CN102073152A - 眼镜镜片的设计方法和制造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及与个人视觉动作相应的眼镜镜片的设计方法和制造方法。
背景技术
人在观察物体时是有习惯的,在看侧方或者上下方时,会使头部或眼睛转动(以下称为视觉动作)。这样的头部转动角度或眼睛转动角度是个人所特有的,已提出了各种与这样的个人视觉动作对应的眼镜镜片的设计方法。例如,测定人观察物体时头部或眼睛的实际转动角度,进行与其测定结果相应的镜片设计(参照专利文献1~7)。
另一方面,渐进屈光力镜片是非球面镜片,其具有屈光力不同的2个折射区域、以及在这些折射区域之间屈光力(度数)渐进变化的渐进区域(中间部)。在这样的渐进屈光力镜片中,会在中间部的侧方产生像差,因此视场受到限制。另外,由于在2个折射区域之间产生了倍率差,因此会产生像的畸变,当佩戴着这样的渐进屈光力镜片而转动头部时,将产生“晃动”的现象,即像仿佛在晃动。
【专利文献1】日本特表2003-523244号公报
【专利文献2】日本特表2007-536043号公报
【专利文献3】日本特开2007-241276号公报
【专利文献4】日本特表2008-521027号公报
【专利文献5】日本特开2008-249828号公报
【专利文献6】日本特表2008-511033号公报
【专利文献7】日本特表2008-541142号公报
在专利文献1~7中,虽然进行了与头部或眼睛的实际转动角度(视觉动作)相应的眼镜镜片设计,但没有考虑渐进屈光力镜片的视场宽度与晃动/畸变之间的平衡。而且,也没有考虑因附带有像差、晃动而引起的视觉动作的变化。对像差的耐受性和对晃动的耐受性因人而异,通过进行与该个人特性相应的渐进屈光力镜片的设计,能够进行更适合于佩戴者的镜片设计。
发明内容
本发明的目的在于,提供与个人在渐进屈光力镜片下特有的视觉动作对应的、可供个人更舒适地佩戴的眼镜镜片的设计方法和制造方法。
本发明的眼镜镜片设计方法的特征在于,包括以下步骤:基本值计算步骤,求出基本视觉动作指数,该基本视觉动作指数表示在裸眼或佩戴着单焦点镜片的状态下,人观察物体时的视觉动作;渐进值计算步骤,求出渐进视觉动作指数,该渐进视觉动作指数表示在佩戴着作为基准的渐进屈光力镜片的状态下,所述人观察所述物体时的视觉动作;以及镜片设计步骤,在所述渐进视觉动作指数的头部转动比率比所述基本视觉动作指数的头部转动比率大时,将视场设计得比所述作为基准的渐进屈光力镜片大,在所述渐进视觉动作指数的头部转动比率比所述基本视觉动作指数的头部转动比率小时,将像差区域设计得比所述作为基准的渐进屈光力镜片大。
所谓视觉动作,是指人在观察物体时转动头部或眼睛的动作。具体而言,是指观察物体时头部的转动角度或眼睛的转动角度。另外,视觉动作指数是表示人观察物体时头部或眼睛的转动程度的指标。例如,可用头部从人的正面方向朝物体实际存在的方向转动的转动角度的比率来表示,或用眼睛从人的正面方向朝物体实际存在的方向转动的转动角度的比率来表示。并且,将主要转动头部来观察物体的人称为头部运动者(HM),将主要转动眼睛来观察物体的人称为眼睛运动者(EM)。
裸眼或佩戴着单焦点镜片来观察物体时的视觉动作与佩戴着渐进屈光力镜片来观察物体时的视觉动作存在差异。这是因为渐进屈光力镜片上存在像差和畸变。例如,对像差的耐受性低的人会进行避开渐进屈光力镜片的像差区域这样的视觉动作。而对晃动的耐受性低的人是以不转动头的方式来观察物体的。这样,视觉动作随各自对像差及晃动的耐受性而不同。
在本发明中,首先,计算作为表示裸眼或佩戴着单焦点镜片的状态下的视觉动作的指标的基本视觉动作指数、以及作为表示佩戴着渐进屈光力镜片的状态下的视觉动作的指标的渐进视觉动作指数。能够根据该基本视觉动作指数与渐进视觉动作指数之差,来推定各自对像差和晃动的耐受性。
具体而言,在渐进视觉动作指数的头部转动比率比基本视觉动作指数的头部转动比率大时(向HM偏移侧时),可推定为是对像差的耐受性低的特性且是对晃动的耐受性高的特性。所以,在此情况下,优选与作为基准的渐进屈光力镜片相比,将视场设计得更大。因此,在这种情况下,进行增大视场、即减小像差区域的设计。将这样的设计称为硬设计。另外,视场的大小程度可根据基本视觉动作指数与渐进视觉动作指数之差的大小来决定。
另一方面,在渐进视觉动作指数的头部转动比率比基本视觉动作指数的头部转动比率小时(向EM侧偏移时),可推定为是对像差的耐受性高的特性且是对晃动的耐受性低的特性。因此,在这种情况下,进行减小视场变窄且增大像差区域的设计,减小最大像差量,由此不易感到晃动。将这种设计称为软设计。另外,视场变小的程度可根据基本视觉动作指数与渐进视觉动作指数之差的大小来决定。
根据本发明,是进行考虑了各人对渐进屈光力镜片中产生的像差及晃动的耐受性的镜片设计,所以可提供能够使个人更舒适地佩戴的眼镜镜片。
在本发明的眼镜镜片的设计方法中优选的是,在所述基本值计算步骤中,测定所述人的正面方向与头部方向所成的角度βsn,并利用下式(1)来计算基本视觉动作指数Msn,其中,该头部方向是所述人观察位于与所述正面方向成角度αn的方向上的物体时的方向,在所述渐进值计算步骤中,测定所述人的正面方向与头部方向所成的角度βpn,并利用下式(2)来计算渐进视觉动作指数Mpn,其中,该该头部方向是所述人观察位于与所述正面方向成角度αn的方向上的物体时的方向,在所述镜片设计步骤中,选择针对基本视觉动作指数的值以及渐进视觉动作指数的值预先决定的设计类型,
【式1】
式(1)中,n表示各个物体,
【式2】
式(2)中,n表示各个物体。
在本发明中,利用上式(1)来计算基本视觉动作指数Msn,利用上式(2)来计算渐进视觉动作指数Mpn。在这些式子中,视觉动作指数是头部动作的比率。例如,在视觉动作指数为0.8的情况下,表示观察物体时80%是头部动作、剩余的20%是眼睛动作。
另外,关于与基本视觉动作指数以及渐进视觉动作指数相适合的镜片设计的类型,预先生成了对应表,该对应表是根据抽样得到的统计数据而得到的。这里,关于镜片设计的类型,对从观察物体时100%进行头部动作的人到100%进行眼睛动作的人的比率进行划分,来设定多个镜片设计类型。该镜片设计类型的数量越多,则越能够反映精确的设计。
因此,通过将由上式(1)获得的基本视觉动作指数Msn和由上式(2)获得的渐进视觉动作指数Mpn应用于对应表中,能够获得最佳的镜片设计类型。
根据本发明,通过计算基本视觉动作指数和渐进视觉动作指数,能够对产生像差和晃动时(佩戴着渐进屈光力镜片时)的视觉动作的变化进行数值化。因此,通过将这些数值应用于把基本视觉动作指数、渐进视觉动作指数与镜片设计类型对应起来的对应表中,能够获得最佳的镜片设计类型,从而能够更简单地进行最佳的镜片设计。
另外,对应表是根据抽样得到的统计数据而得到的,因此可靠性高,可进行更精确的镜片设计。
本发明的眼镜镜片制造方法的特征在于,其基于上述眼镜镜片设计方法而进行。
根据本发明,是基于由上述设计方法决定的设计来制造眼镜镜片,因此能够起到与上述相同的作用效果。
附图说明
图1是示出在本发明中关注于像差时的视觉动作变化的说明图。
图2是示出在本发明中关注于晃动时的视觉动作变化的说明图。
图3是示出本发明实施方式的眼镜镜片的设计方法的流程图。
图4是示出上述实施方式中对象者与物体之间的位置关系的说明图。
图5是示出在上述实施方式中对象者观察物体时的位置关系的说明图。
图6是示出上述实施方式中视觉动作指数与镜片设计之间的关系的对应图。
标号说明
1、2物体;10对象者;20基准点;41硬设计;42软设计。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。
本实施方式中采用的眼镜镜片是渐进屈光力镜片。渐进屈光力镜片是非球面镜片,其具有屈光力不同的2个折射区域(远用部区域与近用部区域)、以及在这些折射区域之间屈光力(度数)渐进变化的渐进区域。因为需要无边界地将远用部区域与近用部区域连接起来,所以会在渐进区域的侧方产生像差。另外,由于在2个折射区域之间产生了倍率差,所以会出现像的畸变,当佩戴着这样的渐进屈光力镜片转动头部时,将产生“晃动”的现象,即像仿佛在晃动。
对这样的像差和晃动的耐受性存在个人差异。对于对像差的耐受性低的人,优选设计成产生像差的区域(像差区域)小。将这样地减小像差区域而扩大无像差的区域(视场)的设计称为硬设计。另一方面,对于对晃动的耐受性低的人,优选进行晃动小的设计,即:为了使像差分布到大的范围内而增大像差区域。将通过这样地增大像差区域来减小最大像差量(畸变)而减小视场的设计称为软设计。
在渐进屈光力镜片的设计中,镜片侧方的像差量越大,则晃动越大,因此视场大的设计与晃动小的设计成相反的关系。即,在硬设计中,虽然像差区域小而视场大,但像差区域的最大像差量大,所以头动作时的晃动大。另一方面,在软设计中,像差区域大,所以视场狭小,但像差区域的最大像差量小,因而晃动小。
这里,将在视觉动作中注视侧方及上下方的物体时主要转动头的人称为头部运动者(head mover,HM),将主要转动眼睛的人称为眼睛运动者(eye mover,EM)。对于HM而言,进行头部动作容易感到晃动,从而优选采用软设计。而对于EM而言,是使用镜片的周边部来观察侧方,所以希望视场大,从而优选采用硬设计。
单焦点镜片不存在大的像差或畸变,所以在单焦点镜片的任何位置上均能实现对焦。此时的针对像差或畸变的视觉动作与裸眼的情况相同。
另一方面,在渐进屈光力镜片中会产生像差或畸变,所以为了避免像差或畸变,头部或眼睛的动作会发生变化。因此,对于裸眼或佩戴着单焦点镜片的情况与佩戴着渐进屈光力镜片的情况彼此而言,视觉动作不同。
图1示出了在佩戴着单焦点镜片的状态下关注对像差的耐受性而测定到的HM与EM的比率、和在佩戴着渐进屈光力镜片的状态下关注对像差的耐受性而测定到的HM与EM的比率。图1的纵轴表示HM与EM的比率。HM的位置表示100%进行头部动作的人,EM的位置表示100%进行眼睛动作的人,HM与EM的比率在它们中间发生变化。另外,可采用现有的测定装置来进行HM或EM的比率测定。
图1表示在佩戴着单焦点镜片的状态下EM侧的A位置的比率。因此,在对渐进屈光力镜片的像差的耐受性低的情况下,为了尽量避开像差区域而转动头部的比率增加,所以可推定为会成为向HM侧偏移后的A’位置的比率。另外,在对渐进屈光力镜片的像差的耐受性高的情况下,转动头部的比率不会增加,所以可推定为不会偏移到A’位置那么远,而是偏移到A”位置。
图2示出了在佩戴着单焦点镜片的状态下关注于对晃动的耐受性而测定到的HM与EM的比率、和在佩戴着渐进屈光力镜片的状态下关注于对晃动的耐受性而测定到的HM与EM的比率。图2的纵轴表示HM与EM的比率。
图2表示在佩戴着单焦点镜片的状态下HM侧的B位置的比率。因此,在对渐进屈光力镜片的晃动的耐受性低的情况下,会因头部动作而感到晃动,所以为了避免头部动作而使眼睛动作的比率增加。即,可推定为会成为向EM侧偏移后的B’位置的比率。而在对渐进屈光力镜片的晃动的耐受性高的情况下,几乎不会意识到晃动,所以可推定为比率几乎不发生变化而成为B”位置的比率。
如上所述,佩戴着渐进屈光力镜片时的视觉动作随各个人对像差的耐受性以及对晃动的耐受性而变化。在实际测定中,像差和晃动这两个现象是共同产生的,所以可根据哪个现象占优势来获知对像差的耐受性和对晃动的耐受性中的哪一个比较大。
因此,可通过对不存在像差或畸变时的视觉动作与存在像差或畸变时的视觉动作之间的变化进行数值化,来进行最佳的镜片设计。
下面,按照图3所示的流程图来说明该眼镜镜片的设计方法。
(1.眼镜镜片的设计方法)
首先,如图4所示,在对象者10的左前方配置物体1,在对象者10的右前方配置物体2。当以对象者的正面方向为基准点20时,将连结对象者10和基准点20的直线的方向与连结对象者10和物体1的直线的方向所成的角度设为α1,将连结对象者10和基准点20的直线的方向与连结对象者10和物体2的直线的方向所成的角度设为α2(步骤S1)。
接着,如图5所示,测定裸眼状态的对象者10看到物体1时转动头部的转动角度βs1。头部的转动角度βs1是连结对象者10和基准点20的直线的方向与正在观察物体1的对象者10的正面方向所成的角度。同样,测定裸眼状态的对象者10看到物体2时转动头部的转动角度βs2(未图示)。这样,得到了对象者10裸眼看到物体时的头部转动角度(步骤S2)。
然后,根据在上述步骤S1以及步骤S2中得到的角度α1、α2、βs1、βs2,利用下式(1)来计算裸眼状态下的视觉动作指数Msn(步骤S3)。这里,视觉动作指数是对人观察物体时的习惯进行指标化后的值,在本实施方式中表示头部转动的比率。即,视觉动作指数为0.7的情况表示70%是头部动作、剩余的30%是眼睛动作。
【式3】
在上式(1)中,n是表示各个物体的数值。
视觉动作指数Msn是针对各个物体而计算的,计算全部物体的视觉动作指数Msn的平均值Ms,将该Ms用作基本视觉动作指数。在本实施方式中,n=1的情况表示物体1,n=2的情况表示物体2。
接着,测定佩戴着作为基准的渐进屈光力镜片的对象者10看到物体1时转动头部的转动角度βp1。头部的转动角度βp1是连结对象者10和基准点20的直线的方向与正在观察物体1的对象者10的正面方向所成的角度。同样,测定佩戴着作为基准的渐进屈光力镜片的对象者10看到物体2时转动头部的转动角度βp2。这样,得到了对象者10在佩戴着渐进屈光力镜片的状态下看到物体时的头部转动角度(步骤S4)。这里,所谓作为基准的渐进屈光力镜片,是指用于进行与个人对应的镜片设计的作为基准的镜片,以统计的方式对进行了标准设计而得到的镜片。
然后,根据在上述步骤S1以及步骤S4中得到的角度α1、α2、βp1、βp2,利用下式(2)来计算佩戴着渐进屈光力镜片的状态下的渐进视觉动作指数Mpn(步骤S5)。
【式4】
在上式(2)中,n是表示各个物体的数值。
渐进视觉动作指数Mpn是针对各个物体而计算的,计算全部物体的渐进视觉动作指数Mpn的平均值Mp,将该Mp用作渐进视觉动作指数。在本实施方式中,n=1的情况表示物体1,n=2的情况表示物体2。
接着,根据裸眼状态下的基本视觉动作指数Ms和佩戴着渐进屈光力镜片的状态下的渐进视觉动作指数Mp,决定镜片设计类型(步骤S6)。
图6中示出了镜片设计类型,在下表1中示出了视觉动作指数(Ms、Mp)与镜片设计类型的对应表。
在图6中,镜片设计类型从硬设计41侧到软设计42侧被分为A~M共12个类型。即,A类型是面向100%进行眼睛动作的EM的镜片设计,M类型是面向100%进行头部动作的HM的镜片设计。在B~L之间HM与EM的比率依次变化,G类型是HM与EM的比率为50%/50%的平衡设计43。另外,镜片设计类型的数量不限于此,可根据设计的精确度进行适当调整。
另外,如表1所示,根据通过抽样得到的统计数据预先决定了与基本视觉动作指数Ms以及渐进视觉动作指数Mp对应的镜片设计类型。
【表1】
在表1中,例如在基本视觉动作指数Ms为0.5、渐进视觉动作指数Mp为0.7的情况下,最佳的镜片设计类型为F。在此情况下,与裸眼状态相比,在佩戴着渐进屈光力镜片时向HM侧偏移,因此可推定为是对像差的耐受性低的特性且是对晃动的耐受性高的特性。因此,向扩大视场的硬设计41侧偏移的F类型镜片设计是最佳的。
基于这样地决定的镜片设计类型,采用公知的方法来制造眼镜镜片。作为制造眼镜镜片的方法,例如可举出半成品等的玻璃或聚合物材料的机械加工、基于注射成型或铸型等的铸造、或机械加工与铸造的组合。
根据上述的本实施方式,可发挥以下的作用效果。
在本实施方式中,计算裸眼状态下的基本视觉动作指数Ms和佩戴着渐进屈光力镜片的状态下的渐进视觉动作指数Mp,将基本视觉动作指数Ms和渐进视觉动作指数Mp应用于表1所示的对应表中,决定最佳的镜片设计类型。
由此,可根据基本视觉动作指数Ms与渐进视觉动作指数Mp之差,来推定对像差及晃动的耐受性,从而能够进行与各自的耐受性相应的镜片设计。
另外,以基本视觉动作指数Ms和渐进视觉动作指数Mp的方式对各个视觉动作进行数值化,所以只要将它们应用于表1所示的对应表中,即可简单地进行与各个人最相适合的镜片设计。尤其,对应表是根据取样得到的统计数据而得出的,因此可靠性高。
另外,本发明不限于上述实施方式,显然,可实现本发明的目的以及效果的范围内的变形及改进也包含在本发明的内容中。
例如,在上述实施方式中,是在对象者10的左前方配置物体1,在右前方配置物体2,但物体的数量以及位置并不限于此。可在各个不同的位置配置更多的物体。由此,所得到的数据数量增加,从而数据的可靠性提高,能够设计更适合于对象者10的眼镜镜片。
另外,在上述实施方式中,是针对2个物体即物体1及物体2分别计算基本视觉动作指数Ms1、Ms2和渐进视觉动作指数Mp1、Mp2,并采用作为它们的平均值的基本视觉动作指数Ms和渐进视觉动作指数Mp来进行计算,但也可以不采用平均值,而是将针对各个物体的基本视觉动作指数Msn和渐进视觉动作指数Mpn分别反映到镜片设计中。例如,还可以根据对象者10观察物体的方向,对镜片的左半面实施硬设计,对右半面实施软设计。
由此,能够对镜片的各个点的设计进行优化,所以能够设计对于对象者10而言更舒适的镜片。
并且,在上述实施方式中,是使用了由式(1)以及式(2)来表示对象者10的视觉动作的视觉动作指数Ms以及Mp,但视觉动作指数Ms以及Mp不限于上式(1)以及式(2)。只要是能够表示对象者10的视觉动作的量即可。
例如,在上述实施方式中,是使用了基于对象者10的头部转动角度的值作为视觉动作指数,但在对象者10与物体1以及2之间的距离小的情况下,可将基于对象者10的头部转动中心与眼睛之间的位置关系的值用于计算视觉动作指数。此时,采用对象者10的正面方向与连结对象者10和物体1的直线的方向所成的角度α1,来计算左右各个眼睛的正面方向与连结左右各个眼睛和物体1的直线方向所成的角度。例如,当将以左眼为基准而获得的角度设为α1L、将以右眼为基准而获得的角度设为α1R时,可利用下式(3)以及(4)来计算。
【式5】
其中,
在上式(3)及(4)中,l是头部的转动中心,r是头部的半径,PD是瞳孔之间的距离。然后,采用α1L以及α1R进行光线跟踪,与上述实施方式同样地计算基本视觉动作指数Ms以及渐进视觉动作指数Mp,进行镜片设计。
由此,在对象者10与物体1以及2之间的距离小的情况下,头部的转动角度小,所以可通过采用基于头部转动中心与眼睛之间的位置关系的值来进一步提高数据的可靠性。
另外,同样,在上述实施方式中,是利用表1所示的对应表来将视觉动作与镜片设计类型对应起来,但不限于此,只要是能够将视觉动作与镜片设计关联起来,即可用作其指标。
本发明可应用于提供与各个人最相适合的设计的渐进屈光力镜片的眼镜店等中。
Claims (3)
1.一种眼镜镜片设计方法,其特征在于,该眼镜镜片设计方法包括以下步骤:
基本值计算步骤,求出基本视觉动作指数,该基本视觉动作指数表示在裸眼或佩戴着单焦点镜片的状态下,人观察物体时的视觉动作;
渐进值计算步骤,求出渐进视觉动作指数,该渐进视觉动作指数表示在佩戴着作为基准的渐进屈光力镜片的状态下,所述人观察所述物体时的视觉动作;以及
镜片设计步骤,在所述渐进视觉动作指数的头部转动比率比所述基本视觉动作指数的头部转动比率大时,将视场设计得比所述作为基准的渐进屈光力镜片大,在所述渐进视觉动作指数的头部转动比率比所述基本视觉动作指数的头部转动比率小时,将像差区域设计得比所述作为基准的渐进屈光力镜片大。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片设计方法,其特征在于,
在所述基本值计算步骤中,测定所述人的正面方向与头部方向所成的角度βsn,并利用下式(1)来计算基本视觉动作指数Msn,其中,该头部方向是所述人观察位于与所述正面方向成角度αn的方向上的物体时的方向,
在所述渐进值计算步骤中,测定所述人的正面方向与头部方向所成的角度βpn,并利用下式(2)来计算渐进视觉动作指数Mpn,其中,该该头部方向是所述人观察位于与所述正面方向成角度αn的方向上的物体时的方向,
在所述镜片设计步骤中,选择针对基本视觉动作指数的值以及渐进视觉动作指数的值预先决定的设计类型,
【式1】
式(1)中,n表示各个物体,
【式2】
式(2)中,n表示各个物体。
3.一种眼镜镜片制造方法,其特征在于,
该制造方法基于权利要求1或权利要求2所述的眼镜镜片设计方法而进行。
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