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JP2004501390A - わずかな拡大差を有する漸進的な眼鏡レンズ - Google Patents

わずかな拡大差を有する漸進的な眼鏡レンズ Download PDF

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Abstract

【課題】遠距離部分及び近距離部分の倍率の間の差が、従来の技術に比較した場合、はっきりと小さい、わずかな拡大差を有する漸進的な眼鏡レンズを記述する。
【解決手段】眼鏡レンズは、大きな距離においてかつとくに“無限遠”まで見るように構成された領域(遠距離部分);短い距離においてかつとくに“読書距離”において見るように構成された領域(近距離部分);及び遠距離部分と近距離部分との間に配置された漸進的な領域を含み、この領域において眼鏡レンズの屈折力は、鼻に向かって転向する曲線(主線)に沿って、遠距離部分に配置された遠距離基準点における値から近距離部分に配置された近距離基準点における値に、増加する。本発明は:視界の方向による倍率の変化が小さく;倍率が、遠距離基準点から出発して、半径方向に増加し;遠距離及び近距離基準点における倍率の間の差が小さい:という特徴の組合せによって識別される。

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠距離部分と近距離部分との間に倍率のわずかな差を有する、特許請求の範囲第1項の上位概念に記載したような漸進的な眼鏡レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】
漸進的な眼鏡レンズ(可変焦点レンズ、多焦点レンズ等とも称する)は、通常は眼鏡着用者が大きな距離のところに配置された対象物を見る領域−以下において遠距離部分と称する−において、眼鏡の着用者が近くの対象物を見る領域(近距離部分)におけるものと異なった(それより小さな)屈折力を有する眼鏡レンズであると解釈される。遠距離部分と近距離部分との間に、いわゆる漸進的な領域が配置されており、この領域において眼鏡レンズの屈折力は、遠距離部分のものから近距離部分のものへ連続的に増加する。屈折力の大きさは、追加的な屈折力とも称する。
【0003】
一般に遠距離部分は、眼鏡レンズの上側部分に配置されており、かつ“無限遠”を見るために割当てられているが、一方近距離部分は、下側領域に配置されており、かつとくに読書のために割当てられている。特殊用途−パイロットのため又はモニタワークステーションのためのものが例として挙げられる−のための眼鏡において、遠距離及び近距離部分は、異なって配置されていてもよく、かつ/又は別の距離に割当てられていてもよい。さらに複数の近距離部分及び/又は遠距離部分及び適当な漸進的な領域が存在することができる。
【0004】
一定の屈折率を有する漸進的な眼鏡レンズによれば、遠距離部分と近距離部分との間において屈折力が増大できるようにするため、遠距離部分から近距離部分へ、一方又は両方の表面の曲率が連続的に変化することが必要である。
【0005】
眼鏡レンズの表面は、通常は表面におけるあらゆる点において曲率のいわゆる主半径R1及びR2によって特徴づけられる。(ときには曲率の主半径の代わりに、主曲率K1=1/R1及びK2=1/R2が与えられる。)ガラス材料の屈折率とともに、曲率の主半径は、表面の眼科学的な特徴づけのためにしばしば利用されるパラメータを支配する:
表面屈折力=0.5・(n−1)・(1/R1+1/R2)
表面非点収差=   (n−1)・(1/R1−1/R2)
【0006】
表面屈折力は、遠距離点から近距離点への屈折力の増加を達成するパラメータである。表面非点収差(さらに明確には円筒形屈折力と称する)は、“やっかいな特性”である。なぜならほぼ0.5dptの値を越える非点収差は、−眼が修正すべき先天的な非点収差を有するかぎり−結果として、網膜上に不明瞭に知覚される像を生じるからである。
【0007】
遠距離及び近距離部分における異なった屈折力のために、異なった倍率の結果として、必然的に眼鏡着用者に邪魔になる近距離及び遠距離部分を生じる。
【0008】
ヨーロッパ特許出願公開第0809126号明細書において、近距離及び遠距離部分の間の倍率の相違を減少すべき漸進的な眼鏡レンズが記載されている。
【0009】
そのため、−本発明において実現したように−、漸進的な眼鏡レンズのどの所望の部分においても倍率を計算するために不適当である式が、倍率の計算のために利用される。すなわちヨーロッパ特許出願公開第0809126号明細書に利用される式の基礎は、主光線が屈折されずに眼鏡レンズを通過する中心配置された光学システムである。ヨーゼフ、ライナーによる教科書、“Auge und Brille(=眼及び眼鏡)に注意が引かれ、これについて、ここにそれ以上詳細に説明されていないすべての用語の説明に関して、言及がはっきりと行なわれている。
【0010】
本発明をさらに詳細に取扱う前に、ヨーロッパ特許出願公開第0809126号明細書に利用された式に注意を向けられたい。
【0011】
中心配置された非集束(afocal)システムの倍率Γに対してヨーロッパ特許出願公開第0809126号明細書に利用されたような古典的な式は:
【0012】
【数1】
Figure 2004501390
【0013】
完全に修正された眼鏡レンズ及び屈折の欠損からなる非集束システムの総合倍率Ng
【0014】
【数2】
Figure 2004501390
【0015】
その際:
Brは、眼鏡レンズの屈折力であり、
は、眼の遠距離点の屈折であり、
■eは、眼鏡レンズの像側主面と眼の対象物側主面との間の距離である。
【0016】
薄い眼鏡レンズ及び屈折の欠損からなる非集束システムのシステム倍率Ns
【0017】
【数3】
Figure 2004501390
【0018】
その際:
S’は、眼鏡レンズの頂点屈折力であり、
e・は、眼鏡レンズの像側頂点から眼の主面までの距離である。
【0019】
同じ前面屈折力及び厚さを有する“虚像”非集束眼鏡レンズからなる非集束システムの形状係数
【0020】
【数4】
Figure 2004501390
【0021】
その際:
は、前面の表面屈折力であり、
dは、眼鏡レンズの厚さであり、
nは、眼鏡レンズの屈折率である。
【0022】
行なわれた仮定及び利用されたパラメータの詳細な説明のために、図1に注意が引かれ、ここには中心配置された非集束光学システム及びこのシステムによる結果として生じる倍率のモデルが、グラフにして図示されている。
【0023】
本発明によれば、中心配置された光学システムに適用可能な前記の式は、頂点における倍率を計算しなくともよい場合、眼鏡レンズに対してまちがった結果に至る。
【0024】
次に図2及び図3を引用して、このことをさらに厳密にに説明する。
【0025】
倍率は、眼鏡なしの網膜像の寸法に対する、眼鏡を着用したときの網膜像の寸法の比として定義される。
【0026】
図2及び図3から明らかなように、網膜像の寸法は、眼の焦点距離と視角のタンジェントの積に等しい。このことから次のようになる:
【0027】
【数5】
Figure 2004501390
【0028】
この時に必要な値を得るために、すなわち対象物側及び像側の視角を得るために、眼の回転の中心Z’を通過する中心主光線を計算しなければならない。このことは、フォヴェア(fovea)の中心に向けられている。次に眼の入口ひとみの位置を計算しなければならず、かつ続いて1つ(又は複数の)光線も計算しなければならず、これらの光線は、入口ひとみの中央を通過し、かつ主光線とわずかに相違する像側の視角を有する。この光線と中心主光線との間の角度は、それから視角を与える。
【0029】
光線が、入口ひとみの中心を通る代わりに、Z’を通過することを可能にすることもできる。このことは、視角の倍率を与える。
【0030】
従来の技術において利用される式と本発明にしたがって行なわれる正確な計算との間の差は、球面屈折力sph=0.5dpt、屈折率n=1.604、屈折力D1=4.89dptを有する前面、及び中心厚さd=1.54mmかつe=15mmも有する単一視野レンズによって説明する。
【0031】
このようなレンズに対して、総合倍率は、次のようになる。
Ng=1.32
【0032】
古典的な式及び正確な計算両方が、頂点(x=0;y=0)における倍率[%]に対して、次の値を与える
1.34
【0033】
これとは相違して、古典的な式による周辺(x=20、y=20)における倍率[%]は、1.65であるが、一方正確な計算は、値3.18を与える。
【0034】
古典的な式は、−さもなければ初期の前提によって予想されたように−、頂点において正しい結果を与えるが、古典的な式は、行なわれた前提の故に、周辺において成功しない。
【0035】
漸進的な眼鏡レンズに対して、偏差はまさしく一層大きい。
【0036】
例として、球面屈折力sph=+0.5dpt、追加的な屈折力Add=2.5dpt、及び遠距離基準点における表面屈折力D1=5.18dpt、及び厚さd=2.57mm、及びe=15mmを有する漸進的な眼鏡レンズが考慮される。
【0037】
遠距離基準点{x=0;y=B}における倍率[%]に対して、古典的な式は1.67を与えるが、一方正確な計算は、値2.04を与える。近距離基準点{x=2.5;y=−14}において、パーセンテージ倍率は、古典的な式によれば6.67になるが、一方正確な計算は、7.48を与える。
【0038】
これにおいて、倍率の絶対値だけでなく、倍率の分布の構造も相違が結果として生じる:
【0039】
図4に、古典的な式にしたがってかつ正確な計算にしたがって計算された倍率に対する同一線が、比較して示されている。
【0040】
したがって倍率に関してヨーロッパ特許出願公開第0809126号明細書において与えられた記述は、正しくない。
【0041】
本発明によって気付いたように、遠距離及び近距離基準点において倍率のわずかな差を有する眼鏡レンズを得るために、後面上に漸進的な表面を重畳したのでは、はるかに不十分である。
【0042】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、遠距離部分及び近距離部分の倍率の間の差が、従来の技術に比較した場合、はっきりと小さい、特許請求の範囲第1項の上位概念に記載したような漸進的な眼鏡レンズを記述するという目的に基づいている。さらに本発明によれば、種々の屈折力又はかつ/又は追加的な屈折力の漸進的な眼鏡レンズの間の相違を、従来の技術と比較した場合に、はっきりと減少している、一連の眼鏡レンズを記述するようにする。
【0043】
【課題を解決するための手段】
本発明によるこの目的の達成は、独立特許請求の範囲に記載されている。本発明のそれ以上の発展は、従属特許請求の範囲の主題を形成している。
【0044】
できるだけ受け入れ可能な動的な視界を達成するために、倍率は、所定の条件を満たさなければならない:
【0045】
倍率は、できるだけ低くなければならない。
1.視界の方向による倍率のあらゆる変化は、できるだけ小さくなければならない。
2.倍率は、単一視野レンズの場合におけるように、できる限り半径方向に増加しなければならない。
3.遠距離及び近距離基準点における倍率の間の相違は、できるだけ小さくなければならない。
【0046】
次に発明の一般的な構想を限定することなく、テキストにおいてそれ以上明確に記述されない本発明のあらゆる詳細の開示に関して明白に注意を引く図面を引用して、実施例により本発明を例によって説明する。
【0047】
【発明の実施の形態】
図5は、本発明の実施例に対する視界のそれぞれの方向に対する倍率を示している。前面を通る主光線の貫通の点の座標(x、y)の関数として、倍率の“同一線”がプロットされている。
【0048】
図5に示すような本発明による眼鏡レンズは、値sph+0.5dpt及び追加的な屈折力Add2.0dptを有する。
【0049】
倍率の均一な変化及び同一線の単一屈折力状の進路を認めることができる。
【0050】
同一線は、従来の技術におけるものよりも著しく一層同心的な様式で延びている。さらに遠距離基準点及び近距離基準点における倍率の差及び絶対値も、遠距離基準点と近距離基準点との間の倍率の差も同様に、きわめて小さい。倍率は、遠距離基準点において2.0%、かつ近距離基準点において6.3%であり、かつしたがって差はわずかに4.3%にすぎない。
【0051】
図6は、同じ屈折力及び追加的な屈折力の通常の眼鏡レンズの倍率を比較によって示している。倍率は、本発明におけるものよりも、全体的に大きく、かつ同一線は、あまり同心的に延びておらず、ずなわちあまり単一視野状ではない。
【0052】
倍率は、遠距離基準点において2.8%、かつ近距離基準点において7.9%であり、かつしたがって差は5.1%である。
【0053】
図7及び図8は、いわゆる集中(centration)点の下の4mmのところにある点の回りに20mm半径を有する円内において、本発明のこの実施例の非点収差偏差及び平均の“装着した場合の”屈折力を示している。遠距離基準点及び近距離基準点は、円によってマークされており;これらの位置は、それぞれの図において見ることができる。
【0054】
図7において、いわゆる非点収差偏差は、すなわちシステム、眼鏡レンズ/眼の“残留非点収差”は、同一線0.25dptにより始まって、いわゆる同一線によって示されている。同一線は、円筒形処方からの倍率及び円筒軸線に関して非点収差の偏差を表示しており−これは、非点収差のない眼の場合に、0dptである。
【0055】
図8において、平均の“装着した場合の”屈折力Dは、すなわち次のようにして与えられるように、像側焦点断片S’1及びS’2の逆数の平均値マイナス対象物側焦点断片Sである対象物距離
D=0.5・(S’1+S’2)−S
【0056】
は、同一線0.75dptによって始まるいわゆる同一線の形においても示されている。
【0057】
図7及び図8は、遠距離部分及び近距離部分も、比較的大きいことを示している。さらに平均の“装着した場合の”屈折力は、遠距離部分において周辺に向かってほとんど増加せず、かつ近距離部分においてわずかだけ減少する。最大非点収差偏差は、きわめて小さく、鼻及びこめかみの最大偏差の間の差は、重要ではない。
【0058】
すべての図において、横座標(x軸)は、装着した位置において水平軸であり、かつ縦座標(y軸)は垂直軸である。
【0059】
図9ないし図13は、種々の屈折力を有する本発明の実施例の倍率を示しており、ここでは集中点の垂直下の4mmのところにある点の回りの30mmの半径を有する円について図示されている。屈折力及び追加的な屈折力は、それぞれ図に表示されている。
【0060】
図14において記述された具体的な実施例は、遠距離基準点において、−1dptの球面屈折力(平均の“装着した場合の”屈折力)、及び2dptの追加的な屈折力を有する。非点収差の処方は存在しない。すべての図において、横座標(x軸)は、装着した位置において水平軸であり、かつ縦座標(y軸)は垂直軸である。
【0061】
遠距離及び近距離基準点は、それぞれ図14b−eにおいて円によって表現されており、集中点は、十字によって表現され、−それらの位置は、図から見ることができる。さらに主線の進路が引かれている。
【0062】
部分図14aは、実施例に対する漸進的な眼側の表面の頂点高さを指示している。頂点高さは、表面頂点の接平面から座標x及びy(眼鏡レンズの装着位置においてそれぞれ水平及び垂直軸)を有する点の距離であると理解される。表において、それぞれ左側の列は、y値(−20から+20mmまで)を示し、列2から進んで頂部の線は、x値(−20から+20mmまで)を示している。頂点高さも、ミリメートルにおいて与えられている。値0は、これらのx、y座標について頂点高さが存在しないことを意味する。
【0063】
部分図14bは、いわゆる集中点の下の4mmのところにある点の回りの30mmの半径を有する円内の非点収差偏差を示している。非点収差偏差は、システム、眼鏡レンズ/眼の“残留非点収差”であり、同一線0.25dptによって始まるいわゆる同一線によって表わされる。同一線は、円筒処方からの倍率及び円筒軸に関する非点収差の偏差を指示しており、−これは、非点収差のない眼の場合、0dptである。
【0064】
部分図14cは、この実施例の平均の“着用した場合の”屈折力に対する同一線を相応する様式において示している。平均の“着用した場合の”屈折力Dは、次のようにして与えられるように、像側焦点断片S’1及びS’2の逆数の平均値マイナス対象物側焦点断片Sである対象物距離
D=0.5・(S’1+S’2)−S
【0065】
であり、かつ同一線0.75dptによって始まるいわゆる同一線の形においても示されている。
【0066】
相応する様式において、表面データの同一線は、すなわち表面非点収差及び平均表面屈折力は、部分図14d及び部分図14eに示されている。これらの表面データの定義のために、序文の説明に注意が引かれる。
【0067】
図14に示す実施例は、次の個別化された着用の条件を有する:
【0068】
【表7】
Figure 2004501390
【0069】
その際、:
D1xは、x方向における前面の表面屈折力(dpt)であり、
D1yは、y方向における前面の表面屈折力(dpt)であり、
nは、ガラス材料の屈折率であり、
Dは、mmにおけるレンズの中心厚さであり、
DRPは、cm/mにおけるプリズム薄化であり、
PDは、ひとみ間距離であり、
HSAは、mmにおける頂点距離であり、
眼鏡レンズの全視角は、度において与えられる。
【0070】
次の特性は、本発明の図示したすべての実施例にとって共通である:
【0071】
遠距離基準点における倍率は、きわめて小さい。表1は、本発明のいくつかの実施例に対する倍率を示している。
【0072】
表1:遠距離基準点における倍率[%]
【表8】
Figure 2004501390
【0073】
これにおいて追加的な屈折力Addは、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoは、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力である。
【0074】
近距離基準点における倍率は、同様にきわめて小さい。表2は、本発明のいくつかの実施例に対する倍率を示している。
【0075】
表2:近距離基準点における倍率[%]
【表9】
Figure 2004501390
【0076】
集中点の垂直下の4mmのところにある点の回りの40mmの直径の円内における領域内の最小倍率は、同様にきわめて小さい。表3は、本発明のいくつかの実施例に対する倍率を示している。
【0077】
表3:最小倍率[%]
【表10】
Figure 2004501390
【0078】
集中点の垂直下の4mmのところにある点の回りの40mmの直径の円内における領域内の最大倍率は、いぜんとしてきわめて小さい。表4は、本発明のいくつかの実施例に対する倍率を示している。
【0079】
表4:最大倍率[%]
【表11】
Figure 2004501390
【0080】
表及び図に示すように、本発明の眼鏡レンズは、着用位置に対して計算されている。着用位置における漸進的な表面を計算するために、着用状況が確立される。このことは、それぞれの着用状況の種々のパラメータが特別に決められておりかつ漸進的な表面が分離して計算されかつ製造された特定の利用者に、又はDIN58208、部分2に記述されたような平均値のいずれかに関連する。
【図面の簡単な説明】
【図1】古典的な式の誘導を説明するための図である。
【図2】倍率の正確な計算を説明するための図である。
【図3】軸を外れたところの倍率の計算を説明するための図である。
【図4】古典的な式によりかつ正確な計算によって得られたものとして倍率値の比較を示す図である。
【図5】本発明の1つの実施例に対する視界のそれぞれの方向に対する倍率を示す図である。
【図6】同じ屈折力及び追加的な屈折力を有する通常の眼鏡レンズの倍率を比較によって示す図である。
【図7】図6に示した実施例の非点収差を示す図である。
【図8】図6に示した実施例の平均の“着用した場合の”屈折力を示す図である。
【図9】種々の屈折力に対して本発明による実施例の倍率を示す図である。
【図10】種々の屈折力に対して本発明による実施例の倍率を示す図である。
【図11】種々の屈折力に対して本発明による実施例の倍率を示す図である。
【図12】種々の屈折力に対して本発明による実施例の倍率を示す図である。
【図13】種々の屈折力に対して本発明による実施例の倍率を示す図である。
【図14a】具体的な実施例の漸進的な表面の頂点高さを示す図である。
【図14b】非点収差偏差の同一線を示す図である。
【図14c】平均の“着用した場合の”屈折力の同一線を示す図である。
【図14d】表面非点収差の同一線を示す図である。
【図14e】この実施例に対する平均表面屈折力の同一線を示す図である。
【符号の説明】
Add 追加的な屈折力
Do 平均の“装着した場合の”屈折力

Claims (7)

  1. −大きな距離においてかつとくに“無限遠”まで見るように構成された領域(遠距離部分)を含み;
    −短い距離においてかつとくに“読書距離”において見るように構成された領域(近距離部分)を含み;かつ
    −遠距離部分と近距離部分との間に配置された漸進的な領域を含み、この領域において眼鏡レンズの屈折力が、鼻に向かって転向する曲線(主線)に沿って、遠距離部分に配置された遠距離基準点における値から近距離部分に配置された近距離基準点における値に、追加的な屈折力だけ増加する;
    眼鏡レンズにおいて、
    視界の方向による倍率のあらゆる変化が小さく;
    倍率が、遠距離基準点から出発して、半径方向に増加し;
    遠距離及び近距離基準点における倍率の間の差が小さい:
    という特徴の組合せを特徴とする、眼鏡レンズ。
  2. 集中点の下の4mmのところにある点の回りに40mmの直径を有する円内において、遠距離基準点における倍率の大きさが、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさより小さいか又はそれに等しく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
  3. 集中点の下の4mmのところにある点の回りに40mmの直径を有する円内において、近距離基準点における倍率の大きさが、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさより小さいか又はそれに等しく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1又は2又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
  4. 集中点の下の4mmのところにある点の回りに40mmの直径を有する円内において、最小の倍率の大きさが、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさより大きいか又はそれに等しく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1つ又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
  5. 集中点の下の4mmのところにある点の回りに40mmの直径を有する円内において、最大の倍率の大きさが、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさより小さいか又はそれに等しく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1つ又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
  6. 近距離及び遠距離基準点の間の倍率の絶対的な差が、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさに等しいか又はそれより小さく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれか1つ又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
  7. 集中点の下の4mmのところにある点の回りに40mmの直径を有する円内において、最大及び最小の倍率の絶対的な差が、直線補間によって中間の値を得ることができる次の表における値の大きさより小さいか又はそれに等しく:
    Figure 2004501390
    その際、追加的な屈折力Addが、近距離及び遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力の差であり、かつDoが、遠距離基準点における平均の“着用した場合の”屈折力であることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか1つ又は請求項1の上位概念に記載の眼鏡レンズ。
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