CN102301270B - 眼镜镜片评价方法、眼镜镜片设计方法和眼镜镜片制造方法 - Google Patents
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Abstract
使用一坐标系来确定光学系统,在所述坐标系中,原点(1)是两眼球(10L、10R)的旋转中心(1L、1R)的中点,并且目标是通过来自原点(1)的视觉方向指定的。使用注视线(13LO、13RO)来计算聚合角的基准值θCHO,所述注视线的视觉方向朝向目标(12),所述目标(12)是穿过眼镜镜片(11L、11R)的设计基准点(11PL、11PR)后的注视线(13LO’、13RO’)的交点。计算向给定视觉方向的目标评价点延伸并穿过眼镜镜片的注视线之间的聚合角,并从聚合角与聚合角基准值θCHO的差值计算聚合像差。
Description
技术领域
本发明涉及用于评价设计或生产眼镜镜片时的性能的眼镜镜片评价方法、以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
对于评价或设计眼镜镜片,提出了各种评价方法和设计方法,以获得最佳的可视性,尤其是提出了这样的技术,其主要关注佩戴玻璃镜片状态下的视力。在例如专利文献1(日本特开平02-39767B号公报(特开昭57-10113A))、专利文献2(日本未审查专利申请2008-511033A号公报(PCT申请的翻译))和专利文献3(日本未审查专利申请2000-506628A号公报(PCT申请的翻译))中述及了佩戴眼镜时左右眼的观看方式。此外,作为参考文献,在专利文献4(日本特开平01-221722A号公报)、非专利文献9(Bernard et al.Traps in displayingoptical performances of a progressive-addition lens,″APPLIED OPTIC,Vol.31,No.19,(1992),p.3586-3593)和非专利文献10(日本視覚学会编「視覚情報処理ハンドブック」朝倉書店(2000)p285、图7.1)中没有述及双眼视觉,然而描述了表示目标、眼镜镜片和眼球间位置关系的光学系统的具体示例。
首先,说一说述及眼镜的双眼视觉的改进的专利文献1-3中的示例,以表明问题。
专利文献1中描述的发明作为研究双眼功能的途径是突破性的专利。专利文献1描述了实现双眼功能的期望条件。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(prism)范围、以及棱镜所诱发的扭曲方向的条件。然而,从现在进行再评价,专利文献1中描述的发明包括一些严重的缺陷。
首先,在没有考虑作为主要眼球运动的单眼处的Listing定律的情况下进行从镜片射出的注视线的像差计算。在该情况下,残余像散的计算变得不确定,不能说存在文献中描述的预定效果。此外,单眼的眼球运动能够视为在以眼球中的一点即旋转中心为中心的状态下进行的旋转运动。包括在眼球注视前方的位置处的旋转中心的额状面被称为Listing面。眼球的旋转轴位于Listing面内是眼球的主要运动的定律,被称为Listing定律。
其次,记载有左右镜片的渐进部分位于预定棱镜范围内,并且取得几乎相同的像散和对齐误差,而且散焦是相同的,因此立体视觉(看起来它是双眼视觉)良好。然而,在专利文献1中,对于立体视觉,没有示出什么样的像散和对齐误差的平衡是良好的,并且未定量地示出良好的程度。在这点上,不清楚专利文献1中描述的眼镜镜片是如何构成的。
第三,在专利文献1的第5页第25-44行中,文献的“图2”的说明不是用于双眼视觉的光学系统的。该图在图22中示出。在图22中,当眼球57和58直视目标面59上的点PP时,视线50和51指向点PP。眼镜镜片52和53配置在眼球57和58的前方。通过眼镜镜片52和53的棱镜效果,对于左眼57,可看出点PP位于视线54与面59的交点PL处,而对于右眼58,可看出点PP位于交点PR处。在同页的41-42行中记载有图22所示视线之间的关系可看作相对于主经线对称的一个眼镜镜片。然而,从Prentice公式P=(h×D)/10可看出,棱镜效果与屈光度数成比例。因此,该主张只对左镜片和右镜片相同的情况正确。
此外,Prentice公式是对通常用途充分的近似式,它意味着镜片的棱镜P与距中心的距离h(单位mm)和屈光度D成比例。总之,由于左镜片和右镜片的光学度数通常是不同的,所以上述主张是不显然的,并且不成立。此外,在对专利文献1中的“图2”的说明后,在整个文献中基于左镜片和右镜片之一进行说明,而不指定确定目标点PP的坐标系和原点。因此,该构造不适于用于双眼功能的光学系统。
第四,专利文献1的“图4”中示出的畸变的程度难以理解。该图在图23中示出。专利文献1中对该图的说明在第5页右栏第17行,其中说明了该图是等距且对称网格的成像图。图23是将平面中网格的网格点设定为点PP时从点PP画出水平方向的位置差的图。特别地,能够看出,在下方周边部存在变形。在专利文献1的同栏的25-27行中,说明了这是鞍状畸变或筒状畸变。即,在专利文献1中,教导了水平方向的位置差ΔPH与畸变之间存在关系。当假定水平方向位置差ΔPH与畸变之间存在关系时,当所有视线54和55在面59上具有除点PP外的交点时,网格发生畸变。然而,在该情况下,由于水平方向的位置差为0,出现图23变成不发生变形的图的矛盾。因此,水平方向的位置差ΔPH与畸变没有关系。此外,还描述了变形图是作为被大脑以直线描绘的图像进行处理的。然而,虽然是很重要的事项,但是对于该图变形到何种程度才能作为直线得到处理的根据却没有描述。因此,不能清楚地了解图23所示畸变是否在大脑中变成了直线。
第五是目标位于平面上。基本上,目标是由设计者任意确定的。因此,通常,眼镜镜片设计成使眼镜镜片的性能在设计者确定的任意目标处变得较高。然而,在专利文献1中,评价方法局限于被采用来读取紧密报纸或墙上的文字的眼镜镜片的目标案。专利文献1中的目标内的除注视点外的点在距眼球的距离上具有大的差值。因此,变得难以同时调节从注视点起的度数误差、残余像散和棱镜。因此,棱镜变大。因此,在目标位于平面上的系统中,难以评价双眼视觉。
在专利文献2中,提出了用于眼镜镜片的设计方法。在该设计方法中,考虑了这样一种状态,其中佩戴眼镜的人的正视方向偏移向主眼侧。如果专利文献2中描述的偏移对近视来说是真实的,则它是有趣的现象,当然会出现利用该生理学现象的发明。然而,专利文献2包括下述问题。
首先,待测目标是活体。因此,在测量精度上存在问题。在专利文献2的0030段中描述的示例中,记载有偏移为2cm。如果是2cm,则易于测量,但是如果偏移较小,则变得难以稳定地测量。在专利文献2的0063段中记载有能够以“小于或等于3mm的绝对误差”来进行测得。然而,考虑到渐进度数镜片中用于近视的嵌入物的普通量为2.5mm,该误差的量非常大。
第二问题是“正视方向偏移向主眼侧”的现象与作为关于双眼运动的唯一定律的Hering等神经支配定律(Hering′s law of equal innervations)矛盾。难以通过经由基于与Hering等神经支配定律矛盾的现象的对策设计眼镜镜片来改善双眼功能。这里,Hering等神经支配定律的说明可参考非专利文献8(苧坂良二、中溝幸夫、古賀一男共著「両眼運動とへリング理論、眼球運動の実験心理学」、名古屋大学出版会、(1993)、中溝幸夫著にょる第3章p60-61)。关于双眼运动的Hering理论包括:存在生成双眼运动的共轭运动(version)(同向性双眼运动)的神经支配和聚散运动(vergence)(异向性双眼运动)的神经支配的假设;赋予各眼的神经支配量总是相等的两眼等神经支配假设(Hering定律);这两种神经支配之间存在相加性的神经支配相加性假设。
此外,作为不同的看法,已知的是在眼球运动期间旋转中心是不固定的,存在运动以及偏移。在例如日本特公昭42-9416B号公报(第4页右栏16-21行)中记载有旋转中心在以单点为中心的状态下不旋转,但根据其使用在以不同点为中心的状态下旋转。专利文献2中的“正视方向的偏移”的主张可从眼球旋转中心本身发生偏移的事实来进行说明。即,当认为旋转中心发生运动时,左右眼球旋转中心之间的中点也发生运动,并且正视方向也发生运动。这样,可认为左右眼球发生对称运动的假设比专利文献2所主张的左右眼球发生非对称运动的假设更符合生理学事实。
第三,在专利文献2的0039段中记载有“带来优秀的双眼融像”。然而,其程度是不清楚的。具体说,如果发生的像散(看作残余像散)小于或等于0.5屈光度,则它是舒适的视野。然而,根据目标距离会发生度数误差。因此,不能实现舒适视野,除非假设目标位于度数误差为0的位置处的情况。在专利文献2的实施例中,根据观察条件,示出了两幅图,其一是度数误差的图,另一副是发生的像散的图。然而,未提及它们的平衡。因此,在不示出度数误差与所发生的像散之间的平衡或关系的情况下,很难了解是否能够获得舒适视野。
此外,只通过示意性地示出度数误差和所发生的像散来主张“双眼融像变得更好”是不恰当的。即使左右眼获得良好的视力也会发生双眼视觉障碍的情况主要出现在斜视病人中。在例如专利文献2中的评价等对度数误差和像散的常规评价中,对双眼视觉特有的性能评价是不适当的。
第四,与专利文献1的情况一样,该专利的目标是平面,如从专利文献2的“图1”或“图4”可知的。即,能够说与专利文献1相关的第四指示类似的事情。
在专利文献3中,公开了关于从前方朝耳侧弯曲的所谓缠绕型眼镜镜片的技术。此外,在专利文献3的第13页或第15页,存在关于离轴棱镜视差的描述。这里,主要描述关于作为专利文献3的主题的双眼视觉的缺陷。
首先,专利文献3中公开的技术是关于缠绕型眼镜镜片或保护性眼具的眼镜镜片的技术。然而,它们的构造是不清楚的。在专利文献3中描述的主要发明中,假定存在处方区域和周边镜腿区域。这两个区域之间的差异如专利文献3第28-30页中记载的那样,在于面的形状。这里,说明差异的方法不是基于目前通常使用的光线追踪计算进行的评价,而是从过去说明渐进镜片所用的镜面形状来进行计算的简化方法。因此,屈光力和像散是从面的导数计算出的曲线的导出值。因此它们与通过光线追踪计算出的不同。此外,相似地,没有关于目前用于设计通常所考虑的眼球运动的Listing定律的考虑的记载。因此,它不同于基于例如Listing定律等生理学根据的评价或设计。此外,周边镜腿区域是如此任意,以致与处方区域的差异变得不清楚。因此,周边镜腿区域不形成限制条件。因此,可认为其描述只适于通常的镜片设计。
第二,关于专利文献3第13页下部记载的离轴棱镜视差的定义,只有“当镜腿部的像散和鼻部的像散不相等时,双眼视觉会发生缺陷”的记载。然而,该记载是不充分的,不能明白所指的是什么样的像散。此外,作为离轴棱镜视差的修正方法,只在专利文献3第15页上有采用非球面的记载。因此,记载是不充分的。另外,虽然明显是以单眼镜片进行评价的,但是在专利文献3的第13页上却得出“在双眼视觉上存在缺陷”的结论。该结论的根据是不清楚的。
第三,在专利文献3的第15页,述及了屈光力、像散和棱镜视差间的调节和用于光学修正的要素的平衡。然而,只要双眼视觉的缺陷在第15页的表中的值的范围内则是可接受的描述是不能理解的。从该表可读出随着处方镜片度数变强则修正量减小。能够读出“以较小的修正就足以修正误差并且双眼视觉上的缺陷是可接受的”意味着当处方镜片度数变强时,病人对双眼视觉的许容度变大。该主张难以理解,因为它是基于单眼评价来描述许容度的。通过专利文献3的主题,其中甚至双眼视觉的许容度的确定方法都未公开,与眼镜镜片的通常标准一样,难以预测是否能够设计成使得许容度变得小于或等于该许容度。即,由于是在都未定义双眼视觉的状态下描述这种许容度的,所以不易将该许容度应用于其它一般处方的镜片设计。
这里,看起来经由单眼评价来评价双眼视觉是基于镜腿部和鼻部必须相等的原因,因为当观看右侧时,右镜腿部使用在右镜片中,而鼻部使用在左镜片中。然而,这是这样一种情况,其中存在左镜片和右镜片是相同的前提条件,例如与专利文献1的第三问题中所处理的一样。这种处方非常稀少。此外,假设这样一种情况,其中主张用于左眼和右眼的处方是几乎相同的。在该情况下,考虑到感觉性融像的角度敏感性极限在角度上约为的10秒,难以通过这种粗糙的概念捕捉双眼视觉。此外,当应用于通用镜片时,即使左右处方事先是未知的,将基于这种缺乏生理学根据的许容度的评价和设计应用于人体是有问题的。因此,存在给予不适或增加疲劳的风险。
下面,可考虑是否能够通过延展常规的目标-眼镜镜片-单眼眼球光学系统来构成目标-眼镜镜片-双眼眼球光学系统。非专利文献9的图5示出了一个典型的目标-眼镜镜片-单眼眼球光学系统。如图24所示,图5所示光学系统的坐标系示出了以眼球旋转中心作为原点,并以视角的方位角α和仰角β作为各坐标值。此外,从眼球旋转中心到镜片的距离表示为q′。如图24所示的这种目标-眼镜镜片-单眼眼球光学系统从100多年前的Tscherning时代开始就已连续采用(这里仅视角是一个变量)。在该系统中,坐标的原点因眼球发生旋转而位于眼球旋转中心。设计基准点位于镜片几何中心,即像差的基准点。像差表示为将设计基准点设定为基准点时沿从眼球旋转中心经由镜片基准点延伸到目标的注视线的光学值的差异。此外,对于远方视觉的情况,通常不示出目标,因为目标位于无限远的距离。为了将该光学系统延展到用于双眼视觉的系统,原点必须对应于两个眼球旋转中心。因此,需要一些创造性。
下面,考虑目标-眼镜镜片-单眼眼球光学系统的近视时的目标。在该情况下,从技术上,近视镜片可视为眼镜镜片。然而,事实上,以远视镜片代替该镜片。因此,考虑专利文献4的“图2”,其示出了具有渐进镜片的光学系统。该图在图25中示出。在图25中,示出了从眼球O的旋转中心CR观察远方时的视线l的远点球面T、以及经由渐进镜片L进行远视(∞)和近视(0.5m=2Dptr)的状态。该图中的“目标”是渐进镜片专用的,并且是示意性地示出近视时的目标的少数示例之一。如图25所示,在远视的部分中示出了无限远处的目标。通常,在眼镜业界,目标通常以屈光度表示法表示。通过以屈光度表示法进行表示,与本示例一样,无限远变得可见。然而,对于镜片性能的评价,即使镜片是渐进镜片,也不必以这种方法处理目标。这里,可想象它是只为最佳化计算的目标值设定的。专利文献4中描述的发明的主题在全文中均为单眼镜片,没有提及双眼视觉。因此,当图5所示光学系统延展为用于双眼时,不清楚目标会变成何样。
可认为,包括在上述专利文献和非专利文献中,在本申请提交时,还不存在眼镜镜片业界通常使用的目标-眼镜镜片-双眼眼球系统。因此,考虑通常能够在心理学中找到的双眼视觉的构造。不存在佩戴一副眼镜镜片的双眼视觉的构造。然而,存在目标-双眼眼球系统。例如,可考虑在非专利文献3(Howard,I.P.and Rogers,B.J.″Binocular vision and stereopsis″,Chapter 2,New York,Oxford Press(1995)p.1-736)的第39页或非专利文献10的第285页等描述的Vieth-Muller圆或等聚合圆(iso-convergence circle)。
图26是示出非专利文献10中描述的Vieth-Muller圆CV和等聚合圆CC的图。Vieth-Muller圆CV定义为左眼Le和右眼Re注视点F时通过左右眼球的节点nL、nR和点F的圆。此外,等聚合圆CC定义为通过两眼球Le、Re的旋转中心CL、CR和注视点F的圆。在图26中,两眼球旋转中心CL和CR的中点和中面分别表示为点M和虚线PM。从图26可知,Vieth-Muller圆CV是表示为连接所看目标的注视点F和两眼球的节点nL、nR的圆的几何学两眼视界(刺激两眼视网膜上的对应点的外界目标的一组点;两眼视界上的目标不生成视网膜图像差)。然而,在该Vieth-Muller圆CV上,当佩戴一对眼镜镜片时,它不成为等聚合,此外它没有距自己为等距的特性。因此,不能在眼镜镜片设计中进行评价。然而,根据Wells-Hering的视觉方向定律(Wells-Hering′s laws of visual direction),存在这样的优点,即识别到原点位于Vieth-Muller圆上,并且Vieth-Muller圆上的点定位成距自己几乎是等距的。与Vieth-Muller圆CV类似的等聚合圆CC,即Vieth-Muller圆上的节点被眼球旋转中心替代的圆,是通过两眼球的旋转中心的圆,其余部分与Vieth-Muller圆相同。这里,Wells-Hering视觉方向定律是关于“为什么双眼看到的是一个世界”的疑问的定律。Wells-Hering视觉方向定律不是直接回答该疑问的定律,而是作为定义沿什么视觉方向观看世界的定律被知晓。关于这些定律,以下(a)和(b)两点是已知的。
(a)视觉方向的原点位于假定为两眼的中点的独眼巨人(Cyclops)的眼睛处。
(b)视轴上的目标能够在连接双眼轴的交点与独眼巨人的眼睛的线(方向轴)上看到。
例如,在非专利文献3的第56页上,存在经验两眼视界。该图在图27中示出。在图27中,经验水平两眼视界HL和经验垂直两眼视界HV是这样的两眼视界,其中能够从心理上看到距自己等距的距离被追踪到。经验垂直两眼视界HV具有从垂直方向Vt朝后侧(远离眼球Le和Re的一侧)倾斜2-5度的特性。这证实了读书时如果倾斜约10度则易于阅读的实验事实。由于个人差异大,应该采用为个人要素。然而,由于实测值较少,所以难以采用。此外,能够看起来是等距的范围只是图中的圆筒部分,没有其它部分。因此,不能用作眼镜系统。
如上所述,现有技术中,还未清楚地定义定位两眼的目标、一对眼镜镜片和两眼球的“目标-眼镜镜片-双眼眼球系统”。在心理学领域,存在这样的理论,即将两眼球的角膜顶点的中点的附近取作视觉方向的原点。然而,如果将该点设定为原点,则眼球上下旋转时该点发生移动,从而将损失与常规目标镜片-单眼球系统的一致性。可考虑将中线上的使注视点与一个眼球的旋转中心之间的距离等于注视点与另一眼球的旋转中心之间的距离的点取作视觉方向的原点。然而,基于相似原因,这也是有问题的。现有技术中,存在只有的情况,其中试图通过处理眼镜镜片的棱镜效果来改善双眼视觉。然而,期望的是实现更基于生理学知识的评价双眼视觉性能的方法。
基于以上描述,本发明的目的是解决下述问题。
1.定义适于评价佩戴一副眼镜时的双眼视觉性能的视觉方向的原点和坐标系。
2.明确与双眼视觉性能评价密切相关的“目标”。
3.基于双眼功能的已知生理学知识进行对双眼视野全面适用且不依赖于目标形状的双眼视觉性能定量评价。
发明内容
为了解决上述问题,一种根据本发明的评价眼镜镜片的方法包括下述步骤1-3。
1.作为第一步,它包括使用一坐标系来设定光学系统的步骤,对于所述坐标系,原点位于两眼球的旋转中心的中点,并且通过来自所述原点的视觉方向来指定目标,所述光学系统包括目标、左右眼镜镜片、和所述两眼球。即,在本发明中,废弃已采用一个多世纪的将眼球旋转中心设定为观察方向中原点的构造,而根据Wells-Hering视觉方向定律,将用于双眼视觉的目标-眼镜镜片-两眼球系统的观察方向的原点设定为两眼球旋转中心之间的中点。该系统包括用于光学计算的视觉目标、眼镜镜片、和眼球。坐标系可任意采用,但是由于目标-眼镜镜片-单眼系统通常采用的是极坐标,所以优选的是极坐标。通过该坐标系,能够定义双眼视觉的性能。即,通过该坐标系,以相对于目标跨越的角度,具体说方位角和仰角,来表示双眼视觉的性能。这里,在该系统中,眼球的旋转中心在系统的眼球运动中并非必须是固定点。
2.作为第二步,它包括以将目标的注视点设定为观察方向的注视线来计算聚合角的基准值的步骤,所述注视点是穿过左右眼镜镜片的设计基准点后彼此相交的注视线的交点。在本发明中成立的目标-眼镜镜片-单眼球系统中的目标是任意的目标,本发明并不受限于目标。目标设定成使得说明具有具体性。在本发明中,优选的是目标满足以下条件。对于单焦点镜片的情况,从自己起观察时距离是相同的,即眼前的半球是优选的。在半球的情况下,半径可设定为例如从左右眼球旋转中心起穿过左右设计基准点的注视线的交点与原点之间的距离。作为表示方法,可使用作为业界惯例的屈光度表示法,并可以该方法指定目标的位置。
对于渐进度数镜片的情况,目标是从左右眼球旋转中心起穿过设计基准点的注视线的交点从观察方向的原点起的视角。于是,中面上的目标变成与专利文献4的“图2”中示出的,即图25所示的目标类似的目标。其它点则留由渐进度数镜片的设计者任意选择。在许多渐进度数镜片的专利中,通常未公开目标。因此,能够被单焦点镜片的目标即半径由设计基准点定义的半球面代替并做评价。作为更具体的步骤,镜片形状设定成使得处方值在两眼的目标-眼镜镜片-两眼球系统中的眼镜的设计基准点处获得。计算处方值和两眼中从眼球旋转中心趋向眼镜镜片的聚合角,并将它设定为聚合角基准值。
3.作为第三步,它包括以向任意视角的目标评价点延伸并穿过左右眼镜镜片的注视线来计算聚合角、并从所述聚合角与聚合角基准值之间的差值来计算聚合像差的步骤。创造出了作为双眼视觉运动定律的Hering等神经支配定律的聚散运动(异向性双眼运动),即作为从聚合运动导出的双眼视觉性能的“聚合像差”。聚合包括:基于从左右眼球旋转中心到左右眼镜镜片的、图像侧的注视线的聚合;和基于从左右眼镜镜片到目标的、物体侧的注视线的聚合。在图像侧和物体侧,均能定义聚合角和通过下面描述的定义从聚合角导出的聚合像差,两者均位于本发明的范围内。图像侧和物体侧的聚合角和聚合像差分别具有比例关系,使得比例系数与镜片的度数近似地成比例。然而,物体侧的值根据镜片形状发生变化。因此,在本发明中,更优选的是使用基于图像侧的注视线的聚合角。
作为更具体的步骤,例如,计算取决于目标-眼镜镜片-两眼球系统中的目标的评价点的度数误差、残余像散、和从眼球旋转中心延伸到眼镜镜片的聚合角。通过将在第二步求得的聚合角设定为基准,来求取评价点处的聚合的差异。下面,将聚合的差异定义为“聚合像差”。
如上所述,在本发明中,定义了适于双眼视觉的观察方向的原点。因此,当处方值不同时,或者当镜框具有不同的倾角或仰角时,即,变得能够在改变眼镜前后进行光学比较,并且能够进行一致的评价。此外,在眼球之间的距离变为0的极限情况下,则变为过去通常使用的目标-眼镜镜片-单眼球系统。因此,不会与现有的单眼设计发生任何矛盾。此外,即使眼球之间的距离发生改变,目标也是近似等同的。换言之,当目标固定时,对于眼球旋转中心之间具有不同距离的受验者(眼镜佩戴者)之间的眼镜,通过上述聚合像差的评价,能够比较关于融像的优劣情况。
以下是为什么对于双眼功能的评价关注聚合的原因。即,从活体的器质方面的知识出发,已知的有聚合潜伏期为150-200ms,冲动性眼球运动对于200ms约为800次/秒,运动调节为350-400ms,而瞳孔近视反应为400-450ms。考虑到这些,在目标的注视线的运动间,在作为聚合与冲动性眼球运动的组合的视差诱导性聚合运动期间,与聚合和冲动性运动相比,调节和瞳孔近视反应几乎是不发生变化。因此,聚合像差被视为比起其它像差、度数误差和残余像散具有较高优先权的像差。
此外,当目标像现有技术那样是平面时,通过眼镜镜片的变形来修正现有的度数误差和残余像散。然而,完全未考虑聚合。由于聚合根据注视点会发生大幅变化,所以存在这样的情况,即双眼功能的融像变得困难,双眼性能发生劣化。对比之下,在本发明中,当单焦点镜片的目标设定成半球面时,眼球旋转时视觉环境的变化小。此外,渐进度数镜片的目标虽然是任意选择的,但是由于聚合像差,视觉环境变化小的目标的定量评价成为可能。
[发明效果]
由于在本发明的眼镜镜片评价方法中定义的聚合像差,基于作为双眼视觉运动定律的Hering等神经支配定律的聚散运动(异向性双眼运动)的、即基于从聚合运动导出的生理学知识的评价成为可能。由于评价基准值只有一个,所以对于整个双眼视野成为均一的评价,并且目标可以是任意的。此外,由于聚合像差,变得能够对作为双眼视觉性能的融像的条件进行定量评价。
附图说明
图1是示出用于说明在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的“目标”的、目标-眼镜镜片-眼球系统的图。
图2是示出在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的目标-眼镜镜片-眼球系统的图像侧的聚合角基准值的图。
图3是示出在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的目标-眼镜镜片-眼球系统的物体侧的聚合角基准值的图。
图4是从垂直于中面的方向观察在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的图2所示目标-眼镜镜片-眼球系统的图,示出了沿垂直于平面的方向在图像侧定义的聚合像差。
图5是从垂直于中面的方向观察在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的图3所示目标-眼镜镜片-眼球系统的图,示出了沿垂直于平面的方向在物体侧定义的聚合像差。
图6是示出在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的目标-眼镜镜片-眼球系统的评价点处的图像侧的聚合角的图。
图7是示出在本发明的眼镜镜片评价方法的实施例中使用的目标-眼镜镜片-眼球系统的评价点处的物体侧的聚合角的图。
图8是示出比较示例中的目标-眼镜镜片-眼球系统的图。
图9是示出本发明的眼镜镜片设计方法的一实施例的流程图的图。
图10是本发明的眼镜镜片制造方法的实施例的制造系统的示意性构造图。
图11是本发明的眼镜镜片制造方法的实施例的制造系统中的制造侧计算机的功能框图。
图12是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第一实施例的聚合像差的面平行分量的图。
图13是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第一实施例的聚合像差的面垂直分量的图。
图14是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第二实施例的聚合像差的面平行分量的图。
图15是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第二实施例的聚合像差的面垂直分量的图。
图16是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第三实施例的聚合像差的面平行分量的图。
图17是示出本发明的眼镜镜片评价方法的第三实施例的聚合像差的面垂直分量的图。
图18A是示出感觉性融像的示意图,而图18B是示出运动性融像的示意图。
图19A是瞳孔间距PD为60mm时的聚合角的计算示例,而图19B是瞳孔间距PD为65mm时的聚合角的计算示例。
图20是示出相对于目标的空间频率的Panum融合区域的图。
图21是示出水平视网膜图像视差与感知深度之间的关系的图。
图22是示出现有技术中位于目标面上的视差的图。
图23是示出现有技术中畸变的图。
图24是示出通过单眼的现有眼镜镜片-眼球系统的构造的图。
图25是示出通过单眼的现有目标-眼镜镜片-眼球系统的构造的图。
图26是示出Vieth-Muller圆和等聚合圆的图。
图27是示出经验性的两眼视界的图。
具体实施方式
下面描述本发明的实施例,但是本发明并不局限于下面描述的实施例。按下列顺序进行描述。
[1]眼镜镜片的评价方法
(1)第一步(目标-眼镜镜片-双眼眼球系统的设定步骤)
(2)第二步(基准像差的计算步骤)
(3)第三步(任意点处的像差的计算步骤)
(4)与常规示例的不同点
(5)对与实际注视线的差异的说明
(6)融像阈值的说明
[2]眼镜镜片的设计方法
[3]眼镜镜片的制造方法和制造系统
[4]眼镜镜片的评价方法的实施例
(1)实施例1(散光度数为0的示例)
(2)实施例2(左右球面屈光度之间的差异大于或等于-2D的示例)
(3)实施例3(仰角为20度的示例)
在具体说明本发明的实施例前,首先说明在实施例中使用的技术假设和术语。
为了对眼镜镜片进行评价或设计,有必要确定设计基准点。该设计基准点对单焦点镜片和多焦点镜片略有不同。因此,对它们分别进行说明。对于单焦点镜片,设计基准点是测得处方值(球面屈光度、散光度、散光轴、棱镜值、棱镜轴)的位置,此外还是注视线与镜片相交的位置。该点也称为视点、眼点或光学定心点(centration point)。当不存在棱镜时,设计基准点被当作光学中心。在通常处方中,使镜片的设计基准点在水平方向与瞳孔间距匹配,并在垂直方向与瞳孔稍下方(以旋转中心为中心的同时约10度,约4mm)匹配,然后将之放入镜框(frame)中。对于读数镜(reading lens),不专门进行单独设计,由通用镜片代替。因此,对于读数镜的处方,设计基准点设置在来自目标距离(25cm-50cm)的注视线与镜片相交的位置,并且在水平方向,设计基准点设定于比瞳孔间距稍短(2-5mm)的距离(其被称为近用瞳孔间距(near pupillary distance),有时简称为NPD)。在垂直方向,使设计基准点与瞳孔稍下方(以旋转中心为中心的同时约20度,约9mm),并将之放入镜框中。对于例如渐进镜片等多焦点镜片,基准点被分别设置为测量远视处方值(球面屈光度、散光度、散光轴)、眼点(与瞳孔匹配的点)、棱镜测量点、近视处方值(添加至远视处方值的度数,即添加度数)的点。通常,使眼点与瞳孔匹配,并将基准点放入镜框中。
在本实施例中,使用众所周知的光线追踪法来进行镜片设计。例如,在非专利文献1(高桥友刀著,“Lens Design”,东海大学出版社(1994))中,描述了关于通过光线追踪法进行的镜片最佳化设计和波阵面像差的技术。波阵面像差在非专利文献2(Takeshi Noguchi et al,″ACTIVE OPTICSEXPERRIMENTS I,SHACK-HARTMAN WAVE-FRONT ANALYZER TOMESURE F/5MIRRORS″,Publ.Natl.Astrron.Obs.Japan Vol.1,(1989),p.49-55)等中有描述。此外,在眼镜镜片的技术领域中,对于镜片设计,使用了从穿过眼镜镜片后的波阵面测量来计算像差(度数误差、像散等)的镜片测量装置。
透过眼镜镜片观察目标时沿从目标进入眼球旋转中心的主光线由镜片引起的像差能够近似为低次像差,因为眼球的瞳孔直径小。这里,对眼镜镜片的技术领域中的低次像差进行说明。低次像差包括例如度数误差、残余像散和色差。
通常,对于远用镜片,处方开成从镜片的屈光力减去眼球的屈光力,以便能够在设计基准点(通常为眼球透过镜片观察前侧远方位置时的镜片位置)清楚地看到前侧远方位置的目标。可以说,不足的屈光力得到镜片的补偿。这时,像差为0。在该处方中,当在设计基准点在眼球中存在散光时,该散光与镜片的散光轴一致。散光轴与主光线垂直相交,此外散光轴是屈光力的主经线。该主经线是,与眼球一样,从目标经由眼镜镜片到达眼球旋转中心的光线的路径。当眼球根据Listing定律旋转时,与普通同轴光学系统不同,眼镜镜片是固定的,眼球的方向相对于眼镜做相对变化。这时,在设计基准点以外的点,镜片的屈光力因镜片的性质而与设计基准点的屈光力稍有不同。即使在这时,也从镜片的屈光力减去眼球的屈光力。减去值是镜片-眼球系统的像差。
关于像差的减法,当根据Listing定律沿镜片的散光轴旋转(在主经线方向存在两个方向)时,由于镜片的散光轴与眼球的散光轴重合,所以仅仅沿各轴方向进行减法就足够了。以前,这时的像差被称为镜片的像差。然而,如果眼球沿除镜片散光轴方向外的方向旋转,则镜片的散光轴变成不同于眼球的散光轴。因此,沿眼球的散光轴方向分解镜片的屈光力,而各分解屈光力减去各散光轴方向的屈光力后得到的量值的平均值变得被称为度数误差。由于该度数误差是平均值,所以它与散光轴的差异无关,并且它与散光轴彼此重合时的度数误差相等。然而,像散取得与各轴彼此重合时的值不同的值。
这里,假设上述减去眼球的两个散光轴方向的屈光力的值为像差A和像差B,则度数误差是像差A与像差B的平均值,而残余像散是像差A与像差B之间的差值。当不需要Listing定律时,即,当眼球沿眼镜的散光轴旋转时,不是称为残余像散,过去是称为像散。该情况下的度数误差被称为MOE,而像散有时被称为OAE。
此外,当从眼球旋转中心到镜片背面的主光线与从镜片正面到目标的主光线之间的角度差表示为δ而阿贝数表示为ν时,色差表示为100×tanδ/ν。
[1]眼镜镜片的评价方法
根据本发明实施上述眼镜镜片的评价方法的第一到第三步的详情在以下进行说明。
(1)第一步(目标-眼镜镜片-双眼眼球系统的设定步骤)
首先,详细描述目标,以澄清本发明的特征。描述在本发明中对双眼视觉进行光学计算的光学系统,即目标-双眼眼镜镜片-双眼眼球。在本发明中,目标遵守业界惯用的屈光度表记法。因此,能够在图中示出任何距离的目标。或者,可在图中示出近视目标,而将远视目标作为无限远的目标。
在图1中示出了作为用于本发明的眼镜镜片评价方法的目标的优选目标。以下说明是基于图像侧的注视线进行说明的,因除说明图外均是相同的,所以省略了基于目标侧的注视线的说明。如图1所示,首先,设定右眼球的旋转中心1R和左眼球的旋转中心1L。在图1中,示出了包括两眼球旋转中心1L和1R的水平面20上的配置。在图1中,将两眼球的旋转中心1L和1R的中点设定为目标-眼镜镜片-双眼眼球系统中的坐标系的原点1。然后,将目标4定义在目标球面5上,目标球面5是以原点1为中心且半径定义为从原点1到注视点3的距离的前眼半球。两眼球的旋转中心1L和1R位于额状面(frontal plane)内。当目标4位于无限远时,目标球面5的半径扩大视为极限。此外,目标4的位置的定义是以从穿过原点1的中线6起的角度作为变量,而不是像常规光学系统那样以从两眼球的旋转中心1L和1R到眼镜镜片的图像侧视角、或从眼镜镜片到目标的目标侧视角作为变量。即,目标4的任意位置定义为从系统的原点1起的以中线6为基准的角度的函数。该角度θ定义为双眼视觉方向。此外,与图24中说明的示例一样,双眼视觉方向θ可分成水平方向和垂直方向。此外,连接两眼球旋转中心的直线是眼球间线段2。
下面,说明眼镜镜片的位置。眼镜镜片通常安置在处方值的远方注视点与那时的各眼球旋转中心1L、1R之间。眼镜镜片在镜片设计基准点处具有处方值,并且具有相对于水平面和额状面的任意倾斜(前倾角、仰角)、和偏心(垂直方向的偏心、水平方向的偏心)。从镜片的后方顶点到眼球旋转中心的距离通常为27mm,或者为例如日本特公昭42-9416B号公报第2页右栏从下数第4-5行所描述的24-36mm。对于距离大于或等于27±1mm的情况,最好作为独立要素进行设计。
下面,关于眼球运动,假定单眼遵从Listing定律,而双眼遵从Hering等神经支配定律。眼球旋转中心1L和1R在眼球沿上下或左右旋转时发生移动,使得从旋转中心到角膜顶点的距离发生变化。即,当左右眼球看近处时,它们因调节-聚合关系(accommodation-convergence relation)而聚合,这时旋转中心1L和1R发生移动是公知的。为了便于说明,在本发明中以眼球旋转中心1L和1R是固定的系统来进行说明。
(2)第二步(计算基准像差的步骤)
在第二步中,为了将两眼的目标-镜片-双眼眼球系统的眼镜的设计基准点作为如下所述计算像差的基准,将镜片形状设定成使得它们在设计基准点处提供预定的处方值。在渐进镜片中,设计基准点通常分离在不同的镜片位置,例如远视度数测量点、近视度数测量点、和棱镜测量点。此外,对于同时作为近视镜片的单焦点镜片,原则上,沿从目标的注视点穿过近视度数测量点到达旋转中心的主光线算出用于光学计算的诸量。另一方面,存在仅通过从瞳孔间距(称为PD)减去2mm来定义近视PD,并将之设定为视点,从而开出处方的情况。
在任意情况下,镜片形状均形成为使得处方值被提供在设计基准点处。镜片形状形成在处方值在最佳化计算步骤发生聚合时。此外,对于佩戴作为通用镜片的一对眼镜镜片时的评价的情况,存在眼镜镜片与穿过设计基准点的视线不正交的情况。在这种情况下,在设计基准点处因倾斜而发生细小的像差,但是以近似意义取得处方值。
这里,处方值是球面屈光度、散光度数、散光轴、棱镜、棱镜轴、和附加度数。由于像差定义为与基准的差异,这些处方值变成基准。图2示出了从上方观察两眼球10L和10R的状态。在图2中,与图1相对应的部分被提供相同的附图标记,并省略重复说明。分别从左眼10L和右眼10R穿过左用眼镜镜片11L和右用眼镜镜片11R的各基准点11PL和11PR的注视线13L0和13R0被眼镜镜片11L和11R折射,变成视线方向13L0′和13R0′,并在目标球面5上的中面7上的目标12处彼此相交。即,构造成使得目标12(通过使用通常的光线追踪法,设置在从左右眼球10L和10R的眼球旋转中心1L和1R发出并穿过设计基准点11PL和11PR的注视线13R0和13L0在穿过镜片后与目标球面5相交的交点处的目标)设置在中面7上。即使未设置在中面7上,也在最佳化计算步骤期间发生聚合的同时而达成。这里,图1中的目标4和图2中的目标12被赋予不同附图标记的原因是,总的来说,眼镜镜片11L和11R的设计基准点11PL和11PR不在水平面20上。
这里,为了定义聚合角,以方便后面的说明,左右眼10L和10R的注视线13L0和13R0的中线的、垂直于中面的方向的投影分量定义为“面平行分量”,而平行于中面的方向的分量定义为“面垂直分量”。这里,本发明的“中线”是指以方向余弦来表示直线时穿过图像侧左右眼球旋转中心的中点(原点)、穿过目标侧基准点、并具有左右注视线的方向余弦的平均值的线。左右注视线13L0、13R0与注视线13L0、13R0的中线之间形成的角的面平行分量分别定义为θHL0和θHR0。此外,左右注视线13L0、13R0与注视线13L0和13R0的中线之间形成的角的面垂直分量分别定义为θVL0和θVR0。此外,面平行方向的聚合角θCH0定义为θHR0与θHL0之和。θCH0、θHR0和θHL0的符号是任意的,只要它们具有稳定性,但是在本发明中,当眼球处于聚合状态时,它们均为正值。当眼球处于分散状态时,正负发生逆转。相似地,面垂直分量表示为θCV0,并且定义为θVR0与θVL0之和。通常,左右眼球的旋转中心几乎在同一水平面上,但是也存在具有细小偏差的情况。因此,与面水平方向一样,θCV0在聚合状态期间设定为正值,而在分散状态期间设定为负值。以公式进行表示,作为基准的聚合角(聚合角基准值)的面水平分量θCH0和面垂直分量θCV0变成如下所示:
θCH0=θHR0+θHL0
θCV0=θCR0+θVL0
通常,θCV0为0,镜片形状和基准点设定成使它变成0。
图3是示出在图2中图像侧定义的视角θHL0和θHR0在目标侧通过注视线13L0′和13R0′设定为视角θHL0′和θHR0′的图。图4和图5分别是从侧方观察图2和图3的图。能够看出,图像侧的注视线13L0和13R0的中线13RL0、以及目标侧的注视线13L0′和13R0′的中线13RL0′穿过原点1并从延伸至目标12的中线6倾斜。此外,与图像侧的定义一样,在目标侧获得以下:
θCH0′=θHR0′+θHL0′
θCV0′=θVR0′+θVL0′
(3)第三步(任意目标评价点处的像差计算步骤)
进一步详细描述在第二步中说明的双眼系统的光学计算等的定义,并对任意镜片评价点进行光学评价。任意双眼方向的双眼系统的概略构造在图6中示出。参考图6说明光学计算的详情。将从双眼系统的原点1起沿任意双眼方向的目标的任意位置设定为评价点22。在通过使用光线追踪法从左右两眼的旋转中心1L和1R起穿过左右眼镜镜片11L和11R的评价点11NL和11NR、发生折射并穿过评价点22的注视线中,将注视线的图像侧的延长线设定为13L和13R。这里,在图示示例中,示出了注视线13L和13R的交点22′设置在目标球面5外的情况。即使注视线13L′和13R′的交点在单次试验中不能穿过评价点22,通过改变从眼球旋转中心1L和1R发出的光线的角度,也能以必要的精度计算在评价点22处聚合的光线。
这里,作为评价点22处的面水平分量的聚合角θCH被定义为如下:
θCH=θHR+θHL
相似地,评价点22处的面垂直分量的聚合角θCV可定义为如下:
θCV=θVR+θVL
这里,将注视线13L和13R的中线26与注视线13L和13R所夹持角度的、包括注视线13L和13R的中线26并且与垂直于中面的面平行的面平行分量设定为θHL和θHR,相似地,在垂直方向,将包括中线26的与平行于中面的面平行的面垂直分量设定为θVL和θVR。
即,评价点22处的聚合像差的面平行分量和面垂直分量被表示为:
(聚合像差的面平行分量):θCH-θCH0
(聚合像差的面垂直分量):θCV-θCV0
图7是示出以图像侧的注视线13L′和13R′进行定义时的聚合角θHL′和θHR′的图。在该情况下,将注视线13L′和13R′的中线27与注视线13L′和13R′所夹持角度的、包括注视线13L′和13R′的中线27并且与垂直于中面的面平行的面平行分量设定为θHL′和θHR′,相似地,在垂直方向,将包括上述中线27的与平行于中面的面平行的面垂直分量设定为θVL′和θVR′。这时,与图像侧的上述定义一样,在评价点22的目标侧定义的聚合像差的面平行分量和面垂直分量是基于
θCH′=θHR′+θHL′
θCV′=θCV′+θVL′,
表示为:
(聚合像差的面平行分量):θCH′-θCH0′
(聚合像差的面垂直分量):θCV′-θCV0′
以沿图2中说明的注视线13L0和13R0的光学值为基准,沿图6所示注视线13L和13R的光学值的差值为像差。即,将在第二步计算出的球面屈光度、散光度、散光轴和聚合角设定为基准,在第三步,从球面屈光度、散光度和散光轴的差值计算度数误差和残余像散。相对于聚合角,基于上述定义获得聚合像差。再次详细定义,聚合像差就是将沿从目标穿过设计基准点到达眼球旋转中心的主光线的光学量设定为基准时的聚合角的差值。
本发明中所定义的聚合像差不同于普通的双眼视网膜图像差。具体说,聚合像差在佩戴左右矫正眼镜的状态下聚合角的像差这点上、在观察沿双眼方向定义的目标(包括中面的目标球面5上的任意评价点22)时的像差这点上、以及在以穿过眼球旋转中心的注视线而不是以节点来进行定义这点上,不同于普通双眼视网膜图像差。此外,它还在存在眼球运动这点上与双眼视网膜图像差不同。这里,双眼视网膜图像差的定义是基于非专利文献10的第283-287页的。
此外,本发明中定义的聚合像差还与心理学中出现的聚合角不同。关于心理学中定义的“聚合角”,在例如“Convergence Movement and BinocularStereopsis”(Optical Review,Vol.23,No.1(January 1994),p.17-22)中有描述。在该描述中,它被描写为“注视点(视轴的交点)与各眼的旋转点(旋转中心)之间形成的角度”。聚合像差与聚合角的差值之间的不同点在于以下各点:佩戴左右矫正镜片的状态下的聚合角的像差这点;观察沿双眼视觉方向定义的目标时的像差这点;以及将穿过眼镜的左右基准点的注视线之间的角度设定为获得像差的差值的基准值这点。能够看出,该值完全不同于从穿过眼镜到达评价点的注视线的视角来进行定义的本发明的聚合像差。
(4)与常规示例的不同点
这里,再次考虑专利文献1中描述的水平方向的差值或垂直方向的差值与聚合像差之间的不同点。以下5点被视为聚合像差的不同点:
a.定义是基于作为双眼视觉运动定律的Hering等神经支配定律的聚散运动(反向性双眼运动)的,即定义是基于从聚合运动得到的生理学知识的。
b.能够使用通过双眼视觉方向定义的任意目标。
c.由于评价基准只有一个,所以能够在整个视野中进行基于相同基准的评价。
d.通过发明面平行分量和面垂直分量,在分成分量时并且在从水平面发生偏移时,从生理学上来说是适当的定义。
e.目标的位置不是定义在平面上,而是立体地定义的。
这里,详细分析专利文献1中描述的水平方向的差值和垂直方向的差值。在图8中示出了专利文献1的“图2”中的水平分量。由于垂直方向是相似的,所以下面只说明专利文献1第5页第35行描述的水平方向的位置差ΔPH。如图8所示,将两眼球旋转中心之间的距离设定为PD,并将从两眼球旋转中心到包括点P的面59的距离设定为L。此外,虽然专利文献1的图中未示出,但是两眼球旋转中心的等分点,其也是目标面59上的点,被设定为点q。点q定义为从两眼球旋转中心向前方发出的注视线Lr、Ll与面59相交的交点。将注视线Lr和Ll的视角设定为αR和αL,并将注视线54和55距注视线Lr和Ll的视角分别设定为ΔαR和ΔαL。
于是,水平方向的位置差ΔPH表示为:
ΔPH=L×tan(αR+ΔαR)-L×tan(αL+ΔαL)-PD
此外,两眼球旋转中心之间的距离PD在使用(αR)、(αL)和L时具有以下关系:
PD=L×tan(αR)-L×tan(αL)
水平方向的差值描述为水平方向的位置差除以目标距离L。因此,下式成立:
水平方向的差值=tan(αR+ΔαR)-tan(αL+ΔαL)-PD/L
通过代入PD,获得以下:
水平方向的差值=tan(αR+ΔαR)-tan(αL+ΔαL)-(tan(αR)-tan(αL))
这里,只有在视野的中心部ΔαR和ΔαL十分小时,以下近似式成立:
水平方向的差值=ΔαR-ΔαL
因此,专利文献1中的“水平方向的差值”在视野中心部的极其有限的狭小区域中表示以注视线Lr与Ll之间的角度作为基准时观察同一面59上的点P时的聚合角的变化。然而,这变成在ΔαR和ΔαL大的中心部以外的区域中与聚合角没有关系的量,并且这变成在生理学上没有根据的值。
如果将这种没有生理学根据的水平方向的差值用作评价函数,则能够理解的是对于一副眼镜的性能评价存在以下问题。
1.点P和点q必须与Zeiss的说明图一样,位于同一目标面59上。因此,除目标面与额状面平行的平面外,对于水平方向的差值,基准点对于到目标的各个距离均发生变化,因此它不能作为用于整个镜片的评价方法。即,它没有作为像差的性质。
2.当目标与Zeiss专利一样是同一目标面59时,它变成单一的基准,具有作为像差的性质。然而,当(αR)、(αL)、(ΔαR)和(ΔαL)变大时,由于正切相对于角度具有非线性,所以它不与表示为角度差ΔαR-ΔαL的聚合角匹配。因此,水平方向的差值在视野周边部没有生理学根据。
3.相似地,当注视线54和55从水平面发生偏移时,变得不同于初始聚合角。
根据专利文献1的上述定义,不能成为用于整个目标面的一律的定义,而变成在视野周边部没有生理学根据的评价函数。使用没有任何根据的不清楚定义来评价双眼视觉是不适当的。
(5)与实际注视线的差异的说明
下面,详细说明根据本发明中的光线追踪法的注视线与实际注视线之间的差异。对于面平行方向,在眼球的分散界限和聚合界限内存在任意的对应关系。因此,在图6的注视线13L0′和13R0′的面平行方向上,它们能够总是穿过评价点22。这里,根据非专利文献8进行说明。当将同向性双眼运动设定为θ、反向性双眼运动设定为μ、右眼的动量设定为MR、左眼的动量设定为ML时,Hering等神经支配定律可表达为下式:
θ+μ/2=MR
θ-μ/2=ML
于是,在眼球的分散界限和聚合界限内,任意的MR和ML能够以θ和μ表达。即,通过经由同向性双眼运动和反向性双眼运动任意地移动左右眼球,在面平行方向中,能够穿过评价点22。
然而,在面垂直方向,实际上,左右眼球不能独立地旋转。因此,第一眼看起来眼球不能根据本发明的注视线的计算方法旋转。然而,运动性融像能够经由运动变得靠近垂直融像,并且它在Panum区域的面垂直方向上经由感觉是可能的。面垂直方向的融像具有阈值,但是如果它是不随意的,则是可能的。因此,通过经由光线追踪法的注视线,面垂直方向的聚合像差与实际注视线不矛盾。然而,如果大于或等于阈值的垂直融像聚散运动变成面垂直分量,于是当然,它不能实现。以本发明中的光线追踪法通过注视线进行的计算方法是确定眼球旋转运动是否可能的手段。
在本实施例中,上述度数误差、残余像散和聚合像差作为属于目标-眼镜镜片-双眼眼球系统中双眼视觉方向的目标的评价点(通常在整个镜片表面中沿双眼视觉方向每1-10度的节距,并且存在注视线只存在于左方和右方之一的情况,但是这些点也是基准点)的像差被算出。从算出的聚合像差,按以下方式进行评价。具体说,分别设置能实现感觉性融像和运动性融像的阈值,并基于是否处于该范围内来进行评价。
这里,相对于包括本发明所关注的融像的双眼功能添加说明。双眼功能主要分为同时视觉、融像和立体视觉。例如,在整个非专利文献3中有具体说明。在非专利文献3中,分类为在能实现同时视觉时能实现融像、并在能实现融像时能实现立体视觉的结构。在本发明中,关注融像,省略其它功能的说明。然而,应明确表明的是,没有融像,则不能实现作为双眼视觉的最高功能的立体视觉。融像是将分别输入各眼的视觉信息统合为一体的视觉功能。在不移动眼球的情况下将目标统合为一体的是感觉性融像。用于获得感觉性融像的聚合、分散运动和垂直融像聚散运动被称为运动性融像。融像被分成运动性融像和感觉性融像在例如非专利文献4(David M.Hoffman,et al.,″Vergence-accommodation conflicts hinder visual performance and cause visualfatigue,″journal of vision,Vol.8,No.3,33(2008))中有描述。
在非专利文献4第4页的图2中,聚合-调节关联图分成感觉性和运动性两组而示出。它们在图18A和图18B中示出。图18A示出了感觉性融像,横轴是表示刺激物(目标)的大小的刺激距离(单位:屈光度D),而纵轴是焦距(D)。图18B示出了运动性融像,横轴是聚合距离(D),而纵轴是焦距(m)。通过参考图18A,能够明白的是在感觉性融像中Panum的融合区域P和焦点深度D是关联的。通过参考图18B,能够明白的是在运动性融像中,相对聚合和相对调节是关联的。通过比较图18A和图18B,能够明白的是运动性融像比感觉性融像大数倍。
此外,关于运动性融像的测量方法和标准值在例如非专利文献5(和泉行雄、風見俊成著「両眼視機能の検查」修订版、早稻田眼镜专科学校(1985)p5)中有记载。
对聚合角的表达方法进行说明。通过将米角(meter angle)设定为MA、以弧度单位将分设定为θ、棱镜屈光度设定为P、瞳孔间距设定为PD(单位mm),满足以下表达式1-表达式3中示出的表达式。这里,a是PD和MA的导出值。
[表达式1]
[表达式2]
[表达式3]
数值计算的参考示例在图19A和图19B中示出。在图19A中,瞳孔间距PD=0.06m,而在图19B中,PD=0.065m。在图19A和图19B的各数值示例中,作为参数,列举了cm(距离)、MA(米角)、arc min(分角)、Δ(屈光度)。
下面,对于感觉性融像和运动性融像添加说明。感觉性融像是不存在眼球运动的融像,而运动性融像是具有眼球运动的融像。两者是彼此不同的。感觉性融像根据非专利文献6(内川惠二、塩入諭编著「視覚II」朝倉書店(2007)p131-132)的第131-132页有说明。在非专利文献6中,描述了以下内容:“要使具有双眼视差的两个视网膜图像作为一个被感知,视差的大小有必要在一定范围内。该区域被称为Panum的融合区域(或图像融合区域),因为Panum第一次通过系统实验测量了该区域。融合区域取决于刺激条件(例如时空频率、视网膜位置、周边刺激的有无、测量方法或判断基准),从数分到数度变化极大。因此,不能以特定的实验结果来代表。”
这里,双眼视差是夹持左右眼球的节点与注视点的视线之间的差。对于简单的情况,由于与外界的距离相比,节点与旋转中心之间的差异非常小,所以可不区分节点与旋转中心。虽然是特定的实验,但是对于感觉性融像的范围,已测得它取决于空间频率,即它取决于视觉目标的形状或大小。上述取决的方法在例如非专利文献7(Schor,C.Wood,I.Ogawa J.″Binocularsensory fusion is limited by spatial resolution″,Vision Research,24(7),(1984)p661-665)中有记载。图20示出了非专利文献7第584页上的图。该图被广泛使用,并在非专利文献3第316页上有记载。在图20中,横轴表示空间频率(即图案宽度的倒数),而纵轴表示Panum的融合区域。图20比较了目标是矩形图案的结果与目标是随机点形图案的结果。
如图20所示,在视力强且空间频率高的状态下,融合区域比较窄并且几乎是恒定的。此外,融合区域在水平方向和垂直方向各不相同,并且存在空间各向异性。在空间频率高的地方,即在中央窝处观察时,垂直方向的融合区域小于或等于水平方向的融合区域。已知的是Panum的融合区域根据目标的呈现状态而不同。众所周知的是,例如,比起点形图案,对于日常生活中出现的矩形图案,Panum的融合区域更宽。
关于对水平方向的视差的范围的说明,水平视网膜视差与感觉深度之间的关系在图21中示出(非专利文献6的第86页)。在图21中,横轴表示作为水平方向的两眼视差之间的差异的双眼视网膜视差,而纵轴表示相对于双眼视网膜视差的感觉深度。根据图21,能够明白的是,深度的量与双眼视网膜视差的增加成比例地增加,但是通过融合界限后,它们不再成比例,并且在深度到达其最大值后,深度减小。这样,由于深度的最大值与融合界限是不同的值,所以可以说融像和立体视觉是不同的生理现象。深度最大值和融合界限存在个体差异,并且它们根据例如空间频率或呈现时间等条件而变化。因此,与从融合界限到深度最大值的范围相对应的双眼视网膜视差可近似看作“Panum的融合区域”。
除以上外,还存在记载运动性融像和感觉性融像的测量值的若干文献。从这些文献的公开内容综合地判断,感觉性融像是运动性融像的分数。这里,这些结果主要是从心理学测量获得的。
(6)融像阈值的说明
从这里,返回对根据本发明实施眼镜镜片评价方法的步骤的说明。在本实施例中,基于通过上述步骤获得的聚合像差的值,判断是感觉性融像是可能的还是运动性融像是可能的。作为感觉性融像的阈值的指标,可考虑Panum的融合区域和眼球的焦点深度。然而,如已经描述的,它们的定量测量基于融像刺激条件需要精确且仔细的测量。另外,由于它们的性质是这样以致它们不能被特定测量代表,所以不依赖于测量来设定它们。作为设定方法,能够在考虑眼镜镜片的使用条件的同时通过设计者的裁量从已知测量值中任意选择它们。具体说,对于Panum的融合区域的水平方向,从双眼视网膜视差的融合界限到深度最大值的间距的中间是适当的。对于水平方向,从图21判断,双眼视网膜视差的一半是适当的。此外,关于焦点深度,本申请人未能找到任何可靠的测量值。大胆地描述数值,作为从15′-60′的水平视网膜视差导出的值,约0.06-0.3的屈光度宽度是适当的。此外,对于垂直视网膜视差,4′-30′是适当的。即,作为感觉性融像的阈值,在水平方向能够设定为0.06-0.3屈光度,而在垂直方向设定为0.016-0.15屈光度。
如从感觉性融像的示意图18A与运动性融像的示意图18B的比较可知的,运动性融像的阈值可设定为感觉性融像的阈值的两倍至数倍。此外,例如,基于非专利文献5的测量方法,可能的是分别测量作为已知测量值的正相对聚合、负相对聚合和垂直融像聚散运动,或根据年龄等来进行计算和导出,并且将导出的结果设定为运动性融像的阈值。对于运动性融像,例如在注视线移动时的聚合像差处于正相对聚合、负相对聚合和垂直融像聚散运动的阈值内的情况下,意味着相对于聚合满足融像条件。这里,由于其范围是融合界限,所以存在在阈值附近发生疲劳的风险。因此,优选的是将能够舒适地进行融像的运动性融像的阈值设定为Persival的舒适区域(在作为正相对聚合和负相对聚合之和的相对聚合的范围的中心的三分之一内,并且在对于聚合角的3棱镜屈光度内)。此外,对于简单情况,优选的是它们是正相对聚合和负相对聚合各自的中心的三分之一。
平均度数误差也是如此。即,当度数误差处于以例如非专利文献5中描述的测量方法测得的正相对调节和负相对调节的range内时,能够确定融像是可能的。Persival的舒适区域对于度数误差是成立的。即,1/3的范围是优选的。即,当聚合像差在正相对聚合和负相对聚合的三分之一内、并且平均度数误差在正相对调节和负相对调节的三分之一内时,可以说相对于双眼视觉不易发生视觉疲劳的舒适融像是可能的。
[2]眼镜镜片的设计方法和制造方法
下面,说明本发明的眼镜镜片的设计方法和制造方法的实施例。本实施例的眼镜镜片的设计方法包括使用聚合像差作为评价函数的因子来进行最佳化计算的步骤。
这里,概述经由在本实施例中也使用的一般最佳化计算进行的镜片形状设计。对于镜片形状和目标,通常,以例如NURBS(非均匀有理B样条)等一般自由形态面模型或已知的数值表达式来表达面。此外,以适当的系数来表达厚度和配置。这时,镜片形状和目标由作为构成要素的系数来定义。在第一步中,向计算机中输入已知参数。已知参数包括目标、目标-镜片-眼球的配置关系、约束条件(例如,在设计基准点处获得预定处方值,厚度不为负等)、将镜片的像差视为因子的评价函数等。在下一最佳化计算步骤中,找出在满足约束条件的同时使得从目标上的评价点获得的评价函数变少的镜片构成要素的系数的组合。作为聚合条件,重复进行收敛计算,直到不能找出评价函数的最小值或使评价函数实质变少的系数的组合。当聚合条件得到满足并且重复计算终止时,确定镜片构成要素的系数。上述所有步骤被称为镜片形状确定或镜片设计。在这种已知的最佳化计算中,镜片设计与已知的目标、配置关系、约束条件和评价函数具有等价关系。即,当目标、配置关系、约束条件和评价函数得到确定时,镜片设计也毫无疑义地得到确定。
图9是用于说明本发明的眼镜镜片的设计方法的流程图。当开始设计程序时,首先输入关于镜片材料的数据、基于与处方相关的规格的形状数据、中心厚度、关于眼睛、脸和镜框的数据、以及必要时的相对聚合等的测量值、基于设计者的自由裁量的融像阈值的设定值(步骤S0)。上述数据的详情如下。
a.关于镜片材料的数据
具体说,它包括眼镜镜片的三维形状、折射率和阿贝数等。
b.基于与处方相关的规格的形状数据
处方度数,例如S度数、C度数、散光角、棱镜度数、棱镜角、处方清晰距离。
c.中心厚度
只在镜片是正镜片时输入。
d.关于眼睛、脸和镜框的形状的数据
具体说,它包括镜片前倾角、仰角、PD(两眼瞳孔之间方距离)、VR(眼球旋转中心与眼镜镜片的后侧顶点之间的距离)等。
e.融像阈值的设定值
从个体测量值(例如,相对聚合、正相对聚合、负相对聚合、垂直融像聚散运动的测量值)计算并输入根据个体差异或用途确定的运动性融像的阈值和感觉性融像的阈值。或者,输入由设计者根据眼镜佩戴者的用途选择的阈值。
根据本实施例的眼镜镜片的设计方法,其次,设定根据目标-眼镜镜片-双眼系统的坐标系(步骤S1)。然后,在该坐标系中,基于上述输入的数据计算光学像差(步骤S2)。具体说,使用在设计基准点处取得处方度数的已知光线追踪法来使平均度数误差和像散为零或最小化,并且同时求取变成聚合像差基准的穿过设计基准点的注视线的聚合角。将求得的聚合角设定成基准聚合像差值。
根据本实施例的眼镜镜片的设计方法,其次,在眼镜镜片的各基准点,相似地,通过使用光线追踪法,来计算平均度数误差和像散以及聚合像差,所述聚合像差是减去在步骤S2从聚合角求得的基准聚合像差值而获得的值(步骤S3)。
根据本实施例的眼镜镜片的设计方法,其次,进行例如阻尼最小二乘法等最佳化计算,以使评价函数的计算值,这里例如为聚合像差值,变成最小。此外,在该步骤中,还判断它们是否小于或等于上述阈值。此外,该步骤中的判断可以不在整个评价区域中进行,而是在包括设计基准点的预定区域内,例如3-5mm的半径范围内,进行。当在该步骤S4判定聚合像差的值既不小于也不等于阈值时(步骤S4的否),修正形状数据以修正光学像差(步骤S5)。这里,例如,修正折射面的可变参数。当在步骤S4判定聚合像差的值小于或等于阈值时(步骤S4的是),然后,判断对整个镜片表面的评价是否终止(步骤S6)。
当在步骤S6判定对整个镜片表面的评价未终止而还需对其它评价点进行计算时(步骤S6的否),于是返回步骤S3,并输入镜片其它位置的光学性能值。当判定对所有预定评价点的评价终止时(步骤S6的是),终止评价,并确定整个镜片表面的设计值(步骤S7)。
通过上述步骤,根据本实施例的眼镜镜片的设计方法就结束了。注意,在步骤S1输入的信息并不局限于上述信息,还可以输入其它信息,并将这些信息添加给评价函数的计算。此外,基于所确定的光学设计值对镜片进行加工来制造眼镜镜片。这时,可添加例如制造商的初始形状参数或工厂(制造设备)确定的修正系数等形状参数。
并且,此后,通过基于所确定的光学设计值来加工镜片的表面的背面,能够制出眼镜镜片。
[3]眼镜镜片制造系统
下面,说明实现本发明的眼镜镜片制造方法的眼镜镜片制造系统的实施例。图10是该眼镜镜片制造系统的示意图。如图10所示,在该系统500中,在眼镜店100侧,具有测量装置101和订购侧计算机102,所述测量装置101测量订购眼镜镜片的消费者的视力和相对聚合、或正相对聚合和负相对聚合,所述订购侧计算机102包括对包含测量装置所测得的值的各种信息进行输入并对眼镜镜片的订购进行必要处理的功能。这里,当未输入与例如相对聚合等聚合相关的测量值时,可输入与基于消费者选择的融像相关的数据。此外,还可输入例如用于在镜片制造商侧选择融像阈值的年龄或用途等数据。
另一方面,在订单接收侧,例如在镜片制造商200中,设置有制造侧计算机201,其连接至例如因特网等通信线路300,以接收从订购侧计算机102输出的信息。制造侧计算机201具有进行接收眼镜镜片的订单的必要处理的功能,并且同时具有实施例如图9中说明的方法等眼镜镜片设计方法的功能。即,从订购侧计算机102订购的设计眼镜镜片所必需的信息包括相对聚合和用于选择聚合阈值的数据。然后,制造侧计算机201使用通过使用本发明设定的目标-眼镜镜片-眼球系统对聚合像差进行最佳化计算,并确定光学设计值,同时基于所述光学设计值向镜片加工装置202输出用于制造眼镜镜片的制造信息。
此外,向制造侧计算机201输入的信息并不局限于如上所述在图9的步骤S0中示出的信息,还能够输入其它信息并将这些其它信息添加至评价函数的计算。此外,基于所确定的光学设计值加工镜片从而制出眼镜镜片,并且在这时,可添加例如制造商自身的形状参数或在工厂(制造设备)确定的修正系数等形状参数。
图11是用于说明根据本实施例的作为眼镜镜片制造系统的核心的制造侧计算机201的功能的功能框图。如图11所示,制造侧计算机201包括用于输入从订购侧计算机102传来的各种数据的数据输入单元203、用于基于所输入的数据计算聚合角基准值或聚合像差的聚合角和聚合像差计算单元204、用于计算将聚合像差包括为因子的评价函数的最佳化的聚合像差最佳化单元205、和用于比较聚合像差的值与预定阈值的聚合像差评价单元206。制造侧计算机201还包括因在聚合像差评价单元206的评价结果而有必要修正光学性能时用于修正例如镜片形状数据等设计数据的设计数据修正单元207、在各评价点的评价终止时用于确定光学设计值的光学设计值确定单元208、和用于向镜片加工装置202输出基于光学设计值的设计数据的设计数据输出单元209。
图10所示眼镜店100处的测量装置101输入眼镜镜片订购者的视力和相对聚合等的测量值、以及能够用于设定聚合阈值的眼镜订购者的信息,并添加订购侧计算机102处的预定处理,且经由通信线路300传送至镜片制造商200。镜片制造商200处的计算机201(制造侧计算机)输入在数据输入单元203处接收到的关于镜片材料的数据、基于规格的形状数据、和关于眼睛、脸和镜框形状的数据,并且同时输入例如用于设定聚合阈值所必需的数据等数据。
然后,聚合角和聚合像差计算单元204基于所输入的数据(处方值)从基准聚合像差值和评价点处的聚合角计算聚合像差。聚合像差最佳化单元205通过将计算出的聚合像差设定为评价函数来求取例如眼镜镜片各评价点处的像散等必要光学性能值,并从所述评价函数计算各评价点处的最佳光学性能值。最佳化计算是通过阻尼最小二乘法等来进行的。
其次,聚合像差评价单元206比较聚合角和聚合像差计算单元204所算出的聚合像差的值与预先设定的阈值。基于聚合像差评价单元206的比较结果,即当聚合像差的值达不到预先设定的值时,设计数据修正单元207修正眼镜镜片的设计数据,以使聚合像差处于期望的融像范围内。光学设计值确定单元208确定各评价点的光学设计值。此外,当所有预先设定的评价点处的评价终止时,所确定的整个镜片表面的光学设计值从设计数据输出单元209传送至图10所示的镜片加工装置202。
作为镜片加工装置202,使用的是普通的眼镜镜片制造装置,其基于镜片的正面或背面或两者的曲率的输入数据,对镜片施加例如切削和抛光处理。由于镜片加工装置202作为眼镜镜片制造装置是已知的装置,省略该装置的具体说明。
[4]眼镜镜片评价方法的实施例
下面,说明使用了上述本发明实施例的眼镜镜片评价方法的、使用各种眼镜镜片的双眼视觉的聚合像差来进行评价的结果。
(1)实施例1(散光度0D的示例)
作为实施例1,考虑左右眼镜镜片具有-4D的球面屈光度和0D的散光度的情况下的聚合像差的计算示例。结果在图12和图13中示出。该示例是单焦点眼镜镜片的评价的示例,没有进行用于最佳化的重复计算。将目标设定为上述实施例中说明的坐标系中以观察方向的原点1为中心的半径无穷大的半球面。即,对远视进行评价。眼镜镜片是通用的左右非球面镜片,它被WO2002/088828、WO2004/018988或与本申请人的申请有关的PCT/JP2008/069791的说明书中描述的视敏度函数良好地修正。在本示例中,为了澄清本发明的评价方法的效果,将镜片的前倾角、仰角和偏心设定为0。从角膜顶点到眼球旋转中心的距离为27.7mm,阿贝数设定为32,镜片半径设定为75mm,且瞳孔间距设定为62mm。由图12和图13组成的两片是一个组,它们示意性地示出了在眼镜镜片的各评价点处的评价。即,横轴和纵轴两者是双眼方向,横轴是水平方向,纵轴是垂直方向,而单位是角度。图12示出了面平行方向的聚合像差,图13示出了面垂直方向的聚合像差,而两者的单位均为棱镜屈光度。如图12和图13所示,聚合像差的面平行分量和面垂直分量两者极小,它们在几乎所有区域中均小于或等于0.005棱镜屈光度。即,融像成功地进行,双眼视觉的性能高。此外,可认为聚合像差不但能以标量表示法来表达而且还能以矢量表示法来表达。这也在本发明的范围内。
(2)实施例2(左右球面屈光度之间的差异大于或等于-2D的示例)
下面,作为实施例2,进行通常被看作屈光参差(左右大于或等于-2D)的定义的眼镜镜片的评价。在本示例中,右用眼镜镜片的球面屈光度设定为-4D,散光度设定为0D,即与上述实施例1中使用的镜片相同。另一方面,对于左用眼镜镜片,球面屈光度设定为-6D,散光度设定为0D,而其它条件设定为与上述实施例1相同。该示例也是眼镜镜片评价的示例,不为了最佳化进行重复计算。聚合像差的计算结果在图14和图15中示出。图14示出了聚合像差的面平行分量,而图15示出了聚合像差的面垂直分量。面平行分量和面垂直分量均非常大,并且通常,在用于屈光参差的眼镜镜片中,从镜片中心朝径向方向聚合像差大。如图14和图15所示,聚合像差大于5个棱镜屈光度,并且感觉性融像的区域窄。即,当佩戴该眼镜镜片时,是经由运动性融像进行融像的。因此,可认为眼球的旋转运动不存在休息。当发生视觉疲劳时,可认为它是原因之一。
(3)实施例3(仰角为20度的示例)
下面,作为实施例3,对于镜框存在仰角的情况计算聚合像差。结果在图16和图17中示出。在实施例3中,球面屈光度和散光度设定为与上述实施例中1使用的镜片的相同,并且为了评价仰角的效果的程度,将该示例作为仰角被定为20度的示例。其余条件与上述实施例1的相同。图16示出了聚合像差的面平行分量,而图17示出了聚合像差的面垂直分量。实施例3也是眼镜镜片评价的示例,不为了最佳化进行重复计算。在实施例3中,特性是,在聚合像差中,与图17所示面垂直分量相比,图16所示面平行分量非常大。此外,如果与实施例2相比,面平行分量的恶化大,可得知的是,与用于屈光参差(度数差2D)的眼镜镜片相比,仰角为20度的眼镜镜片对双眼视觉给予较大影响。
从以上,能够看出,通过本发明实施例的眼镜镜片评价方法,能够使用聚合像差来定量地评价眼镜镜片的双眼视觉。此外,虽然省略了计算的示例,但是能够将聚合像差用作评价函数的因子来进行最佳化,从而能够使双眼视觉的融像可能区域变宽。即,能够改善双眼视觉的性能。此外,本发明并不局限于上述所述实施例中说明的构造,在不背离本发明构造的范围中能够进行各种变型和变更,例如将目标设置在半球上的位置之外的位置。
Claims (6)
1.一种评价眼镜镜片的方法,包括:
使用一坐标系来设定光学系统的步骤,对于所述坐标系,原点位于两眼球的旋转中心的中点,并且通过来自所述原点的视觉方向来指定目标,所述光学系统包括目标、左右眼镜镜片、和所述两眼球;
以将目标的注视点设定为观察方向的注视线来计算聚合角的基准值的步骤,所述注视点是穿过左右眼镜镜片的设计基准点后彼此相交的注视线的交点;
以向任意视角的目标评价点延伸并穿过左右眼镜镜片的注视线来计算聚合角、并从所述聚合角与聚合角基准值之间的差值来计算聚合像差的步骤;以及
设置能实现感觉性融像和运动性融像的阈值,并基于算出的聚合像差是否小于或等于该阈值来进行评价的步骤。
2.如权利要求1所述的评价眼镜镜片的方法,其中,当眼镜镜片是单焦点眼镜镜片时,将目标设定在一个半球上的位置处,所述半球的中心是所述原点,所述半球的半径是从左右眼球的旋转中心分别穿过左右设计基准点的注视线的交点与所述原点之间的距离。
3.如权利要求1所述的评价眼镜镜片的方法,其中,当眼镜镜片是渐进焦度镜片时,将目标设定在一个半球上的位置处,所述半球的中心是所述原点,所述半球的半径是从左右眼球的旋转中心分别穿过远视部分的设计基准点的注视线的交点与所述原点之间的距离。
4.一种眼镜镜片设计方法,包括:
使用一坐标系来设定光学系统的步骤,对于所述坐标系,原点位于两眼球的旋转中心的中点,并且通过来自所述原点的视觉方向来指定目标,所述光学系统包括目标、左右眼镜镜片、和所述两眼球;
以将目标的注视点设定为观察方向的注视线来计算聚合角的基准值的步骤,所述注视点是穿过左右眼镜镜片的设计基准点后彼此相交的注视线的交点;
以向任意视角的目标评价点延伸并穿过左右眼镜镜片的注视线来计算聚合角、并从所述聚合角与聚合角基准值之间的差值来计算聚合像差的步骤;以及
通过进行最佳化处理来确定镜片形状以使所述聚合像差的值处于可融像的预定阈值内的步骤。
5.一种眼镜镜片制造方法,包括:
通过进行最佳化处理来设计镜片形状以使经由以下步骤获得的聚合像差的值处于可融像的预定阈值内的工艺:使用一坐标系来设定光学系统的步骤,对于所述坐标系,原点位于两眼球的旋转中心的中点,并且通过来自所述原点的视觉方向来指定目标,所述光学系统包括目标、左右眼镜镜片、和所述两眼球;以将目标的注视点设定为观察方向的注视线来计算聚合角的基准值的步骤,所述注视点是穿过左右眼镜镜片的设计基准点后彼此相交的注视线的交点;以及以向任意视角的目标评价点延伸并穿过左右眼镜镜片的注视线来计算聚合角、并从所述聚合角与聚合角基准值之间的差值来计算聚合像差的步骤;和
基于对镜片形状确定的设计值来制造眼镜镜片的工艺。
6.一种眼镜镜片制造系统,包括:
设计装置,通过进行最佳化处理来设计镜片形状,以使聚合像差的值处于预定阈值内,其中在所述预定阈值内融像,并且所述聚合像差的值是经由以下步骤获得的:使用一坐标系来设定光学系统的步骤,对于所述坐标系,原点位于两眼球的旋转中心的中点,并且通过来自所述原点的视觉方向来指定目标,所述光学系统包括目标、左右眼镜镜片、和所述两眼球;以将目标的注视点设定为观察方向的注视线来计算聚合角的基准值的步骤,所述注视点是穿过左右眼镜镜片的设计基准点后彼此相交的注视线的交点;以及以向任意视角的目标评价点延伸并穿过左右眼镜镜片的注视线来计算聚合角、并从所述聚合角与聚合角基准值之间的差值来计算聚合像差的步骤;和
基于对镜片形状确定的设计值来制造眼镜镜片的制造装置。
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