JP2007003923A - 眼鏡装用パラメータ測定装置、眼鏡レンズ及び眼鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】 眼鏡の作製に必要な眼鏡装用パラメータを高精度に測定できること。
【解決手段】 被検者１０の眼鏡装用パラメータを測定する眼鏡装用パラメータ測定装置３０において、眼鏡フレームを装用した被検者を遠方視または近方視状態の各測定位置に設定する可動ユニット３４、光源５６及びレンズ６０と、遠方視または近方視状態に設定された被検者を撮影し、その画像を取り込む撮像カメラ６２及び６３と、この得られた撮像画像に基づき眼鏡装用パラメータを計測し演算する装置制御用端末３２とを有し、上記眼鏡装用パラメータは、遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離、遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離、眼鏡フレーム装用角度、眼球回旋角、近方視目的距離の少なくとも１つであり、上記装置制御用端末は、撮像画像上に移動可能に表示されて、眼鏡装用者の瞳孔中心位置検出するための瞳孔カーソル、角膜頂点位置を検出するための角膜カーソルを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、眼鏡フレームを装用した眼鏡装用者の画像を撮像し、その画像から眼鏡を作製するために必要とされる様々な眼鏡装用パラメータを測定する眼鏡装用パラメータ測定装置、眼鏡レンズ及び眼鏡に関する。

眼鏡の作製では、眼鏡処方値と眼鏡フレームの選択と眼鏡装用者に関連した様々な眼鏡装用パラメータとに応じて光学設計を行い、その設計値に基づいて製造された眼鏡レンズを眼鏡フレームの形状に合わせて枠入れするように切削することが必要である。眼鏡装用者に関連した眼鏡装用パラメータとしては、遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離、遠方視眼鏡装用距離（頂点間距離）、眼鏡フレーム装用角度等である。

従来より、この眼鏡装用パラメータの測定には様々な光学的測定方法が知られている。例えば、眼鏡店において主にピューピロメータ（ＰＤメータ）を使用し、眼鏡装用パラメータとして眼鏡装用者の遠方視瞳孔間距離と近方視瞳孔間距離を測定していた。この方法は、ある程度正確な値が得られるが、眼鏡装用者に不自然な姿勢を要求して装置を覗き込ませるため、自然な眼鏡装用環境と異なり、測定値にばらつきがあった。

こうした欠点を克服した装置として、特許文献１に記載されたCarl Zeiss社のVideo-Infralが知られている。この装置は眼鏡店で使用され、２台のビデオカメラと１枚の反射鏡とを使用して、眼鏡装用者の正面画像と側面画像を得る。眼鏡装用者の眼の中心位置を決定するために、これらの画像上でマウス型ポインティンデバイスを使用して、眼鏡フレーム形状に接する接線を矩形状にトレースする。その後、眼鏡装用者の正面画像上において、眼鏡フレームを基準とする眼鏡装用者の瞳孔の相対的位置、つまり眼鏡装用パラメータとしての遠方視瞳孔間距離を測定する。更に、眼鏡装用者の側面画像上において垂直線を基準としたときの眼鏡フレームの傾斜角(つまり、眼鏡装用パラメータとしての眼鏡フレーム装用角度)と、眼鏡フレームの位置を基準とした角膜頂点までの距離である頂点間距離(つまり、眼鏡装用パラメータとしての遠方視眼鏡装用距離)とを測定する。
特開平８−４７４８１号公報(第３頁)

特許文献１に記載の従来の装置によれば、主に遠方視瞳孔間距離、眼鏡フレーム装用角度および頂点間距離が測定されるが、このうちの頂点間距離は眼鏡フレームの立体的形状を考慮していないため、実際には眼鏡装用パラメータとしての遠方視眼鏡装用距離とは言えず、この数値を有効に用いることができない。つまり、眼鏡装用パラメータとしての遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離を計測し計算するには、フレームあおり角等の眼鏡フレームの立体的形状に関するデータが必要であり、このデータを用いて遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離を計測し計算する装置はこれまでに存在しなかった。

また、特許文献１に記載の装置では、累進屈折力レンズをはじめとした眼鏡レンズに必要な近方視に関する眼鏡装用パラメータである近方視眼鏡装用距離、近方視時における眼球回旋角及び近方視目的距離を計測し設定することができない。さらに、この近方視状態における眼球回旋角及び近方視目的距離を眼鏡装用者に応じて変更し、眼鏡装用者に最適な近方視状態を検出し、その状態で眼鏡装用者を撮影する装置も存在しなかった。

また、眼鏡装用者個々人の処方に応じた屈折力補正用眼鏡レンズ（累進屈折力レンズ、多焦点レンズ、近用専用単焦点レンズ、単焦点レンズ等）を作製するために必要な眼鏡装用パラメータを選択して測定できる装置も存在しなかった。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、眼鏡の作製に必要な眼鏡装用パラメータを高精度に測定でき、これにより、眼鏡装用者個々人に最適な専用の眼鏡レンズまたは眼鏡を製作できる眼鏡装用パラメータ測定装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、眼鏡装用者に適した眼鏡を作製するために必要な眼鏡装用パラメータを測定する眼鏡装用パラメータ測定装置において、眼鏡フレームを装用した眼鏡装用者を遠方視状態または近方視状態に設定し、この近方視状態では、眼球回旋角と近方視目的距離の少なくとも一方を任意に変更可能とする固視手段と、この固視手段により遠方視状態または近方視状態に設定された眼鏡装用者を撮影装置により撮影し、その画像を取り込む画像入力手段と、この画像入力手段によって得られた撮像画像に基づき上記眼鏡装用パラメータを計測し演算する計測演算手段とを有し、上記計測演算手段が計測し演算する眼鏡装用パラメータは、遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離、遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離、眼鏡フレーム装用角度、眼球回旋角、近方視目的距離の少なくとも１つであり、上記計測演算手段は、撮像画像上に移動可能に表示されて眼鏡装用者の瞳孔中心位置あるいはまた角膜頂点位置を検出するためのカーソルを有することを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項1に記載の発明において、上記計測演算手段で用いるカーソルは、眼鏡装用者の角膜の形状に沿った円弧形状で、中央位置にカーソル頂点を表示可能に備えた角膜カーソルであり、この角膜カーソルを撮像画像上の眼鏡装用者の角膜に一致させることで、上記カーソル頂点から眼鏡装用者の角膜頂点位置を検出することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項１または２に記載の発明において、上記眼鏡装用パラメータのうち、遠方視眼鏡装用距離は、撮像画像上において眼鏡装用者の角膜頂点から遠方視軸上における眼鏡装用位置までの距離であり、近方視眼鏡装用距離は、撮像画像上において眼鏡装用者の角膜頂点から近方視軸上における眼鏡装用位置までの距離であり、上記計測演算手段は、角膜カーソルで上記角膜頂点を検出して、上記遠方視眼鏡装用距離または近方視眼鏡装用距離を計測し演算することを含むことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項２または請求項３に記載の発明において、上記角膜カーソルは、近方視画像上では、上記眼鏡装用パラメータの眼球回旋角に応じて回旋して表示されることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項1に記載の発明において、上記計測演算手段で用いるカーソルは、円形状で直径が変更可能に構成されている瞳孔カーソルであり、この瞳孔カーソルを撮像画像上の眼鏡装用者の瞳孔または虹彩のそれぞれの輪郭に一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心から瞳孔中心位置を検出することを特徴とするものである。

請求項６記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項１に記載の発明において、上記計測演算手段で用いるカーソルは、虹彩の輪郭に相当する外側円と、瞳孔の輪郭に相当する内側円とが、同軸に配置されて２重円に構成された瞳孔カーソルであり、この瞳孔カーソルの上記外側円を撮像画像上の眼鏡装用者の虹彩の輪郭に、または上記内側円を上記撮像画像上の眼鏡装用者の瞳孔の輪郭にそれぞれ一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心から瞳孔中心位置を検出することを特徴とするものである。

請求項７記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項１、５または６に記載の発明において、上記眼鏡装用パラメータのうち遠方視瞳孔間距離と近方視瞳孔間距離は、撮像画像上において、左右眼の瞳孔または虹彩から瞳孔中心位置を求め、この瞳孔中心位置に基づき計測演算して求めるものであり、上記計測演算手段は、瞳孔カーソルで上記瞳孔中心を検出して、上記遠方視瞳孔間距離または近方視瞳孔間距離を計測し演算することを含むことを特徴とするものである。

請求項８記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項1乃至４のいずれかに記載の発明において、上記眼鏡装用パラメータの遠方視眼鏡装用距離及び近方視眼鏡装用距離は、眼鏡フレームの立体形状を考慮して算出されて測定されることを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置は、請求項1または５乃至７のいずれかに記載の発明において、上記眼鏡装用パラメータの近方視瞳孔間距離は、眼鏡装用者が装用した眼鏡の眼鏡レンズ面上において算出されて測定されることを特徴とするものである。

請求項１０に記載の発明に係る眼鏡レンズは、請求項１乃至９のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置により測定された眼鏡装用パラメータのうち、少なくとも一つを用いて光学設計を行ない作製されることを特徴とするものである。

請求項１１に記載の発明に係る眼鏡は、請求項１乃至９のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置により測定された眼鏡装用パラメータのうち、少なくとも一つを用いて作製されることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、眼鏡装用者を遠方視状態または近方視状態に設定し、この近方視状態では、眼球回旋角と近方視目的距離の少なくとも一方を任意に変更可能とする固視手段と、この固視手段により遠方視状態または近方視状態に設定された眼鏡装用者を撮影装置により撮影し、その画像を取り込む画像入力手段と、この画像入力手段によって得られた撮像画像に基づき上記眼鏡装用パラメータを計測し演算する計測演算手段とを有し、上記計測演算手段においては、撮像画像上に移動可能に表示されて眼鏡装用者の瞳孔中心位置あるいはまた角膜頂点位置を検出するためのカーソルを有していることから、遠方視と近方視の眼鏡装用パラメータを高精度に測定できる。この結果、これらの高精度に測定された眼鏡装用パラメータに基づき、眼鏡装用者個々人に最適な専用の眼鏡レンズを設計でき、眼鏡を製作できる。

また、固視手段による遠方視状態と近方視状態のそれぞれにおいて眼鏡装用パラメータを測定できることから、眼鏡装用者が装用する眼鏡の眼鏡レンズの種類によって、必要な眼鏡装用パラメータを選択できるので、不必要な眼鏡装用パラメータの測定を省略して測定を迅速化できる。

請求項２または３に記載の発明によれば、計測演算手段は、眼鏡装用者の角膜の形状に沿った円弧形状で、中央位置にカーソル頂点を表示可能に備え、撮像画像上に移動可能に表示される角膜カーソルを有し、この角膜カーソルを撮像画像上の眼鏡装用者の角膜に一致させることで、この角膜カーソルのカーソル頂点から眼鏡装用者の角膜頂点位置を検出する。従って、上記角膜カーソルを用いることによって、撮像画像上で、透明で判別しにくい角膜の角膜頂点を正確且つ容易に検出することができる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に遠方視眼鏡装用距離及び近方視眼鏡装用距離を高精度に計測し演算することができる。

請求項４に記載の発明によれば、角膜カーソルは、近方視画像上では、眼球回旋角に応じて回旋して表示されることから、近方視において眼鏡装用者の眼球が眼球回旋角だけ回旋している事象に容易に対応できる。これにより、近方視画像においる眼鏡装用者の角膜頂点位置を正確且つ容易に検出できる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に近方視眼鏡装用距離を高精度に計測し演算することができる。

請求項５または７に記載の発明によれば、計測演算手段は、撮像画像上に移動可能に表示され、円形状で直径が変更可能に構成されている瞳孔カーソルを有し、この瞳孔カーソルを上記撮像画像上で眼鏡装用者の瞳孔または虹彩のそれぞれの輪郭に一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心位置から瞳孔中心位置を検出する。従って、この瞳孔カーソルを用いることによって、撮像画像において、瞳孔と虹彩が判別しにくい場合や、瞳孔または虹彩の全体が見えない場合等でも、瞳孔カーソルを少なくとも虹彩の輪郭の全部または一部に一致させることで、瞳孔中心位置を正確に検出することができる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に遠方視瞳孔間距離及び近方視瞳孔間距離を高精度に計測し演算することができる。

請求項６または７に記載の発明によれば、計測演算手段で用いるカーソルは、虹彩の輪郭に相当する外側円と、瞳孔の輪郭に相当する内側円とが、同軸に配置されて２重円に構成された瞳孔カーソルであり、この瞳孔カーソルの上記外側円を撮像画像上の眼鏡装用者の虹彩の輪郭に、または上記内側円を上記撮像画像上の眼鏡装用者の瞳孔の輪郭にそれぞれ一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心から瞳孔中心位置を検出する。従って、この瞳孔カーソルを用いることによって、撮像画像において、瞳孔と虹彩が判別しにくい場合や、瞳孔または虹彩の全体が見えない場合等でも、撮像画像の状況に応じて、瞳孔カーソルの外側円を虹彩の輪郭に一致させ、または瞳孔カーソルの内側円を瞳孔の輪郭に一致させることで、瞳孔中心位置を正確に測定することができる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に遠方視瞳孔間距離及び近方視瞳孔間距離を高精度に計測し演算することができる。

請求項８に記載の発明によれば、遠方視眼鏡装用距離及び近方視眼鏡装用距離が、眼鏡フレームの立体形状を考慮して算出されることから、計測された装用距離のそれぞれを上記立体形状により修正することで、これらの遠方視眼鏡装用距離及び近方視眼鏡装用距離を高精度に測定できる。

請求項９に記載の発明によれば、近方視瞳孔間距離が、眼鏡装用者が装用した眼鏡の眼鏡レンズ面上において算出されることから、眼鏡を作製するために必要な近方視瞳孔間距離を最適な値として測定できる。

請求項１０に記載の発明によれば、眼鏡装用パラメータ測定装置により高精度に測定された眼鏡装用パラメータを用いて眼鏡レンズが作製されるので、この眼鏡レンズを、眼鏡装用パラメータが測定された眼鏡装用者の個々人に最適な専用の眼鏡レンズとすることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、眼鏡装用パラメータ測定装置により高精度に眼鏡装用パラメータが測定されるので、この眼鏡装用パラメータに基づき作製される眼鏡は、眼鏡装用パラメータが測定された眼鏡装用者の個々人に最適な専用の眼鏡とすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置の一実施の形態と他の機器との接続関係を示す図であって、眼鏡店または眼科医院等における通信回線図である。図２は、図１における眼鏡装用パラメータ測定装置を、一部を破断して示す側面図である。図３は、図２のIII矢視図である。

図１に示す眼鏡装用パラメータ測定装置３０は、眼鏡装用者に適した眼鏡を作製するための眼鏡装用パラメータを測定するものであり、測定装置本体３１と装置制御用端末３２とを有して構成される。ここで、上記眼鏡装用パラメータは、遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離、遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離、眼鏡フレーム装用角度、眼球回旋角、近方視目的距離の少なくとも１つである。これらの眼鏡装用パラメータを、図２１〜図２３を用いて以下に説明する。

遠方視瞳孔間距離とは、５ｍ以上の遠方を注視しているときの左眼８２と右眼８３の瞳孔間距離であり、図２２における遠方視正面画像のＦＰＤである。近方視瞳孔間距離とは、近方視目的距離（通常は２０〜６０ｃｍ程度）にある対象物を注視したときの左眼８２と右眼８３の瞳孔間距離であり、図２２における近方視正面画像のＮＰＤである。遠方視眼鏡装用距離（頂点間距離）とは、図２１において、眼鏡装用者の遠方視軸１７上における眼鏡レンズ１３の裏面から当該眼鏡装用者の眼球(被検眼１１)の角膜頂点までの距離であり、図中のＡである。近方視眼鏡装用距離とは、図２１において、眼鏡装用者の近方視軸１８上における眼鏡レンズ１３の裏面から当該眼鏡装用者の眼球(被検眼１１)の角膜頂点までの距離であり、図中のＢである。また図中のＶＲは被検眼１１の角膜頂点から眼球回旋点１２までの距離を示す。

一般に、近方視状態（たとえば読書）においては、眼鏡装用者である被検者は、眼球(被検眼１１)の回旋点１２を中心に被検眼１１を回旋し、視線を下げて近方視目標を観察する。眼球回旋角θとは、回旋点１２を中心に遠方視軸１７から近方視軸１８まで視線を下げたときに両視軸１７、１８がなす角度である。近方視目的距離とは、近方視状態において近方視目的物を観察するときの眼(被検眼１１)から近方視目的物までの距離であり、図中のＮＬである。尚、図中のＦＬは、遠方視状態において遠方視目的物を観察するときの眼(被検眼１１)から遠方視目的物までの距離である。

図２３に示すように、眼鏡フレーム１４のテンプル１６とリム１５のなす角度を一般にフレーム傾斜角と言うが、本実施形態における眼鏡フレーム装用角度は、遠方視状態での眼鏡装用者の遠方視軸１７を光軸とし、その光軸に垂直な直線と眼鏡フレーム１４のリム１５で形成される玉型のなす角度αを言うこととする。また、フレームあおり角とは、各眼鏡フレーム１４によって異なり、図２４において、眼鏡フレーム１４を真上から観察したときにリム１５で形成される玉型がブリッジ１９に対してなす角度βを言う。

さて、前記測定装置本体３１は、図２に示すように、湾曲形状の一対の軌道フレーム３６を備えたフレームユニット３３と、軌道フレーム３６上を移動する可動ユニット３４と、眼鏡装用者である被検者１０の顔を位置決めする位置決めユニット３５とを有して構成される。

フレームユニット３３は、基台３７に支柱フレーム３８が立設され、上記軌道フレーム３６が基台３７に立設されると共に支柱フレーム３８に立て掛けられて支持される。各軌道フレーム３６の軌道面にラックレール３９が敷設されている。
上記基台３７には、図３にも示すように、位置決めユニット３５の位置決めメインフレーム４０及び位置決めサブフレーム４１が立設される。位置決めメインフレーム４０の上部に、被検者１０の顎を載せる顎受け台４２と、被検者１０の額を当てる額当て部４３が設けられる。額当て部４３は、額当て支柱４４を介して顎受け台４２に支持され、この額当て支柱４４に、被検者１０の眼の高さを一致させるための基準マーク４５が設けられている。

ところで、前記可動ユニット３４のユニットフレーム４６には、図４及び図５に示すように、同期回転可能な一対の駆動ギア４７が回転自在に配設され、この駆動ギア４７の図における上方に、同じく一対の駆動ギア４８が回転自在に配設される。これらの駆動ギア４７及び４８が軌道フレーム３６のラックレール３９に噛み合っている。また、ユニットフレーム４６には、駆動ギア４７と４８の反対側にガイドローラ４９が回転自在に軸支され、これらのガイドローラ４９が軌道フレーム３６の背面レール部５０に嵌合されている。

ユニットフレーム４６には更に回旋用モータ５１が設置され、この回旋用モータ５１のモータシャフトにウォーム５２が回転一体に取り付けられる。このウォーム５２は、一対の駆動ギア４７を連結するシャフトに設けられたウォームホイール５３に噛み合い、回旋用モータ５１の駆動力がウォーム５２及びウォームホイール５３を介して駆動ギア４７へ伝達され、更にタイミングベルト５４を介して駆動ギヤ４８へ伝達される。駆動ギヤ４７及び４８が軌道フレーム３６のラックレール３９に噛み合って回旋用モータ５１により回転駆動され、このときガイドローラ４９が軌道フレーム３６の背面レール部５０を転動することで、可動ユニット３４は軌道フレーム３６の湾曲形状に沿って回旋移動する。図２に示すように、この可動ユニット３４の回旋移動の中心が、位置決めユニット３５により位置決めされた被検者１０の眼球の回旋点１２となるように設計されている。

図４及び図５に示すように、可動ユニット３４のユニットフレーム４６には駆動ねじ５５が、その軸回りに回転自在に立設される。この駆動ねじ５５に、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源５６を支持する光源支持部５７が螺合される。上記ユニットフレーム４６には光源用モータ５８が設置され、この光源用モータ５８の駆動力は、タイミングベルト５９を経て駆動ねじ５５へ伝達され、当該駆動ねじ５５を回転させる。これにより、光源支持部５７を介して光源５６が、後述のレンズ６０に対し接近または離反する方向に移動可能に設けられる。

上記レンズ６０は可動ユニット３４のユニットフレーム４６に設置され、このレンズ６０の光軸上に上記光源５６が配置される。これらのレンズ６０及び光源５６を有する可動ユニット３４が、眼鏡フレームを装用した眼鏡装用者を遠方視状態または近方視状態のそれぞれの測定位置に設置する固視手段を構成する。これらの遠方視状態と近方視状態のそれぞれの測定位置の設定は、光源５６をレンズ６０に対し接近または離反して移動させると同時に、可動ユニット３４を軌道フレーム３６の湾曲形状に沿って回旋移動させることにより実現される。

つまり、図６に示すように、光源５６とレンズ６０との間隔を任意の距離とすることにより、眼鏡装用者である被検者１０に遠方視状態と近方視状態の光源５６の像を固視灯（遠方視目的物、近方視目的物）として観察させる。と同時に、可動ユニット３４を軌道フレーム３６の湾曲形状に沿って回旋移動させることにより、遠方視状態測定位置（図６（Ａ））では、被検者１０における被検眼１１の略水平方向の遠方視軸１７上に光源５６の像を発生させ、近方視状態測定位置（図６（Ｂ））では、被検者１０における被検眼１１の遠方視軸１７から下方へ所定の眼球回旋角θだけ回旋させた近方視軸１８上に、光源５６の像を発生させる。これらにより、遠方視状態と近方視状態のそれぞれの測定位置の設定が実現される。

特に、図６(Ｂ)に示す近方視状態測定位置では、可動ユニット３４が軌道フレーム３６の湾曲形状に沿って任意の位置まで回旋移動することで眼球回旋角θが任意に変更可能とされ、更に、光源５６とレンズ６０との距離が調整されることで近方視目的距離ＮＬが任意に変更可能とされる。尚、これらの眼球回旋角θと近方視目的距離ＮＬはいずれか一方が変更可能に構成されてもよい。また、光源５６は、本実施形態では、レンズ６０に対し接離されて遠方視用と近方視用とで兼用されているが、遠方視用の光源と近方視用の光源とを別々に設けてもよい。

図４及び図５に示すように、可動ユニット３４のユニットフレーム４６には、レンズ６０の図における下方に、ビームスプリッタとして機能するハーフミラー６１が配置される。このハーフミラー６１は、光源５６から発した光を反射して位置決めユニット３５側へ向かわせるべく４５°に傾斜して配置される。そして、ユニットフレーム４６においてハーフミラー６１の後方に、撮影装置としての正面用撮像カメラ６２が設置される。この正面用撮像カメラ６２は、撮像レンズを有する例えばＣＣＤカメラなどである。

前記可動ユニット３４は、図２に示すように、被検者１０の眼球(被検眼１１)の回旋点１２を中心に軌道フレーム３６の湾曲形状に沿って回旋移動するとき、この可動ユニット３４に設置された正面用撮像カメラ６２を同様に回旋移動させる。このとき、正面用撮像カメラ６２の光軸は、図６に示すように、被検者１０の遠方視軸１７または近方視軸１８に常時一致した状態に保持される。従って、この正面用撮像カメラ６２は、可動ユニット３４により遠方視状態または近方視状態のそれぞれの測定位置に設置された被検者１０の顔の正面を、ハーフミラー６１を通して撮影してその画像を取り込む。尚、上記ハーフミラー６１の透過と反射の比率は、７：３を用いているが、特に定めるものではない。また、このハーフミラー６１と位置決めユニット３５に位置決められる被検者１０の眼との距離は、約７０ｃｍに設定されている。

図２及び図３に示すように、位置決めユニット３５の位置決めサブフレーム４１に側面用撮像カメラ６３、ミラー６４及び６５が設置される。側面用撮像カメラ６３は、顎受け台４２の図３における左下方に設置され、撮像レンズを有する例えばＣＣＤカメラである。ミラー６４はこの側面用撮像カメラ６３の近傍に、ミラー６５は額当て部４３の近傍に、それぞれ４５°に傾斜して設置される。可動ユニット３４により遠方視状態または近方視状態のそれぞれの測定位置に設定された被検者１０の顔の側面は、図７に示すように、ミラー６５、ミラー６４に順次反射されて側面用撮像カメラ６３により撮影され、その画像が取り込まれる。上記正面用撮像カメラ６２、ハーフミラー６１、側面用撮像カメラ６３、ミラー６４及び６５が、撮像入力手段として機能する。

図２に示すように、前記軌道フレーム３６を備えたフレームユニット３３と、光源５６、レンズ６０、ハーフミラー６１及び正面用撮像カメラ６２等を備えた可動ユニット３４とがカバー６６により被覆される。このカバー６６には、図３及び図８に示すように、正面側に遠方視用窓２７及び近方視用窓２８が開口されている。遠方視用窓２７は、図２に示すように、位置決めユニット３５により顔が位置決めされた被検者１０の遠方視状態において、その被検眼１１の遠方視軸１７がカバー６６を横切る位置に形成される。また、近方視用窓２８は、同様に位置決めユニット３５により顔が位置決めされた被検者１０の近方視状態において、その被検眼１１の近方視軸１８がカバー６６を横切る位置で、眼球回旋角θが変更されることにより当該近方視軸１８が回旋移動する領域に形成される。

図１に示す前記装置制御用端末３２は、図９に示す計測プログラムソフトを格納し、このうちの遠方視状態または近方視状態に設定することが可能な固視灯駆動プログラムソフトを起動させることで、回旋用モータ５１を駆動制御して可動ユニット３４を回旋移動させ、光源用モータ５８を駆動制御して光源５６を移動させ、後述のごとく、近方視状態において眼鏡装用パラメータのうちの眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬを決定する。

また、装置制御用端末３２は、測定用プログラムソフトを起動させることによって、正面用撮像カメラ６２及び側面用撮像カメラ６３により撮影されて装置制御用端末３２内に一時記憶された撮像画像をモニター上に呼び出し、この撮像画像に基づき、眼鏡装用パラメータのうちの遠方視瞳孔間距離ＦＰＤ、近方視瞳孔間距離ＮＰＤ、遠方視眼鏡装用距離Ａ、近方視眼鏡装用距離Ｂ及び眼鏡フレーム装用角度αを計測し演算する計測演算手段として機能する。また、計測プログラムソフトのうちの倍率補正プログラムソフトは、正面用撮像カメラ６２と側面用撮像カメラ６３とにおいて撮像された画像の倍率を、後述のごとく補正して一致させる機能を果たす。

この装置制御用端末３２が実行する眼鏡装用パラメータ測定の手順を、図２０に示すフローチャートを参照してまず概略して説明し、後に詳細に説明する。

まず、眼鏡装用パラメータ測定装置３０に電源を投入して装置制御用端末３２を起動させ（Ｓ１）、正面用撮像カメラ６２及び側面用撮像カメラ６３による撮像画像の倍率補正のためのキャリブレーションを、必要に応じて実行する（Ｓ２）。次に、外部から顧客個人データ、レンズ処方データ、眼鏡フレームデータを入力し、近方視目的距離ＮＬと眼球回旋角θを任意に入力する（Ｓ３）。

その後、眼鏡装用者である被検者１０の眼を位置決めユニット３５の基準マーク４５（図３）に一致させて、被検者１０の眼の上下方向の位置合わせを実行する（Ｓ４）。この状態で、約５メートル前方に固視灯を点灯させ、被検者１０の遠方視状態における顔の正面及び側面の画像を撮影する（Ｓ５）。

次に、固視灯を点灯した状態で、近方視目的距離ＮＬと眼球回旋角θを任意に変更させ、被検者１０に適した近方視状態を確認させながら、これらの近方視目的距離ＮＬ及び眼球回旋角θを決定する（Ｓ６）。この状態で、被検者１０の近方視状態における顔の正面及び側面の画像を撮影する（Ｓ７）。

撮像された遠方視及び近方視の画像と、外部より入力されたデータに基づき、眼鏡装用パラメータ（遠方視瞳孔間距離ＦＰＤ、近方視瞳孔間距離ＮＰＤ、遠方視眼鏡装用距離Ａ、近方視眼鏡装用距離Ｂ、眼鏡フレーム装用角度α）を計測し演算する（Ｓ８）。そして、これらの測定された眼鏡装用パラメータを、撮像画像と共に装置制御用端末３２内に保存し、眼鏡店端末７０を介して顧客データベース７１に保存する（Ｓ９）。

この眼鏡装用パラメータ測定装置３０による上述の動作Ｓ１〜Ｓ９の後、眼鏡店端末７０は、顧客データベース７１に保存された眼鏡作製のために必要な眼鏡装用者個々人のデータ(顧客個人データＸ、レンズ処方データＹ、眼鏡フレームデータＺ、眼鏡装用パラメータＶ等)を眼鏡製造業者の工場サーバー(不図示)へ送信して、眼鏡レンズまたは眼鏡を発注する（Ｓ１０）。上述の各動作を更に詳説する。

［起動（Ｓ１）］
図１において、眼鏡装用パラメータ測定装置３０の測定装置本体３１に電源が投入されると、この測定装置本体３１に接続された装置制御用端末３２が起動する。

［キャリブレーション（Ｓ２）］
正面顔画像、側面顔画像をそれぞれ撮影する２つの撮影カメラ６２、６３は倍率が異なることがあるので、装置制御用端末３２のモニターに表示される撮影メニュー画面(図１１)において、必要に応じてキャリブレーションボタン６７を選択しキャリブレーションを実行する。このキャリブレーションでは、両撮影カメラ６２及び６３により事前にスケール等を撮影したそれぞれの画像から、これらの撮影カメラ６２及び６３の倍率差を予め求めておき、この倍率差に基づき正面画像と側面画像の倍率差による誤差補正を行う。

［データ入力（Ｓ３）］
次に、装置制御用端末３２のモニターに表示された例えば図１０のようなデータ入力画面を用いて、顧客個人データＸ、レンズ処方データＹ及び眼鏡フレームデータＺを入力する。これらのデータは手入力でも可能であるが、この手間を省いたり入力ミスをなくすために、外部から自動的にデータの読み込みが可能である。

例えば図１０において、顧客個人データＸは、事前に登録されている場合、ＩＤ番号などを入力すると、顧客データベース７１(図１)の顧客ファイルから眼鏡店端末７０を介して自動的に入力できる。また、レンズ処方データＹは、眼鏡装用パラメータ測定装置３０の装置制御用端末３２と検眼機７２（フォロプタ、オートレフラクトメータなど）が接続可能であれば、ボタン７３(図１０)の操作でデータを転送できる。フレームあおり角βを含む眼鏡フレームデータＺも、眼鏡装用パラメータ測定装置３０の装置制御用端末３２とフレームトレーサ７４(図１)が接続可能であれば、ボタン７５(図１０)の操作によりデータを転送できる。このようにフレームあおり角βは、フレームトレーサ７４により測定された眼鏡フレーム１４のトレースデータから求めることができるが、それ以外の取得方法として、例えば眼鏡装用パラメータ測定装置３０の撮像カメラ６２または６３により眼鏡フレーム１４を撮影し、その画像から求めることも可能である。

尚、図１０に示すレンズ処方データＹのＳＰＨは球面度数(単位：ｄｐｔ)、ＣＹＬは乱視度数(単位：ｄｐｔ)、ＡＸＳは乱視軸(単位：°)、ＰＸはＸ方向プリズム度数(単位：ｄｐｔ)、ＰＹはＹ方向プリズム度数(単位：ｄｐｔ)、ＰＤは瞳孔間距離(単位：ｍｍ)である。

また、眼鏡装用者の近方視目的距離ＮＬおよび眼球回旋角θが既知であれば、それらのデータを図１０のデータ入力画面の「近方視距離」「近方視角度」の欄にそれぞれ入力する。本実施形態では眼球回旋角θ（即ち近方視角度）を入力するようにしているが、累進屈折力レンズで用いられている累進帯長Ｌ（遠用ポイント中心と近用ポイント中心の距離）を用いても構わない。これは、図２１に示すように、眼球回旋角θと累進帯長Ｌとの間に簡易的に次式が成り立つからである。
Ｌ＝Ｐ×tanθ
ここで、Ｐは眼球回旋中心(回旋点１２)から眼鏡レンズ１３までの距離であり、通常２７ｍｍを用いる。この場合、上式は、眼鏡フレーム装用角度αなどを考慮していない簡易式であり、Ｐの値も個々の眼鏡装用者で異なる場合もあるが、ある程度の目安になる。累進帯長Ｌから眼球回旋角θを算出して、眼鏡装用者に近方視させ、必要であればこの眼球回旋角θを微調整する。

［上下方向位置合わせ(Ｓ４)］
データ入力後、図３に示す位置決めユニット３５の顎受け台４２に被検者１０の顎を載せ、額を額当て部４３に当てさせた状態で、顎受け台４２あるいは基台３７を上下に移動させて、側面から見たときの被検者１０(即ち、眼鏡装用者)の眼を額当て支柱４４の基準マーク４５に一致させる。

［遠方視状態の撮影(Ｓ５)］
図１０のデータ入力画面を用いたデータ入力完了後、装置制御用端末３２のモニターに図１１に示す撮影メニュー画面が表示される。この撮影メニュー画面の遠方視ボタン６８を選択すると、図６（Ａ）の遠方視状態測定位置において光源５６が点灯する。この光源５６は固視灯の役割を果たす。この遠方視状態において、例えば眼鏡装用者である被検者１０が目視する固視灯の目標距離を約５ｍに設定したいときには、光源５６をレンズ６０の光軸上で移動させ、ハーフミラー６１およびレンズ６０を介して、これら６１、６０の後方５ｍ付近に光源５６の像（虚像）が形成されるように調整する。

被検者１０はこの光源像を固視灯として観察し、検者は被検者の視線が水平であることや、顔が傾いていないことを図１３に示す撮影画面（遠方視）で確認し、被検者１０の眼が図１３中にある上下の基準線内に入るように基台３７あるいは被検者用椅子の高さを調節する。被検者１０の視線の水平及び眼が上下の基準線内に入っていることを確認後、装置制御用端末３２のモニターに表示されている撮影ボタン７６を操作して、正面用撮像カメラ６２にて被検者１０の遠方視状態の正面顔画像を撮像する。これと同時に、図３及び図７に示す側面用撮像カメラ６３により被検者１０の遠方視状態の側面顔画像を撮像する。

［近方視状態の撮影(Ｓ６、Ｓ７)］
遠方視状態の正面及び側面の顔画像撮像後、装置制御用端末３２の撮影メニュー画面(図１１)で近方視ボタン６９を選択すると、可動ユニット３４が図６（Ａ）の遠方視状態測定位置から図６（Ｂ）の近方視状態測定位置まで、被検眼１１の回旋点１２を中心に軌道フレーム３６に沿って回旋移動すると共に、可動ユニット３４の光源５６がレンズ６０の光軸上を移動して、本実施形態では被検者１０の前方３０〜５０ｃｍの間に空中像（実像）を形成させ、この像を固視灯として被検者１０に観察させる。

仮に、被検者１０の近方視での眼球回旋角θ、近方視目的距離ＮＬが分かっている場合で、データ入力画面(図１０)を用いてそれらの数値が既に入力されている場合には、上記眼球回旋角θ、近方視目的距離ＮＬに固視灯の空中像が形成されるように、固視灯である光源５６を可動ユニット３４により回旋移動させ、且つレンズ６０の光軸上で移動させる自動制御を設けている。被検者１０がこの固視灯を観察していることを図１４に示す撮影画面（近方視）で確認すると共に被検者１０の眼が図１４中にある上下の基準線内に入っていることを確認した後、装置制御用端末３２のモニターに表示されている撮影ボタン７７を操作して、正面用撮像カメラ６２にて被検者１０の近方視状態の正面顔画像を撮像する。これと同時に、図３及び図７に示す側面用撮像カメラ６３により被検者１０の近方視状態の側面顔画像を撮像する。

被検者１０の近方視状態での眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬが分かっていない場合には、図１４の撮影画面（近方視）の「近方視距離」「近方視角度」の欄に任意の数値を入力し、セットボタン７８を操作して、上記入力数値に適合する位置まで光源５６を可動ユニット３４により回旋移動させ、且つレンズ６０の光軸上で移動させる。この状態から、眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬを変更して被検者に適した近方視状態を確認させ、この近方視状態における眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬを、求めるべき眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬとして検出する。その後、上述の手順と同様にして操作ボタン７７を操作し、近方視状態の正面顔画像、側面顔画像を撮像カメラ６２、６３によりそれぞれ撮影する。

例えば、一つの手法として近方視目的距離ＮＬを固定し、光源５６を可動ユニット３４により回旋移動させて眼球回旋角θ(近方視角度)を変更し、眼鏡装用者に最適な眼鏡回旋角θを求める。その後、その眼鏡回旋角θを保持し、光源５６をレンズ６０の光軸上で移動させて近方視目的距離ＮＬを変更し、最適な近方視目的距離ＮＬを求める。この逆でも可能である。

［装用パラメータの計測・演算(Ｓ８)］
このようにして取得した画像を用いて、眼鏡を作製するために必要とされる様々な眼鏡装用パラメータを計測し演算するには、装置制御用端末３２のモニター上の測定メニュー画面(図１２)で瞳孔間距離測定ボタン８０、装用角度・装用距離測定ボタン８１を任意に選択し、それぞれの測定プログラム(図９)を起動させる。

瞳孔間距離測定ボタン８０を選択すると、瞳孔間距離測定プログラムが起動すると同時に、図１５及び図１６（Ａ）に示すように、遠方視状態の被検者１０の正面顔を撮像した正面画像が装置制御用端末３２のモニター上に表示される。この画像は、倍率補正（キャリブレーション）が実施されて上記モニター上に表示されている。そして、この遠方視状態の被検者１０の正面画像上において、例えば以下のような検出方法で左眼８２と右眼８３の瞳孔中心位置を求め、この瞳孔中心の離間距離を遠方視瞳孔間距離ＦＰＤとする。

第１の検出方法としては、左眼８２と右眼８３の瞳孔中心位置をマウス等のポインティングデバイスで直接指定するもので、画面上の距離を装置制御用端末３２が計測する方法である。第２の検出方法としては、画像処理によって自動的に瞳孔中心位置を求める方法である。この第２の検出方法では、画像処理の時間を短くするために、瞳孔近辺領域８９を図１６（Ａ）の破線のようにマウスでドラッグする。次に、この画像において、画像の走査線８４をスキャンニングして反射光量の変化を求める。被検眼(左眼８２、右眼８３)の瞳孔部分は暗いので、図１６（Ｂ）のように瞳孔部分で反射光量が大きく低下する。そこで、この反射光量が低下した部分を瞳孔領域として検出して瞳孔中心位置を求め、これらの瞳孔中心間を距離換算して遠方視瞳孔間距離ＦＰＤを求める。

本実施形態においては、瞳孔中心位置は、上記第１の検出方法と第２の検出方法のいずれを用いて求めてもよく、また他の方法で求めてもよい。また顔の中心（例えば鼻柱の中心）あるいは眼鏡フレームのブリッジ１９の中心をポインティングデバイス等で指定し、その中心から左眼８２の瞳孔中心までの距離、右眼８３の瞳孔中心までの距離をそれぞれ左眼ＦＰＤ、右眼ＦＰＤとして、遠方視瞳孔間距離を求めてもよい。

瞳孔中心位置を求める上述の第１及び第２の検出方法のほかに、図２５に示す瞳孔カーソル９２、９３を用いた第３の検出方法を以下に述べる。
装置制御用端末３２は、遠方視または近方視の被検者１０の正面画像上に移動可能に表示されて、瞳孔２０の中心位置を検出するための円形状の瞳孔カーソル９２(図２５(Ａ))を有する。この瞳孔カーソル９２は、例えば赤色表示される。この瞳孔カーソル９２の直径は変更可能に構成され、例えばポインティングデバイスとしてマウスを用いた場合、マウスのクリックを連続して実施することで変更される。また、瞳孔カーソル９２の画像上での位置は、上記マウスのドラッグ機能を用いて実施することで変更される。

遠方視状態の被検者１０の正面画像上において、上記瞳孔カーソル９２を移動させ、その直径を変更して被検者１０の左眼８２または右眼８３における瞳孔２０の輪郭または虹彩２１の輪郭に上記瞳孔カーソル９２を一致させる。上記正面画像において瞳孔２０の輪郭が明瞭である場合には、瞳孔カーソル９２を瞳孔２０の輪郭に一致させ、また、瞳孔２０の輪郭が明瞭でない場合には、瞳孔カーソル９２の直径を変更して虹彩２１の輪郭に一致させる。虹彩２１の中心位置と瞳孔２０の中心位置とが略一致することから、上述のようにして瞳孔カーソル９２を瞳孔２０または虹彩２１の輪郭に一致させることで、この瞳孔カーソル９２の中心位置９６から瞳孔２０の中心位置を検出する。

装置制御用端末３２は、瞳孔２０の中心位置を検出するために、上記瞳孔カーソル９２に代えて、図２５（Ｂ）の瞳孔カーソル９３を有してもよい。この瞳孔カーソル９３は、虹彩２１の輪郭の大きさ（直径）に相当する外側円９４と、瞳孔２０の輪郭の大きさ（直径）に相当する内側円９５とが、同軸に配置された２重円の構造に構成されている。
外側円９４の直径は、虹彩２１の直径に相当する約１２ｍｍに設定される。また内側円９５の直径は、瞳孔２０の大きさが外部照明の明るさによって変化するが、約３〜４ｍｍに設定される。これらの外側円９４と内側円９５の直径の初期設定値は、必要に応じて最適な値に設定される。

遠方視状態の被検者１０の正面画像上で上記瞳孔カーソル９３を移動させ、被検者１０の左眼８２または右眼８３において、瞳孔２０の輪郭が明瞭である場合には、瞳孔カーソル９３の内側円９５を瞳孔２０の輪郭に一致させ、また、瞳孔２０の輪郭が明瞭でない場合には、瞳孔カーソル９３の外側円９４を虹彩２１の輪郭に一致させて、これら外側円９４または内側円９５の中心位置９６から瞳孔２０の中心位置を検出する。

上述のように瞳孔カーソル９２または９３を用いて瞳孔２０の中心位置を検出し、左眼８２と右眼８３の瞳孔中心間の距離から遠方視瞳孔間距離ＦＰＤを算出する。近方視状態の被検者１０の正面画像から、遠方視状態の場合と同様にして、瞳孔カーソル９２または９３を用い瞳孔２０の中心位置を検出して、被検眼１１上における近方視瞳孔間距離を求める。この近方視瞳孔間距離から、後述のようにして、眼鏡レンズ１３の面上での近方視瞳孔間距離ＮＰＤを計測する。

瞳孔カーソル９２または９３を用いた瞳孔中心位置の検出方法（第３の検出方法）は、瞳孔中心位置の直接検出方法（第１の検出方法）、及び画像処理による瞳孔中心位置の検出方法（第２の検出方法）に比べて次の点で有利である。

つまり、（ａ）外部照明が暗くて瞳孔２０の輪郭が明瞭でない場合、（ｂ）日本人などの黄色人種のように、瞳孔２０と虹彩２１のコントラストの差が小さいため、これらの瞳孔２０と虹彩２１の判別が困難である場合、（ｃ）店舗内等の照明の光源像が眼の角膜表面に映って瞳孔２０及び虹彩２１を認知できない場合、（ｄ）眼が細く、瞼によって瞳孔２０や虹彩２１の全体が見えない場合、（ｅ）近方視状態では瞼が下がる傾向にあり、これにより瞼が瞳孔２０や虹彩２１を部分的に隠してしまう場合の各場合、またはこれら（ａ）〜（ｅ）の２以上が同時に発生する場合には、第１及び第２の検出方法による瞳孔中心位置の検出は困難である。

具体的には、第１または第２の検出方法においては、上記（ａ）または（ｂ）が発生した場合、瞳孔２０の中心ではなく虹彩２１の中心を検出すればよいが、これに（ｃ）が同時に発生したり、（ｃ）が単独で発生する場合、特に第２の検出方法においては、光源像が角膜のどの位置にあるかによって対応が異なり、適切な対応でない場合には、瞳孔２０の中心位置の検出精度が低下してしまう。また、上記（ｄ）または（ｅ）が発生した場合には、瞳孔２０または虹彩２１が瞼によって上下対称に隠されているとは限らないので、第１または第２の検出方法で検出された瞳孔２０の中心位置の信頼性が低い場合がある。これに対し、瞳孔カーソル９２または９３を用いた第３の検出方法では、上記（ａ）〜（ｅ）の各場合においても、またこれらの２以上が同時に発生した場合においても、瞳孔２０の輪郭または虹彩２１の輪郭のうち、明瞭に見える一部分に瞳孔カーソル９２または９３を一致させることで、瞳孔２０の中心位置を正確に検出することが可能となる。

近方視瞳孔間距離ＮＰＤも同様な操作で求めることができるが、近方視状態は、遠方視状態と異なり輻輳により視線が内側に寄っている。このため、遠方視瞳孔間距離ＦＰＤと同様にして計測される近方視瞳孔間距離、つまり、近方視状態の被検者１０の正面画像において、左眼８２と右眼８３の瞳孔中心間距離から計測される近方視瞳孔間距離は、あくまで被検眼１１上での距離である。図１７を用いて説明すると、眼鏡レンズ１３を作製するときには、近方視の状態において眼鏡フレーム１４のリム１５に嵌め込まれる眼鏡レンズ１３の面上で、視線がどこを通過するかを計算する必要があり、この眼鏡レンズ１３の面上での近方視瞳孔間距離が求めるべき近方視瞳孔間距離ＮＰＤとなる。

遠方視及び近方視状態の被検者１０の両正面画像から、眼鏡レンズ１３の面上での近方視瞳孔間距離ＮＰＤを求める方法を、図１７を用いて説明する。説明を簡単にするため、ここではフレームあおり角βと眼鏡フレーム装用角度α(後述)を０°とする。図１７において、被検眼１１の角膜頂点から回旋点１２までの距離をa(図２１のＶＲに相当)、遠方視眼鏡装用距離をｂ(図２１のＡに相当)、正面画像の遠方視の角膜頂点位置と近方視の角膜頂点位置の距離差をｃとすると、内寄せ量ｄは次式で表される。
ｄ＝ｃ(ａ＋ｂ)／ａ
眼鏡レンズ１３の面上の遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離をそれぞれＦＰＤ、ＮＰＤとすると、遠方視瞳孔間距離ＦＰＤは遠方視の正面画像の瞳孔間距離と等しいので、近方視瞳孔間距離ＮＰＤは次式で表される。
ＮＰＤ＝ＦＰＤ−２・ｄ
ここで、角膜頂点から回旋点１２までの距離aは通常１３ｍｍが用いられることが多いが、それ以外の値でも構わない。近方視瞳孔間距離ＮＰＤをより正確に求めるためには、フレームあおり角βと眼鏡フレーム装用角度αを用いて補正する必要があるが、ここでは省略する。

次に、装置制御用端末３２の測定メニュー(図１２)上で、装用角度・装用距離測定ボタン８１を選択する。すると、まず眼鏡フレーム装用角度測定プログラム(図９)が起動すると同時に、図１８に示すように、装置制御用端末３２のモニター上に倍率補正された被検者１０の遠方視状態の顔の側面画像が表示される。この側面画像は、眼鏡フレーム装用角度α、遠方視眼鏡装用距離Ａを測定するために用いる。図１８に示す画面上で被検眼１１の角膜頂点をマウス等のポインティングデバイスで指定し、水平線を引いて光軸、即ち遠方視軸１７を描く。眼鏡フレーム装用角度αは、この光軸（遠方視軸１７）に垂直な直線８５に対して眼鏡フレーム１４のリム１５がなす角度である。この眼鏡フレーム装用角度αを決定するには、眼鏡フレーム１４のリム１５の側面形状に沿って２点或いは４点をマウス等のポインティングデバイスで指定し、これらの座標値から演算によって直線８６を表示させ、この直線８６と上記直線８５とのなす角度を眼鏡フレーム装用角度αとする。

この眼鏡フレーム装用角度αの測定後、眼鏡装用距離測定プログラム(図９)が起動する。既に眼鏡フレーム装用角度αが分かっているので、まず、この眼鏡フレーム装用角度αを求めた直線８６と平行で且つ角膜頂点を通る基準直線８７を表示する。この基準直線８７と平行な直線８８を画面上で生じさせ、マウス等のポインティングデバイスで上記直線８８を平行移動して、眼鏡フレーム１４のリム１５の位置まで移動させる。このリム１５の位置まで移動した直線８８と上記基準直線８７間の距離を計測して仮装用距離とする。実際の遠方視眼鏡装用距離Ａは、フレームあおり角βやレンズカーブなどの眼鏡の立体形状に影響されるので、眼鏡装用距離測定プログラムは、眼鏡フレーム１４のトレースデータやレンズカーブを読み込んで計算し、その計算値と上記仮装用距離を加味して遠方視眼鏡装用距離Ａを算出する。

近方視眼鏡装用距離Ｂも同様な操作で求めることができる。つまり、装置制御用端末３２のモニター上に被検者１０の近方視状態における顔の側面画像を表示させ、この画像上で被検眼１１の角膜頂点をマウス等のポインティングデバイスで指定し、既に眼球回旋角θが分かっているので、この眼球回旋角θに応じ上記角膜頂点を通る光軸、即ち近方視軸１８を引く。この近方視軸１８上の角膜頂点と眼鏡フレーム１４のリム１５との距離を計測して仮装用距離とする。実際の近方視眼鏡装用距離Ｂは、フレームあおり角βやレンズカーブなどの眼鏡の立体形状に影響されるので、眼鏡フレーム１４のトレースデータやレンズカーブを読み込んで計算し、その計算値と上記仮装用距離を加味して近方視眼鏡装用距離Ｂを算出する。

上述のように、遠方視眼鏡装用距離Ａは、被検者１０の遠方視の側面画像上で、被検者１０の角膜頂点から遠方視軸１７上における眼鏡装用位置までの距離に基づいて計測される。また、近方視眼鏡装用距離Ｂは、被検者１０の近方視の側面画像上で、被検者１０の角膜頂点から近方視軸１８上における眼鏡装用位置までの距離に基づいて計測される。ところが、角膜は透明であるため、当該角膜頂点（遠方視の場合に角膜頂点２２、近方視の場合に角膜頂点２３）は、その位置が不明瞭であることが多い。このため、前述のごとく、被検眼１１の角膜頂点２２または２３をマウス等のポインティングデバイスで指定しにくく、または間違った位置を指定する恐れがある。角膜頂点２２または２３を間違って指定してしまうと、仮装用距離が不正確になるばかりでなく、遠方視軸１７及び近方視軸１８の位置も不正確になり、眼鏡レンズ１３の面上での視線位置が異なってしまう。

そこで、装置専用端末３２は、被検者１０の遠方視の側面画像（図２６（Ａ））、または近方視の側面画像（図２６（Ｂ））上において、角膜頂点を検出するための角膜カーソル９７を移動可能に表示させる。この角膜カーソル９７は、被検者１０の側面視における角膜の輪郭形状に沿って湾曲する円弧形状に構成され、その曲率半径は約７．７ｍｍに設定される。この７．７ｍｍの数値はＧｕｌｌｓｔｒａｎｄ（グルストランド）の模型眼の数値を用いている。（眼科ＭＯＯＫ １８ 屈折異常 １９８２、Ｐ１９参照）角膜カーソル９７の曲率半径は上記７．７ｍｍ以外の値であってもよい。また、この角膜カーソル９７は、図２６（Ｃ）に示すように、円弧の中央位置に被検者の角膜頂点を示すカーソル頂点９８を、角膜カーソル９７の他の部分とは異なった色で表示可能に備える。例えば、角膜カーソル９７の他の部分が緑色で表示されるとき、カーソル頂点９８は赤色に表示される。

角膜カーソル９７の位置変更（移動）及びカーソル頂点９８の表示、非表示は、ポインティングデバイスとしてマウスを用いた場合、このマウスのドラッグ機能を用いて角膜カーソル９７の位置を変更させ、マウスをクリックすることでカーソル頂点９８の表示、非表示を切り換える。また、角膜カーソル９７は、近方視の側面画像において、予め計測された眼球回旋角θに応じて回旋して表示される。これにより、角膜カーソル９７は、近方視の眼球の状態（特に角膜の位置）に対応付けて表示される。

従って、被検者１０の遠方視または近方視の側面画像上において、マウス等のポインティングデバイスを用い、角膜カーソル９７の位置を変更して、この角膜カーソル９７を角膜の輪郭に一致させる。この状態で、上記マウスをクリックして角膜カーソル９７におけるカーソル頂点９８を表示させ、このカーソル頂点９８の表示位置から被検者１０の角膜頂点２２または２３を検出する。これにより、被検者１０の遠方視または近方視の側面画像上において、角膜頂点２２または２３の正確な検出が可能になるので、仮装用距離の正確な計測も可能となり、また、遠方視軸１７または近方視軸１８の特定も正確となる。

［データ保存(Ｓ９)］
装置制御用端末３２は、上述のようにして得られた眼鏡装用パラメータＶを、顧客個人データＸ及び眼鏡フレームデータＺと共に、例えば図１９に示す保存画面の一覧表示の形態で、装置制御用端末３２内及び顧客データベース７１に保存し、このとき撮像画像も同時に保存する。この保存画面には、累進屈折力レンズをはじめとしたシニアを対象とした眼鏡レンズにおける累進帯長Ｌ（遠用ポイント中心と近用ポイント中心の距離）が、上記遠方視及び近方視の眼鏡装用パラメータを用いて決定されて表示される。

つまり、装置制御用端末３２は、図２１に示す遠方視眼鏡装用距離Ａ、近方視眼鏡装用距離Ｂ、眼鏡フレーム装用角度α、眼球回旋角θが既に計測し計算されているので、被検眼１１の角膜頂点から眼球回旋点１２までの距離ＶＲを１３ｍｍとして累進帯長Ｌを計算する。この累進帯長Ｌは、累進屈折力レンズのタイプの選定に役立つだけでなく、眼鏡装用者に最適な累進屈折力レンズを設計する上で必要かつ重要なパラメータである。尚、被検眼１１の角膜頂点から眼球回旋点１２までの距離ＶＲを１３ｍｍとしたが、これは日本人において一般に用いられる値であって、欧米人の場合は主に１４ｍｍが用いられることが多い。また、図２１では、累進面が眼鏡レンズ１３の眼側にある場合を示したが、眼鏡レンズ１３の物体側にある場合には、累進帯長Ｌはレンズの厚みを考慮して算出する。

［眼鏡レンズ、眼鏡の発注（Ｓ１０）］
眼鏡装用パラメータ測定装置３０の装置制御用端末３２及び顧客個人データ７１(図１)に保存された各眼鏡装用者の眼鏡装用パラメータは、眼鏡店端末７０により、図示しない眼鏡製造業者の工場サーバーへ送信されて、眼鏡レンズまたは眼鏡の発注がなされる。これにより、眼鏡製造業者は、眼鏡装用者の個々人の眼鏡装用パラメータのうちの少なくとも一つを用いて、当該眼鏡装用者に最適な眼鏡レンズの光学設計を行い、その設計値に基づいて眼鏡レンズを製造し、この眼鏡レンズを眼鏡フレームに組み込んで、当該眼鏡装用者に最適な眼鏡を製造する。

累進屈折力レンズをはじめとした老視用眼鏡レンズでは、遠方視及び近方視の眼鏡装用パラメータが必要であるが、近用専用単焦点レンズの場合には、遠方視の眼鏡装用パラメータは不要であり、遠方視状態の撮影を省くことができる。また、遠視用あるいは近視用の単焦点レンズの場合には、近方視の眼鏡装用パラメータは不要であり、近方視状態の撮影を省くことができる。このように、眼鏡装用パラメータは、眼鏡装用者が装用する眼鏡レンズの種類によって眼鏡装用パラメータ測定装置３０により任意に選択して測定され、眼鏡店端末７０により眼鏡製造業者の工場サーバへ送信される。

以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果（１）〜（１２）を奏する。
（１）光源５６及びレンズ６０を備えた可動ユニット３４(図２)が、眼鏡装用者である被検者１０を遠方視状態または近方視状態に設定し、この近方視状態では、眼球回旋角θと近方視目的距離ＮＬの少なくとも一方を任意に変更可能とし、この遠方視状態または近方視状態に設定された被検者１０を正面用撮像カメラ６２及び側面用撮像カメラ６３により撮影し、この得られた撮像画像に基づき装置制御用端末３２が眼鏡装用パラメータを計測し演算する。更に、この装置制御用端末３２は、撮像画像上において移動可能に表示されて、被検者１０の瞳孔中心位置を検出するための瞳孔カーソル９２及び９３、並びに被検者１０の角膜頂点位置を検出するための角膜カーソル９７を有する。これらのことから、遠方視と近方視の眼鏡装用パラメータを高精度に測定できる。この結果、眼鏡装用パラメータ測定装置３０により高精度に測定された眼鏡装用パラメータの少なくとも一つを用いて、眼鏡装用者個々人に最適な専用の眼鏡レンズを光学設計でき、この眼鏡レンズを組み込んで、当該眼鏡装用者個々人に最適な専用の眼鏡を製造できる。

（２）遠方視状態と近方視状態のそれぞれにおいて、眼鏡装用パラメータを測定できることから、眼鏡装用者が装用する眼鏡の眼鏡レンズの種類によって、必要な眼鏡装用パラメータを選択できるので、不必要な眼鏡装用パラメータの測定を省略して、眼鏡装用パラメータ測定装置３０による測定を迅速化できる。

（３）装置専用端末３２は、被検者１０の遠方視状態または近方視状態の正面画像上に移動可能に表示される円形状の瞳孔カーソル９２または９３を有し(図２５)、この瞳孔カーソル９２または９３を上記正面画像上で被検者１０の瞳孔２０または虹彩２１のそれぞれの輪郭に一致させることで、瞳孔カーソル９２または９３の中心位置９６から瞳孔中心位置を検出する。従って、この瞳孔カーソル９２または９３を用いることによって、被検者１０の遠方視状態または近方視状態の正面画像において、瞳孔２０と虹彩２１が判別しにくい場合や、瞳孔２０または虹彩２１の全体が見えない場合などでも、瞳孔カーソル９２または９３を少なくとも虹彩２１の輪郭の全部または一部に一致させることで、瞳孔２０の中心位置を正確に検出することができる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に遠方視瞳孔間距離ＦＰＤ及び近方視瞳孔間距離ＮＰＤを高精度に計測し演算することができる。

（４）瞳孔カーソル９２は、その直径が変更可能に構成されたことから、瞳孔カーソル９２を状況に応じて瞳孔２０の輪郭または虹彩２１の輪郭に一致させて、瞳孔２０の中心位置を正確に検出することができる。

（５）瞳孔カーソル９３は、虹彩２１の輪郭に相当する外側円９４と瞳孔２０の輪郭に相当する内側円９５とが、同軸に配置されて２重円に構成されたことから、被検者１０の遠方視状態または近方視状態の正面画像の状況に応じて、瞳孔カーソル９３の外側円９４を虹彩２１の輪郭に一致させ、または瞳孔カーソル９３の内側円９５を瞳孔２０の輪郭に一致させることで、瞳孔２０の中心位置を正確に検出することができる。

（６）装置専用端末３２は、被検者１０の角膜の形状に沿った湾曲する円弧形状で、中央位置にカーソル頂点９８(図２６)を表示可能に備え、被検者１０の遠方視または近方視の側面画像上に移動可能に表示される角膜カーソル９７を有する。装置専用端末３２は、この角膜カーソル９７が被検者１０の上記側面画像上の当該被検者１０の角膜に一致されることで、この角膜カーソル９７のカーソル頂点９８から被検者１０の角膜頂点２２または２３の位置を検出する。従って、上記角膜カーソル９７を用いることによって、被検者１０の遠方視または近方視の側面画像上で、透明で判別しにくい角膜の角膜頂点２２または２３を正確且つ容易に検出することができる。この結果、眼鏡装用パラメータ、特に遠方視眼鏡装用距離Ａ及び近方視眼鏡装用距離Ｂを高精度に計測し演算することができる。

（７）角膜カーソル９７は、近方視画像上では、眼球回旋角θに応じて回旋して表示されることから、近方視において被検者１０の眼球が眼球回旋角θだけ回旋している事象に容易に対応できる。これにより、近方視画像における被検者１０の角膜頂点２３の位置を正確且つ容易に検出できる。

（８）遠方視眼鏡装用距離Ａ及び近方視眼鏡装用距離Ｂが、眼鏡フレーム１４のフレームあおり角β(図２４)などの立体形状を考慮して算出されることから、計測された装用距離(仮装用距離)のそれぞれを上記立体形状により修正することで、これらの遠方視眼鏡装用距離Ａ及び近方視眼鏡装用距離Ｂを高精度に測定できる。

（９）近方視瞳孔間距離ＮＰＤが、眼鏡装用者である被検者１０が装用した眼鏡の眼鏡レンズ１３の面上において算出されることから(図１７)、眼鏡を製作するために必要な近方視瞳孔間距離ＮＰＤを最適な値として測定できる。

（１０）正面用撮像カメラ６２の光軸を、可動ユニット３４に位置決めされた眼鏡装用者である被検者１０の被検眼１１の遠方視軸１７または近方視軸１８に常時一致させた状態に保持して、上記正面用撮像カメラ６２が被検者１０の被検眼１１の回旋点１２を中心に回旋移動され、被検者１０の遠方視状態と近方視状態が設定される。このため、近方視状態においても、遠方視状態と同様に、正面用撮像カメラ６２が被検者１０を適切に撮影できるので、この撮像画像に基づき眼鏡装用パラメータを高精度に測定できる。

（１１）眼鏡装用パラメータの眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬが不明な場合には、眼鏡装用者である被検者１０に適した近方視状態を確認させながら、光源５６及びレンズ６０を備えた可動ユニット３４を軌道フレーム３６に沿って回旋移動させ、且つ光源５６をレンズ６０に対し接近または離反させて、上記眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬが決定される。この結果、眼鏡装用者に最適な眼球回旋角θ及び近方視目的距離ＮＬを高精度に測定することができる。

（１２）眼鏡装用パラメータ測定装置により高精度に測定された眼鏡装用パラメータを用いて眼鏡レンズ、眼鏡が作製されるので、この眼鏡レンズを、眼鏡装用パラメータが測定された眼鏡装用者の個々人に最適な専用の眼鏡レンズとすることができ、また、眼鏡も、眼鏡装用パラメータが測定された眼鏡装用者の個々人に最適な専用の眼鏡とすることができる。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば本発明では画面上でカーソルを移動させる手段としてポインティングデバイスのマウスを用いたが、トラックボールやキーボードの操作によるものでも構わない。

本発明に係る眼鏡装用パラメータ測定装置の一実施の形態と他の機器との接続関係を示す通信回線図である。 図１における眼鏡装用パラメータ測定装置を、一部を破断して示す側面図である。 図２のIII矢視図である。 図２の可動ユニットを示す側面図である。 図４のV矢視図である。 図２の測定装置本体が眼鏡装用者を撮影するときの状況を示す側面図であり、（Ａ）が遠方視状態測定位置、（Ｂ）が近方視状態測定位置での撮影状況を示す図である。 図３の側面用撮像カメラ及びミラーの配置状況を概略して示す正面図である。 図２及び図３のカバーを示す斜視図である。 図１の装置制御用端末が格納する計測プログラムを示す構成図である。 眼鏡装用者のデータを入力するためのデータ入力画像の一例を示す図である。 撮影メニュー画面の一例を示す図である。 測定メニュー画面の一例を示す図である。 眼鏡装用者の遠方視状態を撮影するための撮影画面の一例を示す図である。 眼鏡装用者の近方視状態を撮影するための撮影画面の一例を示す図である。 眼鏡装用者の遠方視状態における正面画像を表す計測画面の一例を示す図である。 （Ａ）は、図１５の計測画面において、遠方視瞳孔間距離を計測する際の説明図、（Ｂ）は、図１６（Ａ）の両眼瞳孔上における反射光量の変化を示すグラフである。 近方視瞳孔間距離を求める方法を示す説明図である。 眼鏡装用者の遠方視状態における側面画像を表す計測画面の一例を示す図である。 眼鏡装用パラメータの保存画面の一例を示す図である。 眼鏡装用パラメータの測定手順等を示すフローチャートである。 眼鏡装用パラメータのうち、遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離、眼球回旋角、近方視目的距離などを説明するための説明図である。 眼鏡装用パラメータのうち、（Ａ）が遠方視瞳孔間距離を、（Ｂ）が近方視瞳孔間距離をそれぞれ説明するための説明図である。 眼鏡装用パラメータのうち、眼鏡フレーム装用角度を説明するための説明図である。 フレームあおり角を説明するための説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、瞳孔カーソル９２、９３をそれぞれ示す正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、角膜カーソルを被検者の側面画像と共に示す側面図であり、（Ｃ）は、角膜カーソルを拡大して示す図である。

符号の説明

１０ 被検者（眼鏡装用者）
１２ 回旋点
１３ 眼鏡レンズ
１４ 眼鏡フレーム
１７ 遠方視軸
１８ 近方視軸
２０ 瞳孔
２１ 虹彩
２２、２３ 角膜頂点
３０ 眼鏡装用パラメータ測定装置
３１ 測定装置本体
３２ 装置制御用端末（計測演算手段）
３４ 可動ユニット（固視手段）
３６ 軌道フレーム
５６ 光源（固視手段）
６０ レンズ（固視手段）
６２ 正面用撮像カメラ（撮像入力手段）
６３ 側面用撮像カメラ（画像入力手段）
９２、９３ 瞳孔カーソル
９４ 外側円
９５ 内側円
９７ 瞳孔カーソル
９８ カーソル頂点
θ 眼球回旋角
α 眼鏡フレーム装用角度
β フレームあおり角
ＦＰＤ 遠方視瞳孔間距離
ＮＰＤ 近方視瞳孔間距離
Ａ 遠方視眼鏡装用距離
Ｂ 近方視眼鏡装用距離
ＮＬ 近方視目的距離

Claims (11)

1. 眼鏡装用者に適した眼鏡を作製するために必要な眼鏡装用パラメータを測定する眼鏡装用パラメータ測定装置において、
   眼鏡フレームを装用した眼鏡装用者を遠方視状態または近方視状態に設定し、この近方視状態では、眼球回旋角と近方視目的距離の少なくとも一方を任意に変更可能とする固視手段と、この固視手段により遠方視状態または近方視状態に設定された眼鏡装用者を撮影装置により撮影し、その画像を取り込む画像入力手段と、この画像入力手段によって得られた撮像画像に基づき上記眼鏡装用パラメータを計測し演算する計測演算手段とを有し、
   上記計測演算手段が計測し演算する眼鏡装用パラメータは、遠方視瞳孔間距離、近方視瞳孔間距離、遠方視眼鏡装用距離、近方視眼鏡装用距離、眼鏡フレーム装用角度、眼球回旋角、近方視目的距離の少なくとも１つであり、
   上記計測演算手段は、撮像画像上に移動可能に表示されて眼鏡装用者の瞳孔中心位置あるいはまた角膜頂点位置を検出するためのカーソルを有することを特徴とする眼鏡装用パラメータ測定装置。
2. 上記計測演算手段で用いるカーソルは、眼鏡装用者の角膜の形状に沿った円弧形状で、中央位置にカーソル頂点を表示可能に備えた角膜カーソルであり、この角膜カーソルを撮像画像上の眼鏡装用者の角膜に一致させることで、上記カーソル頂点から眼鏡装用者の角膜頂点位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
3. 上記眼鏡装用パラメータのうち、遠方視眼鏡装用距離は、撮像画像上において眼鏡装用者の角膜頂点から遠方視軸上における眼鏡装用位置までの距離であり、近方視眼鏡装用距離は、撮像画像上において眼鏡装用者の角膜頂点から近方視軸上における眼鏡装用位置までの距離であり、
   上記計測演算手段は、角膜カーソルで上記角膜頂点を検出して、上記遠方視眼鏡装用距離または近方視眼鏡装用距離を計測し演算することを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
4. 上記角膜カーソルは、近方視画像上では、上記眼鏡装用パラメータの眼球回旋角に応じて回旋して表示されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
5. 上記計測演算手段で用いるカーソルは、円形状で直径が変更可能に構成されている瞳孔カーソルであり、この瞳孔カーソルを撮像画像上の眼鏡装用者の瞳孔または虹彩のそれぞれの輪郭に一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心から瞳孔中心位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
6. 上記計測演算手段で用いるカーソルは、虹彩の輪郭に相当する外側円と、瞳孔の輪郭に相当する内側円とが、同軸に配置されて２重円に構成された瞳孔カーソルであり、この瞳孔カーソルの上記外側円を撮像画像上の眼鏡装用者の虹彩の輪郭に、または上記内側円を上記撮像画像上の眼鏡装用者の瞳孔の輪郭にそれぞれ一致させることで、上記瞳孔カーソルの中心から瞳孔中心位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
7. 上記眼鏡装用パラメータのうち遠方視瞳孔間距離と近方視瞳孔間距離は、撮像画像上において、左右眼の瞳孔または虹彩から瞳孔中心位置を求め、この瞳孔中心位置に基づき計測演算して求めるものであり、
   上記計測演算手段は、瞳孔カーソルで上記瞳孔中心を検出して、上記遠方視瞳孔間距離または近方視瞳孔間距離を計測し演算することを含むことを特徴とする請求項１、５または６に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
8. 上記眼鏡装用パラメータの遠方視眼鏡装用距離及び近方視眼鏡装用距離は、眼鏡フレームの立体形状を考慮して算出されて測定されることを特徴とする請求項1乃至４のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
9. 上記眼鏡装用パラメータの近方視瞳孔間距離は、眼鏡装用者が装用した眼鏡の眼鏡レンズ面上において算出されて測定されることを特徴とする請求項1または５乃至７のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置により測定された眼鏡装用パラメータのうち、少なくとも一つを用いて光学設計を行ない作製されることを特徴とする眼鏡レンズ。
11. 請求項１乃至９のいずれかに記載の眼鏡装用パラメータ測定装置により測定された眼鏡装用パラメータのうち、少なくとも一つを用いて作製されることを特徴とする眼鏡。

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