CN103124922B - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

技术领域

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

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1(WO2002/088828)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(WO2004/018988)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logMAR成为0的方式被标准化的视力）。

发明内容

但是，在专利文献1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1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1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。

另一方面，专利文献3(PCT国际申请No.HEI2-39767A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No.2008-511033A的日文翻译)和专利文献5(PCT国际申请No.2000-506628A的日文翻译)提到了配戴眼镜时的左右两眼的视见度。

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。

第一，在以单眼未假定主要眼球运动即利斯廷氏定律（Listing'slaw）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。

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。

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P_L且右眼58看到的是位于视线55与面59的交点P_R。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=（h×D）/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。

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。

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1中，给出了水平方向位置差ΔP_H和畸变的关系的启示。在考虑了水平方向位置差ΔP_H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ΔP_H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。

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。

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。

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（打ち寄せ）为2.5mm时，在该情况下的误差量非常大。

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 equalinnervations）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《両眼運動とヘリング理論、眼球運動の実験心理学》（《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。

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。

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（diopt）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0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。

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。

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。

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（オフアクシスプリズムディスパリティー）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。

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。

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。

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。

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1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。

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。

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。

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。

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。

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。

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(“Relationship between visual fatigue and inconsistency between a focusadjustment and convergence of both eyes in a three-dimansional image vision”，Masaki Emoto，visual science，vol.24,No.1(2003)p13)中，以及在专利文献17(“Horizontal binocular disparity and visual fatigue during stereo displayobservation”,VISION Vol.17,No.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。

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1。

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。

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。

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。

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。

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0。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0到1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。

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。

本发明的优点

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。

附图说明

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。

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。

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。

图4是表示相对视力相对于视网膜上的位置的图。

图5是表示根据Duane的年龄和调节力的关系的图（Duane图）。

图6是表示从5-15岁的Peters图导出的舒适区域的图。

图7是表示从25-35岁的Peters图导出的舒适区域的图。

图8是表示从45-55岁的Peters图导出的舒适区域的图。

图9是表示从75岁的Peters图导出的舒适区域的图。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

图34是畑田的唐德斯（Donders）图。

图35A是表示感知性融像的图，图35B是表示运动性融像的图。

图36A是瞳孔间距离PD为60mm时的会聚角的计算例，图36B是瞳孔间距离PD为65mm时的会聚角的计算例。

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。

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。

图39是表示对于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）。

图40是表示对于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）。

图41是表示对于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）。

图42A～F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。

图43是表示从5-15岁的Peters图导出的单眼的视力函数的图。

图44是表示现有技术中的对象面上的视差的图。

图45是表示现有技术中的畸变像差的图。

具体实施方式

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。

〔1〕眼镜镜片的制造系统和制造方法的实施方式

〔2〕眼镜镜片的设计方法的实施方式

〔3〕实施例

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。

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、9mm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。

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1（高桥友刀著，《レンズ設計（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（Takeshi Noguchi et al,"ACTIVE OPTICSEXPERRIMENTS I,SHACK-HARTMAN WAVE-FRONT ANALYZER TOMESURE F/5 MIRRORS",Publ.Natl.Astrron.Obs.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。

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。

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0。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。

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。

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MOE，散光值称为OAE。

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ν时，色差由100×tanδ/ν表示。

〔1〕眼镜镜片的制造系统和制造方法的实施方式

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。

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。

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。

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 Rational B-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。

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。

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《視覚と眼球運動のすべて（视觉和眼球运动的全部）》メジカルビュー公司（2007），p147-p148，p140-143）、非专利文献4（Howard,I.P.and Rogers,B.J.,"Binocular vision andstereopsis",Chapter2,New York Oxford Press,（1995）,p1-736）。非专利文献3的p142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。

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。

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《（奥行き情報と視覚の特性）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，p12）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《ステレオ影像の及ぼす生体への影響：調節·軸輳の刺激が矛盾するとなにが起こるか（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，No.2，p113-122）等。

正向相对会聚、反向相对会聚通常由棱镜度表示。另一方面，当仿照唐德斯的定义时，用屈光度值表示。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。

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。

另外，非专利文献3的p147-148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1～2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。

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。

另外，在非专利文献8（David M.Hoffman,Ahna R.Girshick,Kurt Akeley,Martin S.Banks,"Vergence-accommodation conflicts hinder visual performanceand cause visual fatigue",journal of vision,Vol.8,No.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。

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《両眼視機能の検査（两眼观察功能的检查）》修订版，早稻田眼镜专科学校（1985）p5）。此外，在非专利文献12(Setsuya Tsuda著，“Introduction to the American 21-item inspection-Examination and analysisof visual performance”，Kindai Kougaku Publishing Co.(1983))的第288页上，描述了Morgan的标准值。

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PD（单位mm）时，它们的关系满足以下的式1～式3所示的数学式。此外，a是PD、MA的导出值。

[式1]

$a=\frac{\mathrm{PD}\×\mathrm{MA}}{2000}$

[式2]

$\sin (\frac{\mathrm{\π}}{180}\×\frac{1}{60}\×\frac{\mathrm{\θ}}{2})=a$

[式3]

$P=100\×\frac{2\×a}{\sqrt{1-a^2}}$

数值计算的参考例如图36A及36B所示。在图36A中，瞳孔间距离PD=0.06m；在图36B中，PD=0.065m。在图36A、36B的各数值例中，作为参数列举了距离（cm）、米角MA、分角（arcmin）、Δ（屈光度）。

以下，对感知性融像和运动性融像进行说明。感知性融像是眼球不运动的融像，运动性融像是伴随眼球旋转的融像，两者不同。感知性融像参照非专利文献10（内川惠二、盐入谕编著《視覚Ⅱ（视觉II）》朝仓书店（2007）p131-132）的p131-132进行说明。在非专利文献10中记载了，“为使存在两眼视差的两个视网膜像感知成为一个，视差的大小需要限定在某范围。该区域是帕努姆（Panum）最先通过系统性实验测定的，从而称为帕努姆融像区域（或融像区域）。融像区域依赖于刺激条件（时空频率、视网膜位置、周边刺激的有无、测定方法、判断基准等），从几分到几度大幅变化。因此，不能用特定的实验结果代表。”。

在此，两眼视差是指夹着左右眼球的节点和凝视点的视线之差。简单来说由于与外界的距离相比，节点和旋转中心之差很小，所以有时也不进行区别。虽然是特定的实验，但关于感知性融像的范围，要测定依赖空间频率的情况，即依赖视觉对象的形状和大小的情况。依赖的方式记载在例如非专利文献11（Schor,C.Wood,I.OgawaJ."Binocular sensory fusion islimited by spatial resolution",Vision Research,24（7）,（1984）p661-665）中。图37表示非专利文献11的p584的图。该图被广泛使用，也记载在非专利文献4的p316图8.2中。该图37中，横轴表示空间频率（即图案宽度的倒数），纵轴表示帕努姆融像区域。图37是作为对象对方形图案和随机点图案的结果进行比较的图。

如图37所示，在视力所及的空间频率高的状态下，融像区域较窄，大致一定。另外，在水平方向和垂直方向上，融像区域不同，存在空间各向异性。在空间频率高之处、即中央窝观察时，垂直方向的融像区域是水平方向的融像区域的一半以下。公知在帕努姆融像区域，因对象的提出状态不同而导致产生差异。公知对于帕努姆融像区域，在例如日常生活中出现的状态下的方形图案的情况下比随机点图案的情况下宽。

作为水平方向的视差范围的说明，水平视网膜像差和感知的进深之间的关系如图38所示（非专利文献10的p86）。在图38中，横轴表示水平方向的两眼视差的差即两眼视网膜像差，纵轴表示相对于两眼视网膜像差的、感知的进深。根据图38可知，相对于两眼视网膜像差的增加，进深量成比例地增加，但超过融像极限后，变得不成比例，达到进深最大值时降低。这样，由于进深最大值与融像极限是不同的值，所以可以说是融像与立体观察不同的生理现象。进深最大值与融像极限的值因人而异，还因空间频率和提示时间等条件发生变化。因此，能够近似地从融像极限将与进深最大值的范围对应的两眼视网膜像差作为“帕努姆融像区域”处理。

以下，对单个的相对测定值的测定方法进行说明。相对会聚的测定经常在眼科临床和眼镜店进行。在例如非专利文献5的p49-51中记载了相对会聚的测定值、测定方法。在非专利文献5中使用视轴测定器测定相对会聚。单位是米角（用MA表示，也记作MW）。非专利文献5的测定方法如下所述。首先，在两眼注视对象的状态下，对两眼使用反射镜而成为外侧视状态。接着，逐渐增加外侧的程度，将对象变模糊时的米角作为正向相对会聚（模糊），将对象分离成两个时的米角作为正向相对会聚（分离）。该正向相对会聚（分离）的测定值是相对会聚的极限值，以下在本说明书中只称为正向相对会聚。另外，从该状态减小外侧状态时，再次观察到对象为一个时，将其称为正向相对会聚（恢复）。同样，对两眼使用反射镜，作为内侧视状态逐渐增加内侧的程度，将对象变模糊时的米角作为反向相对会聚（模糊），将对象分离成两个时的米角作为反向相对会聚（分离）。而且，减少内侧的程度，将再次观察到对象成为一个时的米角称为反向相对会聚（恢复）。此外，反向相对会聚（分离）在本说明书中只称为反向相对会聚。在眼科临床中，也能够通过与非专利文献5等的记载同样的测定仪即大型弱视镜（同视机）测定。

另外，在非专利文献12（津田节哉著《米国式21項目検査入門-視機能の検査と分析（美国式21项目检查入门-视觉功能的检查和分析）》近代光学出版社（1983））中记载了与上述的各相对会聚相关的检查项目。即，作为非专利文献12的＃9项目、＃10项目、＃11项目，记载了使用远看时的正向相对会聚（模糊）、正向相对会聚（分离）、正向相对会聚（恢复）、反向相对会聚（模糊）、反向相对会聚（恢复）相关的主观式检眼计的测定方法。同样，作为＃16A项目、＃16B项目、＃17A项目、＃17B项目，记载了近看时（40cm）的正向相对会聚（模糊）、正向相对会聚（分离）、正向相对会聚（恢复）、反向相对会聚（模糊）、反向相对会聚（分离）、反向相对会聚（恢复）的测定方法。在具体的测定方法中，在以两眼矫正状态注视对象的状态下，装配两眼的外侧棱镜。而且，逐渐增加棱镜度值并与上述方法同样地使外侧的程度变化，测定模糊、分离及恢复的各正向相对会聚值。另外，在内侧装配棱镜，同样地，逐渐增加棱镜度值并测定模糊、分离及恢复的各反向相对会聚值。

在非专利文献13（江本正喜、矢野澄男、长田昌治郎《論文立体画像システム観察時の融像性輻輳限界の分布（论文立体画像系统观察时的融像性会聚极限的分布）》影像信息媒体学会志Vol.55,No5,（2001）,p703-710）中记载了眼前60cm的相对会聚的简易测定仪。通过显示装置使左右眼看到具有视差的像，判定是否能够进行立体观察，由此测定正向相对会聚（分离）、反向相对会聚（分离）。测定多人时是有用的方法。

另外，非专利文献8的图3所示的测定器是在前方三个位置（距离31.9cm、39.4cm、56.3cm）测定相对测定值。此外，在非专利文献6中，利用对该文献中p.12的图1中记载的立体观察镜进行了改造的实验装置，测定正向相对会聚和反向相对会聚。其实测数据如本申请的图34所示。另一方面，如后所述，相对调节的测定精度差，直接测定的例子少。作为一例在非专利文献5的p41公开了测定方法及标准值。调节与会聚具有紧密的关系，能够从相对会聚算出相对调节。

另外，垂直融像性聚散的测定例非常少，非专利文献9的p5公开了测定方法和标准值。这里要确认的是相对测定值应在配戴矫正后的眼镜时进行测定。相对测定值在配戴眼镜时和裸眼时是不同的值。除了以上文献以外，还有很多记载了运动性融像和感知性融像的测定值的文献。汇总这些数据如下述表1及表2所示。对运动性融像的值和感知性融像的值进行比较时，感知性融像是运动性融像的几分之一左右。此外，这些结果主要通过心理学的测定而得到。

[表1]

运动性融像的标准值

[表2]

感知性融像的测定值

上述是关于两眼观察及其关联技术的说明。以下，基于至此说明的技术内容对本实施方式进一步说明。此外，需补充说明的是，除了非专利文献12以外，本说明书中作为参考而列举的非专利文献1～15的任意一个中都没有考虑配戴眼镜时的两眼观察功能。

图1所示的眼镜店100的测定装置101测量眼镜镜片的订货人的相对测量值和视力，或者使订货人的信息(由其能够算出相对测量值)在订购侧计算机102上受到预定处理，并经由通信线路300将信息传至镜片制造商200。镜片制造商200的计算机201(制造侧计算机)输入基于与镜片的材料相关的数据和规格的形状数据和与眼睛和脸的形状相关的数据，以及相对测量值。

图2是对成为本实施方式的眼镜镜片制造系统的核心的制造侧计算机201的功能概要进行说明的功能框图。如图2所示，制造侧计算机201包括：数据输入部203，用于输入从订购方侧计算机102发送的各种数据；视觉疲劳函数计算部204，用于基于该输入数据计算作为因子而含有相对测定值的视觉疲劳函数；评价函数最优化部205，将在对象的各评价点对该视觉疲劳函数进行加法运算而得到的函数作为评价函数并计算其最优化函数；和评价函数评价部206，用于评价通过该评价函数得到的收敛条件是否成立。制造商侧计算机201还包括：设计数据修正部207，用于在评价函数评价部206评价的结果是需要修正光学性能的情况下，修正设计数据，例如镜片形状数据；光学设计值确定部208，用于在各评价点的评价结束时确定光学设计值；和设计数据输出部209，用于将基于光学设计值的设计数据输出到镜片加工装置202。

视觉疲劳函数计算部204计算对象的各评价点处的左右单眼的视力函数。视觉疲劳函数计算部204对于各评价点求出度数误差和剩余像散等光学性能值、和后述的会聚像差。视觉疲劳函数计算部204将各计算值和由数据输入部203接收的输入数据代入后述的视觉疲劳函数的数学式，计算视觉疲劳函数。评价函数最优化部205对计算出的视觉疲劳函数进行加法运算并作为评价函数，从该评价函数求出各评价点处的最优光学性能值。

在进行评价函数最优化部205实施的最优光学性能值计算时，评价函数评价部206评价最优化后的评价函数的收敛条件是否成立。基于该评价函数评价部206的评价结果修正或确定形状数据。具体而言，收敛条件不成立的情况下，设计数据修正部207修正眼镜镜片的形状数据以得到所期望的评价函数的值。收敛条件成立的情况下，光学设计值确定部208确定该评价点的设计值。在所有的评价点，收敛条件都成立时，被确定的镜片整个面的光学设计值从设计数据输出部209被输送到图1所示的镜片加工装置202。

作为镜片加工装置202，利用通常的眼镜镜片制造装置，该眼镜镜片制造装置沿镜片的前表面、后表面或者前后两表面的形状，基于输入数据，例如自动地对镜片进行切削、研磨加工。镜片加工装置202作为眼镜镜片制造装置是众所周知的装置，因此省略该装置的具体说明。

〔2〕眼镜镜片的设计方法的实施方式

以下，对上述制造侧计算机201中的数据输入部、视觉疲劳函数计算部、评价函数最优化部进行详细说明。上述功能中的通信、计算中的光线追踪等，与最优化相关且已经说明，则省略重新说明。

（1）设计方法的各步骤的概要

实施本实施方式的眼镜镜片的设计方法的流程图的一例如图3所示。首先，在第零步骤S0中，进行由数据输入部203实施的各种数据的输入。即输入与镜片原料相关的数据、基于与处方相关的规格的形状数据、中心厚度、与眼睛和脸及镜框的形状相关的数据、相对测定值。

广义地来说，根据眼镜订购者进行眼镜设计的测定值可以说都是单个要素。例如作为以往已存在的单个要素，有左右眼的球面度数、散光度数、散光轴、棱镜度、棱镜轴、渐进镜片、多焦点镜片特有的单个要素（例如附加力等）、瞳孔间距离、从眼镜后方顶点到角膜顶点的距离（通常为14mm左右，也称为角膜顶点间距离）、从角膜顶点到眼球旋转中心的距离（通常为13.5mm左右）、镜片前倾角（通常与镜框前倾角近似）、镜片俯仰角（あおり角）（通常与镜框俯仰角近似）。在此，在本发明中，又将上述“相对测定值”加入单个要素。与要进行设计的镜片匹配地从订购者取得相对测定值。若相对测定值是一部分值，则通过后述方法算出其余的相对测定值。即便相对测定值完全不能测定，还可以根据年龄等通过计算算出相对测定值。

以下，作为第一步骤S1，视觉疲劳函数计算部204设定两眼的对象-镜片-两眼球系统。该系统具有用于光学计算的观察对象、眼镜镜片和左右的眼球。在该系统中，眼球旋转中心在系统的眼球运动中可以不是固定点。

作为第二步骤S2，视觉疲劳函数计算部204为了将两眼的对象-镜片-两眼球系统的眼镜设计基准点（通常为产生镜片度数之处）作为以下所述的基准，而以得到设计基准点处的规定处方值的方式设定镜片形状。在该设计基准点处，算出处方值及从两眼球中的眼球旋转中心到眼镜镜片的会聚角。该值是会聚角基准值。

而且，作为第三步骤S3，视觉疲劳函数计算部204算出依赖于对象-镜片-两眼球系统中的对象的评价点的平均度数误差、剩余像散、棱镜度和从眼球旋转中心到眼镜镜片的会聚角。视觉疲劳函数计算部204再将第二步骤S2中求出的会聚角基准值和评价点处的会聚角之差作为“会聚像差”求出。

然后，作为第四步骤S4，视觉疲劳函数计算部204根据左右度数误差、上述的会聚像差、第零步骤S0中设定的相对测定值，将各评价点分类成感知性融像、运动性融像、不能融像。

而且，在第五步骤S5中，视觉疲劳函数计算部204通过包含左右眼的相对测定值的计算工序算出各评价点处的左右单眼的视力函数。视觉疲劳函数计算部204再根据第四步骤S4的分类从左右单眼的视力函数算出两眼视力函数。视觉疲劳函数计算部204再以在镜片整个面内从作为因子而含有相对测定值的两眼视力函数减去两眼视力函数的最小值并使其成为正值的方式进行变更。并且，在各评价点处，两眼视力函数计算部对两眼视力函数进行平方运算，并将它加入两眼视力函数。如有需要，在整个镜片面内，两眼视力函数乘以权重并进行加法运算。加法运算的结果成为本发明的评价函数。

在第五步骤S5中，评价函数评价部206将本发明的评价函数作为最优化计算时的评价函数，来评价评价函数的收敛条件是否成立。关于计算中的评价点，收敛条件不成立的情况下，设计数据修正部207以修正上述的包含会聚像差的光学像差及两眼视力函数值的方式稍变更左右镜片形状，并反复进行第二步骤S2～第五步骤S5的处理。另一方面，收敛条件成立的情况下，光学设计值确定部208确定该评价点的设计值。接着，对下一个评价点进行计算。在对全部的评价点进行计算后，处理进入第六步骤S6。

在第六步骤S6中，光学设计值确定部208基于被确定的镜片整个面的光学设计值，判定镜片设计基准点附近的感知性融像的范围是否满足规定的条件。在不满足规定的条件的情况下（第六步骤S6中的判断为“否”的情况），不适于眼镜镜片，不能设计，因此，在规定的误差处理后，结束本流程。在满足规定的条件的情况下（第六步骤S6中的判断为“YES”的情况），处理进入第七步骤S7。

在第七步骤S7中，光学设计值确定部208确定根据眼镜镜片的两眼视力函数进行的评价及眼镜镜片形状。对经过以上步骤而能够提高两眼视力的情况进行说明。两眼观察功能中的同时观察、融像、立体观察这三项和两眼视力中，前三个具有如下构造：在能够同时观察时能够融像，能够融像时能够进行立体观察。另外，融像在能够进行运动性融像的情况下，具有能够进行感知性融像的构造。在此，两眼视力与同时观察、融像、立体观察如何关联未必总是很明确。对于其关系，通过与正常视力的性质相关地表示眼镜业界公知的偏心度和相对视力的关系的图4来说明。图4中，横轴是偏心度即视网膜上的位置，纵轴是相对视力。偏心度是在眼球不旋转即凝视某处时观察到的像处于眼球的中央窝的情况下，称为凝视点以外的对象从眼球节点扩展的视角。另外，由于视力因人而异，故相对视力被称为标准化的视力。图4中使用了小数点视力，凝视点处的视力采用1.0。此外，图中涂黑段的部分是盲点。从图4可知，相对于偏心度的相对视力成为非常陡的曲线。从图4可知，清晰观察区域的边界即小数点视力成为0.7的范围大致是1°。根据其他的表示，从凝视点离开1°时，小数点视力成为0.7。补充说明时，使眼球旋转1°而对准从眼球节点离开了1°的对象的情况下，相对视力成为1.0。

这里，能够明白的是，双眼同时凝视注视点的状态的阈值类似于感觉性融像的阈值。再从该状态，单眼的眼球只旋转1°，则单眼的小数点视力就会大幅恶化到0.7。该情况下，左右眼的视力变得不同，不会引起两眼视力的10％左右的增加。另外，感知性融像成立并满足能够进行两眼观察功能的两眼视力的条件时，也满足能够同时进行立体观察的条件。即，两眼视力是属于两眼观察功能的最高功能即立体观察的范畴的功能。在此，使基于两眼视力函数的评价函数提高的最优化步骤具有以下效果：扩大运动性融像、感知性融像的区域以提高两眼观察功能的最高功能即两眼视力，并通过上述理由同时提高立体观察效果。即，经过以上步骤，能够使上述的着眼于两眼观察功能而采用的相对测定值反映到两眼视力。由此，定量地进行评价并提高两眼融像的容易度，提高两眼观察功能的最高功能即两眼视力的同时，能够提高立体观察效果并得到前述的能够谋求降低视觉疲劳的良好眼镜镜片的光学设计值。

以下，对上述第零步骤～第六步骤的更详细的设计内容进行详细说明。

（2）第零步骤S0的详细说明（相对测定值的计算工序）

对从订购者得到的相对测定值进一步进行说明。以下，配戴眼镜时，将眼镜和眼球旋转中心之间称为像侧，将眼镜和对象之间称为对象侧。像侧和对象侧的相对测定值分别近似地处于比例系数依赖于镜片度数的比例关系，因此对象侧的值根据镜片的形状而变化。因此，在本发明中，更优选由像侧的注视线带来的相对测定值。由于正常测量是在矫正条件下进行的，所以测量具有眼镜依存性。为了取得更精确的测量值，可以使用已经描述过的“通过Fry的矫正方法”。

另外，感知性融像也一样。对因该眼镜的位置导致的相对测定值和眼球旋转中心的相对测定值的差异进行修正的方法，记载在前述的本申请人提出的PCT/JP2008/069791的说明书中。即，公开了以与眼镜固有位置处的值即Peters图的值进行比较的目的，将眼球旋转中心处得到的唐德斯图的值修正成眼镜位置的方法。在本发明中，无论哪个相对测定值都能使用，但在本实施方式中主要以像侧的注视线进行说明。另外，并未提及即便是眼球旋转中心处的值也修正成处于眼镜位置的值这种情况，这种情况的说明被省略。

如非专利文献5、非专利文献6所述那样，在大致整个区域测定相对测定值的情况下，由于直接得到相对测定值，所以进入第二步骤S2。如非专利文献13、非专利文献8所述那样，在以任意的距离仅对正向相对会聚或反向相对会聚中的任一方或双方进行测定的情况下，若在任意距离这一点处进行测定，一般而言将其他的曲线部分推定成直线或根据某假定基础推定成曲线。在本发明中，若是单焦点镜片，则是一个处方会聚角，另外，若是渐进镜片等，则优选两个距离（例如若会聚角是0、40cm，则会聚角为1/0.4）成为精度好的测定值。在此成为“优选”的理由是，渐进镜片中，当为一个处于远处的相对测定值的情况下，根据附加力推定某种程度的年龄，而且关于相距此处而处于近处的相对测定值，通过后述的根据年龄进行的相对测定值的推定计算来算出。在来自订购者的信息是并未包含相对测定值中的全部测定值这种信息的情况下，根据正向相对会聚或反向相对会聚中的任一方或双方，在如下所述的假定条件下算出其他的相对测定值。例如使用图34所示的基于畑田的唐德斯图的正向相对会聚值，能够从来自订购者的正向相对会聚按照比例分配算出。即，从图34提取出反向相对会聚、正向相对调节、反向相对调节的数据，上述值乘以“比”=（订购者的正向相对会聚/图34的正向相对会聚）而算出。另外，在会聚角为0的情况下，由于反向相对会聚大致为0，所以不能采用，但在会聚角为其他值的情况下，能够使用反向相对会聚，上述值乘以“比”=（订购者的反向相对会聚/图34的反向相对会聚）而算出。此外，算出“比”的数据不限于图34所示的基于畑田的唐德斯图，在具有准确度更高的资料的情况下，例如受试者的年龄或使用状态等条件被限制而测定得到的数据的情况等，也可以采用上述数据。

另外，在不存在订货人的直接测定的相对测定值的情况下，也能够基于年龄推定正向相对会聚、反向相对会聚值或者正向相对调节、反向相对调节，这是本发明的退而求其次的方法。如长田昌治郎著《立体映像の観察時における輻輳性融合立体視限界VFSLの分布（立体影像的观察时的会聚性融像立体观察极限VFSL的分布）》（TVRSV，Vol.7，No.2（2002）p239-246）的p242的“图3”所示，是因为个体差异非常大。因此，在受试者392名中，视线距离为60cm时，对于偏差而言，CROSS（正向相对会聚）为0～-27.6度、UNCROSS（反向相对会聚）为0～13.9度。从该资料可知个体差异有多大。CROSS的平均值为-4.72度、UNCROSS的平均值为3.34度。根据如上所述的事实，反之可以说相对测定值作为单个要素是合适的。

基于年龄求出会聚-调节信息即任意的会聚角时的正向相对调节、反向相对调节的方法已经在PCT/JP2008/069791的说明书中详细说明，再次说明。此外，如果存在表示年龄-正向相对调节、反向相对调节的关系的对于统计而言足够的实测数据，则不需要以下的处理。但是，可认为这样的数据在本申请提出时不存在。就这一点而言，定性地可知对于相对会聚、相对调节而言，动态地或静态地且容易地进行自我调节，而且观察到唐德斯线存在根据年龄而下降的趋势。通过PCT/JP2008/069791的说明书记载的方法求出的正向相对调节、反向相对调节当然可以是基于年龄的平均值，不限于单个要素。首先记述得到基于年龄的平均正向相对会聚、平均反向相对会聚的方法。根据PCT/JP2008/069791的说明书记载进行记述。

本实施方式所使用的作成适当的年龄-正向相对调节的方法如下所述。首先着眼于图39～图41(其是非专利文献14(H.B.Peters“THERELATIONSHIP BETWEEN REFRACTIVE ERROR AND VISUAL ACUITYAT THREE AGE LEVELS”,Am.J.Optom.Physiol.Opt.,38(4),(1961)p194-198)中的图)所示的按年代的Peters图的横轴上、即球面度数的原点右侧的值为20/20的范围。该范围是基于测定方法而得到的正向相对调节的值。于是，从三张图表得到5-15岁、25-35岁、45-55岁的正向相对调节。将它们假定成中心年龄即10岁、30岁、50岁的正向相对调节。再将正向相对调节表示成与公知的年龄-调节关系类似的举动。作为一例，如图5所示（例如鹤田匡夫著《光の今昔3年令·調節曲線の変遷（光的今昔3年龄/调节曲线的变迁）》视觉的科学第19卷第3号p103）。图5是基于Duane的测定结果，得到了从0岁到53.3岁以及之后，调节力因年龄而降低的程度（系数）不同这样的结果。另外，在上述鹤田的文献中，同样的结果也可以从Hofstetter作成的图（p101）、或Landolt作成的图（p102）等的测定结果中得到。而且，假定正向相对调节在年龄75岁时为0。即便存在差异，上述假定也近似地成立。

于是，得到0岁～53.3岁以直线变化、53.3岁～75岁以直线变化的年龄-正向相对调节关系。因镜片后方顶点是基准的测定值，故为了与后述的数据的基准即眼球旋转中心基准匹配，该关系被修正。该修正是细微修正。而且，各年龄的处方距离、处方会聚角处的正向相对调节利用上述年龄-正向相对调节关系制成。各年龄的各会聚角处的正向相对调节的实测值目前不存在。

因此，首先，以图34所示的基于畑田的唐德斯图的实测数据为基准。图34的会聚角为0时的正向相对调节约为-2D（屈光度）。在此从提供的任意的年龄基于上述年龄-正向相对调节关系算出正向相对调节。由于这是任意的年龄的正向相对调节，所以以图34的正向相对调节即-2D比例分配图34的各相对测定值。具体而言，图34的各正向相对调节、反向相对调节乘以“比”，其中“比”=（上述算出的正向相对调节）/（-2）。另外，唐德斯线、唐德斯曲线的上限通过前述的公知的年龄-调节关系确定。算出的各年代的唐德斯曲线如图6～图9所示。图6表示5-15岁的情况，图7表示25-35岁的情况，图8表示45-55岁的情况，图9表示75岁的情况。分别在能够相对调节的范围的1/3的区域，算出适于融像的珀西瓦尔（Percival）的舒适区域，并作为图中灰色区域示出。此外，75岁情况下，几乎没有舒适区域，成为在该图面的缩小比例尺几乎不显现的结果。这意味着调节力为0，本发明的视力函数和专利文献2记载的视力函数成为相同值。即便在该情况下，本发明的设计也通过两眼视力函数来实施，所以不被专利文献2制约。另外，关于15-25岁、35-45岁、55-75岁的范围，分别从图5和图6、图6和图7、图7和图8的平均值算出即可。至此，得到的任意的年龄的唐德斯曲线是会聚-相对调节关系。该关系也是任意的年龄的会聚-相对会聚的关系。通过该关系能够得到任意的年龄的任意的会聚角处的正向相对会聚、反向相对会聚、正向相对调节、反向相对调节。即使对于斜视来说，由于基本上相对测量值是在矫正状态中测量的，所以上述发明也可以适用于它。

作为其他的输入数据，需要对感知性融像进行评价的阈值，但对此可以考虑帕努姆融像区域、眼球焦点深度。但是，其定量的测定如上所述地依赖融像刺激条件需要进行精密且更谨慎的测定。而且，由于性质为不能以特定的测定为代表的性质，所以不依赖于测定地来进行设定。作为设定方法，考虑眼镜镜片的使用条件，从公知测定值，通过设计者的裁量，能够任意地选择。具体说，融合区域在水平和垂直方向上的值在表1中列出。如非专利文献4的p316–322页上所描描述的，作为中央窝处的测量值(正常融合区域的一半)的水平方向上的10分钟和垂直方向上的3.5分钟被使用。对于焦点深度，眼镜业界中的正常制造度数范围的度数区间是0.25D。根据作为非专利文献6的251和252页上描述的景深(焦点深度)的公式的Westheimer公式和Southall公式，景深是0.1D到0.5D。因此，采用0.2D。

（3）第一步骤S1的详细说明（对象-镜片-两眼球系统设定工序）

以下，作为第一步骤S1，设定对象-眼镜镜片-两眼球系统。对象基本上由设计者任意选择。因此，对于设计者选择的任意对象以眼镜镜片性能变高的方式进行设计。无论是怎样的对象都不限定本发明。为明确本发明的特征而对对象进行详述。

此外，专利文献1的“图2”即本申请的图44和专利文献2的“图1”中的对象位于平面上。对象位于平面时的眼镜设计是作为用于阅读展开的报纸或壁上的文字等的眼镜镜片而采用的对象案例之一。如上所述，对象由设计者任意选择。但是，在对象是处于平面上的对象的情况下，除对象内的凝视点以外，距两眼球的距离大不相同，从而存在难以同时修正相距凝视点的度数误差、剩余像散、棱镜度的缺点。其结果是，棱镜度变大。这对于两眼观察功能未带来好的结果。

作为本发明的眼镜镜片的评价方法适用的对象，优选的对象如图10所示。以下的说明是基于像侧的注视线进行的说明，基于对象侧的注视线进行的说明只有说明图不同而其他部分相同，所以省略说明。如图10所示，首先设定右眼球旋转中心1R、左眼球旋转中心1L。在图10中，示出了包含两眼球旋转中心1L、1R的水平面20上的布置。在图10中，将两眼球旋转中心1L、1R的中点作为对象-眼镜镜片-两眼球系统中的坐标系的原点1。而且，将对象4定义在以原点1为中心且以到凝视点3的距离为半径的眼前半球即对象球面5上。两眼球旋转中心1L、1R处于额平面内。对象4处于无限远的情况下，成为使对象球面5的半径最大的极限。另外，关于对象4的位置，不是如以往的光学系统那样将从两眼球旋转中心1L、1R到眼镜镜片的像侧的视角、或从眼镜镜片到对象的对象侧的视角，而是将与穿过原点1的正中线6所构成的角度作为变量定义。即，对象4的任意位置采用以穿过系统的原点1的正中线6为基准的角度的函数。将该角度θ定义成两眼观察方向。此外，两眼观察方向θ也可以被分割成水平、垂直方向。另外，将连结两眼球旋转中心的直线作为眼球间线段2。

以下，对眼镜镜片的位置进行说明。眼镜镜片通常位于处方值远处的凝视点和此时的眼球旋转中心1L、1R之间。眼镜镜片在镜片设计基准点具有处方值，相对于水平面、额平面具有任意的倾斜度（前倾角、俯仰角）、偏心（垂直方向的偏心、水平方向的偏心）。从镜片后方顶点到眼球旋转中心的距离通常是27mm，或例如日本特公昭42-9416号公报的第2页右栏下数第4-5行记载的那样，是24mm～36mm。优选27±1mm以上作为单个要素来设计。

以下，关于眼球运动，单眼根据利斯廷氏定律假定，两眼根据赫林法则的等神经支配法则假定。向上下或左右旋转时，眼球旋转中心1L、1R移动，并且从旋转中心到角膜顶点的距离改变。即左右眼球观察近处时，因调节-会聚关联而会聚，但公知此时旋转中心1L、1R移动。另外，与赫林法则不同但非常相似的现象中具有如下性质，即使左右眼的折射率不同，也与对光反射同样地进行两眼等量的调节响应。该性质与两眼中相对会聚为一个值的定义不矛盾，通过相对调节算出左右眼视力，非常方便。由于近似于没有问题，所以在本发明中在固定了眼球旋转中心1L、1R的系统中进行说明。

（4）第二步骤S2的详细说明（像差基准的计算工序）

在第二步骤S2中，为将两眼的对象-镜片-两眼球系统的眼镜的设计基准点设为如下所述的计算像差的基准，而以得到设计基准点处的规定的处方值的方式设定镜片形状。此外，设计基准点通常表示得到处方值之处，位于眼镜镜片前表面，但也存在设定在后表面的情况。在渐进镜片中，设计基准点通常分离在远视度数测定点、近视度数测定点、棱镜度测定点等各个镜片位置。另外，用单焦点镜片作成近视镜片的情况下，原则上也能够利用从对象上的凝视点穿过近视度数测定点到达眼球旋转中心的主光线来计算光学计算中的各种量。另一方面，也存在简单地从瞳孔间距离（称为PD）减去2mm作为近视PD并作为视点进行处方的情况。

不管怎样以在设计基准点得到处方值的方式设定镜片形状。镜片形状是在最优化计算的工序中收敛于处方值地被设定。另外，评价配戴通用镜片等眼镜时的情况下，存在眼镜镜片和穿过设计基准点的视线不正交的情况。该情况下，在设计基准点，因倾斜而发生微小的像差，但在近似的情况下是达到了处方值。

在此，所谓处方值是球面度数、散光度数、散光轴、棱镜度、棱镜轴、附加力。在像差是与基准之差这种定义的基础上，该处方值成为基准。图11表示从两眼球10L、10R的上方观察的状态。在图11中，对于与图10对应的部分标注相同的附图标记并省略重复说明。从左眼10L、右眼10R穿过左眼用眼镜镜片11L、右眼用眼镜镜片11R的各设计基准点11P_L、11P_R的注视线13L₀、13R₀通过眼镜镜片11L、11R而弯曲并成为视线方向13L₀’、13R₀’，在对象球面5上的正中面7上的对象12处相交。即，对象12（通常通过使用光线追踪法而从各眼球旋转中心1L、1R发出并穿过设计基准点11P_L、11P_R的注视线13R₀、13L₀穿过镜片后在对象球面5上相交，该对象为位于上述相交点的对象）以位于正中面7的方式被设定。即使不位于正中面7，也能够在最优化计算的工序中在收敛的同时实现。此外，图10的对象4和图11的对象12使用不同的附图标记的理由是，通常，设计基准点11P_L、11P_R不位于图10所示的水平面20。

在此，当定义会聚角时，为方便以后的说明，将左右眼10L、10R的注视线13L₀和13R₀的中线的、与正中面垂直的方向的投影分量定义成“面平行分量”，将相对于平行于正中面的面平行的方向的分量定义成“面垂直分量”。而且，左右的注视线13L₀、13R₀和注视线13L₀、13R₀的中线所成的角的面平行分量分别定义成θ_HL0、θ_HR0。另外，左右的注视线13L₀、13R₀与注视线13L₀、13R₀的中线所成的角的面垂直分量分别定义成θ_VL0、θ_VR0。而且，将面平行方向的会聚角θ_CH0定义为θ_HR0与θ_HL0之和。θ_CH0、θ_HR0、θ_HL0的符号只要有一致性可以是任意的，但在本发明中，若眼球是会聚状态，则全部采用正值。若眼球是发散状态，则使正负颠倒。同样地，面垂直分量设为θ_CV0，并定义为θ_VR0与θ_VL0之和。通常左右眼球旋转中心大致位于同一水平面，但也存在稍微偏移的情况。因此，与面水平方向同样地，θ_CV0在会聚状态下采用正值，在发散状态下采用负值。用数学式表示时，成为基准的会聚角（会聚角基准值）的面水平分量θ_CH0及面垂直分量θ_CV0为

θ_CH0=θ_HR0+θ_HL0

θ_CV0=θ_VR0+θ_VL0。

通常θ_CV0为0，并以成为0的方式设定镜片形状、设计基准点。

图12是表示通过对象侧的注视线13L₀’及13R₀’将图11中在像侧定义的视角θ_HL0及θ_HR0设为视角θ_HL0’及θ_HR0’的情况的图。图13及图14分别是从侧面观察图11及图12的图。根据图13及图14可知：像侧的注视线13L₀与13R₀的中线13RL₀、和对象侧的注视线13L₀’与13R₀’的中线13RL₀’穿过原点1，并从到达对象12的正中线6倾斜。此外，与像侧的定义同样地，在对象侧也得到

θ_CH0’=θ_HR0’+θ_HL0’

θ_CV0’=θ_VR0’+θ_VL0’。

在此，对于相对测定值、度数误差及会聚像差的符号进行说明。首先，关于符号与本发明没有直接关系，而且不论怎样附加符号，理论上只要具有一致性，就在本发明的保护范围内。以下记载了通常的符号附加方法和本发明中的说明。通常的相对测定值的符号是以对象凝视状态为前提的。相对调节的符号根据被插入的镜片的正负度数来表示，运动性融像的符号根据被插入的棱镜的方向及棱镜屈光度的测定值来表示。

例如正向相对调节是在插入球面负镜片并测定了调节极限值的情况下，由与镜片度数对应的值即负值来表示。正向相对会聚是，将棱镜插入基线外（ベースアウト）方向并测定会聚极限值，并显示棱镜度数和方向，即单位用棱镜屈光度表示基线外。在相对会聚中，没有符号只进行方向表示。总之，采用在测定者侧方便的符号。另外，垂直融像性聚散是使眼球靠近上下方向的能力，相反，扩展方向不能被观察到。垂直融像性聚散的测定过去只有少数例子，没有测定值的标准值。测定结果仅仅被称为垂直融像性聚散并用正值表示。另一方面，在唐德斯图中，实性调节、实性会聚从唐德斯线来看位于数学上的正方向，但通常的显示方法是负值或基线外显示。相对测定值与唐德斯图的匹配性差，不能进行算术表示。

在本发明中，关于相对测定值的符号，为得到与平均度数误差、会聚像差的符号间的一致性，进行如下说明。首先，会聚像差的面平行分量为负值是指眼前配戴了外侧棱镜的状态。这是与正向相对会聚的测定方法相同的状态。由此，在本发明中，正向相对会聚将棱镜外侧与负值相同意义地进行处理。另外，反向相对会聚将棱镜内侧与正值相同意义地进行处理。以下，平均度数误差为负值是指眼前配戴了球面负镜片的状态。这是与正向相对调节的测定方法相同的状态。正向相对调节由负值表示，这与平均度数误差的定义一致。同样地，平均度数误差为正值的情况下，符号与反向相对调节一致。垂直融像性聚散在以往的测定值下没有符号，因此符号的附加方法是任意的。垂直融像性聚散优选与例如会聚像差的面垂直方向的定义匹配。通常，左右眼球旋转中心大致位于同一水平面。该情况下，左右眼球的上下方向的异向旋转产生的注视线的变化总是处于扩展方向。但是，存在左右眼球稍微上下偏移的情况。该情况下，左右眼球的上下方向的异向旋转产生的注视线的变化不仅处于扩展方向还处于收缩方向上。会聚像差的面垂直分量的眼球在收缩方向上由正值表示，在扩展方向上由负值表示。因此，垂直融像性聚散的符号在与会聚像差的面垂直分量比较的情况下，优选是负值。当然眼球上下扩展的异向旋转因不能观察而不是正值，该方向的阈值优选始总是为0。

（5）第三步骤S3的详细说明（任意的对象评价点的像差计算工序）

进一步详细说明第二步骤S2中说明的两眼系统的光学计算等的定义，并进行任意的镜片评价点的光学评价。在本发明中，对象距离无限大的两眼系统被定义成使近视两眼系统的对象距离无限大。因此，能够进行图示。任意的两眼观察方向的两眼系统的概略结构如图15所示。参照图15说明光学计算的详细情况。从两眼系统的原点1将任意的两眼观察方向的对象的任意位置作为对象的评价点22。通过使用光线追踪法，从左右两眼旋转中心1L、1R发出并穿过左右眼镜镜片11L、11R的评价点11NL、11NR地折射，将穿过对象的评价点22的注视线中的、像侧的注视线的延长线作为注视线13L、13R。此外，在图示的例子中，示出了注视线13L、13R的交点22’位于对象球面5的外侧的情况。即使注视线13L’与13R’的交点通过一次尝试不能穿过评价点22，也能通过稍微变更从眼球旋转中心1L、1R发出的光线的角度，以必要的精度计算收敛在评价点22的光线。

在此，作为评价点22的面水平分量的会聚角θ_CH进行下述定义。

θ_CH=θ_HR+θ_HL

同样，评价点22的面垂直分量的会聚角θ_CV能够如下所述地定义。

θ_CV=θ_VR+θ_VL

在此，将注视线13L及13R的中线26与注视线13L及13R的夹角的、包含注视线13L及13R的中线且相对于与正中面垂直的面平行的方向的分量即面平行分量设为θ_HL、θ_HR，垂直方向上同样地包含中线且相对于与正中面平行的面平行的方向的分量即面垂直分量设为θ_VL、θ_VR。

即，评价点22的会聚像差的面平行分量及面垂直分量表示成

（会聚像差的面平行分量）：θ_CH-θ_CH0

（会聚像差的面垂直分量）：θ_CV-θ_CV0。

图16是表示由像侧的注视线13L’及13R’定义的情况下的会聚角θ_HL’及θ_HR’的图。该情况下，将注视线13L’及13R’的中线27与注视线13L’及13R’的夹角的、包含注视线13L’及13R’的中线27且相对于与正中面垂直的面平行的方向的分量即面平行分量设为θ_HL’、θ_HR’，垂直方向上同样地将包含上述中线27且相对于与正中面平行的面平行的方向的分量即面垂直分量设为θ_VL’、θ_VR’。此时，与上述在像侧的定义同样地，在评价点22的对象侧定义的会聚像差的面平行分量及面垂直分量通过

θ_CH’=θ_HR’+θ_HL’

θ_CV’=θ_VR’+θ_VL’

表示成

（会聚像差的面平行分量）：θ_CH’-θ_CH0’

（会聚像差的面垂直分量）：θ_CV’-θ_CV0’。

以沿图11中记载的注视线13L₀及13R₀的光学值为基准，沿图15所示的注视线13L、13R的光学值的差为像差。即，以第二步骤S2中算出的球面度数、散光度数、散光轴、会聚角为基准，在第三步骤S3中，根据球面度数、散光度数、散光轴的差计算度数误差、剩余像散。关于会聚角，如上所述地，也以第二步骤S2中求出的会聚角基准值为基准，将从两眼球10L、10R发出的注视线13L和13R所成的角即会聚角（面平行分量是由图15的θ_HR和θ_HL加法运算得到的θ_CH）的差定义成会聚像差。更详细地定义时，在第一步骤S1中说明的光学系统中，是以沿着从对象穿过设计基准点到达眼球旋转中心的主光线的光学量为基准的会聚角的差。

本发明中定义的会聚像差与正常的两眼视网膜像差不同。具体而言，会聚像差中，相对测定值是配戴矫正眼镜时的眼前测定。因此，在与测定状态匹配地在左右配戴矫正眼镜的状态下的会聚角的像差这一点、观察由两眼观察方向定义的对象（包含正中面的对象球面5上的任意评价点22）时的像差这一点、由不穿过眼球的节点而穿过眼球旋转中心的注视线定义的点，会聚像差与正常的两眼视网膜像差不同。另外，在存在眼球运动的点，与两眼视网膜像差不同。两眼视网膜像差的术语参照日本视觉学会（编）《視覚情報処理ハンドブック（视觉信息处理手册）》（朝仓书店（2000年）p283-287）。

另外，本发明中定义的会聚像差也与心理学上出现的会聚角的差不同。心理学中定义的“会聚角”在例如下野孝一的《輻輳運動と両眼ステレオプシス（会聚运动和两眼立体观测）》（光学第23卷第1号（1994年1月）p17-22）有记载。在该记载中，被定义成“凝视点（两眼观察轴的交点）与各眼的回旋点（旋转中心）所成的角度”。会聚像差与会聚角的差的区别在于：左右配戴矫正眼镜的状态下的会聚角的像差这一点、观察由两眼观察方向定义的对象时的像差这一点、将穿过眼镜的左右设计基准点的注视线所成的角作为取得像差之差的基准值这一点。由上述情况可知，会聚角的差是与根据穿过眼镜到达评价点的注视线的视角定义的本发明的会聚像差完全不同的值。

在此，再次提到专利文献3记载的水平方向差、垂直方向差与本发明中定义的会聚像差的差异。会聚像差在以下5点存在差异。

a.基于作为两眼观察的运动法则的赫林定律的等神经支配法则的转向（两眼异向运动）进行的定义，即基于从会聚运动导出的生理学知识进行的定义。

b.能够使用通过两眼观察方向定义的任意对象。

c.由于评价基准是一个，所以在整个视野都能够进行同一基准的评价。

d.在分割成分量的情况下，通过面平行分量、面垂直分量的设计，从水平面位移的情况下，成为适合于生理学的定义。

e.对于对象的位置不进行平面上的定义而进行立体的定义。

在此，详细地分析专利文献3中记载的水平方向差、垂直方向差。图17示出了专利文献3的“图2”的水平方向分量。以下，由于垂直方向也相同，所以只说明专利文献3的第5页35行记载的水平方向位置差ΔP_H。如图17所示，设两眼球旋转中心间距离为PD、从两眼球旋转中心到包含点P的面59的距离为L。另外，虽然专利文献3中未图示，但将属于对象面59上的点的两眼球旋转中心的等分点设为q点。q点是从两眼球旋转中心发出的正面方向的注视线Lr、Ll与面59的交点。将注视线Lr、Ll的视角设为α_R、α_L，将注视线54、55的视角相对于注视线Lr、Ll分别设为Δα_R、Δα_L。

因此，水平方向位置差ΔP_H表示成

ΔP_H=L×tan（α_R+Δα_R）-L×tan（α_L+Δα_L）-PD。

而且，两眼球旋转中心间距离PD使用（α_R）、（α_L）、L时具有以下关系。

PD=L×tan（α_R）-L×tan（α_L）

由于水平方向差记载为由水平方向位置差除以对象距离L，所以下式成立。

水平方向差=tan（α_R+Δα_R）-tan（α_L+Δα_L）-PD/L

代入PD时，成为

水平方向差=tan（α_R+Δα_R）-tan（α_L+Δα_L）-（tan（α_R）-tan（α_L））。

在此，在视野中心部只有（Δα_R）、（Δα_L）充分小时，下述的近似式才成立：

水平方向差≈Δα_R-Δα_L

因此，专利文献3的“水平方向差”是在视野中心部的极有限的狭小区域内，以注视线Lr和Ll所成的会聚角为基准，示出观察同一面59的点P时的会聚角的变化。但是，在（Δα_R）、（Δα_L）大的中心部以外的区域内，其为与会聚角无关的量，成为在生理学方面不存在依据的值。

将这样的不存在生理学方面的依据的量即水平方向差作为评价函数直接使用时，为进行两眼观察的性能评价，存在以下问题。

1.P点和q点如蔡斯透镜的说明图那样必须处于同一对象面59。因此，除了对象面是与额平面平行的平面以外，水平方向差中，基准点按照到对象的距离变化并不能成为镜片整体的评价法。即没有像差的性质。

2.对象如蔡斯透镜那样是同一对象面59的情况下，成为单一的基准，具有像差的性质。然而，（α_R）、（α_L）、（Δα_R）、（Δα_L）变大的情况，对于正切值，具有相对于角度的非线性的性质，从而不能与由角度的差Δα_R-Δα_L表示的会聚角匹配。因此，水平方向差在视野周边部不具有生理学方面的依据。

3.虽然是同样的情况，但注视线54、55从水平面偏移时，也会与固有的会聚角变得不同。

根据以上说明的专利文献3的定义，不能成为对象整个面同样的定义，而成为在视野周边部不具有生理学方面的依据的评价函数。使用没有依据的不明确的定义进行两眼观察功能的评价是不适当的。

以下，进一步详细说明本发明中的基于光线追踪法的注视线和现实的注视线的差异。关于面平行方向，在眼球的发散、会聚极限内存在任意的比例对应关系。因此，在图11、图12的注视线13L₀’、13R₀’的面平行方向上总是能够穿过评价点12。在此，根据非专利文献15进行说明。设两眼同向运动量为θ、两眼异向运动量为μ、右眼运动量为M_R、左眼运动量为M_L时，赫林定律的等神经支配法则能够以下式表示。

θ+μ/2=M_R

θ-μ/2=M_L

于是，在眼球的发散、会聚极限内，任意的M_R、M_L能够由θ、μ实现。即，通过两眼同向运动和两眼异向运动使左右眼球任意地运动，由此在面平行方向上能够穿过评价点22。

但是，在面垂直方向上，左右眼球实际不能有意独立旋转。因此，乍一看如本发明的注视线的计算法那样，可认为眼球不能旋转。但是，通过运动，能够进行运动性融像的垂直性融像聚散，在帕努姆融像区域的面垂直方向上通过感知能够进行上述融像聚散。面垂直方向的融像存在阈值，但只有在非随意性时才是可能的。因此，通过基于光线追踪法的注视线，面垂直方向的会聚像差与现实的注视线不矛盾。但是，若阈值以上的垂直融像性聚散成为会聚像差的面垂直分量，则当然不能实现。本发明中的基于光线追踪法的注视线实施的计算法是用于判断能否实现的手段。

在本实施方式中，将以上的度数误差、剩余像散、会聚像差及不包含作为方向的向量的作为标量的棱镜度值，作为从属于对象-眼镜镜片-两眼球系统中的两眼观察方向上的对象评价点（通常在镜片整个面上在两眼观察方向上为1～10度间距，但也存在只在一部分左右某一侧有注视线的情况，该点也是评价点）的像差而算出。关于棱镜度，由色差带来的视力恶化不与棱镜度的差而与量成比例，因此不作为像差而直接使用。

从生物体的功能方面考虑会聚像差时，例如会聚潜伏期（輻輳潜時）为150～200ms，冲动性眼球运动在200ms约800度/秒，运动调节为350～400ms，瞳孔近视反应为400～450ms。该情况下，通常在对象的注视线移动中、在会聚和冲动性眼球运动组合而成的视差感应性会聚运动时，调节、瞳孔近视反应与会聚、冲动性眼球运动相比是一定的，或几乎没有变化。因此，会聚像差在穿过设计基准点的相交线以外，即在任意的镜片评价点，可以说都是比其他的像差、度数误差、剩余像散优先级更高的像差。关于视差感应性会聚运动，详细记载在TakagiM,etal."Adaptive change indynamic properties of human disparity-induced vergence",Invest Ophthalmol.Vis Sci,42,（2001）p1479-1486。即，从图11的对象12到图15的对象22之间，是跳跃时抑制起作用而不能看到的状态，从而相互成为短时间差的关系，像差的关系成立。

（6）第四步骤S4的详细说明（根据会聚像差、度数误差进行的视觉疲劳状态的情况区分）

判对于用于判断是处于舒适区域还是处于视觉疲劳区域的分类由以下事实确定：度数误差和会聚像差处于相对调节、相对会聚和垂直融像性聚散的1/3内。此外，度数误差的单位使用屈光度。另外，本发明中定义的会聚像差作为会聚角单位而采用米角（M.A.）或分单位（arcmin），或使用棱镜屈光度（符号为Δ）等。然而，当垂直融像性聚散和相对会聚的值将以相对调节的值来得到均匀化时，对于相对会聚和垂直融像性聚散中的每一者使用米角(M.A.)。相似地，是否是感觉性融像是这样判断的，即通过判断度数误差和会聚像差是否分别处于Panum的融像区域和焦点深度内。

这里，相对测定值受很多因素影响。相对测定值例如因亮度、会聚、调节的静态、动态适应、测定对象的空间频率等而有可能产生差异。因此，应在与主要眼镜使用环境同等的条件下进行测定。

另外，运动性融像、感知性融像具有空间各向异性。因此，根据眼位不同而不同，即在第一眼位、第二眼位、第三眼位不同。尤其在第三眼位，眼球根据利斯廷氏定律运动时，眼球水平轴变得不与包含图15的注视线13R与13L的中线和眼球间线段2的面平行。因此，两眼观察的性质即运动性融像、感知性融像中的相对会聚、垂直融像性聚散、帕努姆融像区域的区域形状在理论上、数学方面变得稍有不同。另外，在第三眼位，眼球运动的两眼同向运动和两眼异向运动也变得稍有不同，这种情况在理论上、数学方面能够预想到。但是，若眼球回旋运动与根据利斯廷氏定律的运动同时发生，则迄今为止的理论上、数学方面的结论也变得不成立。可认为以上的区域形状的变形的测定在本申请提出时还未实施。因此，在本发明中，用第一眼位的相对测定值代表其他的眼位的相对测定值。

还有一点，在第三眼位，存在眼球回旋的要素。当前，该效果还不能充分地定量解释。但是，能够观察到以运动性融像变得容易的方式回旋。当然，回旋的效果，即利斯廷氏定律本身不变化（最初利斯廷氏定律是与眼球的回旋无关系的法则），但对之后的剩余像散的计算及相对会聚值、相对调节值、后述视力的计算等有影响。在本发明中，不说明回旋的效果。在本发明中，使用单个的相对测定值即可，也可以使用标准的运动性融像区域、感知性融像区域。

运动性融像区域、感知性融像区域被很多研究者测定，如表1及表2所示。此外，这些结果依赖于对象的空间频率、对象距离、年龄、眼位等条件，由于个体差异非常大，所以成为参考值。根据这些结果能够理解在运动性融像和感知性融像中，在水平方向上大致上有10倍左右的差异，垂直方向上基本上有5倍左右的差异。

具体说，对于分类为是否处于舒适区域中或者视觉疲劳区域中，在将横轴限定为相对会聚(或者会聚角)、纵轴限定为运动性融像的垂直融像性聚散、进深轴限定为相对调节(或者仅仅为调节角度)的同时，考虑三维空间。此时，对于相对会聚，将正向相对会聚的1/3和反向相对会聚的1/3作为阈值，并将这些值与会聚像差的面平行分量进行比较。当会聚像差的面平行分量处于反向相对会聚的1/3和正向相对会聚的1/3的阈值内时，面平行分量处于横轴上的运动性舒适区域内。同时，对于垂直融像性聚散，在垂直融像性聚散作为阈值的情况下，与会聚像差的面垂直分量进行比较。当会聚像差的面垂直分量处于垂直融像性聚散的1/3的阈值内时，面垂直分量处于纵轴上的运动性舒适区域内。同时，对于相对调节，在正向相对调节和反向相对调节定义为阈值的情况下，与度数误差进行比较。当度数误差处于反向相对调节的1/3和正向相对调节的1/3的阈值内时，度数误差处于进深轴上的运动性舒适区域内。也就是说，当度数误差和会聚像差同时落于三个相对测定值内时，确定为运动性舒适区域。另一方面，如果相对测定值中的至少一个未被满足，则确定为不能融像区域。通过在各轴之间给予关系，例如，由具有等同于相对测定值的顶点的多面体围成的区域意味着相对舒适区域。由于垂直融像性聚散的性质，眼球沿垂直方向发散的现象还未被观察到。因此，相对测定值变成总计五个，并且由五面体的闭合表面围绕的空间是运动性舒适区域。顶点不精确地形成多面体，而是椭圆体。

例如，闭合表面由一表达式具体表示。当符号COMH、CONV、COMR、COML和COMD被定义为用于会聚像差的系数并且度数误差被定义为用于相对测定值的系数时，通过AREA1在闭合表面之间分类为舒适区域和视觉疲劳区域。

会聚像差的面水平分量为正值时的COMH

COMH=会聚像差的面平行分量/(反向相对会聚的1/3)

会聚像差的面水平分量为负值时的COMH

COMH=会聚像差的面平行分量/(正向相对会聚的1/3)

COMV=会聚像差的面垂直分量/(垂直融像性聚散的1/3)

度数误差为正值时的COMR

COMR=右眼的度数误差/(反向相对调节的1/3)

度数误差为负值时的COMR

COMR=右眼的度数误差/(正向相对调节的1/3)

度数误差为正值时的COML

COML=左眼的度数误差/(反向相对调节的1/3)

度数误差为负值时的COML

COML=左眼的度数误差/(正向相对调节的1/3)

COMD=COMR、COML中较大的一个

AREA1=以COMH、COMV、COMD作为因子的平方和的根

当AREA1小于1时，分类为舒适区域。当AREA1大于1时，分类为视觉疲劳区域。

当相似地考虑了三维空间时，对于是否为感觉性融像区域的分类基于以下条件来判断。也就是说，当会聚像差的面平行分量处于Panum融像区域的面平行分量内、并且会聚像差的面垂直分量处于Panum融像区域内、并且同时度数误差处于焦点深度内时，判断为感觉性融像区域。当上述阈值中的至少一个未被满足时，也可以判断其是运动性融像区域。在感觉性融像区域中，从定义不存在眼球运动。因此，感觉性融像区域在水平方向、垂直方向和深度方向上没有非对称性，并且形成八面体形状或者从各轴观察时可以看成椭圆形状的闭合表面。

更具体地说，沿会聚角的轴，与Panum融像区域的中面垂直的面平行分量的1/2被定义为感觉性融像区域的阈值。对于会聚像差，我们求取面平行分量，其是向垂直于中面的平面的投影分量，并包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线。会聚像差的面平行分量的值与会聚角的感觉性融像的阈值之间的差值被看作判定标准。关于调节轴，将焦点深度的1/2定义为感觉性融像的阈值。评价点处的平均度数误差与调节的感觉性融像的阈值之间的差值被定义为相对调节的感觉性融像的判定标准。沿运动性融像的垂直融像性聚散的轴，与Panum融像区域的中面平行的面垂直分量的1/2被定义为垂直融像性聚散的感觉性融像的阈值。对于会聚像差，我们求取面垂直分量，其是向平行于中面的平面的投影分量，并包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线。会聚像差的面垂直分量的值与垂直融像性聚散的感觉性融像的阈值之间的差值被定义为垂直融像性聚散的感觉性融像的判定标准。我们通过一具体表达式来表示上述闭合表面。当符号SENH、SENV、SENR、SENL和SEND分别被如下所示那样定义为会聚像差和度数误差的系数时，我们能够通过AREA2根据是处于闭合表面的内侧还是外侧来分类为感觉性融像区域和其它区域(例如，运动性融像区域)。

SENH=会聚像差的面平行分量/PanumH

SENV=会聚像差的面垂直分量/PanumV

SENR=(右眼的度数误差/PanumD)的绝对值

SENL=(左眼的度数误差/PanumD)的绝对值

SEND=SENR和SENL中较大的一个

AREA2=以SENH、SENV和SEND作为因子的平方和的平方根

当AREA2小于1时，分类为感觉性融像区域。当AREA2大于1并且不在视觉疲劳区域内时，分类为运动性舒适区域。PanumH、PanumV和PanumD分别表示中央窝处的Panum融像区域的面平行分量的1/2、面垂直分量的1/2和焦点深度的1/2。

(7)围绕步骤S5的说明(评价函数的计算步骤)

在步骤S4中，我们在评价点处进行感觉性融像区域、运动性舒适区域和视觉疲劳区域的分类。在步骤S5中，我们根据相应的分类，通过添加各评价点处的视觉疲劳函数，来计算评价函数。

评价函数与视觉疲劳函数之间的关系如下。即，用于最佳化计算的评价函数被定义为在对象的评价点处通过包括相对测定值作为因子的评价函数的平方和加法运算所求得的函数。该关系通过以下方程式(1)表示。

在方程式(1)中，Wi表示在双眼视觉方向上表示的对象的第i个评价点处的权重。在以下，后缀i表示第i个评价点，而n表示从每个评价点穿过左右镜片中的至少一个的评价点的数量。权重根据眼镜的各点(评价点)处的使用条件的重要性而变化。当然，设计基准点的权重大，而镜片的周缘部分的权重小。通常，镜框通过热或者眼镜钳而变形。然而，存在不可变形的镜框，即，限定镜片形状的镜框。在这种情况下，通过降低镜片的周缘部分处的权重Wi，而变得更容易使镜片变形。当然，优选的是变形的权重在设计基准点处大，而在镜片的周缘部分处小。视觉疲劳函数的i是第i个评价点的视觉疲劳函数。

评价点i的(视觉疲劳函数)i根据感觉性融像区域、运动性舒适区域和视觉疲劳区域而按如下方式表示。

在感觉性融像区域中，(视觉疲劳函数)i=0。

在运动性舒适区域和视觉疲劳区域中，(视觉疲劳函数)i=FUNC的常用对数。

更具体地说，

如果会聚像差的面平行分量DFh是正值，则

VFH=(DFh-PanumH)/(反向相对会聚的1/3-PanumH)

如果会聚像差的面平行分量Dh是负值，则

VFH=(DFh+PanumH)/(正向相对会聚的1/3+PanumH)

如果会聚像差的面垂直分量DFv始终是负值，则

VFV=(DFv+PanumV)/(垂直融像性聚散的1/3+PanumV)

如果右眼的度数误差PowR为正值，则

VFR=(PowR-PanumD)/(反向相对调节的1/3-PanumD)

如果右眼的度数误差PowR为负值，则

VFR=(PowR+PanumD)/(正向相对调节的1/3+PanumD)

如果左眼的度数误差PowL为正值，则

VFL=(PowL-PanumD)/(反向相对调节的1/3-PanumD)

如果左眼的度数误差PowL为负值，则

VFL=(PowL+PanumD)/(正向相对调节的1/3+PanumD)

VFD=VFR和VFL中的较大一个

DVF=VFH、VFV、VFD的平方和的平方根

函数FUNC按如下方式定义，以在Panum融像区域的闭合表面上设定为0，而在相对测定值的闭合表面上设定为1。

FUNC=9×DVF+1

根据Weber定律，与运动性舒适区域和视觉疲劳区域对应的评价点i的(视觉疲劳函数)i通过以下方程式表示。

(视觉疲劳函数)i=FUNC的常用对数

PanumH、PanumV和PanumD表示中央窝处的Panum融像区域的水平分量的1/2、垂直分量的1/2和焦点深度的1/2。视觉疲劳函数通过从左右注视线的会聚像差和度数误差算出。然而，存在细小的区域，其中只存在一个注视线，从而不能算出视觉疲劳函数。在这种情况下，以从双眼求得的最大视觉疲劳函数值替代视觉疲劳函数，或者使用这样的视力函数，其包括作为单眼的像差的专利文献中的色差、残留畸变和专利文献1的视力函数。由于单眼的区域在双眼视觉区域的最佳化计算期间是排他的，所以即使它被添加至评价函数，也不存在不良影响，比如像差的分布。

通过使用方程式(1)作为评价函数，在左右镜片的形状略微改变的同时，通过重复步骤S2到S5，而执行取决于最佳化计算的最小值的计算。当作为最佳化计算的结果而满足了期望的会聚条件时，评价点的设定值得到确定。然后程序前进至步骤S6。当已对所有评价点执行了计算时，程序前进至步骤S6。

现在将简单说明重复步骤的效果。评价函数的降低与视觉疲劳函数通过步骤的重复程序得到的降低是同义的。视觉疲劳函数的降低意味着融像区域的变宽。也就是说，方程式(2)发挥作用，使得变小至达到能够进行双眼观察的程度。作为结果，发挥功能使得视觉疲劳的降低使融像区域扩大并且立体视觉的条件能够得到满足。因此，视觉疲劳变得难以发生，并且变得能够轻松地识别对象。

（8）第六步骤S6的详细说明（最优解的再检查工序）

在此，对第五步骤S5中得到的镜片形状进行再检查。尤其在镜片设计基准点附近的感知性融像的范围小时，眼球始终运动，不休息。因此，容易引起视觉疲劳，作为眼镜是不适当的。具体而言，在两眼观察方向上是例如约3度以上。向镜片投影时，以设计标准点为中心，直径成为例如约5mm以上。即使在眼镜镜片的设计标准点的稳定的处方测定中，也需要这种程度的宽度。因此，例如不满足3度、或5mm的条件时（第六步骤S6中的判断为“否”的情况下），判断为不适合作为眼镜镜片，不能设计，本流程结束。满足该条件时（第六步骤S6中的判断为“是”的情况下），处理进入第七步骤S7。在第七步骤S7中，确定左右的眼镜镜片的形状。

如上所述确定设计值之后，基于光学设计值进行通常的镜片加工，从而能够提供本发明的实施方式的眼镜镜片。

〔3〕实施例（散光度数0D的例子）

以下，对利用上述实施方式的眼镜镜片评价方法评价的实施例进行说明。

（1）实施例1

在该例中，列举了左右眼镜镜片都是球面度数-4D、散光度数0D的情况下的与两眼视力关联的计算例。计算结果如图18～图21所示。该例是单焦点眼镜镜片的评价例，未进行最优化的反复计算。对象采用上述本实施方式中已说明的坐标系中的以观察方向的原点1为中心的半径无限大的眼前半球面。即远视时进行评价。眼镜镜片是通用的双面非球面镜片，通过专利文献2的视力函数进行良好地修正。为明确本发明的评价方法的效果，使镜片的前倾角、俯仰角、镜片的偏心为0。从角膜顶点到眼球旋转中心的距离为27.7mm，阿贝数为32，镜片直径为75mm，瞳孔间距离为62mm。相对测定值使用了30岁的平均值。作为30岁的正向相对会聚、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，分别使用-1.7MA、0.75MA、-1.58D、0.5D和-0.65MA。

图18-21是一组的四幅图，并且示出了镜片的各评价点处的以下评价。在这些图中，横轴和纵轴均是双眼视觉方向。横轴是水平方向，而纵轴是垂直方向。角度的单位是度。图18示出了面平行方向上的会聚像差。图19示出了面垂直方向上的会聚像差。在图18和19中的每一个中，单位是棱镜屈光度。图20示出了穿过双眼的眼镜镜片的融像状态。在图21中，最高的环形区域表示表示视觉疲劳区域的分布，灰色区域内的倾斜表面的区域表示运动性舒适区域的分布，而倾斜表面区域内的平坦区域表示感觉性融像区域的分布。图21表示视觉疲劳函数值。没有使用单位。从图18和19，会聚像差的面平行分量和面垂直分量中的每一个极小，并且在几乎所有区域中都小于或者等于0.005Δ。因此，在图20所示的融像状态中，感觉性融像区域占据双眼视觉方向的几乎整个区域。因此，关于图21所示的视觉疲劳函数，取得几乎在整个区域中没有视觉疲劳的视野。在靠近设计基准点的中心区域中，视力函数对于左右眼中的每一个都为零(但是在这里未示出)，并且是负的，因为融像即双眼视觉的条件成立。

(2)实施例2(左右球面屈光度之间的差异大于或等于-2D的实施例)

接下来，作为实施例2，进行了一般被定义为屈光参差（左右大于或等于-2D）的眼镜镜片的评价。在该实施例中，右眼用眼镜镜片的球面度数为-4D，散光度数为0D，即右眼用眼镜镜片与上述实施例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。该实施例也是眼镜镜片评价的实施例，不为了最佳化进行重复计算。图22是面平行方向上的会聚像差，图23是面垂直方向上的会聚像差，图24是穿过两眼的眼镜镜片的注视视野，图25是两眼视力函数的值，而单位分别与图18～图21相同。

从图22和23，会聚像差的面平行分量和面垂直分量同样地大。因此，在图24所示的融像状态中，当根据专利No.4158906求取感觉性融像区域的有效视角时，得到大约4度的角度，并且它确实是窄视野。由于它窄于5度，设计不能实现，并且不适于正常使用。可以说，由于中心部分中的感觉性融像区域小，眼球不能维持稳定状态。作为结果，得到支持的是左右之间具有-2D的差值的眼镜镜片容易引起视觉疲劳。在该实施方式中(2)，被归为这样的分类，其中在上述步骤S6中对于镜片形状的调查程序中感觉性融像区域小。虽然，传统上，通过倍率来论述屈光参差的镜片，但是可能出现可能发生视觉疲劳的问题，因为感觉性融像因会聚像差而变小。此外，舒适区域表示相对测定值的水平和垂直分量之间的差异引起的各向异性。对于常用的镜片，图25示出的视觉疲劳函数是有局限的，原因是窄的感觉性融像区域和舒适区域。当根据专利No.4158906计算舒适区域的有效角度时，有效角度为32度，并且是窄的视野。

(3)实施例3(20度的仰角的实施例)

作为实施例3，镜框具有仰角的会聚像差被算出。在该实施例中，包括球面当量和圆柱度数在内的条件与上述实施例1中使用的镜片的相同，并且20度的仰角被添加来评价仰角具有多大的影响。该实施例也是用于评价眼镜镜片的实施例，没有进行最佳化重复计算。图26示出了面平行方向上的会聚像差，而图27示出了面垂直方向上的会聚像差。图28示出了穿过双眼的眼镜镜片的融像状态。图29示出了视觉疲劳函数。这些图中的单位相同于图18-21中的那些。

在该实施例中，特征是图26所示的会聚像差的面平行方向远大于图27所示的面垂直方向。因此，当计算图28所示融像状态中的感觉性融像区域中的有效视角时，有效视角为零。这比实施例2差，并且不适于使用。舒适区域未被找到。因此，在佩戴者静止地观看前方时还不错，然而，可以预期的是，当佩戴者行走或者移动眼球而不移动头部时，佩戴者具有不舒服感。这是因为佩戴者在双眼视觉方向上没有深度感的范围大。如上所述，根据本发明的评价方法，通过将该不舒服感考虑为感觉性融像区域和运动性舒适区域的降低，量化成为可能。此外，关于图29所示的视觉疲劳函数，舒适区域的视觉为0度。通过与实施例2进行比较，将该明白的是，与实施例2相比，是镜片引起极度的疲劳。具体说，与屈光参差的镜片相比，视觉疲劳较大，并且仰角对眼镜镜片的影响非常大。

(4)实施例4(对于眼镜镜片进行了最佳化的实施例)

在实施例4中，包括球面当量、圆柱度数和仰角在内的条件相同于实施例3的那些。在该情况下，通过在所有镜片评价点处添加视觉疲劳函数所取得的函数被用作使镜片形状最优化的评价函数。也就是说，在执行步骤S2到S5的重复计算的同时，通过改变眼镜镜片的凸、凹形状，来使评价函数最小化。图30-33示出了结果。图30示出了面平行方向上的会聚像差，而图31示出了面垂直方向上的会聚像差。图32示出了穿过双眼的眼镜镜片的融像状态，而图33示出了视觉疲劳函数的值。这些图的单位相同于图17-20的那些。

与实施例3相比，可以看出，图30和31所示会聚像差的面平行分量和面垂直分量都得到显著的改善。此外，图32所示的融像状态也得到极大的改善，并且当计算感觉性融像区域的有效视角时，视角为18度。与图28所示实施例3的结果相比，运动性舒适区域(黑区)和感觉性融像区域(白区)都变宽。图33所示视觉疲劳函数的舒适区域的视角是61度。可以说，对于眼镜镜片和HMD能够实现双眼视觉的角度是55度。因此，作为眼镜镜片的双眼视觉是可能的。与实施例3的图29相比，各向异性也得到缓和。也就是说，根据使用本发明所提出的评价函数的最佳化，会聚像差得到了改善。作为结果，融像状态得到显著的改善，并且取得了适合于通常使用的眼镜镜片。

如上所述，根据本发明，通过使用包括相对测定值在内的视觉疲劳函数，使眼镜镜片的双眼视觉的定量评价成为可能，并且双眼视觉的融像性能得到增强。此外，由于在佩戴前能够估算出现多少视觉疲劳，佩戴的风险能够得到降低。应该注意的是，本发明并不局限于此所描述的实施例，但是能够在本发明的范围内变化。

Claims (9)

1.一种用于设计眼镜镜片的制造方法，

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，所述方法包括如下步骤：

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；以及

基于所述光学设计值来制造所述眼镜镜片，

其中，当所述视觉疲劳函数被限定为随着融像区域变宽所述视觉疲劳函数时，所述确定眼镜镜片的光学设计值的步骤包括如下步骤：反复进行收敛的计算，直到查不出评价函数的最小的评价值或评价函数实质变少的系数的组合；以及

其中，所述收敛的计算完成时所获得的光学设计值被设定为由所述确定眼镜镜片的光学设计值的步骤所确定的光学设计值。

2.如权利要求1所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，其中，所述相对测定值包括所述正向相对调节和所述反向相对调节中的至少一者或者两者。

3.如权利要求1所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，其中，所述相对测定值包括所述垂直融像性聚散。

4.如权利要求1所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，

其中，当考虑横轴、纵轴和深度被分别定义为会聚角、运动性融像的垂直融像性聚散、和调节的三维空间，以参考作为视觉疲劳函数的阈值的相对测定值的1/3来分类成舒适区域和视觉疲劳区域时，所述视觉疲劳函数将所述相对测定值包括为因子，向所述舒适区域和所述视觉疲劳函数的分类是参考它是第一闭合表面的内侧还是外侧来进行的，所述第一闭合表面的阈值是所述相对测定值的1/3。

5.如权利要求4所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，

其中，当考虑横轴、纵轴和深度被分别定义为会聚角、运动性融像的垂直融像性聚散、和调节的三维空间，以将所述舒适区域进一步分类成感觉性融像区域和除感觉性融像区域外的运动性舒适区域时，参考它是第二闭合表面的内侧还是外侧来分类成所述感觉性融像区域和所述运动性舒适区域，所述第二闭合表面的阈值是Panum融像区域的水平分量的1/2、垂直分量的1/2和焦点深度的1/2。

6.如权利要求5所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，

还包括：

沿所述会聚角的轴将所述相对测定值的正向相对会聚或者反向相对会聚的1/3定义为会聚角的运动性舒适区域的阈值；

确定会聚像差，该会聚像差被定义为评价点处的会聚角与会聚角基准值之间的差值，所述会聚角基准值是穿过眼镜镜片的基准点的注视线的会聚角；

对于所述会聚像差，确定面平行分量，该面平行分量是向垂直于中面的平面的投影分量，并且包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线；

将所述会聚像差的面平行分量的值与所述会聚角的运动性舒适区域的阈值之间的差值定义为所述相对会聚的运动性舒适区域的判定标准；

沿所述调节轴将所述相对测定值的正向相对调节或者反向相对调节的1/3定义为所述调节的运动性舒适区域的阈值；

将在评价点处取得的平均度数误差与所述调节的运动性舒适区域的阈值之间的差值定义为所述相对调节的运动性舒适区域的判定标准；

沿所述运动性融像的垂直融像性聚散的轴，将所述相对测定值的垂直融像性聚散的1/3定义为垂直融像区域的运动性舒适区域的阈值；

对于所述会聚像差，确定面垂直分量，该面垂直分量是向平行于中面的平面的投影分量，并且包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线；

将所述会聚像差的面垂直分量的值与所述垂直融像性聚散的运动性舒适区域的阈值之间的差值定义为所述垂直融像性聚散的运动性舒适区域的判定标准；

当COMH、COMV、COMR、COML和COMD表示相对于所述会聚像差的系数，而所述度数误差表示相对于所述相对测定值的系数时，AREA1限定第一闭合表面的内侧或者外侧，并在AREA1小于1时分类为舒适区域，而在AREA1大于1时分类为视觉疲劳区域，其中，

在所述会聚像差的水平分量为正值时定义的COMH为：

COMH＝会聚像差的面平行分量/(反向相对会聚的1/3)，

在所述会聚像差的水平分量为负值时定义的COMH为：

COMH＝会聚像差的面平行分量/(正向相对会聚的1/3)，

COMV＝会聚像差的面垂直分量/(垂直融像性聚散的1/3)

在度数误差为正值时定义的COMR为：

COMR＝右眼的度数误差/(反向相对调节的1/3)

在度数误差为负值时定义的COMR为：

COMR＝右眼的度数误差/(正向相对调节的1/3)

在度数误差为正值时定义的COML为：

COML＝左眼的度数误差/(反向相对调节的1/3)

在度数误差为负值时定义的COML为：

COML＝左眼的度数误差/(正向相对调节的1/3)

COMD＝COMR和COML中较大的一个

AREA1＝以COMH、COMV、COMD作为因子的平方和的根。

7.如权利要求5所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，

还包括：

将垂直于Panum融像区域的中面的面平行分量的1/2定义为会聚角的感觉性融像阈值；

确定会聚像差，所述会聚像差被定义为评价点处的会聚角与会聚角基准值之间的差值，所述会聚角基准值是穿过眼镜镜片的基准点的注视线的会聚角；

对于所述会聚像差，确定面平行分量，所述面平行分量是向垂直于中面的平面的投影分量，并包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线；

将所述会聚像差的面平行分量的值与所述会聚角的感觉性融像阈值之间的差值定义为所述相对会聚的感觉性融像的判定标准；

沿所述调节轴将所述焦点深度的1/2定义为所述调节的感觉性融像阈值；

将评价点处的平均度数误差与所述调节的感觉性融像阈值之间的差值定义为所述相对调节的感觉性融像的判定标准；

沿所述运动性融像的垂直融像性聚散的轴，将平行于Panum融像区域的中面的面垂直分量的1/2定义为垂直融像性聚散的感觉性融像阈值；

对于所述会聚像差，确定面垂直分量，该面垂直分量是向平行于中面的平面的投影分量，并且包括求得评价点处的会聚角的注视线的中线；

将所述会聚像差的面垂直分量的值与所述垂直融像性聚散的感觉性融像阈值之间的差值定义为所述垂直融像性聚散的感觉性融像的判定标准；

当SENH、SENV、SENR、SENL和SEND表示相对于所述会聚像差的系数，而所述度数误差表示相对于所述相对测定值的系数时，AREA2限定第二闭合表面的内侧或者外侧，在AREA2小于1时分类为感觉性融像区域，而在AREA2大于1且不是视觉疲劳区域时分类为运动性舒适区域，其中，

SENH＝会聚像差的面平行分量/PanumH

SENV＝会聚像差的面垂直分量/PanumV

SENR＝(右眼的度数误差/PanumD)的绝对值

SENL＝(左眼的度数误差/PanumD)的绝对值

SEND＝SENR和SENL中较大的一个

AREA2＝以SENH、SENV和SEND作为因子的平方和的根

PanumH、PanumV和PanumD分别表示中央窝处的Panum融像区域的水平分量的1/2、垂直分量的1/2和焦点深度的1/2。

8.如权利要求1所述的用于设计眼镜镜片的制造方法，

其中，所述评价函数和所述视觉疲劳函数具有由以下方程式(1)限定的关系：

其中，在所述方程式(1)中，Wi表示在双眼视觉方向上表现的对象的第i个评价点处的权重，所述权重意味着由包括所述眼镜镜片的第_i个评价点在内的区域中的佩戴状态的重要性确定的系数，并且视觉疲劳函数_i取用由以下根据感觉性融像区域、运动性舒适区域和视觉疲劳区域示出的值，

在感觉性融像区域中，

视觉疲劳函数_i＝0

在运动性舒适区域和视觉疲劳区域中，

视觉疲劳函数_i＝FUNC的常用对数

其中，

当会聚像差的面平行分量DFh为正值时，

VFH＝(DFh-PanumH)/(反向相对会聚的1/3-PanumH)

当会聚像差的面平行分量DFh为负值时，

VFH＝(DFh+PanumH)/(正向相对会聚的1/3+PanumH)

当会聚像差的面垂直分量始终为负值时，

VFV＝(DFv+PanumV)/(垂直融像性聚散的1/3+PanumV)

当右眼的度数误差PowR为正值时，

VFR＝(PowR-PanumD)/(反向相对调节的1/3-PanumD)

当右眼的度数误差PowR为负值时，

VFR＝(PowR+PanumD)/(正向相对调节的1/3+PanumD)

当左眼的度数误差PowL为正值时，

VFL＝(PowL-PanumD)/(反向相对调节的1/3-PanumD)

当左眼的度数误差PowL为负值时，

VFL＝(PowL+PanumD)/(正向相对调节的1/3+PanumD)

VFD＝VFR和VFL中的较大一个

DVF＝以VFH、VFV和VFD作为因子的平方和的根

为了将Panum融像区域的闭合表面的点定义为0，并且将相对测定值的闭合表面的点定义为1，将函数FUNC定义为：

FUNC＝9×DVF+1

其中，PanumH、PanumV和PanumD分别表示中央窝处的Panum融像区域的水平分量的1/2、垂直分量的1/2和焦点深度的1/2。

9.一种眼镜镜片制造系统，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，

所述眼镜镜片制造系统包括：

测定装置，用于测定相对测量值；

所述订购侧计算机；

制造侧计算机；和

镜片加工装置，

其中，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，所述信息包括由所述测定装置所测定的正向相对会聚和反向相对会聚中的至少一者或两者；

其中，所述制造侧计算机包括：

数据输入部，输入包括从订购侧计算机发出的相对测定值在内的数据；

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；和

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，

其中，所述镜片加工装置基于所输入的数据进行切削、研磨加工。