眼镜镜片的评价、设计、制造方法和制造系统及眼镜镜片的制作方法

眼镜镜片的评价、设计、制造方法和制造系统及眼镜镜片的制作方法
【专利摘要】一种评价方法，使用视觉疲劳函数来评价定制的眼镜镜片，其中所述视觉疲劳函数包括测定值来作为因子，所述测定值至少包含正向相对会聚、反向相对会聚、正向相对调节、反向相对调节和垂直融像性聚散中的正向相对会聚和/或反向相对会聚。
【专利说明】眼镜镜片的评价、设计、制造方法和制造系统及眼镜镜片
[0001]本申请是申请日为2011年7月22日、申请号为201180046434.X、名称为“眼镜镜片的评价方法、眼镜镜片的设计方法、眼镜镜片的制造方法、眼镜镜片的制造系统和眼镜镜片”的申请之分案申请。

【技术领域】
[0002]本发明涉及在设计或者制造眼镜镜片时用于评价性能的眼镜镜片评价方法，并涉及使用它的眼镜镜片设计方法和眼镜镜片制造方法。

【背景技术】
[0003]当进行眼镜镜片的评价和设计时，为得到最佳视野，提出了各种评价方法、设计方法，特别是，还提出了着眼于配戴眼镜镜片的状态下的视力的技术。例如，专利文献I (W02002/088828)公开了一种使用视力函数来设计眼镜镜片的技术。专利文献2(W02004/018988)描述了通过考虑视力函数的色差而设计出的眼镜镜片。在此，视力函数是表示了如下视力的函数，即，透过眼镜镜片观察目标时，通过镜片的光学像差和眼球的特性值(相对调节值、相对会聚值、生理散光量)被标准化的视力(在完全矫正后的情况下，以1gMAR成为O的方式被标准化的视力)。


【发明内容】

[0004]但是，在专利文献I和2中，在佩戴眼镜时的两眼观察功能，没有任何研究。例如，由于在专利文献I中设计方法旨在适用于通用镜片，所以没有考虑单个要素，例如相对调节、相对会聚。因此，不适于两眼观察时取入单个信息的最佳眼镜镜片的设计。双目镜片设计因其通用性当然不考虑。在专利文献2中，虽然考虑了视力函数的色差部分，但对于除此以外的部分，与上述专利文献I同样地，作为考虑了两眼观察的单个设计，可以说是不充分的技术内容。
[0005]另一方面，专利文献3 (PCT国际申请N0.HEI 2-39767A的日文翻译(日本特开昭57-10113A号公报)、专利文献4 (PCT国际申请N0.2008-511033A的日文翻译)和专利文献5 (PCT国际申请N0.2000-506628A的日文翻译)提到了配戴眼镜时的左右两眼的视见度。
[0006]专利文献3描述了一种期望的条件，其中实现了双眼视觉功能。即，描述了渐进带的像散范围、整个镜片的像散和对齐误差的配置、左右眼镜镜片的棱镜范围、以及棱镜所诱发的扭曲方向的条件。然而，从专利文献3的再评价后，我们发现专利文献3中描述的发明包括了一些严重的缺陷。
[0007]第一，在以单眼未假定主要眼球运动即利斯廷氏定律(Listing’s law)的状态下，进行从镜片射出的注视线的像差计算。该情况下，残留散光的计算变得不正确，不能得到文献中记载的规定效果。此外，单眼的眼球运动本来能够作为以眼球内的一点即旋转中心为中心进行的旋转运动来认知。在眼球注视前方的位置，包含眼球内的旋转中心的额平面被称为利斯廷氏平面。眼球的旋转轴处于利斯廷氏平面内的状态是眼球的主要运动的法则，被称为利斯廷氏定律。
[0008]第二，虽然专利文献3中记载了:左右镜片的渐进部处于规定的棱镜度范围，并且左右取大致相同的散光、调整误差，由于散焦都相同，所以双眼视觉(被推测是两眼观察功能)良好。然而，专利文献3中，怎样的散光、调整误差的平衡对于双眼视觉好，以及好的程度，没有定量地提示。关于这点，不清楚专利文献3记载的眼镜镜片是如何构成的。
[0009]第三，根据专利文献3的第5页25行?44行，该文献的图2的说明不是两眼观察功能的光学系统。该图如本申请的图44所示。在图44中，眼球57及58直视对象面59上的点Pp时，视线50及51朝向点Pp。在眼球57、58的前方配置有眼镜镜片52、53。点Pp通过眼镜镜片52、53的棱镜作用，左眼57看到的是位于视线54与面59的交点匕且右眼58看到的是位于视线55与面59的交点Ρκ。根据该页41?42行的记载，能够利用以主子午线对称的一个眼镜镜片判定图44所示的视线关系。但是，棱镜效果根据Prentice公式(P=(hXD)/10)可知，与光焦度成比例关系。因此，该主张只能在左右相同的镜片中通用。
[0010]作为补充，Prentice公式是通常使用时足够的近似式，是指镜片的棱镜度P与距中心的距离h (单位mm)和镜片度数D成比例。这样，由于左右镜片的光焦度通常不同，所以上述主张不是显而易见的，是不成立的。另外，在专利文献3的图2的说明之后，始终是在特定对象点Pp的坐标系、未特定原点的左右某一个眼镜镜片的坐标系下的说明。因此，不是两眼观察功能的光学系统所适用的结构。
[0011]第四，专利文献3的图4所示的畸变程度难以理解。该图如本申请的图45所示。专利文献3的图的说明在其第5页右栏17行，有等距离对象格子的成像图的说明。该文献的图4是从点P开始描绘以平面中的格子的节点为点P时的水平方向位置差的图，尤其可知在下方的周边部畸变。在专利文献3的同一栏的25?27行中，针对上述情况说明了鞍状畸变和桶状畸变等。即，在专利文献I中，给出了水平方向位置差APh和畸变的关系的启示。在考虑了水平方向位置差APh和畸变的关系的情况下，所有的注视线54、55在面59上在点P以外的点具有交点时，格子应畸变。但是，此时，由于水平方向位置差为0，所以与上述图4不畸变的图产生矛盾。因此，水平方向位置差APh与畸变无关。另外，虽然大脑将畸变的图作为以直线描绘的像进行处理，但尽管以哪种程度畸变时能够作为直线处理属于重要事项，也没有记载依据。因此，不能明确地理解该图45所示的畸变是否在大脑中成为直线。
[0012]第五，对象处于平面上。对象基本上是设计者任意选取的。因此，一般情况下，以针对设计者选定的任意对象提高眼镜镜片性能的方式进行设计。然而，在专利文献3中，评价法限定于作为用于阅读展开的报纸和壁面的文字等的眼镜镜片而采用的对象方案。除了专利文献3中的对象内的凝视点以外，由于距两眼球的距离大不相同，所以同时修正相距凝视点的度数误差、剩余像散、棱镜度变得困难。其结果是，棱镜度变大。由此，在对象处于平面的系统中，两眼观察的评价困难。
[0013]在专利文献4中，提出了一种眼镜镜片的设计方法。在该设计方法中，考虑到眼镜配戴者的主视方向向主视眼侧偏移的状态。然而，专利文献4包括下述问题。
[0014]第一，测定对象是生物体，测定精度方面存在问题。在专利文献4中的0030段记载的例子中，偏移为2cm。即使为2cm，测量也是容易的，但在更少的偏移的情况下，稳定地测量变得困难。在专利文献4的0063段中，记载了能够以“3mm以下的绝对误差”进行测量。但是，考虑到渐进光焦度镜片中通常的近视用嵌入量(打6寄# )为2.5_时，在该情况下的误差量非常大。
[0015]第二问题的是，“主视方向向主视眼侧偏移”的现象与涉及两眼观察的眼球运动的唯一法则即赫林定律的等神经支配法则:(Hering’ s law of equal innervat1ns)相矛盾。即使根据基于与赫林定律的等神经支配法则矛盾的现象采取的对策来设计眼镜镜片，也难以改善两眼观察功能。此外，与赫林定律的等神经支配法则相关的说明可以参照非专利文献15(苧坂良二、中沟幸夫、古贺一男共著的《両眼運動i?'J >理論、眼球運動O実験心理学》(《两眼运动和赫林定律、眼球运动的实验心理学》)，名古屋大学出版会，(1993)，中沟幸夫著的第3章p60-61)。关于两眼运动的赫林定律由以下假定构成:存在产生两眼运动的型式(两眼同向运动)和转向(两眼异向运动)的神经支配这样的假定；提供给两眼的神经支配始终等量这样的两眼的等神经支配的假定(赫林法则)；在这两种神经支配之间加法性成立这样的神经支配加法性的假定。
[0016]另外，作为其他考虑，公知眼球运动过程中旋转中心不固定而与偏移一同移动。公知旋转中心不是以单一点为中心旋转，而根据其使用状况分别以不同的点为中心进行旋转。专利文献4中主张的“主视方向的偏移”也能够由眼球的旋转中心自身偏移这样的事实来说明。也就是说，考虑到旋转中心也移动，左右眼球的旋转中心间的中点也移动，主视方向也移动。这样，可以认为左右眼球对称地移动的情况与专利文献4主张的左右眼球非对称的移动这样的前提相比，更符合生理学的事实。
[0017]第三，虽然在专利文献4的0039段中记载了“得到了优良的两眼融像。”，但其程度不明。具体而言，在渐进部，若产生像散(被认为是剩余像散)为0.5屈光度(d1pt)以下，则成为舒适的视野。但是，因对象距离而产生度数误差。若不是对象偶然位于度数误差为O的距离的假定情况，就不能成为舒适的视野。在专利文献4的实施例中，根据观察条件，示出了度数误差和产生像散这两个图，但未提及其平衡。因此，没有示出度数误差和产生像散的平衡或两者之间的关系，不能彻底理解两眼是否能够得到舒适的视野。
[0018]而且，只图示了左右眼的度数误差和产生像散，而得出“两眼融像变得良好”的结论是不适当。即使左右眼得到良好的视力也不能进行两眼观察的患者大多为斜视。在该专利文献4这样的以往的度数误差和散光值的评价中，两眼观察特有的性能评价是不适当的。
[0019]第四，与专利文献3的情况同样地，该专利的对象从专利文献4的“图1”或“图4”明确可知是平面。即，可以说与专利文献3的第四项问题相同。
[0020]专利文献5公开了镜片从前方朝耳朵侧弯曲的所谓环绕式眼镜镜片相关的技术。另外，在专利文献5的第13或15页记载了离轴棱镜差异(才7 T ^ ^ 文' Λ ^
” 一)的相关情况。在此，主要论述专利文献5中的主张即两眼观察的缺陷的相关情况。
[0021]第一，专利文献5公开的技术是与环绕式、保护型护目镜的眼镜镜片相关的技术，但其结构不明确。在专利文献5记载的主要发明中，条件是具有处方区域和周边侧头区域。如专利文献5的第28-30页记载的那样，这两个区域的不同点是面的形状。在此，用于说明不同点的方法不是如当前通常使用的基于光线追踪计算而得到的评价，而是根据过去渐进镜片的说明中所使用的从镜片面的形状进行计算的简易方法。因此，光焦度、散光值也是从面的导函数计算出的曲线的导出值，与基于光线追踪计算而得到的值不同。另外，同样地，也没有记载当前设计中通常考虑的眼球运动的利斯廷氏定律。因此，与以如上所述的利斯廷氏定律等生理学依据为基础进行的评价、设计不同。而且，周边侧头区域过于任意，与处方区域的区别不明确，不能成为限定条件。因此，可认为是通常的镜片设计中通用的技术。
[0022]第二，关于专利文献5的第13页记载的离轴棱镜差异的定义，仅仅记载了“侧头部和鼻部的像差不相等时，产生两眼观察的缺陷”。但是，到底是什么样的像差，记载不充分，不能理解。另外，作为修正离轴棱镜差异的方法，只说明了采用专利文献5的第15页记载的非球面，其记载也不充分。另外，尽管利用单眼镜片进行评价是明确的，但得到专利文献5的第13页记载的“两眼观察时的缺陷”的结论的依据不清楚。
[0023]第三，专利文献5的第15页提到了光焦度、散光值、棱镜度的差异的调节和光学修正要素的平衡。但是，不能理解如下记载:若处于该第15页的表格中的值的范围内，则能够容许两眼观察的缺陷。从该表可知，处方度数变高时，修正量减少。通过更小的修正，充分修正误差，能够容许两眼观察的缺陷，也就是说，处方度数变高时，患者的两眼观察的容许度变大。尽管有关于单眼评价的容许度的记载，但这样的主张难以理解。在没有公开两眼观察的容许度的确定方法的专利文献5的内容中，与通常的眼镜镜片的规格同样地，是否能够在该容许度以下进行设计，不能容易地推测。即，即使在没有两眼观察的定义的状态下存在如上所述的容许度的记载，也不能容易地适用于其他的通常处方的镜片设计。
[0024]此外，基于该单眼评价进行的两眼观察的评价是，观察右侧时在右镜片处使用右侧头部，而左镜片使用鼻部，因此，被认为是侧头部和鼻部必须同等的理论。但是，这与例如专利文献I的第三问题点指出的那样，是以左右的镜片相同为前提的情况，这样的处方非常少。另外，考虑到主张左右眼大体相同的处方这样的情况。该情况下，考虑到感知性融像的角度的感受性极限以角度表示为大致10秒这种情况，难以用这样粗略概念理解两眼观察。另外，适用于通用镜片的情况下，即使预先不知道左右的处方，而从没有这样的生理学方面的依据的允许值来进行评价、设计，将其用于人体是有问题的。其结果是，例如有可能带来不适感或增大疲劳。
[0025]鉴于上述问题，本发明的一个目的是提出一种将基于生理知识定量地评价双眼视觉功能所取得的评价结果纳入考量的评价函数，并基于该评价函数来评价、设计和制造在双眼视觉功能上优秀的眼镜镜片。
[0026]为解决上述问题，根据本发明的眼镜镜片的设计方法:当作为与两眼观察功能相关的单个(individual)测定值的正向相对会聚、反向相对会聚、正向相对调节、反向相对调节和垂直融像性聚散被定义为相对测定值时，正向相对会聚和反向相对会聚中的至少一者或者两者被包括在单个相对测定值中。所述方法包括:在将一函数用作用于最优化的评价函数的同时，通过使双眼视觉最优化来确定眼镜镜片的光学设计值，所述一函数是通过在对象的各评价点处添加视觉疲劳函数而取得的，所述视觉疲劳函数包括作为因子的相对测定值。
[0027]根据本发明的眼镜镜片制造方法包括基于通过上述眼镜镜片设计方法确定的光学设计值来制造眼镜镜片。本发明的眼镜镜片评价方法在将一函数用作用于最优化计算的评价函数的同时评价双眼视觉，所述一函数是通过在各评价点处添加包括作为因子的相对测定值的视觉疲劳函数而取得的。
[0028]本发明的眼镜镜片制造系统是这样一种系统，其中，订购侧计算机与制造侧计算机经由网络连接，所述订购侧计算机具有执行订购眼镜所需的程序的功能，并且安装在眼镜镜片订购侧，所述制造侧计算机具有从所述订购侧计算机接收信息、并执行接收眼镜镜片订单所需的程序的功能。所述订购侧计算机向所述制造侧计算机发送设计眼镜镜片所需的信息，所述信息包括正向相对会聚和反向相对会聚中的至少一者或者两者。所述制造侧计算机包括:数据输入部，供包括从订购侧计算机发出的相对测定值在内的数据输入；视觉疲劳函数计算部，基于输入的数据计算眼镜镜片的多个评价点处的光学性能值；评价值最优化部，通过将一函数用作评价函数来使光学性能值最优化，所述一函数是通过添加视觉疲劳函数而取得的，所述视觉疲劳函数包括作为因子的相对测定值，所述相对测定值包括所述正向相对会聚和所述反向相对会聚中的至少一者或者两者；评价函数评价部，通过使评价函数与预定阈值进行比较来评价光学性能值；设计数据修正部，作为所述评价值评价部的评价结果，在所述视觉疲劳函数的值未达到预定的会聚条件时修正设计数据；光学设计值确定部，基于通过所述评价函数评价部对每个评价点完成的评价结果，来确定设计数据；设计数据输出部，将通过光学设计值确定部取得的最终设计数据供给至用于处理镜片的装置。
[0029]本发明的眼镜镜片通过上述眼镜镜片制造方法和眼镜镜片制造系统制成。
[0030]大体说明一下视觉疲劳函数，首先在眼镜镜片的领域存在Percival舒适区域。也就是说，3m角度和相对会聚的1/3内的区域被称为Percival舒适区域。在本发明中，作为各相对测定值的1/3并且具有与年龄相应的会聚角阈值的修正区域被定义为Percival舒适区域。如所描述的，例如，在专利文献16 ( “Relat1nship between visual fatigueand inconsistency between a focus adjustment and convergence of both eyes in athree-dimans1nal image vis1n，，，Masaki Emoto, visual science, vol.24, N0.1 (2003)pl3)中，以及在专利文献 17 ( “Horizontal binocular disparity and visual fatigueduring stereo display observat1n”，VIS1N Vol.17, N0.2, 101-112，2005)中，相对测定值深深地相关于运动性融像和视觉疲劳。相对测定值的不足引起疲劳。本发明的发明人关注该事实，并注意使眼镜镜片设计成使得会聚像差和度数误差不超过相对测定值的1/3。会聚像差被定义为相对于会聚角基准值的差值，所述会聚角基准值是穿过眼镜镜片的设计基准点的注视线的会聚角。因此，在本发明中，相对测定值是根据待设计的镜片从订货人取得的。如果相对测定值是正向相对会聚和反向相对会聚中的一者或两者，则能够从正向相对会聚和反向相对会聚中的一者或两者计算出其它值。如果不能从订货人取得相对测定值，则可以如后所述那样从年龄进行计算来近似得到相对测定值，并且使用该近似值作为相对测定值也处于本发明的范围内。通过在评价函数中取入如上所述那样取得的相对测定值来执行评价和设计，能够增强眼镜镜片的双眼视觉。
[0031]在本发明中，是通过将相对测定值的1/3用作阈值，来分类成舒适区域和视觉疲劳的。由于视觉疲劳没有单位，所以优选的是将视觉疲劳函数正态化(normalized)为一增函数，其在舒适区域中在会聚像差和度数误差两者都为零时为零，并随着会聚像差和度数误差的增加而接近1，并且视觉疲劳函数在视觉疲劳区域中变成I。
[0032]当考虑以横轴为会聚角、纵轴为运动性融像的垂直融像性聚散、进深轴为调节的三维空间时，为了分类成舒适区域和视觉疲劳区域，优选的是通过使用以下判定标准来向舒适区域和视觉疲劳区域进行分类，所述判定标准判断是闭合表面的内侧还是外侧，所述闭合表面的阈值为相对测定值的1/3。
[0033]此外，优选的是沿上述会聚角的轴，在将相对测定值的正向相对会聚或者反向相对会聚的1/3定义为阈值的同时，求取评价点处的会聚角和会聚像差。优选的是，对于会聚像差，相对于垂直于中面的平面求得面平行分量，所述面平行分量是在评价点处求得会聚角的注视线的中线的投影分量，并且在使用会聚像差的面平行分量的值与上述阈值之间的差值的同时，进行向舒适区域和视觉疲劳区域的分类。如本文所使用的中线是指这样一条直线，其在以方向余弦表示直线时，具有左右注视线的方向余弦的平均值，并且其在图像侧穿过左右眼球的旋转中心的中心(原点)，并在物体侧穿过对象的评价点。
[0034]在上述调节轴上，可以通过将相对测定值的正向相对调节或者反向相对调节的1/3定义为阈值，并将在评价点处求得的度数误差与该阈值之间的差值用作相对调节的判定标准，来进行向舒适区域和视觉疲劳区域的分类。
[0035]此外，在运动性融像的垂直融像性聚散的轴上，优选的是将相对测定值的垂直融像性聚散的1/3定义为阈值；确定会聚像差，其限定相对于会聚角基准值的差值，所述会聚角基准值是设计基准点处的会聚角；确定面垂直分量，其包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线，并且是向平行于中面的平面的投影分量；并使用会聚像差的面垂直分量的值与阈值之间的差值来分类为舒适区域和视觉疲劳区域。优选的是，参考他是否是具有一预定关系的闭合表面的内侧或者外侧来进行向舒适区域和视觉疲劳区域的分类，所述闭合表面的阈值是垂直融像性聚散、相对调节和相对会聚的1/3。
[0036]此外，包括以下描述的感觉性融像的视觉疲劳函数的定义是优选的。与通过相对测定值测定的运动性融像区域相反，未伴随有眼睛运动和调节的融像被称为感觉性融像。关于相对会聚、相对调节和垂直融像性聚散，测定值被分别称为Panum融像区域的水平分量、焦点深度(或者景深)、和Panum融像区域的垂直分量。感觉性融像区域是可以忽略视觉疲劳的区域。因此，在感觉性融像区域中，视觉疲劳函数被定义为O。于是，由于感觉性融像区域被包括在舒适区域中，所以取值为O到I的视觉疲劳函数可以被定义在该范围内。在该情况下，感觉性融像区域、运动性舒适区域和视觉疲劳区域被求得，并且舒适区域是包括感觉性融像区域和运动性舒适区域的区域。
[0037]如上所述，在本发明中，我们提出了视觉疲劳函数，其在将佩戴期间的双眼视觉的测定值作为上述“相对测定值”时包括作为相对测定值的正向相对会聚和反向相对会聚中的一者或两者，并且其将该相对测定值包括为因子。根据本发明，通过使用评价函数(其是通过在对象的各评价点处添加视觉疲劳函数而求得的)执行最优化，来进行眼镜镜片的评价和设计。
[0038]本发明的优点
[0039]根据本发明，通过使用将作为与双眼视觉有关的测定值的相对测定值纳入考量的视觉疲劳函数，变得能够提供双眼视觉得到增强的眼镜镜片。

【专利附图】

【附图说明】
[0040]图1是本发明的眼镜镜片的制造方法的实施方式的制造系统的概略结构图。
[0041]图2是表示本发明的眼镜镜片的制造方法的实施方式的制造系统中的制造侧计算机的功能的功能框图。
[0042]图3是表示本发明的眼镜镜片的设计方法的实施方式的流程图。
[0043]图4是表示相对视力相对于视网膜上的位置的图。
[0044]图5是表示根据Duane的年龄和调节力的关系的图(Duane图)。
[0045]图6是表示从5-15岁的Peters图导出的舒适区域的图。
[0046]图7是表不从25-35岁的Peters图导出的舒适区域的图。
[0047]图8是表示从45-55岁的Peters图导出的舒适区域的图。
[0048]图9是表示从75岁的Peters图导出的舒适区域的图。
[0049]图10是表示用于对本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的“对象”进行说明的对象-眼镜镜片-眼球系统的图。
[0050]图11是表示本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的对象-眼镜镜片-眼球系统中的像侧的会聚角基准值的图。
[0051]图12是表示本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的对象-眼镜镜片-眼球系统中的对象侧的会聚角基准值的图。
[0052]图13是从垂直于正中面的方向观察本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所用的图11所示的对象-眼镜镜片-眼球系统的、在像侧定义的会聚像差的面垂直方向的说明图。
[0053]图14是从垂直于正中面的方向观察本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的图12所示的对象-眼镜镜片-眼球系统的、在对象侧定义的会聚像差的面垂直方向的说明图。
[0054]图15是表示本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的对象-眼镜镜片-眼球系统中的评价点处的像侧的会聚角的图。
[0055]图16是表示本发明的眼镜镜片的评价方法的实施方式所使用的对象-眼镜镜片-眼球系统中的评价点处的对象侧的会聚角的图。
[0056]图17是表示比较例中的对象-眼镜镜片-眼球系统的结构的图。
[0057]图18是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例1的会聚像差的面平行分量的图。
[0058]图19是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例1的会聚像差的面垂直分量的图。
[0059]图20是示出了本发明的眼镜镜片评价方法中实施例1的穿过双眼眼镜镜片的融像状态的图。
[0060]图21是示出了本发明的眼镜镜片评价方法中实施例1的视觉疲劳函数的值的图。
[0061]图22是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例2的会聚像差的面平行分量的图。
[0062]图23是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例2的会聚像差的面垂直分量的图。
[0063]图24是表示本发明的眼镜镜片评价方法中实施例2的穿过双眼眼镜镜片的融像状态的图。
[0064]图25是表示本发明的眼镜镜片评价方法中实施例2的视觉疲劳函数值的图。
[0065]图26是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例3的会聚像差的面平行分量的图。
[0066]图27是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例3的会聚像差的面垂直分量的图。
[0067]图28是表示本发明的眼镜镜片评价方法中实施例3的穿过双眼眼镜镜片的融像状态的图。
[0068]图29是表示本发明的眼镜镜片评价方法中实施例3的视觉疲劳函数值的图。
[0069]图30是表示本发明的眼镜镜片设计方法中实施例4的最优化后的会聚像差的面平行分量的图。
[0070]图31是表示本发明的眼镜镜片设计方法中实施例4的最优化后的会聚像差的面垂直分量的图。
[0071]图32是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中实施例4的最优化后的穿过两眼眼镜镜片的融像状态的图。
[0072]图33是表示本发明的眼镜镜片的评价方法中的实施例4的最优化后的视力疲劳函数值的图。
[0073]图34是畑田的唐德斯(Donders)图。
[0074]图35A是表示感知性融像的图，图35B是表示运动性融像的图。
[0075]图36A是瞳孔间距离H)为60mm时的会聚角的计算例，图36B是瞳孔间距离H)为65mm时的会聚角的计算例。
[0076]图37是表示帕努姆(Panum)融像区域相对于对象的空间频率的图。
[0077]图38是表示水平视网膜像差和感知的进深之间的关系的图。
[0078]图39是表不对于5-15岁受试者的眼球的光焦度误差和视力的关系的图(Peters图)。
[0079]图40是表不对于25-35岁受试者的眼球的光焦度误差和视力的关系的图(Peters图)。
[0080]图41是表不对于45-55岁受试者的眼球的光焦度误差和视力的关系的图(Peters图)。
[0081]图42A?E是Peters图表示正常视觉的受试者配戴负度数的眼镜的状态下的视力恶化的说明图。
[0082]图43是表示从5-15岁的Peters图导出的单眼的视力函数的图。
[0083]图44是表示现有技术中的对象面上的视差的图。
[0084]图45是表不现有技术中的崎变像差的图。

【具体实施方式】
[0085]以下，说明用于实施本发明的实施方式的实施例。然而，本发明不限于以下描述的实施例。说明以下述顺序进行。
[0086]〔 I〕眼镜镜片的制造系统和制造方法的实施方式
[0087]〔2〕眼镜镜片的设计方法的实施方式
[0088]〔3〕实施例
[0089]在进行本发明的实施方式的具体说明之前，对本实施方式中使用的前提技术、术语等进行说明。
[0090]在本实施方式中，为进行眼镜镜片的评价和设计，需要确定设计基准点。由于该设计基准点对于单焦点镜片和多焦点镜片而言多少存在差异，所以分开说明。通常在单焦点镜片中，是测定处方值(球面度数、散光度数、散光轴、棱镜度值、棱镜轴)的镜片位置，也就是注视线与镜片相交的点。该点也称为视点、眼点、光学的光轴点。没有棱镜度的情况下，使设计基准点与镜片的光学中心相同。在通常的处方中，使镜片的设计基准点在水平方向上与瞳孔间距离匹配，在垂直方向上使其与瞳孔的稍下方(以旋转中心为中心约10度、4mm左右)匹配，由此置于镜框中。在近视用镜片中，设计没有特别地单独进行，用通用镜片代替。因此，在近视用镜片的处方中，在相距对象距离(25cm?50cm)的注视线与镜片的相交处，设置设计基准点，在水平方向上设定成比瞳孔间距离稍短(2?5mm左右)的距离(也将其称为近视用瞳孔间距离，有时缩写成NPD)。在垂直方向上与瞳孔的稍下方(以旋转中心为中心约20度、9_左右)匹配地设定，由此置于镜框。在渐进镜片等多焦点镜片中，通常，设计基准点与用于测定远视处方值(球面度数、散光度数、散光轴)、眼点(与瞳孔匹配的点)、棱镜测定点、近处处方值(远视处方值的加法运算度数、即附加力)的点分离地作成。通常眼点与瞳孔匹配地置于镜框。
[0091]在本实施方式中，使用一般公知的光线追踪法进行镜片设计。例如非专利文献I (高桥友刀著，《P X設計(镜片设计)》东海大学出版会(1994))记载了基于光线追踪法的镜片的最优化设计、与波面像差相关的技术。关于波面像差，在非专利文献2 (TakeshiNoguchi et al, "ACTIVE OPTICS EXPERIMENTS I, SHACK-HARTMAN WAVE-FRONT ANALYZERTO MESURE F/5 MIRRORS", Publ.Natl.Astrron.0bs.Japan Vol.1, (1989)，p49_55)等中也有记载。此外，在眼镜镜片的【技术领域】中，为进行镜片设计，利用从眼镜镜片通过后的波面测定算出像差(度数误差、像散等)的镜片测定器。
[0092]透过眼镜镜片观察对象的情况下，沿从对象进入眼球旋转中心的主光线由镜片产生的像差中，因眼球瞳孔径小，故能够以低次的像差近似。在此，对眼镜镜片的【技术领域】中的低次像差进行说明。低次像差中例如存在度数误差、剩余像散、色差。
[0093]通常，在远视镜片中，以在设计基准点(通常，眼球透过镜片观察前方远处时的镜片位置)能够清晰观察前方远处的对象的方式，由眼球的光焦度减去镜片的光焦度来进行处方。也可以说是由镜片补充不足的光焦度。此时的像差为O。在该处方中，在设计基准点处，散光处于眼球的情况下，与镜片的散光轴一致。散光轴与主光线正交，也是该光焦度的主经线。该主光线是与眼球同样地从对象透过眼镜镜片到达眼球旋转中心的光线的路径。眼球按照利斯廷氏定律旋转时，与通常的同轴光学系统不同，眼镜是固定的，眼球的方向相对于眼镜相对变化。此时除了设计基准点以外，镜片的光焦度在镜片的性质方面与设计基准点稍微不同。此时也由眼球的光焦度减去镜片的光焦度。该差值是镜片-眼球系统的像差。
[0094]在沿镜片的散光轴按照利斯廷氏定律旋转的情况下(镜片主经线方向上存在两个方向)，因镜片的散光轴与眼球的散光轴一致，像差的减算方式只要在各个轴向上进行减算即可。以前，将此时的像差称为镜片的像差。然而，眼球沿镜片的散光轴方向以外的方向旋转的情况下，镜片的散光轴和眼球的散光轴变得不同。因此，在眼球的散光轴方向上，分解镜片的光焦度，将用各个眼球散光轴方向的光焦度相减而得到的量的平均值称为度数误差。由于该度数误差是平均值，因此与散光轴的差异无关，与散光轴一致的情况下的度数误差相同。但是，像散成为与轴一致时的值不同的值。
[0095]而且，分别将上述的减去了眼球的两条散光轴向上的光焦度而得到的值作为像差A、像差B时,度数误差是像差A和像差B的平均值，剩余像散是像差A与像差B之差。不需要利斯廷氏定律的情况下，即眼球沿眼镜散光轴旋转的情况下，不称为剩余像散，过去称为散光值。该情况下的度数误差称为Μ0Ε，散光值称为0ΑΕ。
[0096]另外，设从眼球旋转中心到镜片后表面的主光线和从镜片前表面到对象的主光线之间的角度差为δ、阿贝数为V时，色差由10Xtan δ / V表示。
[0097]〔I〕眼镜镜片的制造系统和制造方法的实施方式
[0098]首先，对本发明的眼镜镜片的制造系统及制造方法的实施方式进行说明。图1概略示出了本实施方式的眼镜镜片的制造系统的配置。如图1所示，在系统500中，眼镜店100包括:测定装置101，测定眼镜镜片订货人的视力和相对测定值；订购方侧计算机102，具有如下功能，输入包含由测定装置测定的值的各种信息，以及进行眼镜镜片的订购所需的处理。
[0099]另一方面，在作为接收订货侧的镜片制造商200处，设置与互联网等通信线路200连接的制造侧计算机201。该制造侧计算机201具有执行眼镜镜片的接收订货所需的程序的功能，并具有执行实施后述的眼镜镜片设计方法的功能。即，从订购方侧计算机102发出的、眼镜镜片的设计所需的信息包括与视力相关的测定值以及相对测定值中的正向相对会聚和反向相对会聚中的任意一方或两方。如果不包括相对测定值，则包含关于订货人的信息，比如年龄，由此能够大致计算出相对测定值。制造侧计算机201通过使用在各评价点处将包含作为因子的相对测定值的视觉疲劳函数加在一起而得到的函数，来执行最优化计算。由此，确定光学设计值，并且将用于基于该光学设计值制造眼镜镜片的制造信息输出到镜片加工装置202。
[0100]被输入制造侧计算机201的信息可以在计算视觉疲劳函数时考虑，方法是通过输入除了关于订货人的比如测定值和年龄等信息以外的其它信息。虽然通过基于已确定的光学设计值进行镜片加工来制造眼镜镜片，但也可以加入制造商自己的形状参数或者由工厂(制造装置)确定形状参数，比如修正系数等。
[0101]现在，对也在本实施方式中使用的通过一般的最优化计算进行的镜片形状设计进行大致说明。总的来说，关于镜片形状和对象，是通过比如BS(Non-Uniform Rat1nalB-Spline)等一般自由曲面或公知的数学式来表示面(surface)的。厚度和位置由适当的系数表示。此时，镜片形状和对象由作为构成要素的系数限定。在第一步，输入已知的参数。已知的参数包括对象、对象-镜片-眼球的位置关系、制约条件(例如，在设计基准点处具有预定的处方值或者厚度不为负值)、和以镜片的像差作为因子的评价函数。在下一最优化计算步骤，查出从对象上的评价点得到的评价函数变少之处的镜片构成要素的系数的组合。作为收敛条件，反复进行收敛的计算，直到查不出最小的评价值或评价函数实质变少的系数的组合。当通过满足收敛条件而结束了反复计算时，镜片构成要素的系数被确定。上述所有步骤被称为镜片形状确定或镜片设计。在这种公知的最优化计算中，镜片设计、已知对象、配置关系、制约条件和评价函数具有等价关系。也就是说，当对象、配置关系、制约条件和评价函数被确定时，则镜片设计被毫无疑义地确定。
[0102]接着，在详细说明作为最优化计算的评价函数使用的两眼视力函数之前，进行与两眼观察相关的说明。
[0103]首先，对两眼观察功能、会聚-调节的协作进行说明。两眼观察功能大致分成同时观察、融像、立体观察及两眼视力。作为公开了上述内容的文献，可以列举非专利文献3(若仓雅登，三村治著《視覚i眼球運動Q + X ? (视觉和眼球运动的全部)》^ y' 力 > 匕' 二一公司(2007)，pl47-pl48, pl40_143)、非专利文献 4(Howard, 1.P.and Rogers, B.J.，"Binocular vis1n and stereopsis〃，Chapter2, New York OxfordPress, (1995)，pl-736)。非专利文献3的pl42公开了融像被分类成运动性和感知性的情况。非专利文献4中有完整的详细说明。
[0104]在非专利文献3中，被分类成如下构造:能够进行同时观察的情况下，能够融像，能够融像的情况下，能够进行立体观察。在本发明中，因为着眼于融像，所以省略其他功能的说明。其中，明确记载了不融像就不能实施两眼观察的最高功能即立体观察。融像是将分别输入两眼的视觉信息统一成一个的视觉功能。眼球不动而将对象统一成一个的情况就是感知性融像。
[0105]为得到感知性融像的会聚、发散运动、垂直融像性聚散被称为运动性融像。眼球的会聚或发散运动与调节之间的关系进行协作。其联系通过唐德斯(Donders)图表示。关于唐德斯图，在非专利文献5(石原忍著，鹿野信一修订《(小眼科学)小眼科学》修订第17版，金原出版，(1925)p50)及专利文献6(畑田丰彦著《(奥行t情報i視覚O特性)进深信息和视觉的特性》视觉信息研究会，昭和49年4月23日，pl2)中有记载。从唐德斯图的原点发出的45度的直线被称为唐德斯线。该直线表示没有斜视、斜位的裸眼的被检者观察对象时的调节-会聚协作。会聚极限值被称为唐德斯曲线。从唐德斯线的一点到左右的唐德斯曲线的值中，右侧(会聚角变大的一侧)被分类成反向相对会聚，左侧(会聚角变小的一侧)被分类成正向相对会聚。另外，与如下情况相关的解释，即相对测定值与标准值相比大幅度小时成为视觉疲劳的原因、会聚与调节相比更容易测定、唐德斯线(斜率由AC/C比表示)严格来说不成立时的斜率为0.8左右，与调节提前、调节滞后相关的解释详细地记载在非专利文献7 (鹈饲一彦著^ >才影像O及ff+生体?O影響:調節?軸輳O刺激#矛盾t 3 i々(二力5起C ^七、(立体视觉对涉及的生物体的影响:调节/会聚的刺激矛盾时会引起什么)))版本，vol.17，N0.2，pll3-122)等。
[0106]正向相对会聚、反向相对会聚通常由棱镜度表不。另一方面，当仿照唐德斯的定义时，用屈光度值表不。因此，有时被称为正向相对会聚力、反向相对会聚力。它们没有本质上的差异，在本发明中，统一表示成正向相对会聚、反向相对会聚。同样，后述的相对调节也仿照唐德斯的定义进行表示时用屈光度值表示。因此，有时称为正向相对调节力和反向相对调节力。由于对于上述正向相对调节力和反向相对调节力而言也没有本质上的差异，因此在本发明中，统一表示成正向相对调节、反向相对调节。
[0107]上述相对调节记载在本 申请人:提出的申请号为PCT/JP2008/069791的说明书等。在该说明书中，记载了通过年龄求出单个要素即相对调节或相对调节的概算值并作为视力函数的方法。相对调节是调节的一种，表示近似于调节的性质。关于调节，公知下述内容。调节并非为如下情况:能够正确地实施直到接近极限、超过极限时完全不能实施。例如在接近调节远点/调节近点的区域，正确性差。另外，哪里是极限点变得不明确。因此，在观察远处时，焦点对焦在比视标稍近处的情况较多。相反观察近处时，焦点对焦在比物体稍远处。该不完全性在前者的情况下称为调节提前，后者的情况下称为调节滞后。由于存在调节提前，所以即使是正视，观察远处的视力也稍降低。相反，在观察远处视力非常好的情况下，被怀疑为是远视。若矫正近视而成为上述状况，则被怀疑为是矫正过度。这样，在折射异常的矫正时较大的问题是，折射异常的量依赖于调节远点这样的实际测量方面具有不确定性的概念。
[0108]另外，非专利文献3的pl47-148记载了，在近视反应(近見反応)下，会聚、调节、瞳孔紧密地连动。具体而言，记载了 “在三要素中，会聚是，由于两眼视差的量正确地被检测出(会聚的误差为I?2分左右)，交叉性或非交叉性和方向性清楚，所以能够迅速地进行高精度的控制。另一方面，调节是，只从模糊的视觉信息不能得知远近方向，因此，难以控制，由于与焦点深度相应地响应的必要性也小，从量化方面来说是比较粗略的响应。”。这样，相对调节与相对会聚相比，可以说是作为两眼观察的单个要素难以达到精度要求的测定值。另外，在上述PCT/JP2008/069791的说明书中，只说明了单眼的视力。除此以外，虽然进行了基于眼镜镜片的调节效果进行的相对调节的修正，但上述PCT/JP2008/069791的说明书的例子是，从通过没有装配眼镜镜片的状态的唐德斯图得到的值算出装配了眼镜镜片的相对调节的情况下所需的修正。在此处的相对调节中，前提是装配以清楚地看到对象的方式被矫正后的眼镜镜片。因此，不需要修正。
[0109]在此，示出了在唐德斯图中表示了运动性融像和感知性融像的例子。图34是非专利文献6中记载的基于畑田的唐德斯图。在图34中，横轴表示会聚(单位:米角MA)，纵轴表示调节(单位:屈光度D)。在图34中，一张唐德斯图中用唐德斯曲线表示运动性融像，用唐德斯线的附近的灰色区域表示感知性融像。
[0110]另外，在非专利文献8 (David M.Hoffman, Ahna R.Girshick, Kurt Akeley, MartinS.Banks，〃Vergence-accommodat1n conflicts hinder visual performance and causevisual fatigue"，journal of vis1n，Vol.8，N0.3，33，(2008))的图 2 中，运动性融像和感知性融像分别描绘在两张唐德斯图中。其如图35A及35B所示。图35A表示感知性融像，图35B表示运动性融像。从图35A及35B可以理解，在运动性融像时，相对会聚和相对调节协作，在感知性融像时，帕努姆融像区域和焦点深度的区域比图35B窄。
[0111]此外，与运动性融像相关的测定方法和标准值记载在例如非专利文献9 (和泉行雄、风见俊成著《両眼視機能O検查(两眼观察功能的检查)》修订版，早稻田眼镜专科学校(1985) ρ5) ο 此外，在非专利文献 12 (Setsuya Tsuda 著，“ Introduct1n to the American21-1tem inspect1n-Examinat1n and analysis of visual performance”， KindaiKougaku Publishing C0.(1983))的第 288 页上，描述了 Morgan 的标准值。
[0112]对会聚角的表示方式进行说明。设米角为MA、角度单位“分”为Θ、棱镜度为P、瞳孔间距离为H)(单位mm)时，它们的关系满足以下的式I?式3所示的数学式。此外，a是PD、MA的导出值。
[0113][式I]
PDxm
[0114]G = --------"―***"
2000
[0115][式2]

【权利要求】
1.一种用于设计眼镜镜片的方法， 其中当作为与双眼视觉有关的单个测定值的正向相对会聚、反向相对会聚、正向相对调节、反向相对调节和垂直融像性聚散被定义为相对测定值时，正向相对会聚和反向相对会聚中的至少一者或者两者被包括在单个相对测定值中，所述方法包括: 在将一函数用作用于最优化的评价函数的同时，通过使双眼视觉最优化来确定眼镜镜片的光学设计值，所述一函数是通过在对象的各评价点处添加包括作为因子的相对测定值的视觉疲劳函数而取得的。
【文档编号】G02C7/02GK104166244SQ201410406794
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2011年7月22日 优先权日:2010年7月27日
【发明者】山梶哲马 申请人:Hoya株式会社