CN108107605A - 框架眼镜适配性的检测和评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种框架眼镜适配性的检测及评估方法,是为实时检测和评估框架眼镜与配镜者头面部的适配效果而设计的。本方法是在适配框架眼镜和配镜者头面部皮肤上分别设置坐标点和位移测量点,在配镜者进行习惯性活动后,读取各测量点的偏移数据,并与配镜者验光数据一同代入数学模型进行运算后,综合评估其适配性。本方法是在视光学配镜科学技术领域中的首创性应用,是框架眼镜适配效果评估技术的突破,它为建立可遵循的、客观一致的配镜评估标准提供了重要的理论验判依据和操作流程,对保护人类视力发育和提高视觉功能方面做出了重要贡献。本发明方法技术科学、测量精准,操作方便,适用于不同环境下对配镜者头面部适配性的综合检测和评估,其应用可大幅度减少眼镜不适配的情况发生,社会效益和经济效益巨大。
Description
技术领域
本发明涉及一种框架眼镜适配性的检测和评估方法,适用于实时检测和评估框架眼镜与配镜者头面部的适配性。
背景技术
眼镜是矫正眼球屈光、保护眼睛健康和提高视觉功能的一种特殊的医疗器具,是眼视光学中的重要光学矫正工具。现阶段眼镜的制作均是按照国家配装眼镜标准(GB10810.1-2005《眼镜镜片》、GB/T14214-2003《眼镜镜架》和GB13511-1999《配装眼镜》)进行的。在目前的配镜过程中,有一个未被足够重视而又广泛存在的问题,就是框架眼镜与配镜者之间的不适配。主要原因一是眼镜在配镜者头面部的接触性支撑与理想的理论眼镜支撑设计有偏差,眼镜支撑的不稳定会使眼镜镜片的光学中心与瞳孔发生偏离,从而影响眼镜的视觉效果;二是眼镜验配主要是跟据验光处方中的屈光度、左眼瞳距、右眼瞳距、左眼瞳高和右眼瞳高等数据进行的,然而实践证明,这些数据并不能有效地保证验配眼镜的使用效果,难以满足眼镜与配镜者头面部间的良好匹配,只能依靠验光师及配镜者的主观感受,通过手动进行调整。目前,尽管各种可调节眼镜不断问世,但依然没有一个评估眼镜实际适配效果的客观统一的标准,没有针对框架眼镜与配镜者头面部接触稳定性的检测方法。
发明内容
本发明的目的就是提供一种框架眼镜适配性的检测和评估方法,该方法能实时地测量框架眼镜的支撑稳定状况,并以此科学评估配镜者的适配效果。
本框架眼镜适配性的检测和评估方法旨在眼镜适配的过程中,在框架眼镜和配镜者头面部皮肤上分别设置坐标点和位移测量点,在配镜者进行习惯性活动或完成标准动作后,读取各位移测量点与对应坐标点间的偏移数据,并与配镜者验光数据一同代入数学模型进行运算,然后根据计算结果,综合评估该框架眼镜与配镜者是否适配,最终,再结合配镜者的年龄、身体和职业等情况,为配镜者提出科学依据充分的配镜建议。
本框架眼镜适配性的检测和评估方法是在视光学配镜科学技术领域中的首创性应用,是验配框架眼镜适用效果评估技术的飞跃性突破,它为建立可遵循的、客观一致的配镜评估标准提供了重要的理论验判依据和操作流程,对保护人类视力发育和提高视觉功能方面做出了重要贡献。本发明方法技术科学、测量精准,操作方便,适用于不同环境下对配镜者头面部适配性的综合检测和评估,其使用可大幅度减少眼镜不适配的情况发生,社会效益和经济效益巨大。
附图说明
图1为坐标贴尺示意图。
图2为定位贴尺示意图。
图3为角度坐标贴尺示意图。
图4为定位直尺示意图。
图5A、5B为镜架上正、侧面贴尺定位示意图。
图6A、6B为镜架相对正、侧面定位贴尺位移后示意图。
图7A、7B和7C为镜架相对正、侧面定位贴尺位移后局部放大示意图。
具体实施方式
参照附图,通过实施例对本发明内容进一步说明:
本框架眼镜适配性的检测和评估方法的操作步骤如下:
步骤一、如图1、2和5A所示,将框架眼镜调整至配镜者眼部正前位置,将一对设有坐标线、七个等距2mm的同心圆测圈的、圆形透明贴纸状的坐标贴尺1分别粘贴于左、右镜框上缘的位置上,贴尺的中心点与镜框上缘线对齐;再将一对圆形的、软性贴纸状的定位贴尺2分别粘附于配镜者的皮肤上,并使定位贴尺2与坐标贴尺1中心点的投影重合。
贴尺的设计用于测量试镜架偏位后光学中心的偏移程度,因为在瞳孔区粘附贴尺比较困难,所以取镜框上下左右边框上的四个位点进行实际检验,检验结果为镜框上缘与镜片光学中心偏移程度的相关性最高,故将正面的坐标贴尺1粘贴于镜框上缘。
步骤二、如图1、2和5B所示,将一对设有原点线5、12mm定位线6和十五个等距1mm测量格线的定位直尺4粘贴于两侧镜腿上,原点线5对准镜架铰链处;将一对设有坐标线、七个等距2mm的同心圆测圈、纵、横角度线、圆形透明贴纸状的角度坐标贴尺3分别粘贴于两侧镜腿距镜脚弯距离L的位置上,贴尺的水平坐标线与镜腿对齐;再将一对定位贴尺2分别粘附于配镜者的皮肤上,并使定位贴尺2与角度坐标贴尺3中心点的投影重合。
步骤三、请配镜者按日常行为习惯活动一定的时间,或完成一些指定动作如挑眉、示齿等面部表情变化,以及点头、摇头、转头及保持低头状态一定时间等头部活动。
步骤四、如图6A至7C所示,配镜者活动一定时间后,读取定位直尺4的镜、眼距离,以及各定位贴尺(2)对应坐标贴尺(1)和角度坐标贴尺(3)间的偏移数据;
步骤五、将上述读取的偏移数据与配镜者验光数据一同代入数学模型进行运算,然后结合计算结果,综合评估该眼镜与配镜者是否适配:
正面视轴与光学中心偏离产生棱镜度的数学模型为:
Px=-x·Φs+(y·cosα0-x·sinα0)·Φc·sinα0
Py=-y·Φs+(x·sinα0-y·cosα0)·Φc·cosα0
其中,以面对配镜者建立XY坐标系,配镜者左侧为X方向正轴,右侧为X方向负轴,上方为Y轴正轴,下方为Y轴负轴。Px为正面镜圈水平偏移产生的棱镜度效应;Py为正面镜圈垂直偏移产生的棱镜度效应;Φs为镜片的球镜度;Φc为柱镜片的柱镜度(D);α0为轴位;x为正面镜圈水平偏移值(cm);y为正面镜圈垂直偏移值(cm);Px和Py得出的正值负值为棱镜的底向,正值朝向正轴,负值朝向负轴。
根据TCA=P/v=CF/v[TCA为横向色差(Δ);P为棱镜度效应(Δ);C为镜圈偏移值(cm);F为屈光力(D);v为镜片材料的阿贝数]可得出横向色差的值,其平均阈值为0.1Δ,大于0.1Δ可能会引起配镜者戴镜者的不适感。
侧面镜角距离数学模型为:
FB=FA/(1-dFA)
其中,d为侧面镜腿水平偏移值(m);FA为眼镜位置不发生偏移情况下的原始屈光力(D);FB为眼镜位置发生偏移情况下的实际屈光力(D);
根据合格的眼镜镜角距(M)限制在12mm以内,以眼镜镜片不触碰到睫毛以及面部突出部位为宜,大于12mm或者镜片碰触到面部突出部位,均会引起戴镜者的舒适度降低以及度数的变化。
侧面前倾角变化的数学模型为:
θ2=arccos{[(L-d)2+L2-r2]/2L(L-d)}
前倾角改变造成的度数变化为:
新的总前倾角θ=θ1+θ2
θ1是眼镜平放时的前倾角(D),θ2是镜片移动后增加的倾斜角(D),θ是镜片的总前倾角(D);L为角度坐标贴尺粘贴点距镜脚弯的距离(50mm);d为侧面镜腿水平偏移值(mm);r为侧面定位贴尺2直线移动的距离(mm)。
一般镜面前倾角在8°~15°为宜,镜面要尽可能的与视轴相垂直,以提供较大的垂直视场。任何角度的倾斜都可轻度的增加球镜的力量,并附带斜散光的光学效应。若前倾角变化过大,会导致镜片度数不匹配的同时产生地面变形感,影响配镜者的正常生活。
最后,根据配镜者年龄、身体和职业等情况,为配镜者提出科学依据充分的配镜建议。
实施例1:屈光不正配镜者的验光结果为右眼-6.00DS,镜片原始倾斜角为8°,即Φs=-6.00DS,Φc=0,α0=0°,θ1=8°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm;对该配镜者实施上述方法步骤一至四的操作后,侧面角膜顶点距镜片未超出12mm,读取正面镜圈的偏移值为右眼向下6mm,即y=0.6cm x=0cm,侧面镜腿的偏移值为向前挪动3mm,即d=-0.003m,位移前后的直线距离为5mm,即r=5mm并代入公式计算:
Px=-x·Φs+(y·cosα0-x·sinα0)·Φc·sinα0=0
Py=-y·Φs+(x·sinα0-y·cosα0)·Φc·cosα0=3.6Δ
FB=FA/(1-dFA)=-6/(1-0.018)=-6.11DS
θ2=arccos{[(L-d)2+L2-r2]/2L(L-d)}=4.5°
θ=12.5°
若一副眼镜镜片的阿贝数为20,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为3.6Δ,则TCA=0.18Δ,大于0.1Δ,FB为-6.11DS,屈光增加了11度,眼镜偏移产生的总前倾角小于15°,结论是不适配。
假设配镜者为13岁学生,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0,则建议更换眼镜或选择阿贝数高的镜片,以满足其日常生活学习需求。
实施例2:屈光不正配镜者的验光结果为双眼+4.00DS,镜片原始倾斜角为15°,即Φs=+4.00DS,Φc=0,α0=0°,θ1=15°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm;对该配镜者实施上述方法步骤一至四的操作后,读取侧面角膜顶点距离镜片为12mm,正面镜圈的偏移值为左、右均向下4mm,即y=0.4cm x=0cm,侧面镜腿的偏移值为向前挪动5mm,即d=-0.005m,位移前后的直线距离为6mm,即r=6mm并代入公式计算:
Px=-x·Φs+(y·cosα0-x·sinα0)·Φc·sinα0=0
Py=-y·Φs+(x·sinα0-y·cosα0)·Φc·cosα0=1.6Δ(棱镜底朝向y轴负轴)
FB=FA/(1-dFA)=4/(1+0.02)=3.92DS
θ2=arccos{[(L-d)2+L2-r2]/2L(L-d)}=3.6°
θ=18.6°
若一副眼镜镜片的阿贝数为60,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为1.6Δ,则TCA=0.027Δ,小于0.1Δ,FB为3.92DS,屈光减少了8度,眼镜偏移产生的总前倾角大于15°。
假设配镜者为25岁驾驶员,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0,则该副眼镜与配镜者不适配,不能够满足其日常工作需求。由于配镜者工作性质对于视力要求高,建议该配镜者更换镜架。
实施例3:屈光不正配镜者的验光结果为右眼-6.00DS+2.00DC×40°原始倾斜角为10°,即Φs=-6.00DS,Φc=2.00DC,α0=40°,θ1=10°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm;对该配镜者实施上述方法步骤一至四的操作后,侧面角膜顶点距离镜片小于12mm,读取正面镜圈的偏移值为向下6mm,向外侧3mm,即y=0.6cm,x=0.3cm,侧面镜腿的偏移值为向前挪动3mm,即d=-0.003m,位移前后的直线距离为4mm,即r=4mm并代入公式计算:
Px=-x·Φs+(y·cosα0-x·sinα0)·Φc·sinα0=2.14Δ
Py=-y·Φs+(x·sinα0-y·cosα0)·Φc·cosα0=3.43Δ
P=√(Px2+Py2)=4.04Δ
FBS(实际球镜屈光力)=FAS(原始球镜屈光力)/(1-dFAS)=-6/(1-0.006)=-6.04DS
FBC(实际柱镜屈光力)=FAC(原始柱镜屈光力)/(1-dFAC)=2/(1+0.002)=1.996DC
θ2=arccos{[(L-d)2+L2-r2]/2L(L-d)}=2.95°
θ=12.95°
若一副眼镜镜片的阿贝数为50,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为4.04Δ,则TCA=0.08Δ,小于0.1Δ,新的度数为-6.04DS+1.996DC×40°,镜片球镜柱镜改变较小,眼镜偏移产生的总前倾角小于15°。
假设配镜者为34岁文案工作者,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0。若配镜者没有佩戴眼镜上的其他不适,则该副眼镜与配镜者适配,能够满足其日常工作需求。
Claims (9)
1.一种框架眼镜适配性的检测和评估方法,其特征在于本方法旨在眼镜适配的过程中,在框架眼镜和配镜者头面部皮肤上分别设置坐标点和位移测量点,在配镜者进行习惯性活动或完成标准动作后,读取各位移测量点与对应坐标点间的偏移数据,并与配镜者验光数据一同代入数学模型进行运算,然后根据计算结果,综合评估该框架眼镜与配镜者是否适配,最终,再结合配镜者年龄、身体和职业等情况,为配镜者提出科学依据充分的配镜建议。
2.根据权利要求1所述的框架眼镜适配性的检测和评估方法,其特征在于本方法的具体操作步骤如下:
步骤一、将框架眼镜调整至配镜者眼部正前位置,将一对设有坐标线、等距的同心圆测圈、圆形透明贴纸状的坐标贴尺(1)分别粘贴于左、右镜框上缘的位置上,贴尺的中心点与镜框上缘线对齐;再将一对圆形的、软性贴纸状的定位贴尺(2)分别粘附于配镜者的皮肤上,并使定位贴尺(2)与坐标贴尺(1)中心点的投影重合;
步骤二、将一对设有原点线(5)、12mm定位线(6)和等距测量格线的定位直尺(4)粘贴于两侧镜腿上,原点线(5)对准镜架铰链处;将一对设有坐标线、等距的同心圆测圈、纵、横角度线、圆形透明贴纸状的角度坐标贴尺(3)分别粘贴于两侧镜腿距镜脚弯L(50mm)距离的位置上,贴尺的水平坐标线与镜腿对齐;再将一对定位贴尺(2)分别粘附于配镜者的皮肤上,并使定位贴尺(2)与角度坐标贴尺(3)中心点的投影重合;
步骤三、请配镜者按日常行为习惯活动一定的时间,或完成一些指定动作如挑眉、示齿等面部表情变化,以及点头、摇头、转头及保持低头状态一定时间等头部活动;
步骤四、配镜者活动一定时间后,读取定位直尺(4)的镜、眼距离以及各定位贴尺(2)对应坐标贴尺(1)和角度坐标贴尺(3)间的偏移数据;
步骤五、将上述读取的偏移数据与配镜者验光数据一同代入数学模型进行运算,然后结合计算结果,综合评估该眼镜与配镜者是否适配:
正面视轴与光学中心偏离产生棱镜度的数学模型为:
Px=-x·Φs+(y·cosα0-x·sinα0)·Φc·sinα0
Py=-y·Φs+(x·sinα0-y·cosα0)·Φc·cosα0
其中,Px为正面镜圈水平偏移产生的棱镜度效应;Py为正面镜圈垂直偏移产生的棱镜度效应;Φs为镜片的球镜度;Φc为柱镜片的柱镜度(D);α0为轴位;x为正面镜圈水平偏移值(cm);y为正面镜圈垂直偏移值(cm);Px和Py得出的正值负值为棱镜的底向,正值朝向正轴,负值朝向负轴;
根据TCA=P/v=CF/v[TCA为横向色差(Δ);P为棱镜度效应(Δ);C为镜圈偏移值(cm);F为屈光力(D);v为镜片材料的阿贝数]可得出横向色差的值,其平均阈值为0.1Δ,大于0.1Δ可能会引起配镜者戴镜者的不适感;
侧面镜角距离数学模型为:
FB=FA/(1-dFA)
其中,d为侧面镜腿水平偏移值(m);FA为眼镜位置不发生偏移情况下的原始屈光力(D);FB为眼镜位置发生偏移情况下的实际屈光力(D);
根据合格的眼镜镜角距(M)限制在12mm以内,以眼镜镜片不触碰到睫毛以及面部突出部位为宜,大于12mm或者镜片碰触到面部突出部位,均会引起戴镜者的舒适度降低以及度数的变化。
侧面前倾角变化的数学模型为:
θ2=arccos{[(L-d)2+L2-r2]/2L(L-d)}
前倾角改变造成的度数变化为:
新的总前倾角θ=θ1+θ2
其中θ1为眼镜平放时原始前倾角(D),θ2为镜片移动后增加的倾斜角(D),θ为镜片偏移后形成的新的总前倾角(D);L为角度坐标贴尺粘贴点距镜脚弯的距离(50mm);d为侧面镜腿水平偏移值(mm);r为侧面定位贴尺2直线移动的距离(mm);
一般镜面前倾角在8°~15°为宜,镜面要尽可能的与视轴相垂直,以提供较大的垂直视场,任何角度的倾斜都可轻度的增加球镜的力量,并附带斜散光的光学效应;若前倾角变化过大,会导致镜片度数不匹配的同时产生地面变形感,影响配镜者的正常生活;
最后,根据配镜者年龄、身体和职业等情况,为配镜者提出科学依据充分的配镜建议。
3.根据权利要求1所述的框架眼镜适配性的检测和评估方法,其特征在于就验光结果为右眼-6.00DS,镜片原始前倾角为8°,即Φs=-6.00DS,Φc=0,α0=0,θ1=8°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm的配镜者来说,对其实施本方法步骤一至四的操作后,侧面角膜顶点距镜片未超出12mm,读取正面镜圈的偏移值为右眼向下6mm,即y=0.6cm x=0cm,镜腿的偏移值为向前挪动3mm,即d=-0.003m,位移前后的直线距离为5mm,即r=5mm并代入公式计算,计算结果为P=3.6Δ,FB=-6.11DS,θ2=4.5°,θ=12.5°;
若一副眼镜镜片的阿贝数为20,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为3.6Δ,则TCA=0.18Δ,大于0.1Δ,屈光增加了11度,眼镜偏移产生的总前倾角θ小于15°,最终结论是不适配;
假设配镜者为13岁学生,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0,则建议更换眼镜或选择阿贝数高的镜片,以满足其日常生活学习需求。
4.根据权利要求1所述的框架眼镜适配性的检测及评估方法,其特征在于就验光结果为双眼+4.00DS,镜片原始前倾角为15°,即Φs=+4.00DS,Φc=0,α0=0°,θ1=15°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm的配镜者来说,对其实施本方法步骤一至四的操作后,侧面角膜顶点距镜片未超出12mm,读取正面镜片的偏移值为左、右均向下4mm,即y=0.4cm x=0cm,镜腿的偏移值为向前挪动5mm,即d=-0.005m,位移前后的直线距离为6mm,即r=6mm并代入公式计算,计算结果为P=1.6Δ,FB=3.92DS,θ2=3.6°,θ=18.6°;
若一副眼镜镜片的阿贝数为60,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为1.6Δ,则TCA=0.027Δ,小于0.1Δ,屈光减少了8度,眼镜偏移产生的总前倾角大于15°,最终结论是不适配;
假设配镜者为25岁驾驶员,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0,则该副眼镜与配镜者不适配,不能够满足其日常工作需求。由于配镜者工作性质对于视力要求高,建议该配镜者更换镜架。
5.根据权利要求1所述的框架眼镜适配性的检测和评估方法,其特征在于就验光结果为右眼-6.00DS+2.00DC×40°,镜片原始前倾角为10°,即Φs=-6.00DS,Φc=2.00DC,α0=40°,θ1=10°,眼镜处于正位时角膜顶点距镜片未超出12mm的配镜者来说,对其实施本方法步骤一至四的操作后,侧面角膜顶点距镜片未超出12mm,读取正面镜圈的偏移值为向下6mm,向外侧3mm,即y=0.6cm,x=0.3cm,镜腿的偏移值为向前挪动3mm,即d=-0.003m,位移前后的直线距离为4mm,即r=4mm并代入公式计算,计算结果为Px=2.14Δ,Py=3.43Δ,P=4.04Δ,FBS(实际球镜屈光力)=-6.04DS,FBC(实际柱镜屈光力)=1.996DC,θ2=2.95°,θ=12.95°;
若一副眼镜镜片的阿贝数为50,配镜者佩戴眼镜经标准动作后产生的棱镜效应为4.04Δ,则TCA=0.08Δ,小于0.1Δ,眼镜偏移产生的总前倾角小于15°;假设配镜者为34岁文案工作者,除屈光不正外无其余眼科疾病,矫正视力可达到1.0,若配镜者没有佩戴眼镜上的其他不适,则该副眼镜与配镜者适配,能够满足其日常工作需求。
6.根据权利要求2所述的坐标贴尺(1),其特征在于其尺面上设有七个等距2mm的同心圆测圈。
7.根据权利要求2所述的角度坐标贴尺(3),其特征在于其尺面上设有七个等距2mm的同心圆测圈和十三条纵、横角度线。
8.根据权利要求2所述的定位直尺(4),其特征在于其尺面上设有十五个等距1mm的测量格线。
9.根据权利要求1所述的框架眼镜适配性的检测及评估方法,其特征在于本方法是在视光学配镜科学技术领域中的首创性应用,是验配框架眼镜适用效果评估技术的飞跃性突破,它为建立可遵循的、客观一致的配镜评估标准提供了重要的理论验判依据和操作流程,对保护人类视力发育和提高视觉功能方面做出了重要贡献;本发明方法科学、精准,操作简单方便,适用于不同环境下对配镜者头面部适配性的综合评估,其使用可大幅度减少各种不适配的情况发生,社会效益和经济效益巨大。
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CN113015999A (zh) * | 2018-11-12 | 2021-06-22 | 依视路国际公司 | 用于选择和制造光学镜片的设备、方法和计算机可读介质 |
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