JP6310847B2 - 眼鏡用レンズおよびその設計方法、眼鏡用レンズの製造方法、並びに、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズおよびその設計方法、眼鏡用レンズの製造方法、並びに、プログラムに関する。

眼鏡用レンズには様々な種類が存在するが、その中の一つとして累進屈折力レンズが知られている。累進屈折力レンズは、遠くを見るための「遠方視領域」と、近くを見るための「近方視領域」と、これらの間で度数が累進的に変化する「中間（累進）領域」とが、一つのレンズ中に配されてなる。

このような累進屈折力レンズについて、レンズ上の度数分布を設計する際には、先ず、累進帯において、レンズ使用状態でレンズ上方側に位置する遠方視領域からレンズ下方側に位置する近方視領域に向けて、所定の度数変化曲線に従って度数の変化を付与する。そして、レンズ使用状態での横方向（左右方向）の度数分布については、必要な視野の広さを確保しつつ、非点収差を抑えるように、度数を変化させることが一般的である。さらに具体的には、例えば近方視領域では、累進帯上の近方視通過点をピークに、その両側に向けて徐々に度数を減少させるように、左右方向の度数分布が設定される。どのように減少させるかについては、基本的に左右同率に減少させるのが普通であるが、内寄せの関係で鼻側を多少速く減少させ耳側については比較的にゆっくり減少させることもあり得る。いずれの場合であっても、累進帯の両側の形状は、非点収差を抑えること、度数の急激な変化による揺れ、歪みを抑えることなどを念頭に、レンズ単体で設計されている。

ところで、眼鏡用レンズは、左右眼のそれぞれに対応する各レンズが一対で使用される場合が殆どである。つまり、レンズ装用者は、左眼用レンズおよび右眼用レンズを介して、当該レンズ装用者の視野内に存在する物を両眼視することになる。
レンズ装用者による両眼視を考慮して設計された累進屈折力レンズとしては、例えば遠用度数が左右で異なる場合であっても、その度数差に起因する両眼視機能に与える不都合を低減すべく、左右の遠用度数差以外の収差の発生を抑制するように、左右それぞれの平均度数分布および非点収差分布を変化させたものがある（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２００９／０７２５２８号

上述した従来の累進屈折力レンズは、特許文献１に開示されたものも含めて、非点収差を抑えることに着目してレンズ設計がされている。そのため、従来の累進屈折力レンズは、以下に述べる理由により、必ずしも両眼視に適しているとは言えない。

左右眼での両眼視については、へリング（Hering）の法則により、左右眼が同一神経支配されることが知られている。つまり、両眼視に際して、左右両眼球は、常に同一調節度数で物を見ているとのことである。
ところが、従来のレンズ設計では、非点収差を抑えることまたは平均度数と非点収差のバランスを取ることに着目しており、左右両眼球が同一調節度数で物を見るであろうことについては全く考慮していない。したがって、従来のレンズ設計では、そのレンズ設計による眼鏡用レンズを介して両眼視した場合に、左右眼同時にピントの合う網膜像を得ることができず、場合によっては、レンズ装用者が違和感を覚えたり眼精疲労を感じたりしてしまう可能性がある。このことから、従来の累進屈折力レンズは、必ずしも両眼視に適しているとは言えないのである。

そこで、本発明は、左右眼で両眼視する場合に、レンズ装用者の両眼視機能に与える不都合を低減することができる眼鏡用レンズおよびその設計方法、眼鏡用レンズの製造方法、並びに、プログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたものである。
本発明の第１の態様は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズであって、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して予め設定された仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから算定される左右眼のそれぞれに必要な調節度数について、当該調節度数を左右眼で合わせるように、前記レンズ屈折力が設定されていることを特徴とする眼鏡用レンズである。
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の発明において、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズは、累進屈折力レンズであることを特徴とする。
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載の発明において、少なくともレンズ隠しマーク位置より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯から左右１０ｍｍの範囲内では、当該範囲内の全ての対応点について、左右眼のそれぞれに必要な調節度数の差が０．０５Ｄ以下であることを特徴とする。
本発明の第４の態様は、第２または第３の態様に記載の発明において、少なくとも近用部および中間部では、レンズ上での前記レンズ屈折力の横方向の変化について、累進帯上の点から鼻側に向けて前記レンズ屈折力が単純減少し、累進帯上の点から耳側に向けて前記レンズ屈折力が一旦増加してから減少するように、前記レンズ屈折力が設定されていることを特徴とする。
本発明の第５の態様は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの設計方法であって、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定するステップと、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定するステップと、算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正するステップと、を備えることを特徴とする眼鏡用レンズの設計方法である。
本発明の第６の態様は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの製造方法であって、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを設計する設計工程と、前記設計工程での設計内容に従い前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを製造する製造工程とを備え、前記設計工程は、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定するステップと、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定するステップと、算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正するステップと、を備えることを特徴とする眼鏡用レンズの製造方法である。
本発明の第７の態様は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの設計に用いられるコンピュータを、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定する手段と、前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定する手段と、算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正する手段として機能させることを特徴とするプログラムである。

本発明によれば、左右眼で両眼視する場合に、レンズ装用者の両眼視機能に与える不都合を低減することができる。

左右眼で両眼視するときの左右眼それぞれの視線を例示する平面図である。 図１で平面的に示した眼球と視線との関係を鉛直方向について例示する側面図である。 図１および図２に示した物体面物体面の空間分布を例示する分布図である。 左右眼に対応する累進屈折力レンズにおける累進帯を例示する説明図である。 レンズ上における実際の累進帯の位置を例示する説明図である。 左右それぞれのレンズ上対応点の位置を例示する説明図である。 左右レンズ上対応点による調整度数を例示する説明図である。 図７に示した左右眼それぞれの調節度数の差の空間分布を例示する分布図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態では、以下の順序で項分けをして説明を行う。
１．両眼視の概要
２．レンズ設計の手順
２−１．物体面設定ステップ
２−２．累進帯特定ステップ
２−３．調節度数算定ステップ
２−４．屈折力補正ステップ
２−５．レンズ設計に用いるツール
３．眼鏡用レンズの製造手順
４．眼鏡用レンズの構成
５．本実施形態の効果
６．変形例等

＜１．両眼視の概要＞
ここで、先ず、眼鏡用レンズを介して左右眼で両眼視する場合に生じ得る問題点について、図１を参照しながら、改めて詳細に説明する。
図１は、左右眼で両眼視するときの左右眼それぞれの視線を例示する平面図である。図例は、累進屈折力レンズの近方視領域を介した場合における視線の一具体例を平面的に示している。

既に説明したように、へリングの法則によれば、両眼視に際して、左右両眼球は、同一調節度数で物を見ている。ところが、従来のレンズ設計では、左右眼用レンズのそれぞれにつき単独で非点収差と平均度数のバランスを考慮して設計しており、他方のレンズと連携して全ての対応点で度数を合わせることはない。したがって、特定の物体点を見るときに、ピントの合う網膜像を得るために必要な調節度数が左右眼で異なることが生じる場合がある。しかしながら、へリングの法則によれば左右眼の調節度数がいつも同じであるから、この場合では左右眼同時にピントの合う網膜像を得ることができず、レンズ装用者が違和感を覚えたり眼精疲労を感じたりしてしまうおそれがある。このことは、左右眼に対する処方度数が異なる場合のみならず、左右眼に対する処方度数が同じ場合にも生じ得る。

例えば図１に示すように、累進屈折力レンズである左眼用レンズ１および右眼用レンズ２の近方視領域を介して、ある物体面３を左右眼で両眼視する場合を考える。このような場合において、物体面３の正中面（すなわち両眼球回旋中心の中点を含み、両回旋中心を通る直線に垂直な平面）上のＡ点に対するレンズ視線通過点Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒは、各レンズ１，２の累進帯上に位置する。そして、レンズ視線通過点Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒにおけるレンズ屈折力は、レンズ装用者に対して処方される度数、加入度などに基づいて決定される。左右レンズの処方度数、累進帯長、加入度が一致していれば、レンズ視線通過点Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒにおけるレンズ屈折力も左右で同一となる。この場合、Ａ点を見るために必要な調節度数が左右同一である。
ただし、左右眼で処方度数が異なったり、プリズムによって、Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒの位置が異なったりすると、Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒにおけるレンズ屈折力も左右で異なる。その結果、両眼同時にピントの合う網膜像が得られない。この場合、左右の累進帯長の長さと加入スタート位置を調整し、左右眼に必要な調節力を同一にすると、左右ミスマッチが解消することになる。
ここで、レンズ装用者が物体面３上のＢ点へ視線を移動させると、Ｂ点に対するレンズ視線通過点Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒは、各レンズ１，２の累進帯上から外れることになる。ところが、レンズ視線通過点Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒは、累進帯からの距離が必ずしも同じではない。左右眼用レンズ単独設計の場合、Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒの度数は独立に、非点収差を抑えることなどに着目して決められるので、一般的に一致しない。
したがって、左右眼に対する処方度数が異なる場合のみならず、左右眼に対する処方度数が同じ場合であっても、視線の方向によってはレンズ装用者が違和感を覚えたり眼精疲労を感じたりしてしまう可能性がある。

この点につき、本願発明者は、鋭意検討を重ねた。そして、レンズ面上の屈折力分布を、従来のように左右眼用レンズ独立に非点収差を抑えることなどに着目して設計するのではなく、左右眼の両眼で物体面上の点を捉えることを考慮しつつ左右眼用の各レンズ１，２について同時に設計を行えば、両眼視の際の光学性能を良くすることができるのではないかとの着想に至った。つまり、左右眼用の各レンズ１，２を一対と考えて同時に設計し、両眼視の際の左右眼の必要な調節度数を揃えるようにレンズ屈折力を分布させるという、従来には全くない新たな知見を得るに至った。

また、特に累進屈折力レンズについては、非点収差を抑えるようにレンズ設計を行うことも重要である。この点についても、本願発明者は、併せて鋭意検討を重ねた。そして、左右眼による両眼視を考慮してレンズ設計を行うことについて、レンズ１，２上の全領域に対して適用するのではなく、少なくとも当該レンズ１，２上の一部領域に対して適用すればよいのではないかとの着想に至った。つまり、少なくともレンズ１，２上の一部領域に対して両眼視を考慮したレンズ設計を行えば、他部領域については例えば非点収差を抑えるようにレンズ設計を行ってもよく、このようにすれば両眼視の際の光学性能を良くしつつ、非点収差を抑えることも実現し得るという、従来には全くない新たな知見を得るに至った。

本実施形態で説明するレンズ設計方法は、上述した本願発明者による新たな知見に基づいてなされたものである。

＜２．レンズ設計の手順＞
次に、本実施形態におけるレンズ設計方法の手順を、累進屈折力レンズの設計に適用した場合を例に挙げつつ説明する。
本実施形態のレンズ設計方法は、左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズ１および右眼用レンズ２からなる一対の累進屈折力レンズの設計方法であって、物体面設定ステップと、累進帯特定ステップと、調節度数算定ステップと、屈折力補正ステップと、処理範囲限定ステップとを備える。以下、これらの各ステップについて、順に説明する。

（２−１．物体面設定ステップ）
第１ステップとなる物体面設定ステップでは、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２を介して見える視野内に、仮想的な物体面（以下「仮想物体面」ともいう。）３を設定する。仮想物体面３の設定は、予め定められている設定基準に従って行えばよい。具体的には、図１〜３に示すような面形状の仮想物体面３を設定することが考えられる。

例えば、横方向（水平方向）については、図１に示すような面形状の物体面３を設定する。
この物体面３は、当該物体面３の正中面上のＡ点が、左右眼の回旋中心点（ＲＬ）の中間点Ｏに対して正対するように配置されている。Ａ点と中間点Ｏとの距離（またはＡ点と左右眼の眼球との間の距離）は、レンズ装用者の視線がレンズ上の遠方視領域を通過する場合であれば無限遠となるが、当該視線がレンズ上の近方視領域を通過する場合には有限距離となる。そして、近方視領域の場合、Ａ点までの距離が近いため、レンズ視線通過点Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｒが鼻側に寄る、いわゆる内寄せ状態が生じることになる。なお、Ａ点までの具体的な距離の大きさについては、予め定められている設定基準に従いつつ、レンズ装用者の眼鏡使用習慣等に合わせて適宜設定すればよく、特定の値に限定されるものではない。
また、図例の物体面３は、正中面上のＡ点からの水平方向の距離が大きくなるにつれて（すなわちＡ点から離れるにつれて）左右眼の眼球からの距離も大きくなるように、その面形状が円弧状に設定されている。具体的には、物体面３上の任意のＢ点について∠ＢＯＡの角度βが例えば４５°を超えると眼球からの距離が無限遠となるように、面形状を円弧状に設定することが考えられる。ただし、これは面形状の一具体例に過ぎず、予め定められている設定基準に従いつつ適宜設定されたものであれば、特定の形状に限定されるものではない。

一方、縦方向（鉛直方向）については、図２に示すような面形状の物体面３を設定する。図２は、図１で平面的に示した眼球と視線との関係を鉛直方向について例示する側面図である。図例は、物体面３の正中面について、累進屈折力レンズを介した場合における視線の一具体例を平面的に示している。
図例の物体面３は、レンズ装用者の視線がレンズ上の遠方視領域における遠用光学中心点Ｖを通過する場合に、当該物体面３上の点と左右眼の眼球との間の距離が無限遠となる。また、レンズ装用者の視線が物体面３上の任意のＢ点に移動し、眼球が下方側に∠ＢＯＶのなす角度αだけ回旋した場合には、当該レンズ装用者の視線がレンズ上の近方視領域を通過し、Ｂ点と左右眼の眼球との間の距離が有限距離となる。なお、角度αの具体的な大きさおよびＢ点までの具体的な距離の大きさについては、予め定められている設定基準に従いつつ、レンズ装用者の眼鏡使用習慣等に合わせて適宜設定すればよく、特定の値に限定されるものではない。
このような物体面３において、遠方視領域に対応した無限遠距離の部分と、近方視領域に対応した有限距離の部分との間には、中間距離に対応した部分が存在する。つまり、物体面３の正中面における縦方向の面形状については、累進屈折力レンズを設計する場合に一般的に想定される加入度数変化曲線に対応したものであればよい。

図３は、図１および図２に示した物体面の空間分布を例示する分布図である。図例は、設定された物体面３について眼球側から見た状態を示しており、縦軸ｔａｎαと横軸ｔａｎβは両眼中心を原点とした座標系の縦偏角αと横偏角βの正接である。また、図中において、図示領域における濃度（明度）は、物体距離ＯＢの逆数の値に合わせて設定している。具体的には、１Ｄ（ディオプター）＝１／ｍとして、最も濃度の高いところが無限遠方に対応した部分であり、濃度の違いの１ステップ＝０．２５Ｄを表している。
図例によれば、レンズ装用者の眼球側から見た場合に、設定された物体面３は、正中面上では無限遠方に対応した遠方視領域からその下方側の近方視領域にかけて当該物体面３上の点が徐々に近づいており、その正中面上から左右方向に離れるのに伴って当該物体面３上の点が徐々に遠くなっていることがわかる。

（２−２．累進帯特定ステップ）
仮想的な物体面３を設定した後は、続いて、第２ステップとなる累進帯特定ステップを行う。累進帯特定ステップでは、累進屈折力レンズにおけるレンズ上の累進帯を特定するとともに、その累進帯上におけるレンズ屈折力（度数）の変化を処方内容に基づいて特定する。

ここで「累進帯」とは、レンズ屈折力（度数）の変化（増減）を伴う、物体面３の正中面上の各点に対する左眼用レンズ１と右眼用レンズ２の視線通過点の軌跡のことをいい、具体的には図４に示すものが例示できる。
図４は、左右眼に対応する累進屈折力レンズにおける累進帯を例示する説明図である。
累進屈折力レンズ１，２における累進帯４は、物体面３の正中面上の各点に対するレンズ上視線通過点の軌跡であることから、近方視領域では図例に示すように累進帯４が鼻側に寄る内寄せ状態が生じることになる。このような累進帯４については、物体面３が設定されていれば、例えば当該物体面３の正中面上の各点に対する光線追跡を利用することによって、レンズ１，２上における位置を特定することができる。

レンズ１，２上の累進帯４の位置を特定したら、その後は、当該累進帯４上におけるレンズ屈折力（度数）の変化を特定する。レンズ屈折力の特定は、レンズ装用者に対する処方内容に基づいて行えばよい。具体的には、処方内容として遠用度数、加入度数、累進帯長等が指定されていれば、これらの指定値に基づき、累進帯４上におけるレンズ屈折力の変化を特定することが考えられる。

ただし、レンズ１，２上における累進帯４の位置および累進帯４上のレンズ屈折力変化は、レンズ装用者の眼鏡使用習慣等に合わせて適宜設定することができる。例えば、累進帯４上のレンズ屈折力変化は、レンズ装用者に対する処方内容のみによって予め決められるものではなく、レンズ装用者の眼鏡使用習慣に合わせて設定した物体面３の正中面上の距離変化に合わせるように設定できる。また、累進帯４の位置や形状についても、レンズ屈折力変化によって変わることになる。具体的には、同じ物体面３に合わせる累進帯４であっても、（ａ）プラスレンズの場合には累進帯長が長く、逆にマイナスレンズの場合には累進帯長が短いといったことが生じ得る。また、（ｂ）近方視領域の内寄せの量についても、レンズ屈折力変化によって変わり得る。また、（ｃ）斜乱視でないケースでは遠方視領域の累進帯４が真っ直ぐ上方に延びるが、斜乱視のケースでは少し斜め方向に傾いてに延びることになる。また、（ｄ）プリズム処方の場合は、累進帯４が本来の位置からずれることになり得る。

図５は、レンズ上における実際の累進帯の位置を例示する説明図である。図例は、斜乱視のケース（すなわち上記（ｃ）の場合）における累進帯４の位置の一具体例を示している。なお、処方内容は、右：Ｓ３．００Ｃ−１．５０Ａｘ１７０、左：Ｓ２．００Ｃ−１．００Ａｘ１０、加入度Ａｄｄ２．５０、累進帯長１４ｍｍである。
図例によれば、遠方視領域において累進帯４が少し斜め方向に傾いてに延びており、しかもその傾き量が左右で相違している。レンズ装用者の眼鏡使用習慣等によっては、このような態様の累進帯４が特定されることもあり得る。

（２−３．調節度数算定ステップ）
レンズ１，２上の累進帯４の位置および累進帯４上のレンズ屈折力変化を特定した後は、続いて、第３ステップとなる調節度数算定ステップを行う。調節度数算定ステップでは、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２を介して仮想的な物体面３上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が左眼用レンズ１および右眼用レンズ２を通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定する。

左右眼のそれぞれに「必要な調節度数」とは、レンズ１，２を介して物体面３上の点を見るときに、左右眼球の網膜にピントがあった状態で結像するためにそれぞれ必要とする調節度数のことをいい、具体的には下記の（Ａ）または（Ｂ）のように定義される。

（Ａ）については、後方頂点球面において
必要な調節度数＝遠用平均度数−物体点波面の平均曲率・・・（Ａ）
と定義される。

眼鏡レンズの度数は、平面の入力波面がレンズによって屈折し、後方頂点においての出射波面の曲率に等しい。乱視処方の場合、出射波面の曲率は主截面の方向によって変わるが、最大曲率と最小曲率がそれぞれ最大度数と最小度数にあたる。眼球は、レンズ後方頂点位置において、曲率が遠用度数の値の波面（入射光）に対しては、そのまま網膜にピントの合う像が形成される。それより曲率が小さい波面（例えば物体が目に近づく、つまり入射波面の曲率がマイナスの場合や、またはレンズの屈折力が弱い場合、または物体距離とレンズ屈折力の共同作用）に対しては、眼球の屈折力を強くしてその像を網膜に結ぶ努力をする。これを調節という。調節の量は、上記の式（Ａ）で計算できる。
物体点波面とは、物体点を中心とした球面波面（無限遠方の場合は平面波面）がレンズによって屈折され、後方頂点球面の光線位置において形成された波面のことである。物体点波面の曲率は、光線追跡によって求めることが可能である。
遠用平均度数は、球面度数Ｓ＋乱視度数Ｃの半分である。
一方、式（Ａ）の物体点波面の曲率は、通過点におけるレンズの屈折力から物体距離の逆数を引いた値に近似できる。ここでいう通過点におけるレンズの屈折力は、平面の入射波面による後方頂点球面おける波面の曲率である。物体距離は、物体点からレンズ後方頂点球面までの距離である。したがって、必要な調節度数は、下記の式（Ａ’）に近似すると考えてもいい。

必要な調節度数≒遠用平均度数−通過点の平均屈折力＋物体距離逆数・・・（Ａ’）

式（Ａ’）において、（通過点の平均屈折力−遠用平均度数）は、通過点の平均加入屈折力と考えることができる。したがって、式（Ａ’）は、
必要な調節度数≒物体距離逆数−通過点における平均加入屈折力・・・（Ａ”）
と置き換えることができる。。

（Ｂ）については、角膜頂点において
必要な調節度数＝角膜上遠用波面平均曲率−物体点波面の平均曲率・・・（Ｂ）
と定義される。

前述のように、平面の入力波面が所定遠用度数のレンズによって屈折し、後方頂点においての出射波面の曲率はその遠用度数に等しい。その波面がさらに伝播し、頂点間距離だけ離れた角膜頂点に到達したときは、その曲率が下記のように少し変わっている。

記；Ｓ’＝Ｓ／（１−ｄＳ）

乱視処方の場合、最大度数と最小度数とをそれぞれ上記式に代入して計算することになる。このように計算した波面の曲率が角膜上遠用波面の曲率である。
この定義は、必要な調節度数が角膜頂点の波面によって計算されている。つまり、眼球は、角膜頂点位置において、曲率が角膜上遠用波面平均曲率の値の波面（入射光）に対しては、そのまま網膜にピントの合う像が形成される。それより曲率が小さい波面（例えば物体が目に近づく、つまり入射波面の曲率がマイナスの場合や、またはレンズの屈折力が弱い場合、または物体距離とレンズ屈折力の共同作用）に対しては、眼球の屈折力を強くしてその像を網膜に結ぶ努力をする。これを調節という。調節の量は、上記の式（Ｂ）で計算できる。物体点波面とは、物体点を中心とした球面波面がレンズによって屈折され、後方頂点球面の光線位置において形成された波面のことである。物体点波面の曲率は、光線追跡によって求めることが可能である。

（Ｂ）の定義は、眼鏡レンズに関係ない角膜頂点位置におけるもので、合理的である。その一方で、レンズの度数については、後方頂点ベースなので、（Ａ）の定義が便利である。両定義の差異は、遠用度数の絶対値が大きいほど顕著になるが、値としてはさほど大きくない。ここで挙げる例は、定義（Ａ）に基づいているものとする。

ここで、必要な調節度数の算定について、具体例を挙げて説明する。
ここでは、従来のように両眼視を考慮しないレンズ設計によって得られた左眼用レンズ１および右眼用レンズ２を例に挙げ、これらの各レンズ１，２を介した場合における調節度数の算定を説明する。なお、両眼視を考慮しないレンズ設計では、近方視領域および中間（累進）領域の横方向（左右方向）におけるレンズ屈折力変化について、一般的に累進帯４上の位置をピークにして、その累進帯４の両側へ向けてレンズ屈折力が低下するように設定されるものとする。

このような従来のレンズ設計による左眼用レンズ１および右眼用レンズ２については、両眼視の状況が考えてられていないため、物体面３上の同一点を左右眼で両眼視する場合に、左右眼それぞれの調節度数が互いに異なってしまうことがある。
例えば、左右眼に対する処方度数が異なる場合には、レンズ視線通過点が累進帯４上に位置する場合であっても、左右眼のそれぞれに必要な調節度数が互いに異なり得る。
また、左右眼に対する処方度数が一致する場合であっても、例えば図５に示したように、累進帯４の位置が左右で相違する場合には、左右眼のそれぞれに必要な調節度数が互いに異なり得る。
さらに、処方度数が左右眼で異なるか否かを問わず、例えば図１に示したように、累進帯４上以外にレンズ視線通過点Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒが位置する場合には、累進帯４からレンズ視線通過点Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒの距離が左右眼で同じではなく、しかも物体面３上の着目点とレンズ装用者の眼球との間の距離についても左右眼で相違する。そのため、物体面３上の同一点をみた場合であっても、左眼用レンズ１と右眼用レンズ２とでは、対応するレンズ視線通過点Ｑ_Ｌ，Ｑ_Ｒのレンズ上の位置（以下「レンズ上対応点」という。）が一致せず、その結果として左右眼のそれぞれに必要な調節度数が互いに異なり得るのである。

図６は、左右それぞれのレンズ上対応点の位置を例示する説明図である。図例は、累進屈折力レンズにおける近方視領域での横方向の左右それぞれのレンズ上対応点の一具体例を示している。なお、図例に示したレンズは、図５に示したレンズと同一処方内容のものとする。
図例によれば、左眼用レンズ１と右眼用レンズ２とでは、レンズ上対応点が一致せずに、横方向および縦方向にズレが生じていることがわかる。

このような従来のレンズ設計による各レンズ１，２を介した場合、具体的には、左右眼のそれぞれに必要な調節度数について、図７および図８に示すような違いが生じ得る。

図７は、左右レンズ上対応点による必要な調節度数を例示する説明図である。図例は、累進屈折力レンズにおける近方視領域での横方向の左右それぞれのレンズ上対応点を介した場合の左右眼での調整度数の一具体例を示している。なお、図例に示したレンズは、図５，６に示したレンズと同一処方内容のものとする。また、図例では、上記（Ａ）の定義に従いつつ、必要な調節度数を算出している。

図例では、先ず、物体面３上の点とレンズ後方頂点球面との間の距離の逆数を特定している。これは、図中に示した線Ｌ１_Ｌ，Ｌ１_Ｒのようになる。
また、図例では、物体面３上の点から左右それぞれの眼に向かう光線のレンズ通過点の平均加入屈折力を特定している。これは、図中に示した線Ｌ２_Ｌ，Ｌ２_Ｒのようになる。
そして、光線追跡および式（Ａ）で算出した左右眼のそれぞれに必要な調節度数を線Ｌ３_Ｌ，Ｌ３_Ｒに示した。図例によれば、この値は、Ｌ１−Ｌ２に近いことが分かる。さらに、図例によれば、左右眼のそれぞれに必要な調節度数を示す線Ｌ３_Ｌ，Ｌ３_Ｒが一致せずに（重なり合わずに）、互いに異なっていることがわかる。これは、従来のレンズ設計では、両眼視の状況が考えてられていないからである。
左右眼のそれぞれに必要な調節度数の間の差分を算定すると、図中に示した線Ｌ４のようになる。図例によれば、左右眼のそれぞれに必要な調節度数が互いに異なっていることから、これらの間に差分を示す線Ｌ４についても、変動がない直線状のものとはならずに、変動成分を含んだものとなっている。

図８は、図７に示した左右眼のそれぞれに必要な調節度数の差の空間分布を例示する分布図である。図例は、図３の場合と同様に、調節度数について眼球視状態を平面的に示している。
左右眼で必要な調節度数に差が生じていなければ図示領域の全面について均一なパターン濃度（明度）表示であるはずのところ、図例によれば、図示領域中においてパターン濃度表示が不均一になっていること、すなわち左右眼のそれぞれに必要な調節度数が互いに異なっていることがわかる。

このようにして、調節度数算定ステップでは、予め設定された物体面３上の点に対し、物体面３上の点から左右眼球への光線のレンズ通過点（一対の対応点）を特定しその屈折力を求め、さらに網膜に合焦するために必要な調節度数を求め、さらに左右差を算定する。

（２−４．屈折力補正ステップ）
必要な調節度数の算定を行った後は、次いで、第４ステップとなる屈折力補正ステップを行う。屈折力補正ステップでは、算定した左右眼の調節度数を合わせるように、レンズ１，２上の各点のレンズ屈折力を補正する。

上述したように、両眼視を考慮しない従来のレンズ設計によるレンズ１，２を介在させた場合には、左右眼それぞれの調節度数が互いに異なったものとなり得るため、レンズ装用者が両眼視の際に違和感を覚えたり眼精疲労を感じたりしてしまうおそれがある。そこで、屈折力補正ステップでは、両眼視の際に作用すると考えられるへリングの法則に基づき、レンズ装用者の両眼視機能に与える不都合を低減させるべく、物体面３上の点を見るために必要な調整度数を左右眼で合わせるように、レンズ１，２の外面若しくは内面または両方の面の形状（曲率）を修正して所定点のレンズ屈折力を補正するのである。
なお、面形状修正によって、光線の通過点が変化し、必ずしも狙った修正量が達成できない場合もあり得るが、そのような場合には、上記過程を複数回行い、目標に近づけるようにする。

ここで、調整度数を「合わせる」とは、左右眼の必要な調節度数の差が「０」を含む所定範囲内（例えば０．０５Ｄ以下）に属するようにすることをいう。つまり、ここでいう「合わせる」には、左右眼の必要な調節度数を一致させる場合の他に、完全には一致せずともほぼ一致していると経験的に認められるような場合（具体的には、左右眼の必要な調節度数の差が例えば０．０５Ｄ以下である場合）をも含む。

左右眼での必要な調節度数の合わせは、レンズ中心部を対象領域として行う。ここで、「レンズ中心部」とは、例えば図４に示すように、少なくともレンズ隠しマーク位置５より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯４から左右１０ｍｍの範囲内の領域６のことをいう。レンズ隠しマーク位置５は、ＩＳＯ規格やＪＩＳ規格等で規定されている隠しマークが付加されているレンズ上の位置である。
このようなレンズ中心部を除くレンズ周辺部（例えば、累進帯４から左右１０ｍｍを超えて離れた位置、レンズ隠しマーク位置から１０ｍｍを超える上方側、レンズ隠しマーク位置から１５ｍｍを超える下方側）の左右眼用レンズの差は、一般的にレンズ中心部のそれより大きく、無理に必要な調節度数の差を合わせると、他の評価項目（例えば非点収差）が顕著に悪化することが予想される。したがって、レンズ周辺部に対しては、コントロールを緩くして、例えば必要な調節度数の差が０．０５Ｄより大きくても可とする。コントロール方法としては、例えば、非点収差が一定の値以上にならないように、最大限必要な調節度数の左右差を無くすことなどが考えられる。
なお、ここで例に挙げたレンズ隠しマーク位置より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯４から左右１０ｍｍの範囲内という対象領域の大きさは、単なる一具体例に過ぎない。つまり、遠用度数の値や左右処方度数の差等によっては、左右眼で必要な調節度数の差を０．０５Ｄ以下にコントロールする領域の大きさが変わることが考えられる。

左右眼で必要な調整度数を合わせるためのレンズ屈折力の補正は、その手法が特に限定されるものではない。すなわち、必要な調整度数を合わせることができれば、各レンズ１，２のレンズ上対応点におけるレンズ屈折力について、それぞれに必要な眼球調節度数が互いに近づくように両方を補正してもよいし、一方を他方に合わせるように片方だけを補正してもよい。

このように、屈折力補正ステップでは、算定した必要な調節度数を左右眼で合わせるように、左眼用レンズ１と右眼用レンズ２との少なくとも一方におけるレンズ屈折力を補正して、各レンズ１，２上における度数分布を決定する。これにより、各レンズ１，２は、両眼視を考慮した度数分布を有するように、レンズ１，２上の各点におけるレンズ屈折力が決定されたものとなる。
その結果、例えば図７中に示した線Ｌ４については、ほぼ変動がない直線状のものとなる。

上述した一連の各ステップを経ることで、両眼視を考慮してレンズ屈折力の分布が決定されてなるレンズ１，２、すなわちレンズ装用者の両眼視機能に与える不都合の低減を可能にするレンズ１，２が設計される。

（２−５．レンズ設計に用いるツール）
以上に説明した一連の各ステップは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard disk drive）等の組み合わせからなるコンピュータのハードウエア資源を用いて、そのコンピュータによるソフトウエア処理として実施することが可能である。つまり、上述した一連の各ステップを行うソフトウエアプログラムをコンピュータのＨＤＤ等に予めインストールしておき、そのソフトウエアプログラムをコンピュータのＣＰＵ等に実行させることで、本実施形態で説明したレンズ設計の手順を実施する機能（手段）が実現され得る。その場合に、ソフトウエアプログラムは、ＨＤＤ等へのインストールに先立ち、通信回線を通じてコンピュータへ提供されるものであってもよいし、あるいはコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよい。

＜３．眼鏡用レンズの製造手順＞
次に、上述したレンズ設計によって得られた仕様の眼鏡用レンズを製造する手順について説明する。

眼鏡用レンズの製造にあたっては、先ず、基材となるセミフィニッシュレンズを用意する。そして、上述したレンズ設計で決定したレンズ屈折力の分布となるように、セミフィニッシュレンズの光学面を加工する荒削りを行い、さらに表面を鏡面状態に仕上げるための研削処理および研磨処理を行う。その後は、必要に応じて染色やコーティング等の表面処理を行う。そして、枠入れされる予定の眼鏡フレームの形状に合わせた玉型加工（縁摺り加工およびヤゲン加工）を行う。

以上のような手順を経ることで、上述したレンズ設計で決定したレンズ屈折力の分布を有する眼鏡レンズが製造される。
なお、ここで挙げた眼鏡用レンズの製造手順は、単なる一具体例に過ぎず、他の手順であっても同様の眼鏡用レンズを製造することは実現可能である。

＜４．眼鏡用レンズの構成＞
次に、上述したレンズ設計手順およびレンズ製造手順によって得られた眼鏡用レンズの特徴的な構成について説明する。

本実施形態で得られる眼鏡用レンズは、以下に述べる（イ）〜（ニ）のような特徴的な構成を備えている。具体的には、
（イ）左右眼のそれぞれに必要な調節度数を左右眼で合わせるように、レンズ１，２上の各点におけるレンズ屈折力が設定されている。
（ロ）左眼用レンズ１および右眼用レンズ２がいずれも累進屈折力レンズである。

また、
（ハ）レンズ１，２上の少なくともレンズ隠しマーク位置より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯４から左右１０ｍｍの範囲内の領域６においては、左右眼のそれぞれに必要な調節度数の差が０．０５Ｄ以下である。

さらには、
（ニ）少なくとも近方視領域および中間（累進）領域では、累進帯４上の点から鼻側に向けてレンズ屈折力が単純減少し、累進帯４上の点から耳側に向けてレンズ屈折力が一旦増加してから減少するように、レンズ屈折力が設定されている。
これは、例えば図１に示したような視線移動に対応したものである。具体的には、レンズ装用者が正中面上から横（水平）方向へ視線を移動させる場合、その移動方向が鼻側であれば、物体面３上の点までの距離が単純増加するために、レンズ１，２上の各点におけるレンズ屈折力が単純減少するように設定される。一方、視線の移動方向が耳側であれば、物体面３上の点までの距離は、当該物体面３と左右眼のそれぞれとの位置関係から、一旦減少した後に増加に転じる。そのため、レンズ１，２上の各点におけるレンズ屈折力は、一旦増加してから減少するように設定されるのである。

＜５．本実施形態の効果＞
本実施形態で説明した眼鏡用レンズ、眼鏡用レンズの設計方法、眼鏡用レンズの製造方法、および、レンズ設計のために用いられるプログラムによれば、以下のような効果が得られる。

本実施形態では、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２からなる一対の眼鏡用レンズについて、左右眼で必要な調節度数を合わせるように、各レンズ１，２におけるレンズ屈折力を設定する。つまり、左右眼用の各レンズ１，２を一対と考えて同時に設計し、両眼視の際の左右眼のそれぞれに必要な調整度数を揃えるようにレンズ屈折力を付与する。したがって、本実施形態によれば、レンズ装用者が各レンズ１，２を介して両眼視する場合に、両眼同時に網膜にピントの合う像を得ることができ、当該レンズ装用者が違和感を覚えたり眼精疲労を感じたりするのを抑制することができる。つまり、従来のレンズ設計とは異なり、レンズ装用者の両眼視機能に与える不都合を低減できるので、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２からなる一対の眼鏡用レンズを両眼視に適したものとすることができる。

特に、本実施形態で説明したように、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２が累進屈折力レンズである場合には、レンズ装用者にとって非常に有用である。従来の累進屈折力レンズは、非点収差や揺れ歪みを抑えることに着目しており、レンズ装用者の両眼視機能に不都合を与えてしまう可能性が高いと考えられるが、その不都合を低減できるようになるからである。
なお、累進屈折力レンズに関しては、斜乱視に対応する場合やプリズム処方の場合等に、累進帯４が左右で顕著に相違することもあり得る（例えば図５参照）。左右それぞれ単体で設計する場合は、その相違に手当てすることなく、両眼視の際不都合を感じる可能性がある。本実施形態で説明したように、仮想物体面３を設定し、その仮想物体面３上の着目点に対するレンズ上視線通過点を特定した上で、左右眼のそれぞれに必要な調節度数を合わせるようにレンズ上対応点のレンズ屈折力を設定（補正）すれば、仮想物体面３を基準にしてレンズ屈折力を設定することになるので、左右それぞれ単体で設計したレンズより大きく改善する一対の眼鏡用レンズが得られるようになる。

また、本実施形態では、レンズ１，２上の少なくともレンズ隠しマーク位置より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯４から左右１０ｍｍの範囲内の領域６について、左右眼のそれぞれに必要な調節度数の差が０．０５Ｄ以下となっている。つまり、左右眼のそれぞれで必要な調節度数を合わせることについて、レンズ１，２上の全領域に対して適用するのではなく、少なくとも当該レンズ１，２上の一部領域（具体的にはレンズ中心部）に対して適用する。したがって、本実施形態によれば、両眼視機能に大きな影響を及ぼすと考えられるレンズ中心部を両眼視に適したものとしつつ、レンズ中心部以外のレンズ周辺部については他の評価項目（例えば非点収差）が顕著に悪化してしまうのを未然に回避し得るようになる。

＜６．変形例等＞
以上に本発明の実施形態を説明したが、上述した開示内容は、本発明の例示的な実施形態についてのものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、左眼用レンズ１および右眼用レンズ２が累進屈折力レンズである場合を例に挙げたが、本発明は他種の眼鏡用レンズ（例えば単焦点レンズ）であっても適用することが可能である。単焦点レンズ等であっても、例えば図１に示したような視線移動を考慮すると、左右眼の調整度数が異なり、レンズ装用者の両眼視機能に不都合を与えてしまうといったことがあり得るからである。

１…左眼用レンズ、２…右眼用レンズ、３…物体面、４…累進帯、６…領域

Claims (7)

1. レンズ装用者の左眼に対応する左眼用累進屈折力レンズと、
   前記レンズ装用者の右眼に対応する右眼用累進屈折力レンズと、
   を有し、
   前記左眼用累進屈折力レンズの屈折力と前記右眼用累進屈折力レンズの屈折力とは、前記左眼用累進屈折力レンズと前記右眼用累進屈折力レンズとを介して予め設定された仮想物体面上の任意の点を両眼視したとき、前記左眼に必要な調節度数と前記右眼に必要な調節度数との差が０を含む所定範囲内に属するように設定され、
   前記仮想物体面は、前記レンズ装用者の眼球側から見た場合に、正中面上では無限遠方に対応した遠方視領域からその下方側の近方視領域にかけて前記仮想物体面上の点が徐々に近づくように構成されるとともに、前記正中面上から左右方向に離れるのに伴って前記仮想物体面上の点が徐々に遠くなるように構成され、
   前記左眼に必要な前記調節度数は、前記仮想物体面上の前記任意の点と前記左眼との距離と、前記左眼から前記仮想物体上の前記任意の点へ向かう視線が前記左眼用累進屈折力レンズを通過する際の通過点における前記左眼用累進屈折力レンズの屈折力とに基づいて算定され、
   前記右眼に必要な前記調節度数は、前記仮想物体面上の前記任意の点と前記右眼との距離と、前記右眼から前記仮想物体上の前記任意の点へ向かう視線が前記右眼用累進屈折力レンズを通過する際の通過点における前記右眼用累進屈折力レンズの屈折力とに基づいて算定される
   一対の累進屈折力レンズ。
2. 前記調節度数は、
   必要な調節度数≒遠用平均度数−通過点の平均屈折力＋物体距離逆数・・・（Ａ´）
   の式を用いて算定される
   請求項１記載の一対の累進屈折力レンズ。
3. 前記左眼用累進屈折力レンズの屈折力と前記右眼用累進屈折力レンズの屈折力とは、少なくともレンズ隠しマーク位置より上方１０ｍｍから下方１５ｍｍまでの範囲内で、かつ、累進帯から左右１０ｍｍの範囲内では、当該範囲内の全ての対応点について、前記左眼に必要な前記調節度数と前記右眼に必要な前記調節度数との差が０．０５Ｄ以下となるように、設定されている
   請求項１または２記載の一対の累進屈折力レンズ。
4. 前記左眼用累進屈折力レンズの屈折力と前記右眼用累進屈折力レンズの屈折力とは、少なくとも近用部および中間部では、前記左眼用累進屈折力レンズの屈折力と前記右眼用累進屈折力レンズの屈折力の横方向の変化について、累進帯上の点から鼻側に向けて単純減少し、累進帯上の点から耳側に向けて一旦増加してから減少するように、設定されている
   請求項１、２または３記載の一対の累進屈折力レンズ。
5. 左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの設計方法であって、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定するステップと、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定するステップと、
   算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正するステップと、
   を備えることを特徴とする眼鏡用レンズの設計方法。
6. 左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの製造方法であって、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを設計する設計工程と、
   前記設計工程での設計内容に従い前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを製造する製造工程とを備え、
   前記設計工程は、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定するステップと、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定するステップと、
   算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正するステップと、
   を備えることを特徴とする眼鏡用レンズの製造方法。
7. 左右眼のそれぞれに対応する左眼用レンズおよび右眼用レンズからなる一対の眼鏡用レンズの設計に用いられるコンピュータを、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して見える視野内に仮想物体面を設定する手段と、
   前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを介して前記仮想物体面上の任意の点を両眼視したときに、当該点と左右眼それぞれとの間の距離と、当該点への視線が前記左眼用レンズおよび前記右眼用レンズを通過する際の各通過点におけるレンズ屈折力とに基づき、これらから左右眼のそれぞれに必要な調節度数を算定する手段と、
   算定した前記調節度数を左右眼で合わせるように、前記左眼用レンズと前記右眼用レンズとの少なくとも一方における前記レンズ屈折力を補正する手段
   として機能させることを特徴とするプログラム。