JP4409288B2 - 個々の眼鏡レンズをデザインし、最適にするための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、個々の眼鏡レンズをデザインし、最適にするための方法に関する。
【０００２】
眼科医は、例えばｔｈｅ ｆｉｒｍｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｓｃｈｅ Ｗｅｒｋｅ Ｇ．Ｒｏｄｅｎｓｔｏｃｋ ｏｆ Ｍｕｎｉｃｈ、Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ ｏｆ Ａａｌｅｎ、もしくは、Ｅｓｓｉｌｏｒ ｏｆ Ｆｒａｎｃｅ等の一般的な注文システムを利用すると、処方箋のパラメータのような標準的なパラメータのみを規定（ｓｔｉｐｕｌａｔｅ）できる。処方箋のパラメータとは、特に球面パワー（離れた部分の）、二重焦点レンズまたは累進レンズのための付加的なパワー、補正のために必要な非点収差、プリズムのパワー、また、瞳孔間の距離及び頂部の距離などである。これらが、選択されたレンズのタイプ（例えば、ｔｈｅ ｆｉｒｍ ｏｆ Ｏｐｔｉｓｃｈｅ Ｗｅｒｋｅ Ｇ．Ｒｏｄｅｎｓｔｏｃｋによって製造されているＰｒｏｇｒｅｓｓｉｖ ｌｉｆｅ ｏｒ Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と組み合わせられると、眼鏡レンズ、複数の二重焦点面、あるいは、個々の裏面の設計が完全に規定される。
【０００３】
これに関連して、“デザイン”もしくは“光学的なデザイン”という用語は、眼鏡レンズの結像欠陥の空間分布の種類を意味すると理解される。画像の良い領域（結像欠陥が少ない）が、画像の悪い領域（結像欠陥が多い）から１つ以上の線によって分離される。このため、結像欠陥を様々な方法で規定でき、一般的な規定としては、例えば、屈折誤差、表面非点収差の大きさ、装着位置における残余非点収差、即ち、目の非点収差の補正のために働かない全体の残余非点収差（表面非点収差とスキュー光線の非点収差とのベクトルの追加）、視力、並びに／もしくは歪みが用いられる。屈折誤差及び残余非点収差の場合、０．５ｄｐｔの値は、画像の良い領域と画像の悪い領域との間の境界値として多く使用される。まれに、比較的大きな値１．０ｄｐｔが用いられることもある。言うまでもなく、種々のパラメータは、（重みが与えられた）組み合わせで評価され得る。しかしながら、画像の良い領域を画像の悪い領域から区別するために使用される像の欠点の上記の規定は、絶対的ではない。
【０００４】
原則として、単一視野レンズは、中央に円形もしくは楕円形の視界の良い領域を有し、この領域は中心点を有する。二重焦点レンズは、少なくとも３つの視界の良い領域、即ち、離れた領域と、近い領域と、中間の領域（corridor）とを有する。幾何学的な理由（Minkwitz Proposition）によって、この中間の領域は、２つの視界の悪い領域と両側で境をなしている。
【０００５】
基本の湾曲システムに依存した伝統的な眼鏡レンズでは、光学的なデザインは、用いられている基本の湾曲に依存しており、この基本の湾曲は、処方に基づいている。この処方の表面が、適当な計算によって追加される。この場合、結像欠陥の分布（即ち視界の領域）は、修正できない。何らかの理由で、設計が顧客に受け入れられない場合、即ち、不和が生じるか特定の観察（viewing）の必要性が不適当な場合、眼科医は、異なる製品に頼るほかない。
【０００６】
近年、眼鏡産業では個別化の方向に進む傾向がある。
【０００７】
個別化された眼鏡レンズへ向かう最初の大きな段階として、アトロイダル（atroidal）形状を有する処方の表面が、処方に従って最適にされた。この例には、the firm of Optische Werke G.Rodenstockの“Multigressiv”眼鏡レンズがある。
【０００８】
第２の段階として、処方の表面は、二重焦点面に統合された。結果として生じた表面は、いわゆる二重焦点のアトロイダル面である。この一例は、the firm of Optische Werke G.Rodenstockの製品“Impression ILT”である。上述された公知のthe firm of Optische Werke G.Rodenstockの眼鏡レンズが、本明細書では詳しく説明されない全ての用語（term）と、特に個別化データとの説明のために、特に参照される。
【０００９】
公知の“Impression ILT”眼鏡レンズでは、パワーの全スペクトルにわたってほぼゼロ、即ち、離れた部分でー１０ｄｐｔ乃至＋１０ｄｐｔである光学パワーのために最適であるとみなされるように、設計を維持するために努力がなされている。
【特許文献１】
ＥＰ０８８００４６Ａ１
【特許文献２】
ＵＳ５９２６２４７
【特許文献３】
ＵＳ２００１/００２３４１３Ａ１
【特許文献４】
ＵＳ２００４/０２４６４４０Ａ１
【特許文献５】
ＵＳ６７０９１０６Ｂ２
【特許文献６】
ＵＳ６８３０３３３Ｂ２
【特許文献７】
ＵＳ２００１/００３３３６３Ａ１
【特許文献８】
ＥＰ１１１６９８３Ａ１
【特許文献９】
ＪＰ１０１７５１４９
【特許文献１０】
ＷＯ００/５５６７８
【特許文献１１】
ＤＥ４２１０００８Ａ１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
公知の個別に最適にされる眼鏡レンズでさえ、眼科医は、設計に直接的に影響を与えることができず、単に、注意深い仕事によって結像の品質の欠点を回避することができるのみである。
【００１１】
かくして、この点に関して、眼科医が眼鏡レンズの設計に故意に影響を与えることは不可能であった。
【００１２】
個別化に向かう次の段階は、設計そのものである。いわゆる設計の種類は、特許文献、例えば、運転手、アウトドア活動、ゴルファー、テニス選手などのための眼鏡レンズによって既に公知である。しかしながら、最終的には、設計は、常に、光学産業によってなされた発達の結果である。夫々に述べられているように、設計は、光学産業の指定事項にまだ支配されている。
【００１３】
光学産業の指定事項によって頑なに確立された設計を省くことが望ましい場合、眼科医もしくは顧客が、眼科医の専門店で、特定の所望の、もしくは最も頻繁に用いられている適用例のために最適だとみなされる設計を積極的に計画できることが必要である。このため、眼科医は、顧客によって適当であると思われる設計を容易に作り出すことができる必要がある。
【００１４】
本発明の目的は、個々の眼鏡レンズをデザインし、最適にする方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１の特徴部分に述べられているように果たされる。本発明の更なる発展例は、従属請求項の主題であり、これの用語を特に、本明細書の本文に特に述べられていない全特性に関して参照する。
【００１６】
本発明に係れば、ドラフト（ｄｒａｆｔ）のデザインは、ビデオワークステーションでコンピュータープログラムを用いて画像の良い領域が所望の個々の眼鏡レンズのための眼鏡レンズにどのように分布されるかを設定する眼科医もしくは顧客によって成される。言うまでもなく、例えば遠い視界領域、近い視界領域及び二重焦点領域の夫々の領域の大きさが、技術的に可能な制限範囲内でのみ設定され得る。それにも関らず、これは、標準的な設定よりも大きな変化範囲を有し、標準として設定されている設計をかなり越える。例えば、ゴルフ選手は、打たれるボールから離れたところの、打撃を果たすための比較的幅広い視界と、比較的短い二重焦点領域と、打撃に従うゴルフボールを観察するための比較的離れた領域とを有するのを望むように規定することができる。続いて、この個々に設定された設計は、製造者もしくは光学計算オフィスに送られる。指定事項に基づいて、設計データに関して完全に個別化された眼鏡レンズが、計算され（最適にされ）、製造される。
【００１７】
好ましくは、眼科医もしくは顧客は、グラフィックインターフェースを用いて幾つかの工程によってコンピューターのディスプレイユニット上でデザインを計画する。眼科医に受け入れられるツールにとって重大なのは、ユーザーを混乱させない単純だが有効なユーザーガイドであることである。最も単純な場合には、以下に説明されるように、モジュラーシステムに係るいわゆるテンプレートから設計作業に必要な工程を編集することができる。比較的複雑な場合には、経験を積んだユーザーが非常に詳細なところで設計作業に介入することができる。最初に、眼科医は、通常測定されたパラメータ（処方及び全ての個々の眼鏡データ）を数字入力パネルを介して入力し、当該のレンズのタイプを規定することができる。例えば、単一視野か多焦点か二重焦点レンズかを規定する。続いて、指示器具（マウス）並びに／もしくは数字入力パネルによって、各視界領域のための物体距離を規定することができる。この物体距離は、特に、２つの独立変数（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｖａｒｉａｂｌｅｓ）、即ち水平座標と垂直座標との関数である。物体距離はまた、一定の関数で、純粋な読書用眼鏡の場合はレンズの下方の領域では例えば４０ｃｍなどで、または、遠視用眼鏡（ｄｉｓｔａｎｔ ｖｉｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔａｃｌｅｓ）の場合は無限大である。物体距離はまた、例えば標準的二重焦点レンズの場合に典型的な、上の領域では無限大の値、下の領域では４０ｃｍの値を有する変化する関数でもよい。この種の標準的な値は、ツールの選択メニューで予め設定され得る。例えば、物体距離は、遠い視界と近い視界の場合は、基準点０ｄｐｔ（遠い視界の場合）とー２．５ｄｐｔ（近い視界の場合）に設定される。眼科医は、提案された関数のセットから物体距離を選択し得るが、これらの条件に縛られない。これは、顧客の個々の必要性に応じて最適だと思われる物体距離の変形例を規定する際に、標準的な物体距離関数の間の中間に、無限大に大きな他の可能性があることによる。眼科医は、所望の関数のパラメータを、これらが顧客の視覚（ｖｉｓｉｏｎ）の必要性に適するように変化させることができる。
【００１８】
このため、特に、二重焦点眼鏡レンズ、もしくは、遠い視界及び近い視界のための２つの領域のみでなく例えば必要とされ得る中間距離など異なる距離のために３つ以上の領域を有する、例えばいわゆるパイロット用眼鏡を有する多焦点レンズを提供することが可能である。
【００１９】
更に、近い領域もしくは付加的に設けられた中間領域のための個々の物体距離を設定するだけでなく、装着位置における水平座標と垂直座標との関数として物体距離を予め設定することも可能である。これは、例えば、ライティングデスク用の眼鏡もしくはビデオワークステーション用の眼鏡の場合に都合がよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
多焦点もしくは二重焦点レンズの場合、使用者によって行われ得る遠近調節が、処方並びに物体距離関数（object distance function）からの標準的な方法で計算されるか、眼科医によって決定されて入力される。
【００２１】
次の工程で、眼科医は、マウスのような指示器具を用いて並びに／もしくは数字入力パネルを介して、レンズ上に、例えば高い達成可能な視力によって規定され得るような画像の良い領域を適当な方法で割り当てる。また、眼科医は、例えば屈折誤差及び非点収差のような結像欠陥、あるいは、グラディエントなどの結像欠陥のより高い限界（ｔｅｒｍ）を分布させる。このため、画像の良い領域を画像の悪い領域から分離する境界曲線が、重要である。こうした曲線は、公知の方法でスプラインによって表わされ、これらの形は、いわゆる制御点をシフトさせることによって変えられ得る。ツールを操作する眼科医は、自身が境界曲線の形に満足し、個々の視覚の必要性のために使用者が必要とするレンズの領域に画像の良い領域が配置されるまで、制御点の位置を動かすことができる。このような境界曲線は、全ての結像欠陥のために入力可能である。視界ディスプレイユニット上に同時に及び互いに並んだ、（全）非点収差、屈折誤差（特に装着位置で）及び視力のためのグラフィックを少なくともディスプレイすることが好都合である。
【００２２】
またここでは、方法が、標準的な処理を利用して単純にされ得る。かくして、例えば画像の良い領域は、
主に用いられる領域を設定して、例えば重み（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇｓ）１−３（１＝僅かに用いられている、３＝好ましく用いられている）を用いて、これに重みを与え、 例えば重み１−３（１＝きつい（画像の良い大きな領域、きつい遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ））、３＝ゆるやか（画像の良い小さな領域、緩やかな遷移））を用いて設計タイプを特定し、
累進長を、短い、中間、長いから選択することによって、選択されてもよい。
【００２３】
設計の更なる特徴として、最大の結像欠陥の大きさと位置、例えば全体もしくは表面の非点収差が明記され得る。
【００２４】
しかしながら、眼鏡レンズの個々の所望の設計を果たすことは不可能である。幾何学的及び物理的な理由で、所定の補助的な状況が観察されなくてはならない。かくして、所定の付加的なパワーのために、二重焦点レンズの二重焦点の領域が、所望の程度まで広げられることはできない。Ｍｉｎｋｗｉｔｚ Ｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎは、幅と、これによる、二重焦点の領域付近に配置された制御点の位置との指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を与えている。ツールは、矛盾や不和、例えば非常に広範な二重焦点の領域もしくは非常に小さな最大の非点収差を、適当な内部の問合せルーチンによって回避する。
【００２５】
更に、右側及び左側の眼鏡レンズを同時に設計することが好都合である。こうすることによって、眼科医は、最初に、癖の問題、例えば病気によって傾いた位置に頭を維持する癖などに対処することができ、画像の良い領域を非典型的な頭の位置の癖がある場合にも左右相称に構成することができる。また、両眼のシステムの不均衡、例えば異なる収束の動きもしくは右目と左目で異なる遠近調節能力にも対応することができる。更に、優位眼（右目もしくは左目）並びに／もしくは優位眼の所定の著しい機能的不均斉が、記録され、レンズの設計及び製作において考慮され得る。
【００２６】
特別なケースでは、特に、子午線もしくは主要線（主視軸と一致する）に夫々異なる形が選択されてもよい。これによって、光学パワーの増加並びに／もしくは主要線の鼻部の移動のグラディエントに夫々異なる形を与えることが可能である。
【００２７】
眼鏡装着者の更なる個々のパラメータ、例えば両目の視覚の質並びに／もしくは視力（Ｖｉｓｕｓ_ＣＣ）の品質などは、例えば以下のように明記されてよい。
【００２８】
【表１】

眼科医が、ディスプレイユニット上で作り出した個々のデザインに満足すると、指定事項に従って適当なコンピューターでレンズを最適なものにする眼鏡レンズの製造者へと、例えば遠隔伝送によって制御データを送る。この最適にする処理によって、矢状の高さのフィールドは、眼鏡レンズが装着位置で指定事項を可能な限り満たすようにされる。このため、入力設計パラメータは、最初に、妥当性及び実行可能性を確かめられ、続いて、適当な場合には重み関数（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が明記され、これらのパラメータは、基準点における光学パワーの必要性を確実にする。
【００２９】
最適にされたものが、注文した眼科医による指定事項とかなり異なる場合は、その事実が、眼科医のところにできる限り迅速に（数秒以内）報告される。よって、眼科医は、この結果をそのまま受け入れるか、条件を変更するかを決めることができる。
【００３０】
その後、眼鏡レンズ（一組の眼鏡レンズの）は、受け入れられた指定事項に従って、先行技術で公知の数値的方法を利用して最適にされる。そして、最適にされたものが、明記されたデザインを果たすかどうか審査される。
【００３１】
これに続いて、最適にされたものは、公知の特許を何か侵害していないかどうか調査されることもできる。
【００３２】
調査された最適にされたものは、結像特性（ｉｍａｇｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）のグラフの形で送り返される。
【００３３】
必要な場合には、計算によって最適にされた表面が所望の設計を有するようになるまで繰り返されるか、所望の設計が変更される。最後に、一組の眼鏡レンズが製造され、フレーム中に取付けられる。
【００３４】
かくして、眼科医は、双方向に、もしくは最初の試行によって、自身で設計を行うことができる。眼科医は、困難かつまれなケースにおいても問題を解決することができるという評判を得ることができ、顧客に興味を持たせ、見識があると印象付けるツールを所有できる。
【００３５】
眼科医は、顧客の希望と必要とを真剣に受け取り、これらを直接実行に移すことができる。個々の相談は、“よく世話してもらえる”との感覚を顧客に持たせる。更に、眼科医は、顧客が、眼鏡によって創造とかくして個性とを“経験”するのを可能にする。
【００３６】
一組の眼鏡（即ちレンズ）の発達が目に見えるようにすることによって、眼科医の能力が、顧客に対して明らかにされ、かくして、眼鏡の購入が現実の経験となる。
【００３７】
まとめると、本発明に係る手続きは、顧客とのつながりを強化し、眼科医が競争相手よりも目立つことを可能にする。

Claims (5)

1. 個々の眼鏡レンズをデザインし、最適にするための方法であって、
   ドラフトデザインが、ビデオワークステーションでコンピュータープログラムを用いて行われ、
   このドラフトデザインは、製造者もしくは光学計算オフィスに送られ、
   製造者が、送られたドラフトデザインに基づいて個々の眼鏡レンズを最適にし、
   ドラフトデザインを作る工程が、
   （ａ）眼鏡レンズのタイプを規定する工程と、
   （ｂ）水平座標と垂直座標との関数として物体距離を設定する工程と、
   （ｃ）遠近調節能力を設定する工程と、
   （ｄ）前記ビデオワークステーションのディスプレイにおいてグラフィックインターフェースを用いて示され、画像の良い領域を画像の悪い領域から分離する境界線の形を調節することによって、前記画像の良い領域を設定し、当該境界線の形が制御点をシフトさせることによって変えられる工程と、
   （ｅ）最大の結像収差もしくは最小視力となる位置とその大きさを決定する工程と、
   を備えたことを特徴とする方法。
2. 前記ドラフトデザインを作る工程は、
   （ｆ）右目と左目に対して、必要に応じて複写により、前記ドラフトデザインを作る工程のうち前記工程（ｃ）乃至工程（ｅ）を実行する工程と、
   （ｇ）眼鏡装着者の更なる個々のパラメータを特定する工程と、
   （ｈ）必要に応じて優位眼を設定する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項１の方法。
3. 前記物体距離を設定する工程は、
   遠い視界と近い視界のために所定の基準点で物体距離を設定する工程を備え、
   前記ドラフトデザインを作る工程は、
   主に用いられる領域を設定して適当な重みを与え、設計タイプを特定し、累進長を選択することによって、前記画像の良い領域を選択する工程と、
   右目と左目とに対して、必要に応じて複写により、前記画像の良い領域を選択する工程と、
   眼鏡装着者の更なる個々のパラメータを特定する工程と、
   を備えたことを特徴とする請求項１の方法。
4. 前記設計のためのパラメータは、製造者もしくは光学的な計算オフィスに遠隔伝送によって送られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の方法。
5. 眼鏡レンズの最適化が、設計の条件に従って、製造者もしくは光学計算オフィスで行われ、
   （ａ）受け入れられた設計のパラメータの妥当性及び実行可能性を審査する工程と、
   （ｂ）基準点での必要なパワーを確実にするパラメータを有する重み関数を特定する工程と、
   （ｃ）先行技術によって公知の数値的方法を利用して、受け取られた指定事項に従って眼鏡レンズ（一組の眼鏡レンズ）を最適にする工程と、
   （ｄ）最適にされたものが特定された設計を果しているかどうかを審査する工程と、
   （ｅ）最適にされたものが公知の特許を侵害していないかを調査する工程と、
   （ｆ）結像特性のグラフの形で最適化の結果を送り返す工程と、
   （ｇ）必要に応じて、計算によって最適にされた表面が所望の設計を有するようになるまで繰り返すか、所望の設計を修正する工程と、
   （ｈ）一組の眼鏡レンズを製造し、フレーム中に取付ける工程と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１の方法。