabellen verwendet).

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Die Fig. 12 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 3

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 5, bei der die erste Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche ist und die zweite Fläche eine sphärische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der zweiten Fläche. Fig. 13 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Die Fig. 14 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 4

Eine Streulinse entsprechend Anspruch 6, bei der die erste Fläche eine ausgedehnte torische Fläche ist und die zweite Fläche eine sphärische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der ersten Fläche. Fig. 15 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Die Fig. 16 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 5

Eine Streulinse entsprechend Anspruch 7, bei der die erste Fläche eine sphärische Fläche ist und die zweite Fläche eine ausgedehnte torische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ausgedehnten, torischen Fläche der zweiten Fläche. Fig. 17 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Die Fig. 18 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 6

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 8, bei der die erste Fläche eine ausgedehnte torische Fläche ist und die zweite Fläche eine axialsymmetrische, asphärische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.
(In der obigen Tabelle bedeutet ASP eine axialsymmetrische, asphärische Fläche).

(1) Beispiel der Erfindung

Die erste Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ersten Fläche und der zweiten Fläche. Fig. 19 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der zweiten Fläche. Die Fig. 20 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 7

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 8, bei der die erste Fläche eine axialsymmetrische, asphärische Fläche ist und die zweite Fläche eine ausgedehnte torische Fläche ist. Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ersten Fläche und der zweiten Fläche. Fig. 21 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ersten Fläche. Die Fig. 22 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 8

Eine Sammelinse entsprechend Anspruch 9, bei der die erste Fläche und die zweite Fläche jeweils eine ausgedehnte torische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die erste Fläche und die zweite Fläche sind die ausgedehnten, torischen Flächen und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der zwei Flächen. Fig. 23 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.
Die erste Fläche und die zweite Fläche sind herkömmliche torische Flächen. Fig. 24 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 9

Eine Streulinse entsprechend Anspruch 9, bei der die erste Fläche und die zweite Fläche jeweils eine ausgedehnte torische Fläche ist.
Die folgende Tabelle zeigt paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemein sind.

(1) Beispiel der Erfindung

Die erste Fläche und die zweite Fläche sind die ausgedehnten, torischen Flächen, und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der zwei Flächen. Fig. 25 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die erste Fläche und die zweite Fläche sind herkömmliche, torische Flächen. Fig. 26 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.
In der Tabelle unten sind optische Eigenschaften der Beispiele 1 bis 9 beschrieben. In der Tabelle unten sind die Werte der Durchschnittsbrechkraft und des Astigmatismus bei einem Sichtwinkel von 35- in jedem Beispiel. Die Mittenstärke von jeder Sammellinse in den Beispielen 2, 3, 6, 7 oder 8 ist so bestimmt, dass die minimale Randstärke 1 mm ist. Bei jeder der Streulinsen ist eine maximale Randstärke statt der Mittenstärke (mit * bezeichnet) aufgeführt. Das Volumen und die Randstärke sind Werte, wenn der Linsendurchmesser 80 mm ist.
Aus der obigen Tabelle ist es auch offensichtlich, dass alle Linsen bei dem Beispiel der vorliegenden Erfindung Aberrationen innerhalb von 0,41 D aufweisen und deshalb eine ausgezeichnet, optische Leistung haben. Bei allen Beispielen der Erfindung sind die Mittenstärke oder die maximale Randstärke sowie das Volumen verringert, was wirkungsvoll ist, das Aussehen und das Tragegefühl des Benutzers zu verbessern.
Insbesondere wird im Beispiel 6 bei der Kombination mit einer axialsymmetrischen, asphärische Fläche und beim Beispiel 8, bei dem beide Flächen ausgedehnte, torische Flächen sind, eine große Volumenverringerung erzielt, d. h. 41% bzw. 46%, was den Vorteil der vorliegenden Erfindung hervorhebt. Zur Bezugnahme sind Figuren gegeben, um die Querschnitte der Linsen bei den Beispielen 6, 8 und 9 zu zeigen, die jeweils einen großen Unterschied bei der Form zeigen. Fig. 27 zeigt das Beispiel 6, Fig. 28 ein dem Beispiel 6 entsprechendes Beispiel nach dem Stand der Technik, Fig. 29 das Beispiel 8, Fig. 30 ein dem Beispiel 8 entsprechendes Beispiel nach dem Stand der Technik, Fig. 31 Beispiel 9 und Fig. 32 das dem Beispiel 9 entsprechende Beispiel nach dem Stand der Technik, jeweils im Querschnitt.
Die obige Beschreibung betrifft eine Linse mit einer einzigen Brennweite, und über die Wirkungen der vorliegenden Erfindung kann man sich bei einer Gleitsichtlinse erfreuen.

BEISPIEL 10

Eine Gleitsichtlinse entsprechend Anspruch 10 weist eine erste Fläche als eine Progressivfläche und die zweite Fläche als eine axialsymmetrische, brechende Fläche auf. Die folgenden Tabellen zeigen Verschreibungsdaten und paraxiale Daten, die dem Beispiel nach der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

Linsen-Verschreibungsdaten

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft 3,5 (D)
zusätzliche Brechkraft 2,0 (D)
astigmatische Brechkraft 0,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 0º Paraxiale Daten
(In der obigen Tabelle stellt PRG eine Progressivfläche dar und ROL ein axialsymmetrische Fläche, die eine zylindrische Fläche umfasst. R bezeichnet einen Krümmungsradius am Ursprung.)

(1) Beispiel der Erfindung

Die axialsymmetrische Fläche der zweiten Fläche ist eine ausgedehnte, torische Fläche. Bei diesem Beispiel ist Kx = Ky und an,1,0 = An,o,1 so dass die Form axialsymmetrisch ist, was mit der durch die Gleichung (a) ausgedrückten Form zusammenfällt. Die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten dieser Linse und Fig. 33 zeigt deren Aberrationskurven.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die axialsymmetrische Fläche der zweiten Fläche ist eine sphärische Fläche. Fig. 34 zeigt Aberrationskurven. (In den Aberrationskurven zeigt eine mit A bezeichnete Kurve eine Iso-Aberrationskurve der Durchschnittsbrechkraft und eine mit B bezeichnete Kurve zeigt eine Iso-Aberrationskurve des Astigmatismus. Ein Kreis in jeder Figur stellt einen Bereich eines Sichtwinkels von 40 Grad dar, und jede Kurve stellt eine Differenz von dem Wert bei dem Sichtwinkel von 0 Grad dar.).

BEISPIEL 11

Eine Gleitsichtlinse entsprechend Anspruch 10 weist als erste Fläche eine progressive Fläche und als zweite Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche auf. Die folgenden Tabellen zeigen Verschreibungsdaten und paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

Verschreibungsdaten der Linse

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft 0,5 (D)
zusätzliche Brechkraft 2,0 (D)
Astigmatische Brechkraft 3,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 30,0º Paraxiale Daten
(In der obigen Tabelle stellt AST eine astigmatische Fläche dar, die eine zylindrisache Fläche umfasst.)

(1) Beispiel der Erfindung

Die zweite Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche, die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der zweiten Fläche, und Fig. 35 zeigt Aberrationskurven. Fläche Koeffizient Koeffizientenwert

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Fig. 36 zeigt Aberrationskurven.

BEISPIEL 12

Verschreibungsdaten der Linse

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft -6,0 (D)
Zusätzliche Brechkraft 2,0 (D)
Astigmatische Brechkraft 0,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 0º Paraxiale Daten

(1) Beispiel der Erfindung

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die axialsymmetrische Fläche der ersten Fläche ist eine sphärische Fläche. Fig. 38 zeigt Aberrationskurven.

BEISPIEL 13

Eine Gleitsichtlinse entsprechend Anspruch 10 weist als erste Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche und als zweite Fläche eine progressive Fläche auf.
Die folgenden Tabellen zeigen Verschreibungsdaten und paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

Verschreibungsdaten der Linse

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft -2,0 (D)
Zusätzliche Brechkraft 1,5 (D)
Astigmatische Brechkraft -4,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 50,0º Paraxiale Daten

(1) Beispiel der Erfindung

Die erste Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche, und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ersten Fläche, und ungerade Zahlen wurden auch für n beidiesem Beispiel verwendet. Fig. 39 zeigt Aberrationskurven.

(1) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Fig. 40 zeigt Aberrationskurven.

BEISPIEL 14

Eine Streulinse entsprechend Anspruch 10 weist als erste Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche und als zweite Fläche eine progressive Fläche auf.
Die folgenden Tabellen zeigen Verschreibungsdaten und paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

Verschreibungsdaten der Linse

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft -3,0 (D)
zusätzliche Brechkraft 0,5 (D)
Astigmatische Brechkraft -2,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 0º Paraxiale Daten

(1) Beispiel der Erfindung

Die erste Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche, und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der ersten Fläche. Fig. 41 zeigt Aberrationskurven.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der ersten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Fig. 42 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.

BEISPIEL 15

Eine Sammellinse entsprechend Anspruch 10 weist als erste Fläche eine progressive Fläche und als zweite Fläche eine ausgedehnte, torische Fläche auf.
Die folgenden Tabellen zeigen Verschreibungsdaten und paraxiale Daten, die dem Beispiel der vorliegenden Erfindung und einem Beispiel nach dem Stand der Technik gemeinsam sind.

Verschreibungsdaten der Linse

Verschreibung Wert

Weitsichtigkeits-Brechkraft 1,0 (D)
zusätzliche Brechkraft 0,75 (D)
astigmatische Brechkraft 2,0 (D)
Richtung der Astigmatismusachse 0º Paraxiale Daten

(1) Beispiel der Erfindung

Die zweite Fläche ist die ausgedehnte, torische Fläche, und die folgende Tabelle zeigt asphärische Koeffizienten der zweiten Fläche. Fig. 43 sind Aberrationskurven.

(2) Beispiel nach dem Stand der Technik

Die astigmatische Fläche der zweiten Fläche ist eine herkömmliche, torische Fläche. Fig. 44 zeigt Aberrationskurven dieser Linse.
Wie man in denm beschriebenen Beispielen sehen kann, hat der Bereich für den Nahbereich bei jedem Beispiel nach dem Stand der Technik den Astigmatismus von nicht weniger als 1,0 (D), während er in jedem der Beispiele der Erfindung den Astigmatismus innerhalb von 0,5 (D) aufweist, wodurch die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung gewährleistet ist.
Eine solche Aberration wurde herkömmlicherweise nicht behandelt, da es keine Mittel gab, die Aberration zu korrigieren. Jedoch wird die Aberrationskorrektur möglich, indem die ausgedehnte, torische Fläche der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Auch kann eine Gleitsichtlinse hergestellt werden, indem einige Linsen, wie beschrieben, kombiniert werden und die erste Fläche oder die zweite Fläche der Linse in mehrere Zonen unterteilt wird, von denen jede aus einer pseudotorischen Fläche hergestellt ist. In diesem Fall ist es nicht notwendig, dieselben Koordinatenachsen zu verwenden, um die entsprechenden unterteilten Flächen auszudrücken, beispielsweise kann ein Koordinatensystem parallel oder geneigt zu einem anderen bewegt werden. Bei einer solchen Ausgestaltung können die Merkmale der Erfindung, wie ausgezeichnete, optische Leistung und ausgezeichnetes Aussehen, beibehalten werden.
Es ist auch möglich, eine Linse in eine obere Hälfte und eine untere Hälfte zu unterteilen, wobei die Aberrationskorrektur für den Weitsichtbereich bei der oberen Hälfte und die Aberrationskorrektur für den Nahsichtbereich bei der unteren Hälfte durchgeführt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird die X Achse in der horizontalen Richtung genommen, und gemeinsame Werte Cx, Kx und An,1,0 werden für die obere und die untere Fläche verwendet, wodurch die brechende Fläche glatt an der Grenze verbunden werden kann. Da die Flächensteigung fortlaufend ist, gibt es in dem Bild keine Stufe, und der Benutzer erkennt so keinerlei Grenze, obgleich die Linse in Bezug auf eine Gegenstandsweite in der oberen Hälfte aberrationskorrigiert ist, die von der in der unteren Hälfte verschieden ist.
Wie beschrieben kann eine optimale Linse für irgendeinen Benutzer frei unter Verwendung der ausgedehnten, torischen Fläche konstruiert werden.

Gewerbliche Anwendung

Die Brillenglaslinse entsprechend der vorliegenden Erfindung ist zur Anwendung bei einer Linse zur Astigmatismuskorrektur geeignet, und ist auch auf eine Linse zur Korrektur der Fernsichtigkeit oder der Weitsichtigkeit anwendbar.

Claims

1. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, die brechende Flächen aufweist, wobei das Verfahren umfasst, die Form zumindest einer der brechenden Flächen als eine ausgedehnte, torische Fläche zu bestimmen, die eine Bedingung (i) erfüllt, die Z Koordinaten z in einem Koordinatensystem definiert, dessen Ursprung in einem vorbestimmten Punkt auf der brechenden Fläche ist und eine X Achse in Berührung mit der brechenden Fläche hat, eine Y Achse in Berührung mit der brechenden Fläche und senkrecht zu der X Achse hat und eine Z Achse senkrecht zu einer Ebene hat, die durch die X und Y Achse festgelegt ist

worin r² = x² + y²,

Cx, Cy, Kx, Ky, An,m,j Konstanten sind und die Form der Linse zu definieren, wobei die Koeffizienten Cx, Cy, Kx, Ky, bestimmt werden, indem unabhängig Konturen des X und Y Hauptmeridians ausgewählt werden,

n, m, j ganze Zahlen sind, die die Bedingungen 2 ≤ n, 0 ≤ m, 0 ≤ j und 1 ≤ m + j erfüllen,

die Koeffizienten die folgenden Bedingungen erfüllen:

An,m,j ≤ 2,0 · 10-n (2)

An,m,o ≤ 10-n (3)

An,o,j ≤ 10-n (4)

Cx ≠ Cy (5)

wobei die asphärischen Koeffizienten Kx, Ky Und An,m,j nicht gleichzeitig auf Null gehen, und wobei die Konturen des X und Y Hauptmeridians unabhängig voneinander bestimmt werden, um die An,m,j Koeffizienten abzuleiten.

2. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Brechkräfte der Linse auf zwei Hauptmeridianen positiv sind, eine erste Fläche eine erweiterte, torische Fläche ist, die die Gleichung (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, eine zweite Fläche, eine sphärische Fläche ist, und wenn

Gx = A4,m,o (6)

Gy = A4,0,j (7)

die asphärischen Koeffizienten, die die erste Fläche betreffen, erfüllen:

Kx + 8Gx/Cx³ ≤ 10 (8)

Ky + 8Gy/Cy³b ≤ 1,0 (9)

3. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die positive Brechkräfte auf zwei Hauptmeridianen aufweist, eine erste Fläche hat, die als eine sphärische Form definiert ist, und eine zweite Fläche hat, die die Form einer ausgedehnten torischen Fläche aufweist, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, und asphärische Koeffizienten, die die zweite Fläche betreffen, erfüllen:

-1,0 ≤ Kx + 8Gy/Cx³ (8)

-1,0 ≤ Ky + 8Gy/Cy³ (9)

worin Gx und Gy durch die Gleichungen (6) und (7) bestimmt sind.

4. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die negative Brechkräfte auf zwei Hauptmeridianen aufweist, eine erste Fläche hat, die die Form einer ausgedehnten torischen Fläche hat, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, und eine zweite Fläche, die die Form einer sphärischen Fläche aufweist, und asphärische Koeffizienten, die die erste Fläche betreffen, die Ungleichungen (10) und (11) erfüllen, wobei Gx und Gy durch die Gleichungen (6) und (7) definiert sind.

5. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die negative Brechkräfte auf zwei Hauptmeridianen aufweist, eine erste Fläche hat, die als sphärische Form definiert ist, und eine zweite Fläche, die die Form einer ausgedehnten torischen Fläche hat, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, und asphärische Koeffizienten, die die zweite Fläche betreffen, die Ungleichungen (8) und (9) erfüllen, wobei Gx und Gy durch die Gleichungen (6) und (7) definiert sind.

6. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die zwei brechende Flächen aufweist, wobei eine der brechenden Flächen die ausgedehnte, torische Oberfläche ist, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, und die andere brechende Fläche eine achsensymmetrische, asphärische Fläche ist, und asphärische Koeffizienten, die die ausgedehnte, torische Fläche betreffen, erfüllen:

Kx + 8Gx/Cx³ ≤ 2,0 (12)

K + 8Gy/Cy³ ≤ 2,0 (13)

worin Gx und Gy durch die Gleichungen (6) und (7) definiert sind.

7. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die zwei brechende Flächen aufweist, wobei beide brechenden Flächen ausgedehnte, torische Flächen sind, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllen, und asphärische Koeffizienten, die jede Fläche betreffen, die Umgleichungen (12) und (13) erfüllen, wobei Gx und Gy durch die Gleichungen (6) und (7) definiert sind.

8. Verfahren zur Konstruktion einer Brillenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die zwei brechende Flächen aufweist, wobei eine der brechenden Flächen eine ausgedehnte, torische Fläche ist, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, und die andere brechende Fläche eine Gleitfläche ist.

9. Verfahren zur Konstruktion einer Brülenglaslinse, wie in Anspruch 1 beansprucht, die eine erste, brechende Fläche und eine zweite, brechende Fläche aufweist, wobei entweder die erste oder die zweite Fläche in eine Mehrzahl von Bereichen unterteilt ist, jeder der Bereiche eine ausgedehnte, torische Fläche ist, die die Gleichungen (1) bis (5) des Anspruchs 1 erfüllt, zumindest ein Satz von entsprechenden asphärischen Koeffizienten Kx, Ky und An,m unter den asphärischen Koeffizienten Kx, Ky und An,m voneinander verschieden ist und die gekrümmten Flächen der Bereiche jeweils unterschiedliche Formen haben.