JP6273444B2 - 眼鏡レンズの視距離算出方法、視距離表示装置及び眼鏡レンズの評価方法 - Google Patents

眼鏡レンズの視距離算出方法、視距離表示装置及び眼鏡レンズの評価方法 Download PDF

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Description

本発明はユーザーの眼鏡レンズ装用時において、当該ユーザーの任意の視線における眼鏡レンズの視距離を、当該ユーザーの自覚に合わせてシミュレーション評価するための眼鏡レンズの視距離算出方法、視距離表示装置及び眼鏡レンズの評価方法に関するものである。
眼鏡レンズのユーザー(装用者)は当該ユーザーのレンズ度数の変化によって新たな眼鏡レンズに掛け替えをしたり使用目的によって特性の異なる複数の眼鏡レンズを使用したりする場合がある。特性の異なる複数の眼鏡を使用するケースとしては、例えば累進屈折力レンズにおいて遠くを見ることを主眼とする場合と、机に座ってパソコンを使用したり文書を読むことに特化した中距離〜近くを見ることを主眼とする場合などが想定され、それぞれ異なる特性の累進屈折力レンズを掛け替えることとなる。この場合、累進屈折力レンズで中距離〜近くを見ることを主眼とする場合では遠くを見ることを主眼とする場合よりも正面を真っ直ぐ見た場合により近い距離に焦点が合った方が都合がよいため、正面を見た場合の度数を若干プラス度数側になるようにレンズ設計を選択したり度数条件を調整したりする。シングルヴィジョン(SV)レンズにおいても机に座ってパソコンを使用したり文書を読むために特化する場合では、遠くを見ることを主眼とする場合よりも若干プラス度数側になるように度数条件を調整する場合がある。
これらのように用途に応じて適宜処方度数を調整したり、用途に応じてレンズ設計を選択したりする場合に、ユーザーが実際にレンズのある部分を使用するときに好適に見えている距離(以下、このような距離を視距離とする)がどのくらいかを知りたいという要望がある。
特許第4804096号公報
しかしながら、例えば、特許文献1のようにレンズと装用者の眼の光学的な情報を使用して物体を目視した際にどのような見え方となるのかをシミュレーションをさせる評価技術自体はあったものの、その評価は光学的な情報を基にコンピューター内で計算したシミュレーション値に過ぎず、必ずしも装用者の自覚的な見え方と一致しないという問題点があった。これは次のような理由による。
特許文献1の従来技術による眼鏡レンズの見え方のシミュレーション方法は、ある距離にある物点の見え具合を評価する際に、その物点から発する光線について光線追跡を行い、網膜上にどれぐらい小さく像点(焦点)が結ばれるかを評価するものである。しかし、特許文献1のシミュレーション評価における網膜上に像点が結ばれる条件において、光線追跡の光線の出発点となったある物点が、ユーザーにとって最も良く見えるように自覚されるかというと必ずしもそうではないことが発明者らの検討によってわかった。例えば、シミュレーション評価では3mの距離が好適に見えるはずという結果であったとしても、あるユーザーの自覚では1.5mぐらいの距離しかよく見えないという場合や、あるユーザーの自覚では5mでもよく見えるという場合がある。これは、網膜上で非常に小さく焦点が結ばれていることがあるユーザーがある距離を見えると自覚することに絶対的に必須の条件ではなく、ユーザーのこれまでの経験や眼鏡装用暦、性格などによりユーザーの要求レベルが変化するためである。
とはいえ必ずしもユーザーの自覚通りにシミュレーションできるわけではないため、従来の光線追跡の手法においては、例えば、そり角や前傾角、頂間距離などといったフレームに由来する数値を用いたり、ユーザーの眼の情報、例えば眼軸長や瞳孔径をシミュレーション評価に反映させるなどして、網膜上の像点をできる限り実際のユーザーに近づけるという改良が試みられてきた。しかしながら、どれだけユーザーの網膜上の像点を実際に近くなるようにシミュレーションしたとしても、ユーザーの要求レベルはユーザーごとに様々であるため、あるユーザーがある距離を好適に見えると自覚するのに、そのように網膜上に像点が結ばれていることを必要としているかというと必ずしもそうではない。このため、従来技術の網膜上の焦点を光線追跡のみを用いる手法によりシミュレーション評価された結果はあくまでも参考値に過ぎず、そのままでは実際にユーザーに対してある眼鏡を掛けた場合にどこまでの距離が見えるかを説明することは困難であった。
本発明は、このような課題に着目してなされたものである。その目的とするところは、あるユーザーの自覚に合わせた視距離を正確に計算し、眼鏡レンズ装用時の視距離を当該ユーザーに理解させることが可能な眼鏡レンズの視距離算出方法、視距離表示装置及び眼鏡レンズの評価方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために手段1に記載の発明では、眼鏡レンズ装用時において当該眼鏡レンズのある任意の座標を通過する視線方向における視距離の算出方法であって、あるユーザーの眼鏡レンズ上の任意の座標における装用度数をA(ディオプター)とし、当該ユーザーがある距離(以下、このような距離を参考距離とする)を見た場合に、当該ユーザーがその参考距離Cに焦点を合わせることができる度数(以下、このような度数を参考距離度数とする)をB(ディオプター)とした場合に下記数式によって得られる値を当該眼鏡レンズのある任意の座標を通過する視線方向の視距離Xとして求めることをその要旨とする。
また、手段2の発明では手段1に記載の発明の構成に加え、前記参考距離度数Bは当該ユーザーが参考距離Cを見る際に参考距離Cに焦点を合わすのに当該ユーザーが好適であると自覚する度数を用いることをその要旨とする。
また、手段3の発明では手段1又は2のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記装用度数は等価球面度数で表されることをその要旨とする。
また、手段4の発明では手段1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記数1で示される当該眼鏡レンズの視距離は下記数式で表されることをその要旨とする。
また、手段5の発明では手段4の発明の構成に加え、前記当該眼鏡レンズの視距離Xは、同視距離Xを見るときに当該ユーザーが使用する調節力をF(ディオプター、以下「使用調節力」とする)とするとき、(A−(B−1÷C))の正負により下記数式で表されることをその要旨とする。
また、手段6の発明では手段5の発明の構成に加え、前記当該眼鏡レンズの視距離Xは、(A−(B−1÷C))<0の場合において、視距離Xを見るときに使われる使用調節力Fと(A−(B−1÷C))の関係により下記数式で表されることをその要旨とする。
また、手段7の発明では手段5又は6に記載の発明の構成に加え、年齢の増加に伴って小さくなる残存調節力を年齢をパラメータとした関数として定義し、当該装用者の前記使用調節力Fを当該装用者の年齢に対応した残存調節力を考慮して設定することをその要旨とする。
また、手段8の発明では手段1〜7のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記参考距離度数Bは遠用視度数であり前記参考距離Cは遠方距離であることをその要旨とする。
また、手段9の発明では手段1〜8のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記参考距離度数Bは中間視度数であり前記参考距離Cは1m〜4mの中間距離であることをその要旨とする。
また、手段10の発明では手段1〜7のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記参考距離度数Bは近方視度数であり前記参考距離Cは20cm〜80cmの近方距離であることをその要旨とする。
また、手段11の発明では手段1〜7のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記眼鏡レンズは遠用部領域から近用部領域にかけて度数がプラス方向に徐々に付加されていくように加入勾配が設定された累進屈折力レンズであって、ある任意の座標(Z,Y)における前記装用度数Aには当該座標における加入割合に応じた付加度数が加算されることをその要旨とする。
また、手段12の発明では手段段1〜11のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記任意の座標とは遠用フィッティングポイント位置であることをその要旨とする。
また、手段13の発明では、あるユーザー眼鏡レンズの装用度数をA(ディオプター)とし、当該ユーザーが参考距離Cを見る際に焦点を合わせることができた参考距離度数をB(ディオプター)とした場合に、前記装用度数A及び前記参考距離度数Bの数値の入力をするように促す入力画面をモニター画面上に表示させる入力画面表示手段と、前記入力画面に入力された装用度数A及び前記参考距離度数Bを用いて請求項1〜11のいずれかの眼鏡レンズの視距離算出方法による計算を実行する算出手段と、
前記算出手段によって算出された値を当該眼鏡レンズの座標を通る視線で目視した際に焦点が合う距離として前記モニター画面上に表示させる視距離表示手段と、
を備えたことをその要旨とする。
また、手段14の発明では手段13に記載の発明の構成に加え、前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に複数種類の眼鏡レンズに対応した複数種類の装用度数A及び参考距離度数Bの数値の入力をするように促す入力画面を表示させ、前記視距離表示手段は前記算出手段によって算出された複数の値を当該複数種類の眼鏡レンズの視距離として前記モニター画面上に表示させることをその要旨とする。
また、手段15の発明では手段13又は14のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記算出手段は前記複数種類の眼鏡レンズの視距離についてある1つの視距離を基準とした割合を算出し、前記視距離表示手段はその割合を前記モニター画面上に表示させることをその要旨とする。
また、手段16の発明では手段13〜15のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に遠用度数測定位置における度数の修正を促す修正入力画面を表示させ、同修正入力画面への入力がある場合には、その入力情報に基づいて前記遠用度数測定位置における度数に任意の第1の修正度数を与えて遠用度数測定位置における度数を修正するとともに、前記第1の修正度数と同じ絶対値でプラスマイナスの符号の異なる第2の修正度数を加入度数に与えて、前記算出手段による計算を行うようにしたことをその要旨とする。
また、手段17の発明では手段13〜16のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に枠入れ位置の修正量の入力を促す修正入力画面を表示させ、同修正入力画面への入力がある場合には、その入力情報に基づいて前記装用度数Aを修正された垂直方向位置の加入割合に応じて変更して前記算出手段による計算を行うようにしたことを特徴とする手段12〜15のいずれかにに記載のレンズの視距離表示方法。
また、手段18の発明では手段13〜17のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記任意の座標とは遠用フィッティングポイント位置であることをその要旨とする。
また、手段19の発明では手段13〜18のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記視距離表示手段は前記算出手段によって算出された数値に対応した長さで前記モニター画面上に距離を図示して表示することをその要旨とする。
また、手段20の発明では手段18又は19に記載の発明の構成に加え、前記視距離表示手段によって前記モニター画面上に表示される視距離は、装用者の右目又は左目のいずれかの利き目側に重みを与えて算出するようにしたことをその要旨とする。
また、手段21の発明では手段13〜20のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記モニター画面の画面表示は3次元的に行われることをその要旨とする。
また、手段22の発明では手段13〜21のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記入力画面はWEBページ上に公開され、前記入力画面に入力された前記装用度数A及び前記参考距離度数Bの数値データに基づいて算出された値を当該眼鏡レンズの視距離として前記WEBページ上に表示させるようにしたことをその要旨とする。
また、手段23の発明では手段1〜12のいずれかに記載の発明の構成に加え、眼鏡レンズのレンズ各点における視距離を算出し、当該視距離によって眼鏡レンズの評価をすることをその要旨とする。
また、手段24の発明では手段13〜22のいずれかに記載の発明の構成に加え、眼鏡レンズのレンズ各点における視距離を算出し、当該視距離を前記モニター画面上に表示させるとともに、当該視距離表示結果を用いて眼鏡レンズを評価し、その結果を前記モニター画面上に表示させるようにしたことをその要旨とする。
このような構成では、あるユーザーの眼鏡レンズの任意の座標における装用度数をA(ディオプター)とし、当該ユーザーがある距離(以下、このような距離を参考距離とする)を見た場合に、当該ユーザーが参考距離Cに焦点を合わせることができる参考距離度数をB(ディオプター)とした場合に上記数1の式によって得られる値を当該眼鏡レンズのある任意の座標を通過する視線方向の視距離Xとして求めることができる。ここで、任意の座標とは、視距離を算出する際の視線が通る座標であり、レンズの幾何中心を原点としたときの(水平方向,垂直方向)の座標(Z,Y)を示し、例えば、Zはレンズ表面から見たときの右方向(すなわち右眼の鼻側)を正とし、Yはレンズ上方を正とするなどするものである。例えば累進屈折力レンズでは、レンズ上のどの座標を視線が通過するかにより視距離が変化する。そのため、視距離を算出する際視線が通る座標を任意の座標として設定するものである。距離単位は例えばメートルを使用することが一般的であるが、他の単位でもよい。
ここで数1の式について説明する。装用度数Aはユーザーが選択したあるいは選択しようとしているレンズの任意の座標における度数であって、必ずしも装用度数Aがそのユーザーにとって無限遠方が見えるような度数ではない。むしろ、なんらかの理由で無限遠方には焦点が合わないような度数である。一方、参考距離度数Bは当該ユーザーが参考距離Cを見た際に参考距離Cに焦点を合わせることができた当該ユーザー固有の度数であるため、距離Cに焦点が合っている状態の度数である。数1の式では、その当該ユーザーが参考距離Cにおいて焦点を合わせることが出来た参考距離度数Bをパラメータとする関数により計算するため、ユーザーの自覚と合った視距離を算出する事ができる。数1の式においては、装用度数Aに加えて、参考距離度数Bと参考距離Cの2つのパラメータよりなる関数であることがユーザーの自覚と合った視距離を算出するために重要であるが、その理由と数1の構成を以下に述べる。
まず、例えばある任意の座標(Z,Y)を通る視線方向の視距離を求めることを考える。仮に、ある視距離Xの位置から光線が出発した場合、その光線はレンズを通って、網膜上にピントが合った状態で結像される。このとき、レンズ上の当該光線が通る微小領域の度数により視距離Xが決定される。例えば、この微小領域の度数が0Dである場合には、視距離X=無限遠方、微小領域の度数が0.5Dである場合には視距離=2mと言う具合である。このように、この微小領域の度数は、度数誤差であり、視距離Xは任意の座標(Z,Y)の度数誤差の逆数になる。そのため、あるユーザーの任意の座標(Z,Y)における度数誤差が求まれば、網膜上における結像状態が分かり、視距離を求めることができる。しかしながら、前述のように、ユーザーの自覚する視距離は網膜上の結像状態とは異なるため、ユーザーの網膜上の結像状態だけからでは、ユーザーの自覚と合った視距離を算出することは困難である。そこで、あるユーザーが眼鏡レンズを装用しているときの任意の座標(Z,Y)の度数誤差を求めるには、当該ユーザーの自覚する参考距離度数Bおよび参考距離Cとパラメータとした関数f(B,C)により、あるユーザーが好ましいと自覚する網膜上の像点(焦点)の情報を得ておき、装用度数Aとf(B,C)との差を当該の度数誤差として用いることがよい。そのため数1のようにA−f(B,C)で求まる度数誤差の逆数により、視距離Xを求めることができる。
ここに参考距離度数Bは参考距離Cを目視した際に網膜に焦点が最も合っている(ピントが合っている)状態の度数だけでなく、当該ユーザーが参考距離Cを見る際に好適であると自覚できた度数であってもよい。これは当該ユーザーがある距離を見る際に、その距離が見えていると自覚できるには網膜上に最も焦点が合っていることは必須ではなく、当該ユーザーが好適であると自覚できる度数であることが重要であるためである。当該ユーザーの網膜上に最も焦点の合う度数(例えば、無限遠方距離の場合には完全矯正度数となる)を用いる場合においては、当該ユーザーの「好適に見えると自覚できる距離」と必ずしも一致しない場合があるため当該ユーザーの自覚と視距離評価により求めた距離を同じにするためには、当該ユーザーが参考距離Cを見る際に好適であると自覚できた参考距離度数Bを用いることがよい。
また、装用度数Aは等価球面度数で表されることがよい。等価球面度数とはS度数+C度数/2で表される度数であり、乱視のある場合に乱視度数の情報も含めて評価できるためである。
また、上記視距離Xは、上記数2の式で表されることがよい。数2の式を用いることにより装用度数Aのときについて、参考距離度数Bと参考距離Cを基準とした視距離を評価算出する事ができる。数2の式の分母は、網膜上の結像状態、すなわち任意の座標(Z,Y)における度数誤差を示しているが、その式の意味は、まず1/Cは参考距離Cが視距離となる理想的なレンズ度数を示し、B−1/Cは、その理想的なレンズ度数と実際にユーザーが好ましいと判断した参考距離度数Bとの差、すなわち、参考距離Cと参考距離度数Bとから算出されるユーザーの見え方の要望に対する度数誤差の許容量を示す。そして、A−(B−1/C)は装用度数Aとユーザーの度数誤差の許容の差分であり、これが実際にユーザーが自覚する度数誤差と言うことになる。そして、網膜上の結像状態は、焦点(像点)が網膜よりも手前であっても奥側であってもぼけるようになるため、それを考慮して絶対値をつけて逆数を求めると視距離Xを求めることができる。
また、上記視距離Xは、視距離Xを見るときに当該ユーザーが使用する調節力をF(ディオプター、以下「使用調節力」とする)としたとき上記数3の式で表されることがよい鏡レンズ装用時の視距離算出において、網膜よりも奥側に焦点を結ぶ場合、すなわち、(A−(B−1÷C))が負の場合に、水晶体を膨らませてより近方に焦点が合うようになる調節が発生する。そのため数3の式の分母では、(A−(B−1÷C))に使用調節力Fを加算することで、調節が発生した場合のユーザーが自覚する度数誤差を計算しているものである。
また、上記視距離Xは、上記数4の式で表されることがよい。これは、網膜よりも奥側に焦点が結ばれる場合において、その焦点ずれ量が使用調節力Fの範囲内である場合においては、調節が働くことにより網膜上に焦点が結ばれ遠方距離が見えるようになるためである。
また、年齢の増加に伴って小さくなる残存調節力を年齢をパラメータとした関数として定義し、当該装用者の使用調節力Fを当該装用者の年齢に対応した残存調節力を考慮して設定することがよい。これは人は高齢化すると残存調節力が弱まるため、使用調節力Fを算出する場合にはその人の年齢に応じた残存調節力を考慮するようにするというものである。
また、上記参考距離Cは、5m以上の遠方距離、1〜4m程度の中間距離、20〜80cm程度の近方距離のいずれかであることがよい。参考距離Cが遠方距離の場合、参考距離度数Bは遠方度数となるが、遠方度数はユーザーの眼の度数測定時に調節の介入が起りにくいため正確な度数を算出しやすいためによい。また、参考距離Cが1〜4m程度の中間距離である場合には、参考距離度数Bは中間視度数になるが、実際に眼科の検査室や眼鏡店の店舗などで測定できる距離であるため、ユーザーの実感に近い参考距離Cと参考距離度数Bの組み合わせが得られやすいためよい。また、参考距離が20〜80cm程度の近方距離である場合には参考距離度数Bは近方視度数になるが、近方から中間の視距離評価をユーザーの実感により合わせて評価できるためよい。
また、ここで対象とする眼鏡レンズは近視レンズ、遠視レンズ及び老視レンズを含み、更に累進屈折力レンズも含むものである。
特に累進屈折力レンズにおいては、眼鏡レンズが遠用部領域から近用部領域にかけて度数がプラス方向に徐々に付加されていくように加入勾配が設定されるため、レンズ上のどの位置を視線が通るかによって視線が通過するレンズ上の座標(Z,Y)における装用度数は異なる。そのため、眼鏡レンズが累進屈折力レンズである場合には当該累進屈折力レンズの装用度数Aには当該座標(Z,Y)における加入割合に応じた付加度数を加算する必要がある。この付加度数は加入度数に加入割合を掛けたものであるが、加入度数は一般的にレンズ上部にある遠用度数測定位置とレンズ下部にある近用度数測定位置との間の度数の差であり、遠用度数測定位置から近用度数測定位置への垂直方向位置の変位に伴って度数はプラス方向に徐々に付加される相関関係を有している。そして、遠用度数測定位置と近用度数測定位置とを結び、遠方視から中間視、そして近方視と視線を移動させる主注視線上の度数変化を加入度曲線と呼ぶ。この加入度曲線は主注視線上の度数変化、すなわち主注視線上のそれぞれの座標を通る視線についての視距離と関連するため、累進屈折力レンズの製品特性を示す重要な指標である。
特に、眼鏡レンズ装用時に真っ直ぐ前方を見た場合の視距離はそのレンズの使い勝手を示している。例えば、ある累進屈折力レンズAではレンズの幾何中心から2mm上の視線、すなわち、真っ直ぐ前方を見る場合(推奨枠入れ位置)の視線において加入度の10%の付加度数が加算され、ある累進屈折力レンズBでは、同じ視線において30%の付加度数が加算されるとする。そして、遠用測定位置での度数がS−4.00D(ディオプター)、加入度2.00Dのあるユーザーが前記の累進屈折力レンズAと累進屈折力レンズBを掛ける場合を想定すると、真っ直ぐ見た場合の装用度数は、累進屈折力レンズAでは、−4.00+2.00×0.1=−3.80Dとなり累進屈折力レンズBでは−4.00+2.00×0.3=−3.40Dとなる。
また、任意の垂直方向位置においてあるユーザーの遠方の見え具合を変化させた場合に視距離が変化するかを見たいという要請がある。その場合に累進屈折力レンズでなければ異なる度数を入力するだけであるが、累進屈折力レンズの場合には上記のように加入勾配が設定され、なおかつ近用領域の度数は変えないことが前提となるため、度数を変える際には加入度数を考慮する必要がある。そのため、度数を修正する場合に任意の第1の修正度数を与えてS度数を修正するとともに、第1の修正度数と同じ絶対値でプラスマイナスの符号の異なる第2の修正度数を加入度数に与えるように計算することでこのような修正があった場合でも正確な視距離の算出が可能となる。
また、累進屈折力レンズにおいて、レンズの枠入れ位置(高さ)をユーザーの使用目的やフレームの天地幅などに合わせて任意に変更した場合に例えば真っ直ぐ正面を見た際の視距離を確認したいという要請がある。例えば、レンズの推奨枠入れ位置が幾何中心から上方に2mmのレンズを3mm上方に移動させて枠入れする場合の視距離を求めるような場合である。
この場合、レンズの推奨の枠入れ位置と実際に枠入れする位置の差を修正量として、その修正の入力情報に基づいて付加度数を修正された垂直方向位置の加入割合に応じた付加度数に変更して装用度数Aを得るようにする。垂直方向位置の加入割合に応じた付加度数変更はレンズの推奨の枠入れ位置(高さ)を基準としてそこから上下方向に変更して枠入れする位置に応じて加入度曲線上での加入割合を算出し、加入割合から上記のように新たな付加度数を得て装用度数Aを算出することでこのような枠入れ位置の位置変更があった場合でも正確な視距離の算出が可能となる。
例えば、上記においてレンズの推奨の枠入れ位置よりも3mm上方に移動させて枠入れする場合に、つまり幾何中心から1mm下方を目の位置(フィッティングポイント)とする場合、上記推奨枠入れ位置における加入割合が10%である累進屈折力レンズAを遠用測定位置での度数がS−4.00D(ディオプター)、加入度2.00Dのあるユーザーが装用する場合を考える。その場合、累進屈折力レンズAの加入度曲線に基づき、幾何中心から1mm下方の加入割合を算出する。例えば、1mm下方の加入割合が25%であるとすると、装用度数は−4.00+0.25×2=−3.50Dと算出する事ができる。
上記入力画面表示手段、計算を実行する算出手段、視距離をモニター画面上に表示させる視距離表示手段としては例えば眼鏡販売店において保有する算出プログラムがインストールされたコンピュータが挙げられる。この場合ではモニター画面表示された入力画面に入力された内容に基づいて操作する者のコンピュータ内で視距離が算出プログラムに従って算出されることとなる。
また、入力画面は例えばレンズメーカーのWEBページ上に公開され、依頼者側のコンピュータを操作して通信回線を通じて当該WEBページにアクセスすることでモニター画面上に表示させることが想定される。この場合では算出プログラムはレンズメーカー側のサーバに格納されており、クライアント側となる依頼者側のコンピュータからのWEBページ要求に応じてサーバはクライアント側にWEBページを返信し、更にクライアント側からのデータ送信に基づいてサーバ側では視距離を算出し、算出されたシミュレーション度数をWEBページ上に公開させる。
また、上記視距離の表示は算出された数値そのままでもよく、また、算出された数値に対応した長さを図示するようにモニター画面上に距離表示を行うようにしてもよい。
更に、視距離を算出する際には、装用者の右目又は左目のいずれかの利き目側に重みを与えて算出することで、装用者の実際の見え方に近い視距離を得ることができる。
本願発明では、ユーザーの自覚に合わせた視距離を正確に計算し、眼鏡レンズ装用時の視距離を当該ユーザーに理解させることが可能となる。
本発明の実施の形態を説明する端末コンピュータとサーバがインターネット内に組み込まれていることを説明する概念図。 実施の形態1においてブラウザによってモニターに表示される視距離表示フォームの模式図。 遠近累進のレンズの加入度曲線のグラフ。 実施の形態2におけるフィッティング位置の修正量の入力フォームの模式図。 図4の入力フォームに修正量を入力した際の画像の変化を示す入力フォームの模式図。 ユーザー2の遠近累進装用時の視距離評価の例を示す視距離の分布図。 実施の形態7における年齢aと残存調節力 との関係を示すグラフ。 実施の形態8において(a)は装用者に利き目をチェックさせるために入力フォームに表示させる指標、(b)は利き目の入力フォーム。 実施の形態8において利き目に応じて重みを与える際の重み率を示したテーブル。
以下、本発明のレンズの視距離表示装置、視距離算出方法及びレンズ評価方法を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施の形態1)
実施の形態1では、視距離算出方法及び視距離表示装置について、調節が発生しない条件での事例について説明する。実施の形態1におけるユーザー1の情報は以下の通りである。
<実施の形態1におけるユーザー1の情報>
・前回の眼鏡の度数(左右同度数とする)・・・ S−4.00 C−0.00 ADD2.00
・前回の眼鏡の種類・・・遠近累進
・新しい眼鏡の度数(左右同度数とする)・・・ S−4.00 C−0.00 ADD2.00
・新しい眼鏡の種類・・・中近累進および近中累進で比較
・参考距離C・・・無限遠方(5m以上)
・参考距離度数B(遠用視度数)・・・S−4.25 C−0.00
本実施の形態1では主として眼鏡販売店で測定した値をインターネットを介してメーカー側のホームページにアクセスすることでシミュレーション的に真っ直ぐ前方を見た際の視距離を算出する具体的な場合を想定している。
図1に示すように、インターネットは複数のLAN(LocalAreaNetwork)10が電話回線等の通信回線を通じて大規模に接続された通信網である。
眼鏡販売店は端末コンピュータ11を備えている。端末コンピュータ11はインターネットに接続されたWWW(WorldWideWeb)クライアントとされる。端末コンピュータ11は、ユーザーの入力に応じてプログラム実行可能な通常のハードウエア構成を有する情報処理装置であり、その内蔵ハードディスクには、WWWを利用するために必要なブラウザや、OS(OperationSystem)等の各種プログラムがあらかじめインストールされている。各プログラムの制御は端末コンピュータ11内のCPU(CentralProcessingUnit:中央制御装置)が実行する。端末コンピュータ11には入力装置12(マウス、キーボード等)、及びモニター13が接続されている。
図1に示すように、メーカー側はインターネットに接続されたサーバ15を備えている。サーバ15は、外部からの指示に応じて、メモリ上にプログラムをロードし、それを実行することができる通常のハードウエア構成を有する情報処理装置であり、その内蔵ハードディスクには、ブラウザを介してリクエストを受け付けると利用可能なファイルをブラウザに与えるhttpd(HyperTextTransferProtocolDaemon)、httpdからのデータを処理するCGI(CommonGatewayInterface)スクリプト、CGIスクリプトによって起動される数算出プログラム、OS、等のソフトウエアがインストールされている。各プログラムの制御はサーバ15内のCPU(中央制御装置)が実行する。ここでサーバ15のCPUは入力画面表示手段、算出手段、視距離表示手段とされる。
眼鏡販売店側では端末コンピュータ11を操作してモニター13上でブラウザを起動させメーカー側の所定のサイトのURL(UniformResourceLocators)を入力し、メーカー側のWEBページを呼び出してモニター13上に表示させる。
図2に示すように、メーカー側のWEBページには眼鏡販売店側で入力すべきデータの値を入力するための入力画面を兼ねた累進屈折力レンズ用の視距離表示フォーム21が用意されている。尚、このフォーム21のレイアウトは一例であって、変更した態様での表示は自由である。また、視距離表示フォーム21における実際の表示態様はカラー表示とされている。
視距離表示フォーム21の上方側2/3の領域は入力領域21Aとされている。入力領域21Aには上から順に「前回の眼鏡」の内容を表示する第1の領域22A、「新しい眼鏡」の内容を表示する第2の領域22B「遠用視度数」の内容を表示する第3の領域22Cがそれぞれ設けられている。前回の眼鏡とはレンズ購入検討者がレンズ購入時に使用している眼鏡とその度数のことであり、新しい眼鏡とはレンズ購入検討者が購入検討している眼鏡とその度数のことである。また、実施の形態1では、特許請求の範囲に示した参考距離Cを無限遠方にプログラム内部にて設定してあり、参考距離度数Bとして遠用視度数の入力を求めているものである。
第1の領域22Aの左方には複数の商品から1つ(前回の眼鏡)を選択するリストボックス24のアイコンが表示され、右方にはレンズのデータを入力するための複数の第1のレンズデータボックス25とGUI入力可能な度数コピーボタン28のアイコンが設けられている。プログラム使用者(例えば眼鏡店店員など)は装用者(ユーザー)の以前使用していた眼鏡レンズの種類に合わせてリストボックス24内の「遠近累進、中近累進、近中累進」の3つの種類のレンズから1つを選択し、選択したレンズのレンズデータとして左右レンズのS度数、C度数、乱視軸(AX)、加入度数(ADD)の数値を第1のレンズデータボックス25に入力装置12によって入力する。
ここに遠近累進、中近累進、近中累進は様々な商品仕様の製品があるが、ここでは、「遠近累進」とは、幾何中心から2mm上方の推奨枠入れ位置(フィッティングポイント)における加入度割合がほぼ0%で、真っ直ぐ正面を見た際の視距離が遠方距離になり、主注視線上で遠方から手元までの視距離となるレンズである。「中近累進」とは、推奨枠入れ位置(フィッティングポイント)における加入度割合が25%で、真っ直ぐ正面を見た際の視距離が中間距離になり、主注視線上で中間から手元までの視距離となるレンズである。
「近中累進」とは、遠用測定位置での加入度割合が37.5%で、真っ直ぐ正面を見た際の視距離が上記中近累進よりも手元寄りになり、主注視線上でやや近い中間から手元までの視距離となるレンズである。
第2の領域22Bの左方には「新しい眼鏡」としてあらかじめ中近累進A及び近中累進Bの2つの種類のレンズの情報が表示されるとともに、右方にはレンズのデータを入力する複数の第2のレンズデータボックス26が表示されている。プログラム使用者はこれらの眼鏡レンズで処方すべき装用者(ユーザー)の左右レンズのS度数、C度数、乱視軸(AX)、加入度数(ADD)の数値を第2のレンズデータボックス26に入力装置12によって入力する。尚、度数コピーボタン28のアイコンをGUI入力することで第1のレンズデータボックス25内の数値が第2のレンズデータボックス26の対応するボックス内にコピーされる。
尚、用意される新しい眼鏡はこのように2種類でなくとも1種類、あるいは3種類以上であっても構わない。
第3の領域22Cの左方には「参考度数として遠用視度数を入力してください」の文字が表示されるとともに、右方には遠用視度数のデータを入力する複数の第3のレンズデータボックス27が表示されている。実施の形態1ではこの遠用視度数は特許請求の範囲の記載における参考距離度数Bのことであり、この場合参考距離C=無限遠方距離と言う情報がプログラム内に記載されている。ここではプログラム使用者は装用者(ユーザー)にとって十分に遠方がよく見えると自覚する単焦点眼鏡レンズの度数を遠用視度数として左右レンズのS度数、C度数、乱視軸(AX)の数値を第3のレンズデータボックス27に入力装置12によって入力する。
第3の領域22Cの下方中央位置には計算完了とともに「視距離を計算しました」の文字が表示される計算完了報知ボックス35が表示されるとともに、その右方に視距離計算ボタン29とクリアボタン30のアイコンが表示されている。視距離計算ボタン29のアイコンをGUI入力することで上記数値に基づいて視距離が計算され、クリアボタン29のアイコンをGUI入力することで計算結果がキャンセルされる。
視距離表示フォーム21の下方側1/3の領域は表示領域21Bとされている。表示領域21Bの右寄り側には計算で得られた数値群が表示される計算結果表示領域31Aとされ、左〜中央にかけての領域は顔面を平面視した位置を基点として比較的近傍(ここでは0m〜4m)のスケールが表示され、このスケール上に円弧状のカラー線分32の画像を視距離に対応した位置に配置させるような表示をさせる描画領域31Bとされている。
計算結果表示領域31Aには、「前回(の眼鏡)」の視距離(cm)、「新しい眼鏡(中近累進)」の視距離(cm)及び前回の眼鏡の視距離に対する割合(%)、「新しい眼鏡(近中累進)」の視距離(cm)及び前回の眼鏡の視距離に対する割合(%)が右眼(R)と左眼(L)のそれぞれについて計算された結果が表示されるボックス33が表示されている。実際の視距離表示フォーム21においては「前回」の文字は青色で、「中近累進」の文字は赤色で、「近中累進」の文字は緑色でそれぞれ色を変えて表示される。
描画領域31Bに表示される視距離のカラー線分32は、R眼、L眼のデータが共に入力されている場合は、その平均値を採用し、片眼しか入力されていない場合は有効な眼の数値が採用される。「前回(の眼鏡)」、「新しい眼鏡(中近累進)」、「新しい眼鏡(近中累進)」の各カラー線分32は区別のためそれぞれ上記の文字の色に対応した色で描画される。
計算結果表示領域31Aの下部領域には「新しい眼鏡」のS度数を若干の度数(ここでは0.25D)を補正値ΔSとして与えて補正計算を行うためのエキスパート調整ボタン34のアイコンが表示されている。これは、近用度数を一定に保ったまま、遠用度数測定位置における度数を調整するためのものである。
上記のような構成において、第1〜第3の領域22A〜22Cの各ボックス25〜27へ入力された数値データは視距離計算ボタン29又はエキスパート調整ボタン34をGUI入力する(例えばマウスをクリック操作して実行する)ことに基づいてサーバ15側に送信される。サーバ15ではこの送信を受けてCGIスクリプトに算出プログラムを実行させる。サーバ15はこの実行された結果を計算結果表示領域31Aのボックス33に表示させる。同時にカラー線分32を各「前回(の眼鏡)」、「新しい眼鏡(中近累進)」、「新しい眼鏡(近中累進)」の距離に応じた位置となるように描画領域31Bに表示させる。同時に計算完了報知ボックス35に「視距離を計算しました」の文字を表示させる。図2は上記GUI入力に基づいて表示領域21Bにこれらの算出結果が表示された状態の一例である。
本実施の形態では上記入力された数値データをパラメータとしてサーバ15のCPUはCGIスクリプトによって実行される算出プログラムによって以下のような数式を適用して計算する。
(1)フィッティングポイントにおける装用度数Aの算出
実施の形態1では、任意の座標(Z,Y)=(0mm,2mm)、すなわち、幾何中心から2mm上方のフィッティングポイントを通る視線についての視距離を求めるものである。まず下記数5の式によって「前回の眼鏡」、「新しい眼鏡(中近累進)」、「新しい眼鏡(近中累進)」の各眼鏡レンズの装用度数Aを求める。「前回の眼鏡」としては選択された「遠近累進、中近累進、近中累進」のいずれかによって異なる加入割合を使用する。
ここに数5の式における加入割合はフィッティングポイントにおいて加入度数の何%のパワーが入っているかを示す数値である。レンズの垂直方向の位置と加入割合は遠用度数測定位置から近用度数測定位置までの距離と加入度数との関数であるレンズ種類によって固有の加入度曲線によって決定される。ここでは遠近累進、中近累進、近中累進の各眼鏡(レンズ)ごとに固有の加入曲線が用意され、それぞれについて前もって取得しているフィッティングポイントにおける加入割合を使用するものとする。
遠近累進ではまだ加入度数は加わっていないとして0%の加入度数であるとして0.00、中近累進では25%の加入度数であるとして0.25、同じく近中累進では37.5%の加入度数であるとして0.375と設定する。
次に「前回の眼鏡」、「新しい眼鏡(中近累進)」、「新しい眼鏡(近中累進)」のフィッティングポイントにおける装用度数Aを求める。ユーザー1のそれぞれの眼鏡についての装用度数をA(old)、A(newA)、A(newB)とすると装用度数Aはそれぞれ以下の通りに計算できる。
前回の眼鏡(遠近累進)
装用度数A(old)=(−4.00+0.00/2)+2.00×0.00=−4.00D
新しい眼鏡(中近累進)
装用度数A(newA)=(−4.00+0.00/2)+2.00×0.25=−3.50D
新しい眼鏡(近中累進)
装用度数A(newB)=(−4.00+0.00/2)+2.50×0.375=−3.25D
(2)フィッティングポイントにおける視距離Xの算出
下記数6の式によって「前回の眼鏡」、「新しい眼鏡(中近累進)」、「新しい眼鏡(近中累進)」の各眼鏡レンズの視距離X(メートル)を求める。それぞれX(old)、X(newA)、X(newB)とする。
具体的にユーザー1のフィッティングポイントにおける視距離は以下のようになる。
前回の眼鏡(遠近累進)
X(old)=1/(|−4.00−(−4.25−1/∞)|)
=0.4m=400cm
新しい眼鏡(中近累進)
X(newA)=1/(|−3.50−(−4.25−1/∞)|)
=0.133m=133cm
新しい眼鏡(近中累進)
X(newB)=1/(|−3.25−(−4.25−1/∞)|)
=0.1m=100cm
(3)「前回の眼鏡」の視距離に対する相対割合の算出
「前回の眼鏡」の視距離に対する相対割合は次の式で算出される。
上記(1)〜(3)の計算によって得られた各数値は左右の眼について行われそれらの数値は対応するボックス33に表示される。そして、左右眼について行われた数値はそれらを加えて2で割った値(つまり左右の眼の平均値)を算出し、その数値に対応する位置にカラー線分32を配置する。
また、エキスパート調整ボタン34を入力することで、上記計算値を補正した数値が得られる。エキスパート調整ボタン34による補正は次のような式で装用度数Aを補正することで実行される。補正計算完了と同時に補正された数値は対応するボックス33に表示され、カラー線分32の位置が変更して表示される。ここで、加入度数から補正値ΔSを引くのはS度数を変更しても近用の度数を変更させないようにするためである。
以上のように構成することで本実施の形態1では次のような効果が奏される。
(1)装用者にとって遠方が好適に見える度数である遠用視度数とその時の参考距離C(無限遠方)とフィッティングポイントにおける装用度数Aとから視距離を計算することで、装用者の実感に近い数値として視距離を得ることが可能となる。例えば、実施の形態1においては新しい眼鏡(中近累進)の視距離は133cmと評価されたが、本発明を用いず、すなわち、参考距離と参考距離度数を考慮しないで計算すると、視距離=1/(加入度数×加入割合)=200cmとなる。そのため、従来計算では200cmの距離まで見えるとシミュレーションされるにも拘らず、実際には133cmしか見えずに実感との乖離が起きていたが、本発明の効果によりユーザーが実感する視距離を計算できる。
(2)「前回の眼鏡」の視距離や「新しい眼鏡」として視距離の異なる複数の眼鏡の視距離が同時にかつ視距離に応じた距離として描画領域31Bにカラー線分32で表示されるため、相互の眼鏡における視距離の差を一見して理解することができる。また、「新しい眼鏡」の視距離が「前回の眼鏡」の視距離に対してどのくらいの距離になったかの相対割合も表示されるので両者の比較もしやすい。
(3)エキスパート調整ボタン34を操作することで微妙に遠用度数を変化させた場合における視距離の変化を知ることができるため、遠用度数の微調整に便利である。
(4)眼鏡店では遠近累進から中近・近中累進への掛け替えや、中近・近中累進同士の掛け替えなどにおいて、フィッティングポイントにおいて視距離がどの程度変化するのかが簡易的かつ定量的に理解できるようになり、レンズ掛け替え時の視距離変化による掛け替えリスクや掛け替え時の視距離変化によるメリットを判断できるようになる。
(実施の形態2)
実施の形態2は実施の形態1のバリエーションであって、レンズを眼鏡フレームに枠入れする時の枠入れ位置(高さ)を変更する場合の視距離算出方法である。
実施の形態2では、実施の形態1と同じユーザー1が実施の形態1の前回の眼鏡(遠近累進)と同じレンズを用いて新しい眼鏡作成時にフレームへの枠入れ高さを変更する場合である。ユーザー1の前回の眼鏡(遠近累進)は図3の加入度曲線のようになっている。この遠近累進の推奨のフィッティング位置(高さ)は幾何中心から+2mmの位置である。この位置での加入割合は0%となっている。例えば、ユーザー1における新しい眼鏡で、フレームに枠入れする際に推奨フィッティングポイントよりもレンズを4mm上方に移動させる場合を以下に述べる。実施の形態2でも実施例1と同じく、真っ直ぐに見た視線についての視距離を評価するものとする。尚、加入度曲線はレンズの特性によって一定ではなく、図3は一例である。加入度曲線を示す関数式はレンズごとに関連付けをしてサーバ15内のメモリに記憶されている。
(1)枠入れ時におけるフィッティング高さの修正量の取得
実施の形態2の入力フォームには、実施の形態1の視距離表示フォームに図4に示すようなフィッティング位置の修正量入力フォーム35が付け加えられている。図4では一方のレンズ(ここでは左方)に瞳を配したレンズ模式図36としてユーザーのアイポイントと修正されたフィッティング位置との垂直方向のずれ状態を表示する。デフォルト状態では図4のようにアイポイントとフィッティング位置は一致する。入力フォーム36には修正量入力ボックス37が表示されている。この修正量入力ボックス37にレンズ固有の推奨されるフィッティングポイント位置の修正量を入力する。ここでは、例えば4mm上方に移動させるため図5のように+4.0と入力する。するとフィッティング位置を示す表示線は修正量に応じて移動し、アイポイント位置を示す破線との関係で垂直方向の移動量と移動方向が分かることとなる。以下、修正量4mmとしてサーバ15のCPUによって実行される計算の一例を説明する。
(2)フィッティング位置の修正後の加入割合の算出
推奨フィッティング位置(高さ)が+2mm、フィッティング位置の修正量が+4mmであることから、下記式で加入度曲線の参照高さを得る。実施の形態2では、加入度曲線の参照高さ=−2mmとなる。そして、図3の加入度曲線で−2mmの位置を読み取り、加入割合=15%を得ることができる。
(3)装用度数Aの算出
フィッティング位置の修正後の加入割合から、装用度数Aを求めると以下のようになる。
装用度数A(new)=(−4.00+0.00/2)+2.00×0.15=−3.70D
(4)視距離Xの評価
上記数6の式を用いて、フィッティング位置を修正した新しい眼鏡の視距離X(new)を求めると、以下のようになる。
X(new)=1/(|−3.70−(−4.25−1/∞)|)
=0.182m=182cm
以上のように構成することで、実施の形態2では次のような効果が奏される。
(1)ユーザー1が前回の眼鏡を装用する場合において、真っ直ぐ見た場合の視距離は400cmであったが、新しい眼鏡としてフィッティング位置を4mm上方に枠入れの位置を修正する場合、真っ直ぐ見た場合の視距離が182cmになる。このように、同じレンズであっても、実際に枠入れする位置をパラメータとして計算することで、ユーザーの実感する視距離を評価できる。
(2)参考距離と参考距離度数を考慮して計算することでユーザーの実感する視距離を評価できる。
上記実施の形態は参考距離Cが無限遠方に設定した場合で、かつ、調節が発生しない条件においての事例であったが、以下の実施の形態においては参考距離Cが中間距離や近方距離であったり、調節が発生する場合おいてユーザーが自覚する視距離を算出する場合を説明する。もちろん算出結果を実施の形態1のようなモニター13上で入力し表示させるように設定することも可能である。
(実施の形態3)
以下の実施の形態は上記実施の形態1又は2のような入力フォームに追加してもよい様々な条件を説明したものである。
実施の形態3では、以下のユーザー2について、図3に示した加入度曲線を持つ遠近累進を推奨されるフィッティング位置で枠入れした眼鏡を装用した際の、やや下を見た場合の視距離を算出する事例である。ここでは、やや下を見た場合として主注視線上の座標(Z,Y)=(1.5mm,−6.0mm)を通る視線を使用し、その視距離について算出する。本例でも数2の式による計算を行い、その評価は以下である。
<実施の形態3におけるユーザー2の情報>
・装用する眼鏡の度数(左右同度数とする)・・・ S−4.00 C−0.00 ADD2.00
・装用する眼鏡の種類・・・遠近累進
・参考距離C・・・2m
・参考距離度数B(中間視度数)・・・S−3.75 C−0.00
・視距離評価座標・・・(Z,Y)=(1.5mm,−6.0mm)
(1)加入割合の算出
視距離評価座標が主注視線上であることから、図3より加入割合=53%と求まる。
(2)装用度数Aの算出
実施の形態1及び2と同じ計算により、装用度数Aは以下に求まる。
装用度数A(new)=(−4.00+0.00/2)+2.00×0.53=−2.94D
(3)視距離Xの評価
数2式により、視距離Xは以下のようになる。
X(new)=1/(|−2.94−(−3.75−1/2)|)
=0.76m=76cm
以上のように構成することで、本実施の形態3では次のような効果が奏される。
(1)参考距離Cを2mとした場合について、参考距離Cと参考距離Bと装用度数とから、ユーザー2がやや下を見た際のユーザー2の実感する視距離を評価できる。
(2)参考距離を中間距離とする場合においては、眼鏡店や眼科等で、実際にユーザーに参考距離にある指標を示し、実際にユーザーがその距離で好ましいと感じる参考距離度数Bを求め易い。数2の式では、参考距離Cと参考距離度数Bがパラメータとなっているため、そのような実際の応用に適用可能である。
(実施の形態4)
実施の形態4は、遠視の度数が弱めに設定された場合に関する事例である。遠視で度数が弱めに設定された場合は、網膜の後方に像点(焦点)が結ばれるため、調節が発生する。そのため、計算に当たっては使用調節力Fを考慮することがよい。実施の形態4におけるユーザー3の情報は以下である。
<実施の形態4におけるユーザー3の情報>
・装用する眼鏡の度数(左右同度数とする)・・・ S+4.00 C−0.00 ADD2.00
・装用する眼鏡の種類・・・中近累進(フィッティングポイントの加入:25%)
・参考距離C・・・0.5m
・参考距離度数B(近方視度数)・・・ S+7.00 C+1.00
・視距離評価座標・・・(Z,Y)=(0mm,+2.0mm)
・使用調節力F・・・0.5D(ディオプター)
ユーザー3について、例えば、真っ直ぐ見た視線についての視距離の計算は以下のように行う。
(1)加入割合の算出
視距離評価座標が(Z,Y)=(0mm,+2.0mm)であり、中近累進であることから加入割合は25%と求まる。
(2)装用度数Aの算出
実施の形態1〜3と同じ計算により、装用度数Aは以下に求まる。
装用度数A(new)=(+4.00+0.00/2)+2.00×0.25=4.50
(3)視距離Xの評価
本実施の形態4では上記数3の式を用いて視距離Xを算出する。
数3の式の計算課程は以下である。
まず、(A−(B−1/C))=(4.5−(7.0+1.0/2−1/0.5))=−1
となる。そこで、数3の2種類の式において使用調節力Fを考慮した式を用い、
視距離X=1/(|4.5−(7.0+1.0/2−1/0.5)+0.5|)=2m=200cm
以上のように構成することで、本実施の形態4では次のような効果が奏される。
(1)参考距離Cを近方距離とした場合について、参考距離Cと参考距離Bと装用度数とから、ユーザー3の実感する視距離を評価できる。
(2)ユーザーの使用調節力を考慮することで、調節が発生する場合についての視距離評価がよりユーザーの実感に近い値となることが期待できる。(A−(B−1÷C))<0の場合は、網膜よりも後方に像点が結ばれる条件である。その場合、水晶体による調節を考慮せずに計算を行うと、ユーザー3で実施の形態4の条件では視距離100cmとなるが、実際には調節が行われた結果、視距離200cmとなることが分かる。このように調節が発生する代表例としては、遠視の度数が弱く設定された場合と近視の度数が本来の度数よりも強く設定された場合が挙げられる。尚、数3の式における使用調節力Fは、実際に使用された調節力の値を用いることがよい。例えば、上記実施の形態3では、網膜より後方に1Dだけ焦点が移動しているため、ユーザー3の使用調節力Fが3Dある場合においては、1D分だけ調節力が使われたとし、視距離=無限遠方と評価できる。
(実施の形態5)
実施の形態5では、実施の形態4の使用調節力Fと網膜の後方像点との関係をより具体的にしたものであり、(A−(B−1÷C))<0のときの数4の2種類の式を用いる事例である。ここでは実施の形態4と同じユーザー3について具体的に計算する。
例えば、実施の形態4のユーザー3の使用調節力Fが0.5Dであったとき、数4の判別式、
(A−(B−1÷C))+F = (4.50−(7.0+1.0/2−1/0.5))+0.5
= −0.5 < 0
であるため、数4の式を用い、X=200cmと求まる。
仮に、ユーザー3の使用調節力Fが3.0Dであったとき、数4の判別式
(A−(B−1÷C))+F = (4.50−(7.0+1.0/2−1/0.5))+3.0
= 2.0 > 0
であるため、数4の式を用い、X=∞と求まる。
以上のように構成することで、本実施の形態5では次のような効果が奏される。
(1)使用調節力を考慮することでユーザーの実感する視距離をシミュレーション評価できる。
(2)一般的に残存する調節力は年齢によって低下し、50歳で3D、60歳で1D程度となっている。実際の生活においては、全ての調節力を使って全力で見続けることは不可能であるため、残存調節力に調節力の使用割合(0〜100%)を掛けた調節力が重要となる。本実施の形態5の使用調節力Fは、この残存調節力×使用割合を用いることができるため、調節が発生するような複雑な光学系についても、よりユーザーの実感に近い視距離を得ることができる。
(実施の形態6)
実施の形態6は、任意の座標(Z,Y)をレンズ上の全ての点とし、レンズ全体の視距離をマッピング表記してレンズ性能を評価する場合の例である。ここでは、実施の形態3のユーザー2が、実施の形態3の条件で遠近累進を装用しているときの視距離を評価する。その際、実施の形態3では、やや下を見た視線についての視距離の評価であったが、実施の形態6ではレンズ上に散布状に配置される多数の任意の座標(Z,Y)それぞれについて視距離を求め、マッピング表記するものである。尚、マッピング表記するに当たり、計算量が増大するため、途中計算(以下の(1)〜(4))はコンピュータ内部でプログラムにより繰り返し計算を行うものとする。
<実施の形態6におけるユーザー2の情報(実施の形態3と同じ)>
・装用する眼鏡の度数(左右同度数とする)・・・ S−4.00 C−0.00 ADD2.00
・装用する眼鏡の種類・・・遠近累進
・参考距離C・・・2m
・参考距離度数B(中間視度数)・・・S−3.75 C−0.00
・視距離評価座標・・・レンズ上の任意の座標(Z,Y)
(1)加入割合の算出
実施の形態3の計算と同様に任意の座標(Z,Y)について加入割合を算出する。ここでは、ある任意の座を算出する。
(2)装用度数Aの算出
座標t1(Z1,Y1)の加入割合T1(%)より、装用度数A(t1)を求める。
(3)視距離Xの評価
数2式に装用度数A(t1)、参考距離C、参考距離度数Bを適用し、ある座標t1(Z1,Y1)の視距離X(t1)を求める。
(4)繰り返し計算によるマッピング
X(t1)を算出した後、(1)加入割合の算出に戻り、別の座標t2(Z2,Y2)を選択し、加入割合T2を算出し、装用度数A(t2)を算出し、視距離X(t2)を算出する。そして、また(1)加入割合の算出に戻り、別の座標t3(Z3,Y3)を選択し、視距離X(t3)を計算する。そして、以下同じ手順でtn(Zn、Yn)を選択し、視距離X(tn)の計算をすることでレンズ面全体の視距離を算出することができる。
(5)視距離算出結果を用いたレンズの評価
そのようにして算出したユーザー2が当該の遠近累進を装用した場合の視距離のマッピング状態は、図6の分布図のようになる。この図6のようにレンズの全ての領域での視距離を計算することで、ユーザー2が当該レンズを装用する際にどのような視線でどのような視距離となるかが分かるためレンズ特性の評価が出来る。例えば、図6のマッピング結果からは、レンズ上方の狭い範囲で4mの視距離となるものの、フィッティングポイントから水平方向に少し視線をずらした遠用部側方では、1.5m〜2.0m程度しか見えないことが分かる。この遠近累進レンズは遠方が見える領域が比較的広いとされているものであるが、ユーザー2において自覚される視距離を計算した結果では、ユーザー2では広く自覚されないということがシミュレーションできる。
また、本実施の形態6は単一のレンズの評価事例であるが、複数のレンズについて視距離の分布図を作成することでユーザーに自覚される視距離についてレンズ性能の比較評価を行うことができる。
また、従来、レンズ上の光学的な収差をマッピングして表記する方法はあったが、光学的な収差はユーザーには難しく実感が伴わないと言う問題があった。このような評価は、ユーザーの実感に伴った評価であるため、ユーザーにレンズ性能を説明し易く、ユーザーも理解し易いというメリットがある。
以上のように構成することで、本実施の形態6では次のような効果が奏される。
(1)参考距離Cと参考距離度数Bを用いてユーザー2の遠近累進装用時の任意の座標(Z,Y)における視距離を評価することで、ユーザー2の自覚する視距離を算出できる。
(2)また、実施の形態6のようにレンズ上、全ての領域で視距離を計算することで、ユーザー2が当該レンズを装用する際にどのような視線でどのような視距離が見えるかが評価できる。
(3)従来の光学的な収差評価はユーザーには難しく実感が伴わないと言う問題があったが、視距離の分布図を用いた評価はユーザーの実感に伴った評価であるため、ユーザーに対してレンズ性能を説明し易く、ユーザーも理解し易い。
(実施の形態7)
実施の形態7は、実施の形態5の残存調節力とユーザー3の年齢との関係をより具体的にしたものである。Dondersをはじめとする複数の研究者により、加齢に伴う調節力の低下に関する報告がなされている。実施の形態7では、残存調節力の定義式として前記の研究者らの臨床例から得られた図7に示す年齢aごとの調節力の平均値のグラフを2次関数の式で近似した年齢をパラメータとする2次関数を用いて残存調節力を 得るようにした。2次関数の式は以下の数10の式として示される。
また、発明者らの検討により調節力の使用割合として眼鏡レンズを処方する際、半分の調節力を使っていると想定する場合が好適 であることから、本実施例ではその使用割合を50%とした。
上記の設定により、使用調節力Fは下式で与えられる。
F=(0.002*a*a−0.3756*a+16.573)*0.5
ここでは、一例として実施の形態5におけるユーザー3の年齢が32歳と58歳の場合について、真っ直ぐ方向を見た視線についての視距離Xを具体的に計算する。
まず、数3の判別式より、
(A−(B−1/C))=(4.5−(7.0+1.0/2−1/0.5))=−1 となる。
・年齢が32歳の場合
この場合の残存調節力は数10の式より6.60(D)である。
故に使用調節力Fは、F=6.60*0.5=3.30(D)となり、
数4の判別式
(A−(B−1÷C))+F = (4.50−(7.0+1.0/2−1/0.5))+3.30 = 2.3 > 0
であるため、視距離X=∞と求まる。
・年齢が58歳の場合
この場合の残存調節力は数10の式より1.52(D)である。
故に使用調節力は、F=1.52*0.5≒0.76(D)となる。
数4の判別式
(A−(B−1÷C))+F = (4.50−(7.0+1.0/2−1/0.5))+0.76 = −0.24 < 0
であるため、視距離X=1/|−0.24|
≒4.17m=417cmと求まる。
実施の形態7のような構成を採用すれば、視距離Xに年齢に応じた使用調節力Fを考慮することができ、より正しい視距離Xを得ることができる。
(実施の形態8)
実施の形態8は実施の形態1及び2について利き目を重視するようにして視距離Xを求めるようにするものである。上記各実施の形態1及び2では左右眼について得られた数値の平均値(つまり左右眼の重みは50:50)で視距離Xを算出し、その距離をカラー線分32として表示させるようにしていた。しかし、人は左右どちらかの眼を「利き目」として主に使用するため、左右の視距離Xを均等に扱うよりもむしろ利き目側に重みを与えて視距離Xを算出する方が好ましい。
そこで、装用者に利き目を前もって決めさせて、その利き目に対して重みを与えることを考える。
利き目を決定する手段はいくつも提案されているが、ここでは従来からある手法をまず紹介する。
1)左右の人差し指の先端と左右の親指の先端をそれぞれ付き合わせてこれらの指で包囲された三角形のゾーンを作る。そして、3〜4mほどの距離をとり、その三角形のゾーン内に例えば人の顔や、置時計、写真立てなどを対象物としてその対象物が収まるように目視する。
2)三角形のゾーン内の対象物を、まずは両目を開いて見る。
3)次に、左目だけ閉じた状態で、右目で見る。
4)次に、右目だけ閉じた状態で、左目で見る。
5)この結果、3)又は4)のどちらかの状態で見ると、対象物が三角形のゾーンから消える(あるいは大きく欠ける)。その消えたほうの目が、利き目ではないほうの目ということになる。これは人が物体を目視する際に自然と利き目側での見え方を基準とすることを利用するものである。
図8(a)(b)は、例えば実施の形態1や2の入力フォームに付け加える利き目をチェックする指標41と、利き目を入力するフォーム42の一例である。装用者は上記1)〜5)に倣ってこの指標を目視して自身の利き目を調べ、フォーム42に入力する。実施の形態8では図9に示すような左右眼の重みを与えるためのプログラムが設定されているため、フォーム42への入力に基づいて左右眼の重みを考慮して視距離Xが算出され、その視距離Xがカラー線分32に対応して表示されることとなる。プログラムはデフォルトでは左右眼の重みが50:50で計算する。
尚、この発明は、以下のように変更して具体化することも可能である。
・実施の形態1の視距離表示フォーム21では複数の商品から1つ(前回の眼鏡)を選択するリストボックス24のアイコンが表示されていたが、このリストボックス24内のレンズの種類は適宜変更して設定可能である。
・実施の形態1の視距離表示フォーム21では「新しい眼鏡」としてあらかじめ中近累進及び近中累進の2つの種類のレンズの情報が表示され、この度数を入力させるようにしていたが、複数の商品から任意に選択するような態様でもよい。
・上記実施の形態1ではエキスパート調整ボタン34を入力することで、上記計算値をS±0.25の範囲で補正した数値が得られるようになっていたが、他の数値を採用したり、キーボードを操作して任意の数値を入力して計算するようにしてもよい。
・視距離表示フォーム21に入力させる情報はS度数、C度数、ADD、AXとしたが、これに限らず他の態様でもよい。例えばS+C/2を入力させるようにしてもよい。
・実施の形態1の視距離表示フォーム21では描画領域31Bにスケールを表示させ、このスケール上に円弧状のカラー線分32の画像を視距離に対応した位置に配置させるような表示をさせていたが、このような態様は一例であって他の態様、例えばカラー線分32以外のアイコンを使用したりアニメーションを使用して表示させたりすることも可能である。
・上記ではクライアントがサーバ15にアクセスして視距離表示フォーム21の表示されたWEBページを呼び出すようにしていたが、記憶媒体を使用したりダウンロードしたりしてクライアント側のコンピュータにおいて視距離表示フォーム21を表示させて自ら算出プログラムによって視距離の計算をさせるようにしてもよい。
・サーバ15側で登録した眼鏡販売店を認識して特定の端末コンピュータ11に対してのみデータ送信ができ、その端末コンピュータ11のモニター13のみで視距離の計算結果を見ることができるようなシステムでもよい。つまり、契約した相手にだけシステムを使わせるようにしてもよい。
・また、眼鏡レンズに前傾角やそり角、頂間距離が設定されている場合にはそれを考慮して視距離を計算するようにすることがよい。
・上記では視距離を算出する際のパラメータとして使用調節力、年齢、利き目の重み等を挙げたが、ユーザーの眼の情報として、例えば瞳孔径や眼軸長、回旋角のような眼球要素が取得できる場合には、その情報をパラメータとして視距離を計算するようにすることが可能である。また、そり角、前傾角、頂点間距離(PD)のようなフレーム要素が取得できる場合には、その情報もパラメータとして視距離を計算するようにすることが可能である。
・本発明の視距離を算出した後、更に、レンズ各点における乱視成分の情報を用いて、その視距離におけるボケ具合を算出する事ができる。本発明はその算出計算の出発点となるため、本発明を用いて視距離算出後に、更にその視距離の見え具合を評価するなどの場合なども本発明に含まれる。
・実施の形態1や2のモニター13上での視距離表示フォーム21の表示や実施の形態6のマッピング表記の等高線等を3次元グラフィック化して表示させることも可能である。また、等高線を3次元表示させる際には距離スケールを対数表記するなどするとよい。
・その他、本発明の趣旨を逸脱しない態様で実施することは自由である。
13…モニター、25〜27…入力画面としてのボックス、15…視距離を算出してモニター画面上に表示させるサーバ。

Claims (24)

  1. 眼鏡レンズ装用時において当該眼鏡レンズのある任意の座標を通過する視線方向における視距離の算出方法であって、
    あるユーザーの眼鏡レンズ上の任意の座標における装用度数をA(ディオプター)とし、当該ユーザーがある距離(以下、このような距離を参考距離とする)を見た場合に、当該ユーザーがその参考距離Cに焦点を合わせることができる度数(以下、このような度数を参考距離度数とする)をB(ディオプター)とした場合に、参考距離Cと参考距離度数Bとから算出されるユーザーの見え方の要望に対する度数誤差の許容量を取得し、装用度数Aと前記度数誤差の許容量との差を当該ユーザーの装用度数Aにおける度数誤差として、その度数誤差の逆数によって得られる値を当該眼鏡レンズのある任意の座標を通過する視線方向の視距離Xとして求めることを特徴とする眼鏡レンズの視距離算出方法。
  2. 前記参考距離度数Bは当該ユーザーが参考距離Cを見る際に参考距離Cに焦点を合わすのに当該ユーザーが好適であると自覚する度数を用いることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  3. 前記装用度数は等価球面度数で表されることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  4. 前記視距離Xは下記数式で表されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  5. 記視距離Xは、同視距離Xを見るときに当該ユーザーが使用する調節力をF(ディオプター、以下「使用調節力」とする)とするとき、(A−(B−1÷C))の正負により下記数式で表されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  6. 記視距離Xは、(A−(B−1÷C))<0の場合において、視距離Xを見るときに使われる使用調節力Fと(A−(B−1÷C))の関係により下記数式で表されることを特徴とする請求項5に記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  7. 年齢の増加に伴って小さくなる残存調節力を年齢をパラメータとした関数として定義し、当該装用者の前記使用調節力Fを当該装用者の年齢に対応した残存調節力を考慮して設定することを特徴とする請求項5又は6に記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  8. 前記参考距離度数Bは遠方視度数であり前記参考距離Cは遠方距離であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  9. 前記参考距離度数Bは中間視度数であり前記参考距離Cは1m〜4mの中間距離であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  10. 前記参考距離度数Bは近方視度数であり前記参考距離Cは20cm〜80cmの近方距離であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  11. 前記眼鏡レンズは遠用部領域から近用部領域にかけて度数がプラス方向に徐々に付加されていくように加入勾配が設定された累進屈折力レンズであって、ある任意の座標における前記装用度数Aには当該座標における加入割合に応じた付加度数が加算されることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  12. 前記任意の座標とは遠用フィッティングポイント位置であることを特徴とする請求項1〜11に記載の眼鏡レンズの視距離算出方法。
  13. あるユーザーの眼鏡レンズの装用度数をA(ディオプター)とし、当該ユーザーが参考距離Cを見る際に焦点を合わせることができた参考距離度数をB(ディオプター)とした場合に、前記装用度数A及び前記参考距離度数Bの数値の入力をするように促す入力画面をモニター画面上に表示させる入力画面表示手段と、
    前記入力画面に入力された装用度数A及び前記参考距離度数Bを用いて請求項1〜12のいずれかの眼鏡レンズの視距離算出方法による計算を実行する算出手段と、
    前記算出手段によって算出された値を当該眼鏡レンズの座標を通る視線で目視した際に焦点が合う距離として前記モニター画面上に表示させる視距離表示手段と、
    を備えたことを特徴とする眼鏡レンズの視距離表示装置。
  14. 前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に複数種類の眼鏡レンズに対応した複数種類の装用度数A及び参考距離度数Bの数値の入力をするように促す入力画面を表示させ、前記視距離表示手段は前記算出手段によって算出された複数の値を当該複数種類の眼鏡レンズの視距離として前記モニター画面上に表示させることを特徴とする請求項13に記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  15. 前記算出手段は前記複数種類の眼鏡レンズの視距離についてある1つの視距離を基準とした割合を算出し、前記視距離表示手段はその割合を前記モニター画面上に表示させることを特徴とする請求項13又は14のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  16. 前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に遠用度数測定位置における度数の修正を促す修正入力画面を表示させ、同修正入力画面への入力がある場合には、その入力情報に基づいて前記遠用度数測定位置における度数に任意の第1の修正度数を与えて遠用度数測定位置における度数を修正するとともに、前記第1の修正度数と同じ絶対値でプラスマイナスの符号の異なる第2の修正度数を加入度数に与えて、前記算出手段による計算を行うようにしたことを特徴とする請求項13〜15のいずれかにに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  17. 前記入力画面表示手段は前記モニター画面上に枠入れ位置の修正量の入力を促す修正入力画面を表示させ、同修正入力画面への入力がある場合には、その入力情報に基づいて前記装用度数Aを修正された垂直方向位置の加入割合に応じて変更して前記算出手段による計算を行うようにしたことを特徴とする請求項13〜16のいずれかにに記載のレンズの視距離表示方法。
  18. 前記任意の座標とは遠用フィッティングポイント位置であることを特徴とする請求項13〜17のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  19. 前記視距離表示手段は前記算出手段によって算出された数値に対応した長さで前記モニター画面上に距離を図示して表示することを特徴とする請求項13〜18のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  20. 前記視距離表示手段によって前記モニター画面上に表示される視距離は、装用者の右目又は左目のいずれかの利き目側に重みを与えて算出するようにしたことを特徴とする請求項18又は19に記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  21. 前記モニター画面の画面表示は3次元的に行われることを特徴とする請求項13〜20のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  22. 前記入力画面はWEBページ上に公開され、前記入力画面に入力された前記装用度数A及び前記参考距離度数Bの数値データに基づいて算出された値を当該眼鏡レンズの視距離として前記WEBページ上に表示させるようにしたことを特徴とする請求項13〜21のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
  23. 請求項1〜12のいずれかに記載の眼鏡レンズの評価方法によって眼鏡レンズのレンズ各点における視距離を算出し、当該視距離によって眼鏡レンズの評価をすることを特徴とする眼鏡レンズの評価方法。
  24. 眼鏡レンズのレンズ各点における視距離を算出し、当該視距離を前記モニター画面上に表示させるとともに、当該視距離表示結果を用いて眼鏡レンズを評価し、その結果を前記モニター画面上に表示させるようにしたことを特徴とする請求項13〜22のいずれかに記載の眼鏡レンズの視距離表示装置。
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