WO2013168201A1 - レンズ度数測定装置及び測定方法 - Google Patents

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WO2013168201A1
WO2013168201A1 PCT/JP2012/003108 JP2012003108W WO2013168201A1 WO 2013168201 A1 WO2013168201 A1 WO 2013168201A1 JP 2012003108 W JP2012003108 W JP 2012003108W WO 2013168201 A1 WO2013168201 A1 WO 2013168201A1
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lens
measurement
contact lens
lens power
correction
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PCT/JP2012/003108
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鈴木 弘昭
小林 敦
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株式会社メニコン
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    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
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    • GPHYSICS
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    • GPHYSICS
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    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/04Contact lenses for the eyes

Definitions

  • the present invention relates to a lens lens power measurement technique, and in particular, can measure the power distribution of a contact lens and suppress locally abnormal measurement errors while ensuring measurement accuracy.
  • the invention relates to a novel lens power measurement technique that can display the measurement result in an easy-to-view manner.
  • the measurement of the lens power of such a contact lens is conventionally performed using a lens meter as described in JP-A-5-126675 (Patent Document 1) with the contact lens supported by an appropriate jig. This is done by measuring the lens power.
  • the lens meter as described in Patent Document 1 measures the local lens power based on the Hartmann method using four beams, and can measure only a single lens power. Therefore, it is difficult to obtain a map display measurement result of the lens power, such as which lens power is given to which part in the optical part of the contact lens. Therefore, such a lens meter is not suitable for measuring the lens power of a contact lens having a different lens power for each region, such as a bifocal contact lens.
  • an underwater power measuring instrument that has a lens power map display function and can also be used for underwater measurement is a product such as VC2001 or CONTEST from Visionion Limited or ROTLEX Limited. Is offered by name.
  • the conventional underwater power measuring instrument measures the lens power at the local measurement site, and calculates the lens power from the focal length obtained for each measurement site on the measurement optical axis for each measurement site. ing. Therefore, for example, in a spectacle lens in which the intersection of the visual axes on the lens surface changes greatly with eye movement, the focal length at each local measurement site may be recognized, but the lens surface is attached to the corneal surface. The situation is different for contact lenses in which the intersection of the visual axes above is substantially constant. That is, it is considered that the measurement result by the conventional underwater power measuring device does not represent the distribution state of the power in the contact lens with a practically sufficient accuracy.
  • the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is to display the measurement result of the lens power in an easy-to-see manner while ensuring the measurement accuracy of the lens power in the contact lens. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a novel lens power measuring device and a lens power measuring method capable of providing a lens power measurement result in a practical and easy-to-use manner.
  • Another object of the present invention is to provide a contact lens displaying a lens power that is practical and highly reliable by using the measurement result obtained by such a novel lens power measurement method.
  • a feature of the present invention is that, in a lens power measuring device for measuring a power distribution of a contact lens, a power distribution information calculating means for obtaining power distribution information of the contact lens based on optical characteristic measurement information of the contact lens, A correction target selecting means for selecting correction target information including positive and negative abnormal peaks on both sides of the lens central axis in the lens central region from the frequency distribution information obtained by the frequency distribution information calculating means, and the correction target A lens having smoothing means for obtaining a corrected lens power by replacing the correction target information selected by the selection means with a correction function that smoothes the regions on both sides of the lens central axis.
  • the frequency measuring device In the frequency measuring device.
  • the power distribution information calculation means calculates the contact lens power distribution information as a plurality of multi-order polynomials
  • the correction target selecting means includes: Among these multi-order polynomials, a multi-order polynomial having a hyperbolic function region related to positive and negative abnormal peaks on both sides across the lens central axis is selected as the correction target information, and
  • the smoothing means replaces the correction function for smoothing a predetermined area on both sides of the lens center axis including the hyperbolic function area in the multi-degree polynomial selected by the correction target selection means.
  • a multi-order rational function obtained from a Zernike polynomial is more preferably employed.
  • the present invention obtains frequency distribution information representing the frequency distribution of the contact lens from the optical characteristic measurement information of the contact lens, and from the frequency distribution information, positive and negative on both sides of the lens central axis in the lens central region.
  • Lens power measurement method for obtaining a corrected lens power by selecting correction target information including an abnormal peak and replacing the correction target information with a correction function for smoothing both regions sandwiching the lens central axis in the selected correction target information Also features.
  • the lens power measurement method for example, as the power distribution information representing the power distribution of the contact lens, a plurality of multi-order polynomials are obtained from the optical characteristic measurement information of the contact lens, and a plurality of them are obtained.
  • a multi-order polynomial having a hyperbolic function region related to positive and negative abnormal peaks on both sides across the lens central axis is selected as the correction target information.
  • a mode in which the correction lens power is obtained by substituting the correction function for smoothing a predetermined area on both sides of the lens central axis including the hyperbolic function area is preferably employed.
  • a multi-order rational function obtained from the Zernike polynomial is more preferably employed.
  • the present invention is also characterized by a contact lens in which the lens power measured according to the lens power measuring method according to the present invention is displayed as a lens power as an optical characteristic.
  • the method of the present invention paying attention to the characteristic of measurement error peculiar to a contact lens, by adding a specific correction to correction target information including positive and negative abnormal peaks on both sides across the lens central axis, It is possible to obtain the frequency distribution information of the contact lens by effectively correcting the measurement error while suppressing the adverse effect on the overall measurement accuracy as much as possible.
  • the contact lens according to the present invention in which the lens power confirmed by the measurement result of the lens power obtained according to the present invention is displayed, it is possible to grasp the lens power with higher reliability based on such display. It becomes possible.
  • Explanatory drawing of the lens power measured according to this invention method Explanatory drawing which shows the basic structure of the wavefront aberration measuring apparatus by a Shack-Hartmann system. Explanatory drawing which shows the relationship between the advancing direction of light with respect to the wave front of light, and a focus. Explanatory drawing which shows the polar coordinate plane for defining (rho) and (theta) used for a Zernike polynomial. Explanatory drawing which shows a specific example of the measurement procedure of lens power distribution. The graph which shows the example which smoothed the center part of the frequency function which shows a 7th-order frame component. Explanatory drawing which shows the map screen display of the result of having measured the frequency distribution of the contact lens before smoothing (correction
  • Explanatory drawing which shows the map screen display of the result of having measured the frequency distribution of the contact lens after smoothing (correction
  • Explanatory drawing which shows an example of the lens power distribution before correction
  • the graph which shows the result which displayed the lens power distribution information of FIG. 9 on the map of 3 dimensions (left figure) and 2 dimensions (right figure).
  • Explanatory drawing which shows an example of the result of having replaced the abnormal value in the lens power distribution of FIG. 9 with the average value.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of an inverse Gaussian filter applied to the correction of the lens power distribution in FIG. 11 (comparative example).
  • the present inventor focuses on the intersection of the geometric central axis, which is the lens central axis of the contact lens, and the ray. I thought it should be sought. That is, as shown in FIG. 1, the lens center axis L is not the lens power corresponding to the focal length A as the radius of the sphere for each light transmitting part a measured by the conventional underwater power measuring device as the lens power.
  • the vertex 14 refers to the intersection of the concave inner surface 12 of the contact lens 10 and the lens central axis L.
  • the measurement of the focal length A in the contact lens 10 can be performed by using various wavefront aberration measuring apparatuses that are conventionally known and commercially available.
  • interference measurement devices such as PDI (Point Diffraction Interferometer), Twiman Green interferometer, shearing interferometer, Talbot wavefront sensor, etc. can be used, but the optical system structure is simple and has a special wavelength limit.
  • a wavefront aberration measuring device using a non-Shack-Hartmann method is preferably employed.
  • wavefront aberration as lens optical characteristics is obtained from light spot map information formed by a plurality of beam separation elements that transmit a plurality of points in one contact lens 10.
  • the wavefront aberration is the degree (direction and amount) of deviation of the equiphase wavefront connecting the equiphase points of the light emitted from the light source by the optical system (for example, the contact lens 10) arranged on the propagation path. Therefore, the wavefront aberration measurement information can be obtained by grasping the wavefront aberration by the surface obtained by connecting the wavefronts orthogonal to each beam by ray tracing.
  • a method and apparatus for obtaining wavefront aberration measurement information as optical characteristics of an optical system to be measured (such as an eye to be measured or a contact lens 10) from a measurement result obtained based on such a ray tracing method is, for example, It is described in Japanese Patent No. 4625558.
  • a wavefront aberration measuring apparatus using the Shack-Hartmann method is commercially available, for example, as OPAL300 (trade name) manufactured by Spot Optics.
  • the present invention is an invention relating to a lens power measuring device for measuring the lens power of a contact lens. As described above, the present embodiment will be described by employing the Shack-Hartmann method.
  • FIG. 2 schematically shows a basic structure of a wavefront aberration measuring apparatus as a lens power measuring apparatus using the known Shack-Hartmann method.
  • the wavefront aberration measuring apparatus includes an illumination optical system 16 that irradiates measurement light to the contact lens 10 that is a measurement target optical system, and a detection optical system 18 that receives the measurement light transmitted through the contact lens 10. It is configured.
  • the illumination optical system 16 passes measurement light emitted from the illumination 20 through the condenser lens 22, the filter 24, and the pinhole plate 26 from the collimator lens 28 disposed on the illumination optical system 16 side to the contact lens 10. It projects on the optical axis. Then, the measurement light transmitted through the contact lens 10 is guided to the microlens array (MLA) 32 from the collimator lens 30 disposed on the detection optical system 18 side in the detection optical system 18 and transmitted through the microlens. Is detected by the CCD 34 which is an image pickup device.
  • the wavefront aberration measuring apparatus is provided with an arithmetic unit that obtains wavefront aberration based on information such as the position of the light beam detected by the CCD 34. The optical characteristics such as the wavefront aberration are output to a monitor or the like.
  • a function composed of a plurality of multi-order polynomials that additively express the optical characteristics of the contact lens 10 that is the measurement target optical system is obtained.
  • each of these functions expresses the wavefront aberration exerted on the measurement light by the contact lens 10 in a characteristic manner, and the rays are orthogonal to the wavefront. It is possible to obtain the lens power distribution in each part of the above from the measurement information of the wavefront aberration.
  • a special problem that occurs when measuring the lens power of the former contact lens 10 is the fact that a lens power peak that is an obvious abnormal error tends to occur near the central axis of the contact lens 10 that is the measurement optical axis. .
  • a smoothing process is a filtering process using a moving average filter that weights the measurement values in the peripheral region with respect to the measurement values at a plurality of points in the peripheral region including an abnormal peak value using an inverse Gaussian function.
  • a smoothing process is a filtering process using a moving average filter that weights the measurement values in the peripheral region with respect to the measurement values at a plurality of points in the peripheral region including an abnormal peak value using an inverse Gaussian function.
  • the present inventor first examines the cause of occurrence of the abnormal peak, and the main cause of the occurrence is the deviation (decenter) or tilt (tilt) of the lens center axis of the contact lens 10 with respect to the measurement optical axis when measuring the optical characteristics. ).
  • the contact lens 10 that is extremely small and soft compared to the spectacle lens, it is difficult to perform positioning when setting the measuring instrument, and decentering and tilting are likely to occur.
  • the present inventor paid attention to appearing as an abnormal peak in the measurement result with a certain characteristic. And the knowledge that such a characteristic of an abnormal peak can be understood as a specific form of wavefront aberration was obtained. That is, when there is a decenter or tilt when setting the contact lens 10 to the measurement optical system, when attention is paid only to the wavefront aberration corresponding to the optical characteristics caused by the decentering or tilting, as shown in FIG.
  • the wavefront 40 is considered to have opposite phase differences on both sides with respect to the reference wavefront 42 about the measurement optical system central axis 44.
  • the direction of each light ray 46 that is the normal direction to the wavefront 40 is greatly inclined in a region near the measurement optical system central axis 44, and the focal position that is the intersection with the measurement optical system central axis 44 is measured. It has a minimum value at a position close to the optical system central axis 44. Therefore, it is estimated that the lens power, which is the reciprocal of the focal length, has a measurement error that becomes an abnormal peak in the vicinity of the central axis 44 of the measurement optical system due to the measurement error considered to be caused by such decentering and tilting. Is done.
  • an abnormal peak which is a measurement error in the measurement value of the lens power
  • a positive or negative abnormal peak on both sides of the measurement optical system central axis 44 that is the lens central axis in measurement. Focused on doing.
  • an optical characteristic that gives an abnormal peak is selected by selecting a specific function related to the abnormal peak in a plurality of functions representing wavefront aberration as a lens characteristic. And obtained knowledge that it can be extracted.
  • an abnormal peak can be grasped as a result of occurrence of a specific wavefront aberration as described above, so that, for example, the above-mentioned Zernike polynomial expressed by a coefficient corresponding to the characteristic of the wavefront aberration is employed to measure the optical characteristics.
  • a function related to an abnormal peak can be identified and extracted more efficiently.
  • a function related to an abnormal peak in the measurement result of the lens power is selected from a plurality of functions that additively represent the optical characteristics of the contact lens 10, and the distribution of the lens power obtained from these functions and the function is obtained.
  • the abnormal peak due to the measurement error of the contact lens 10 is caused by the phase difference between positive and negative on both sides of the measurement optical system central axis 44 that is regarded as the lens central axis at the time of measurement as described above. Therefore, it is considered effective to specify and extract such an error by focusing only on the coma component as a function to be corrected.
  • the coma component of the optical characteristics obtained from the measurement result includes a portion representing the original optical characteristics of the contact lens 10, and all of the coma components are not measurement errors.
  • the measurement of the optical characteristics of the contact lens 10 is performed after the lens central axis is aligned with the measurement optical system central axis 44 in advance, and the measurement error due to the coma component of the wavefront as described above is It becomes a maximum near the central axis 44 of the measurement optical system. Therefore, the coma component in the peripheral part is not based on the measurement error, but the coma component as the original optical characteristic of the lens is dominant, and the measurement information to be corrected is generated only in the central part of the contact lens 10. It is reasonable to think that
  • the optical characteristics are acquired as a multi-degree polynomial such as the aforementioned Zernike polynomial, and a function related to the measurement error is specified and extracted there, the measurement error inherent in the lens power distribution obtained based on the function is extracted. Correct the component.
  • the error component of the lens power caused by the measurement error has a peak characteristic in which the positive and negative are reversed on both sides of the measurement optical system central axis 44 in the center portion of the lens as described above. Therefore, by performing correction that removes only such peak values, it is possible to perform more efficient correction, that is, effective correction while avoiding adverse effects on the measurement results of the original optical characteristics as much as possible. It is considered to be.
  • such a wavefront aberration measuring instrument has the Zernike polynomial of [Equation 1] expressed using the normalized radius definition values ⁇ and ⁇ using the polar coordinate system shown in FIG. Wavefront aberration which is optical characteristic information is represented.
  • Information on the amount of deviation and the direction of deviation obtained by the detection can be acquired, and the contact lens 10 can be obtained by reconstructing the wavefront of the transmitted light from the information on the detected image (the amount of deviation and the direction of deviation of the measured light beam).
  • the lens power that is the reciprocal of the focal length on the central axis of the contact lens that is the central axis 44 of the measurement optical system is obtained by using a method of tracking a ray that is orthogonal to the wavefront. Can be obtained by the known method.
  • the parallel measurement light incident on the contact lens 10 is transmitted through the contact lens 10 and the focal point which is the intersection point with the central axis 44 of the measurement optical system.
  • the position can be specified, and the lens power of the contact lens 10 defined as the reciprocal of the distance between the focal point and the apex 14 of the concave inner surface 12 of the contact lens 10 can be obtained.
  • a plurality of zones surrounded by three or more light detection positions are set on the contact lens 10, and each of them is set. It is also possible to obtain the lens power for each zone as measurement information in the zonal based on the deviation information of the detection light measured for each zone. In this way, it is also possible to apply the method of the present invention to the lens power measurement information obtained independently for each zone, that is, using the zonal measurement information as contact lens power distribution information. .
  • the wavefront is reconstructed based on the detected values of the transmitted light deviation amount and the deviation direction, which are the optical characteristic measurement information of the contact lens 10, and the optical characteristic information of the contact lens is used.
  • a Zernike polynomial representing a certain wavefront aberration is calculated and acquired.
  • the frequency distribution information of the contact lens 10 is obtained using this Zernike polynomial. That is, in this embodiment, the case where the method of the present invention is applied to the frequency distribution information of the contact lens 10 as modal measurement information specified by a Zernike polynomial as a multi-order polynomial will be described.
  • the coefficient of each term of the obtained Zernike polynomial is an RMS value, which is expressed as an effective aberration amount. Therefore, according to the following [Equation 3], an RMS coefficient corresponding to each term is multiplied and converted into an actual aberration amount.
  • the definition of the wavefront aberration amount sign is positive when it is delayed from the reference wavefront, and negative when it advances, and is multiplied by “ ⁇ 1” for generalization.
  • the output Zernike polynomial coefficient (angle ⁇ m, n ) is in the range of 0 to 360 °, but in the case of a numerical value in the range of ⁇ 180 to 180 °, it is multiplied by ⁇ 1 and further 0 to Converts output value to 360 ° system.
  • radius ⁇ in the Zernike polynomial can be expressed as [Equation 4] below in the polar coordinate system when converted into real units.
  • the wavefront aberration measuring apparatus uses a computer that performs calculation processing by the frequency distribution information calculation means. Have.
  • the obtained lens power distribution information often includes measurement errors as described above, and a smoothing process, which is a correction process for removing such measurement errors, is executed. That is, the measurement error in question becomes an abnormal peak in the central portion of the contact lens 10 due to a coma component that is a symmetrical aberration component that is opposite in polarity on both sides of the measurement optical system central axis 44 as wavefront aberration. It is considered a thing.
  • a specific multi-order polynomial representing lens power information resulting from a function representing the coma component in the Zernike polynomial corresponding to the aberration component is selected.
  • such a specific multi-order polynomial has a hyperbolic function region in which the positive and negative are reversed on both sides of the measurement optical system central axis 44, which is regarded as the lens central axis for measurement, and exhibits an abnormal peak.
  • the function area is replaced with an appropriate correction function. Thereby, the correction process which removes an abnormal peak will be performed.
  • the wavefront aberration measuring apparatus has a computer that executes correction target selection means for selecting a multi-order polynomial to be corrected, and corrects a predetermined area of the selected multi-order polynomial. And a computer for executing smoothing means for smoothing.
  • the computers that execute the above-described frequency distribution information calculation means, correction target selection means, and smoothing means may be separate or the same computer.
  • the light reception information of the measurement light by the CCD 34 as the optical characteristic measurement information of the contact lens is acquired in the wavefront aberration measuring apparatus as described above (S1).
  • the light reception information of the measurement light includes the relative deviation amount and deviation direction of the measurement position (detection position of transmitted light from the contact lens) with respect to the reference position (light detection position without the contact lens). Get information.
  • the wavefront of the measurement light transmitted through the contact lens is reconstructed, and the wavefront information is calculated and acquired (S2).
  • Such wavefront information is calculated and obtained by obtaining the coefficient of the Zernike polynomial from the received light information, for example, by the least square method described above. Next, based on the wavefront information represented by the obtained Zernike polynomial or the like, the lens power distribution information in the contact lens is calculated and obtained by the above-described differentiation and vector calculation (S3).
  • the lens power distribution information obtained as the power distribution information is verified to determine whether or not there is an abnormal value that requires correction (S4).
  • This determination can be performed using, for example, standard deviation.
  • the average and standard deviation of the lens powers on all the points acquired as the lens power distribution information are calculated to determine whether or not a specific abnormal value exists. For example, with ⁇ 3 ⁇ (or ⁇ 2 ⁇ , ⁇ ⁇ , ⁇ is a standard deviation) with respect to the average value as a determination reference value, a lens power that is greater than or less than the determination reference value can be recognized as the above value.
  • the following correction process may be performed regardless of the presence or absence of an abnormal value without determining the presence or absence of the abnormal value.
  • the frequency function to be corrected is determined as correction target information in the subsequent step S5, and the correction range in the determined frequency function is set to a predetermined area. decide.
  • the frequency function to be corrected is selected from multi-order rational functions as a plurality of multi-order polynomials obtained based on the Zernike polynomial having the coma component as described above. Is done.
  • n 5th order (2nd), 7th order (3rd), 9th order (4th), 11th order (5th),...
  • the predetermined area to be replaced with the correction function by the above-described smoothing means in the frequency function selected as the correction target can be appropriately set and is not limited.
  • it is set on both sides of the measurement optical system central axis 44.
  • it is desirable to set a diameter dimension region of 1/2 or less, which is located in the central portion of the optical property measurement region, which is generally the optical region of the contact lens.
  • the specific correction range is determined at a specific position, for example, within a region having a radius of 2 mm centered on the central axis 44 of the measurement optical system, or the lens power calculated value by the coma component is zero. Of these, it is also possible to determine with specific optical characteristic values such as between the points closest to the measurement optical system central axis 44 on both the left and right sides.
  • the correction object selecting means between the extreme value portions closest to the first to third with respect to the central axis on both sides of the central axis 44 of the measurement optical system
  • the area is determined as a predetermined area on both sides of the measurement optical center axis 44, in other words, a correction range, which is replaced with the correction function by the smoothing means.
  • the extreme value portion is a point closer to the extreme value point than the inflection point, and includes the extreme value point.
  • the closest extremum portion between the measurement optical system central axis 44 and the region between the extreme value portions is selected. Is preferably set so as to exist in a diameter size range of 1/5 to 1/2. In the optical characteristic measurement region, if such an extreme value portion is located close to less than 1/5 from the measurement optical system central axis 44, the effect of correction is not sufficiently exhibited. On the other hand, in the optical characteristic measurement region, if such an extreme value portion is spaced apart from the measurement optical system central axis 44 by more than 1 ⁇ 2, the adverse effect of the correction is extended to the outer peripheral portion of the measurement region where the measurement error is considered to be small. May reach.
  • the area between the extreme value parts to be replaced by the correction function is measured as compared with the one having a small degree n. It is desirable to set between extreme value parts equal to or less than the number of measurement optical system center axes 44 that are regarded as the upper lens center axes.
  • the correction range is determined between the first extreme points on both sides of the measurement optical system central axis.
  • the correction range is determined between the second extreme points on both sides of the measurement optical system central axis.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the first extreme point correction is performed on both sides of the measurement optical system central axis 44 with respect to the power function of the seventh frame. Further, the extreme value point can be obtained as a point where the value of the differential function (see Table 3) becomes 0 by differentiating the power function representing the lens power by the coma component.
  • a correction function for correcting the frequency function in the correction range determined in this way is determined in the subsequent step S6.
  • the correction function in this smoothing is a function that continuously connects both ends of the region determined as the correction range and does not have a significant peak, and is not particularly limited.
  • a function that changes in a frequency range that does not exceed the absolute values at both ends of the region determined as the range is adopted.
  • it is possible to adopt a linear function, a cubic function, or the like but a function that is continuously connected to the frequency function at both ends of the correction range is desirable.
  • a sine function, a sinc function, Alternatively, a sinh function is preferably employed.
  • a sin function that can be adopted as a correction function can be obtained by the following equation [Equation 6].
  • Equation 6 For the frequency functions of the third, fifth, seventh, ninth, eleventh, and thirteenth frames, sin functions that can be employed as correction functions in the correction range determined in step S5 described above are represented as [ Table 4].
  • step S7 the correction process is executed by replacing the correction area determined as described above with each correction function.
  • step S8 the correction for the frequency functions of all the order coma components is completed. By confirming, the abnormal value correction processing is completed.
  • FIG. 6 shows a specific mode in which the extreme point on both sides closest to the measurement optical system central axis 44 is replaced with a sin function as a correction function for the power function of the seventh-order frame.
  • the display mode of the result information is selected by external input or the like in step S9, and according to the mode according to the selected display mode.
  • the measurement result is externally displayed (S10). Thereafter, whether or not to continue the measurement operation for the same contact lens or a different contact lens is selected by external input (S11), and if it is determined that the measurement is finished, the operation is finished.
  • the wavefront aberration measuring apparatus obtains the lens power distribution measurement result at each part of the contact lens 10 based on a plurality of multi-order polynomials including the multi-order polynomial replaced with the correction function.
  • Measurement result display means for displaying the result is provided.
  • a selection range of the external display mode of the measurement result for example, screen display and print display can be selected, and planar 2D or stereoscopic 3D map image display and numerical display can be selected. It is possible.
  • the display mode selection and determination process (S9) is not essential, and the result information can be displayed in a preset display mode.
  • FIG. 7 to 8 show map screen displays of the result of measuring the frequency distribution of the contact lens 10 as described above.
  • FIG. 7 is a measurement result in which the lens power distribution as a comparative example obtained without adding the correction process in steps S5 to S8 is displayed in a 2D manner.
  • FIG. 8 shows the correction process in steps S5 to S8. It is the measurement result which colored and displayed the lens power distribution as an Example which added No. in 2D aspect.
  • the contact lens 10 used for the measurement is a two-week accumulator (trade name) manufactured by Johnson & Johnson, BC: 8.70, DIA: 14.0, PWR: ⁇ 6.00. .
  • FIG. 7 an abnormal peak remarkably protruding in the central portion is observed, whereas in FIG. 8 after the correction process, the abnormal peak in the central portion is removed without substantially affecting the optical characteristics of the outer peripheral portion.
  • An ordered lens power distribution that is substantially symmetrical with respect to the lens central axis is shown.
  • the inclination of the wavefront for each minimal region (zone) as measurement information in the zonal acquired for the contact lens 10 The lens power distribution information shown in FIG. 9 was obtained from the information. Then, the average value and standard deviation of all the lens powers were obtained, and the lens power that deviated from the average value ⁇ 3 ⁇ was determined as an abnormal value to be corrected.
  • Such an abnormal value was recognized at three points in the central portion of the contact lens 10 as shown in FIG.
  • FIG. 10 shows the lens power distribution information shown in FIG. 9 displayed in a color-coded map in three dimensions (3D) and two dimensions (2D). Thereafter, as shown in FIG. 11, the three-point lens power, which is an abnormal value to be corrected, was replaced with an average value.
  • the Gaussian filter is a weighted moving average filter and is distributed in a Gaussian function. Therefore, the median in the matrix is weighted, and an abnormal value having an abnormal peak in the central part as described above and It is not suitable for smoothing values around abnormal values. Therefore, an inverse Gaussian filter is employed as shown in FIG. That is, as shown in the following [Equation 7], the inverse of the Gaussian function was taken and normalized so that the sum of the matrix ratios was 1, was adopted as the filter.
  • a filter having a correction function defined in a matrix is used, and the value of each cell of the filter is multiplied by the value of the original data corresponding to each cell in the lens power distribution shown in FIG. . Then, multiplication is performed on all the cells, and finally the value obtained by adding all the values after multiplication is replaced with the original value in the target cell. This is performed for all the data in zone 1 (the outer data area including the value at the center of the map).
  • the measurement lens power is measured over a relatively wide area in the central portion including the central abnormal peak occurrence portion, although a slight peak value remains in the central portion. It is estimated that there is a change and the measurement accuracy is reduced.
  • the above-described smoothing process may be repeated in order to suppress the abnormal peak at the center. That is, for the lens power distribution information shown in FIG. 13 obtained by the smoothing process described above, the average value and standard deviation of all the lens powers are obtained again, and the lens power that deviates from the average value ⁇ 3 ⁇ is obtained. The abnormal values to be corrected are replaced with average values, and the filtering process in the zones 1, 2,... Is executed by the inverse Gaussian filter.
  • the lens power distribution information obtained as a result of executing the smoothing process twice is shown in FIG. 14 as another comparative example. From the results shown in FIG. 14, it can be seen that although the abnormal peak can be suppressed by such a plurality of smoothing processes, the measurement accuracy in the peripheral region is further lowered.
  • the superiority of the correction process according to the present invention shown in the above-described embodiment is clear as compared with the correction process in the smoothing process using the inverse Gaussian filter shown as the comparative example. That is, the lens power distribution information of the contact lens 10 obtained through the correction processing according to the present invention as described above is effective for the abnormal peak in the central portion, which is an obvious measurement error, while avoiding a decrease in measurement accuracy in the peripheral portion. It is recognized that the information that is the measurement result can be easily solved and can be easily viewed and grasped while maintaining high accuracy and reliability.
  • the lens surface is not localized but the whole is represented by representing the frequency distribution of the contact lens with a superposition mode of a plurality of multi-order polynomials of position (x, y) and lens parameters.
  • the lens power can be grasped.
  • the intersection of the light rays transmitted through the lens surface is the focal point, and the reciprocal of the distance on the optical central axis between the concave inner surface of the contact lens and the focal point is calculated for each part of the contact lens.
  • the measurement result of the lens power can be obtained. Therefore, in a contact lens in which the intersection of the visual axes on the lens surface does not change greatly even during eye movement, it is possible to measure the lens power and the lens power distribution in each part with more effective practical accuracy. it can.
  • a specific multi-order polynomial related to the abnormal peak by dividing the frequency distribution of the contact lens by a plurality of multi-order polynomials.
  • an abnormal peak that occurs in the measured value of lens power is considered to be a measurement error, but it is extremely difficult to correct only a specific measurement error.
  • a specific correction is made for a multi-degree polynomial having a hyperbolic function region related to positive and negative abnormal peaks on both sides of the lens central axis. As a result, it is possible to effectively correct the measurement error while suppressing the adverse effect on the overall measurement accuracy as much as possible.
  • the measurement error is efficiently corrected and the display of the measurement result information of the lens power with high accuracy is realized, and the lens power obtained by the measurement according to the method of the present invention is displayed.
  • the contact lens according to the present invention it is possible to grasp the exact lens power based on such display.
  • the display mode of the optical characteristics on the contact lens 10 is not particularly limited.
  • the contact lens 10 is directly displayed with a laser, a pigment, or the like. It may be printed on the individual packaging, outer case, etc.
  • the measurement according to the present invention of the optical characteristics displayed on the contact lens 10 is not limited to that performed in the inspection process in the manufacturing process of the contact lens 10.
  • the lens power of the contact lens 10 worn by the user is ophthalmic.
  • the display of the lens power and the like as the measurement result is, for example, a display in a mode in which the contact lens 10 is specified in a chart for each user in an ophthalmologist or a mode in which the contact lens 10 to be sold is specified in a store. This is done by display or the like.
  • the measurement information in the zonal can be used as the frequency distribution information of the contact lens, and the method of the present invention can be applied thereto.
  • correction is made for the lens power map value (lens power distribution information) existing in a predetermined area in the center of the lens including the abnormal peak value selected using standard deviation or the like as in the above embodiment.
  • Smoothing using functions can be performed. That is, for example, within a predetermined region of the lens central portion, each lens power map value in each zone located on a lens radial line extending through the measurement position of the abnormal peak value is represented by a correction function such as the sin function as described above.

Abstract

 コンタクトレンズにおけるレンズ度数の測定結果を、測定度数の精度を充分に確保しつつ見やすく表示することのできる、新規なレンズ度数測定装置及びレンズ度数測定方法を提供すること。 コンタクトレンズ10の光学特性測定情報に基づいて求めた度数分布情報(S2,S3)のなかから、レンズ中央領域においてレンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報を選出(S5)した後、かかる選出した補正対象情報に対して、異常ピークを平滑化する補正関数を用いた置換(S6,S7)を行うことによりレンズ度数測定値をスムージング化し、度数分布測定結果(S10)を求める。

Description

レンズ度数測定装置及び測定方法
 本発明は、コンタクトレンズのレンズ度数の測定技術に関連するものであり、特に、コンタクトレンズの度数分布を測定することができると共に、測定精度を確保しつつ局所的に異常な測定誤差を抑えることで、測定結果を見やすく表示することができる新規なレンズ度数測定技術に関連する発明である。
 例えば、コンタクトレンズの製造工程での製品検査や眼科医でのコンタクトレンズのフィッティング検査などに際しては、コンタクトレンズにおけるレンズ度数の測定が必要となる場合がある。
 そして、このようなコンタクトレンズのレンズ度数の測定は、従来から、特開平5-126675号公報(特許文献1)に記載の如きレンズメータを用い、適当な冶具でコンタクトレンズを支持せしめた状態でレンズ度数を測定することによって行われている。
 ところが、特許文献1に記載の如きレンズメータは、4ビームを用いたハルトマン法に基づいて局所的なレンズ度数を測定するものであって、単一のレンズ度数しか測定することが出来ない。そのために、コンタクトレンズの光学部においてどの部分にどのようなレンズ度数が付与されているか等という、レンズ度数のマップ表示的な測定結果を得ることが困難である。それ故、このようなレンズメータは、遠近両用コンタクトレンズ等のように領域毎に異なるレンズ度数が設定されたコンタクトレンズについて、レンズ度数の測定に適さなかった。
 なお、近年では、レンズ度数のマップ表示機能を備えると共に、水中測定にも対応可能な水中パワー測定器が、例えばビジオニクス社(Visionix Limited)やロートレックス(ROTLEX Limited)社からVC2001やCONTEST等の商品名で提供されている。しかしながら、従来の水中パワー測定器は、局所的な測定部位におけるレンズ度数を測定するものであり、各測定部位毎の測定光軸上で各測定部位毎に求めた焦点距離からレンズ度数を算出している。それ故、例えば眼球運動に伴ってレンズ面上における視軸の交点が大きく変化する眼鏡レンズでは、局所的な測定部位毎の焦点距離に意義も認められようが、角膜表面に装着されてレンズ面上における視軸の交点が略一定となるコンタクトレンズでは事情が異なる。即ち、従来の水中パワー測定器による測定結果は、コンタクトレンズにおける度数の分布状態を実用的に充分な精度で表していないと考えられる。
特開平5-126675号公報
 ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、コンタクトレンズにおけるレンズ度数の測定精度を確保しつつ、レンズ度数の測定結果を見やすく表示することにより、レンズ度数の測定結果を実用的で且つ利用し易い態様で提供し得る、新規なレンズ度数測定装置およびレンズ度数測定方法を提供することにある。
 また、本発明は、そのような新規なレンズ度数測定方法による測定結果を利用することにより、実用的で信頼性も高いレンズ度数を表示したコンタクトレンズを提供することも、目的とする。
 本発明の特徴とするところは、コンタクトレンズの度数分布を測定するレンズ度数測定装置において、前記コンタクトレンズの光学特性測定情報に基づいて該コンタクトレンズの度数分布情報を求める度数分布情報演算手段と、該度数分布情報演算手段で求めた前記度数分布情報のなかから、レンズ中央領域においてレンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報を選出する補正対象選出手段と、該補正対象選出手段で選出された該補正対象情報に対して、前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域を平滑化する補正関数への置換を行うことにより、補正レンズ度数を求めるスムージング手段とを、有するレンズ度数測定装置にある。
 ところで、本発明に係るレンズ度数測定装置においては、例えば、前記度数分布情報演算手段が、前記コンタクトレンズの度数分布情報を複数の多次多項式として求めるものであると共に、前記補正対象選出手段が、それら複数の多次多項式のなかから、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークに関連する双曲線状の関数領域を有する多次多項式を、前記補正対象情報として選出するものであり、更に、前記スムージング手段が、該補正対象選出手段で選出された前記多次多項式において、前記双曲線状の関数領域を含む前記レンズ中心軸を挟んだ両側の所定領域を平滑化する前記補正関数に置換するものである構成が、好適に採用される。
 その際、上記度数分布情報演算手段によって求められる上記複数の多次多項式としては、例えばゼルニケ多項式から求められる多次の有理関数が、より好適に採用される。
 また、本発明は、コンタクトレンズにおける光学特性測定情報から該コンタクトレンズの度数分布を表す度数分布情報を求めて、該度数分布情報のなかから、レンズ中央領域においてレンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報を選出した後、選出した該補正対象情報において、該レンズ中心軸を挟んだ両側の領域を平滑化する補正関数に置換して補正レンズ度数を求めるレンズ度数測定方法も、特徴とする。
 ところで、本発明に係るレンズ度数測定方法においては、例えば、前記コンタクトレンズの度数分布を表す前記度数分布情報として、前記コンタクトレンズの前記光学特性測定情報から複数の多次多項式を求めると共に、それら複数の多次多項式のなかから、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークに関連する双曲線状の関数領域を有する多次多項式を、前記補正対象情報として選出し、選出した該多次多項式において、前記双曲線状の関数領域を含む前記レンズ中心軸を挟んだ両側の所定領域を平滑化する前記補正関数に置換することにより前記補正レンズ度数を求める態様が、好適に採用される。
 その際、上記コンタクトレンズにおける光学特性測定情報から求める、コンタクトレンズの度数分布を表す上記複数の多次多項式としては、ゼルニケ多項式から求められる多次の有理関数が、より好適に採用される。
 更にまた、本発明は、上述の本発明に係るレンズ度数測定方法に従って測定されたレンズ度数が、光学特性としてのレンズ度数として表示されているコンタクトレンズも、特徴とする。
 本発明方法に従えば、コンタクトレンズに特有の測定上の誤差の特徴に着目し、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報に対して特定の補正を加えることにより、全体の測定精度への悪影響を可及的に抑えつつ測定誤差を効果的に補正して、コンタクトレンズの度数分布情報を得ることが可能になる。また、本発明に従って求められたレンズ度数の測定結果で確認等されたレンズ度数が表示された、本発明に係るコンタクトレンズでは、かかる表示に基づいてより信頼性の高いレンズ度数の把握等が実現可能となる。
本発明方法に従って測定されるレンズ度数の説明図。 シャックハルトマン方式による波面収差測定装置の基本構造を示す説明図。 光の波面に対する光の進行方向と焦点の関係を示す説明図。 ゼルニケ多項式に用いられるρ,θを定義するための極座標平面を示す説明図。 レンズ度数分布の測定手順の一具体例を示す説明図。 7次コマ成分を示す度数関数の中央部をスムージングした例を示すグラフ。 スムージング(補正)前におけるコンタクトレンズの度数分布を測定した結果のマップ画面表示を示す説明図。 スムージング(補正)後におけるコンタクトレンズの度数分布を測定した結果のマップ画面表示を示す説明図。 本発明方法に従って測定される補正前のレンズ度数分布の一例を示す説明図。 図9のレンズ度数分布情報を3次元(左図)及び2次元(右図)のマップで表示した結果を示すグラフ。 図9のレンズ度数分布における異常値を平均値に置換した結果の一例を示す説明図。 図11のレンズ度数分布の補正(比較例)に適用される逆ガウシアンフィルタの一例を示す説明図。 図11のレンズ度数分布における異常値を逆ガウシアンフィルタにより補正した比較例結果の一例を示す度数分布(上段)と、この結果を3次元(下段左)及び2次元(下段右)マップで表示した比較例結果を示すグラフ。 図13におけるレンズ度数分布に、更に逆ガウシアンフィルタを適用した比較例結果の一例を示す度数分布(上段)と、この結果を3次元(下段左)及び2次元(下段右)マップで表示した別の比較例結果を示すグラフ。
 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために本発明の実施形態について説明する。
 先ず、眼球運動に際してもレンズ面上における視軸の交点が大きく変化しないコンタクトレンズに適切なレンズ度数として、本発明者は、コンタクトレンズのレンズ中心軸である幾何中心軸と光線との交点を焦点として求めるべきであると考えた。即ち、図1に示されているように、従来の水中パワー測定器がレンズ度数として測定する光線透過部位a毎の球の半径としての焦点距離Aに対応するレンズ度数ではなく、レンズ中心軸L上において、コンタクトレンズ10の各部位に入射する光線Rとレンズ中心軸Lとの交点を焦点Pとして、この焦点Pとコンタクトレンズ10の球冠状の凹状内面12の頂点14との間の距離Bに対応するレンズ度数を、コンタクトレンズ10の光学特性として採用されるのが妥当であるとした。具体的には、凹状内面12の頂点14と焦点Pとの間の距離Bの逆数(1/B)がレンズ度数とされる。なお、ここで、頂点14とは、コンタクトレンズ10の凹状内面12とレンズ中心軸Lとの交点のことを指す。
 ところで、コンタクトレンズ10において焦点距離Aの測定は、例えば従来から公知で市販もされている各種の波面収差測定装置等を用いて行うことが可能である。例えば、PDI(Point Diffraction Interferometer)やトワイマングリーン型干渉計,シェアリング干渉計等の干渉式計測装置,タルボット式波面センサ等も採用可能であるが、光学系構造が簡単で特別な波長制限のないシャックハルトマン方式による波面収差測定装置が好適に採用される。
 かかるシャックハルトマン方式に従う公知の測定によれば、一つのコンタクトレンズ10における複数の点を透過する複数のビーム分離エレメントによって形成される光点マップ状の情報からレンズ光学特性としての波面収差を求めることができる。即ち、光学系の波面収差は、光線がコンタクトレンズ10を通過する座標をx,yとしてW(x,y)とすると、各x,yに対して対応する波面収差W(x,y)、(i=1,2,・・・,n)を、光線追跡によって求めることができる。蓋し、波面収差は、光源から発した光の等位相点を連ねた等位相波面が、その伝播経路上に配された光学系(例えばコンタクトレンズ10)によってズレた程度(方向及び量)を表すものであり、それ故、光線追跡により各ビームに直交する波面を連ねた面により波面収差を把握して、波面収差測定情報を得ることができる。
 因みに、このような光線追跡法に基づいて得られた測定結果から、測定対象光学系(測定対象である眼やコンタクトレンズ10等)の光学特性として波面収差測定情報を求める方法および装置は、例えば特許第4652558号公報等に記載されている。また、シャックハルトマン方式による波面収差測定装置は、例えばスポットオプチクス(Spot Optics)社製のOPAL300(商品名)として市販されている。
 本発明はコンタクトレンズのレンズ度数を測定するレンズ度数測定装置にかかる発明であり、上述の如く、本実施形態ではシャックハルトマン方式を採用して説明する。図2に公知のシャックハルトマン方式によるレンズ度数測定装置としての波面収差測定装置の基本構造を概略的に示す。かかる波面収差測定装置は、測定対象光学系であるコンタクトレンズ10に対して測定用光を照射する照明光学系16と、コンタクトレンズ10を透過した測定用光を受光する検出光学系18を含んで構成されている。照明光学系16は、照明20から発せられた測定用光を、コンデンサーレンズ22とフィルター24、ピンホール板26を通じて、照明光学系16側に配置されたコリメーターレンズ28からコンタクトレンズ10に対して光軸上で投射するようになっている。そして、コンタクトレンズ10を透過した測定用光は、検出光学系18において、検出光学系18側に配置されたコリメーターレンズ30からマイクロレンズアレイ(MLA)32に導かれ、マイクロレンズを透過した光束が撮像素子であるCCD34によって検出されるようになっている。また、波面収差測定装置は、図2に示された光学系の他に、CCD34で検出された光束の位置等の情報に基づいて波面収差を求める演算装置を備えており、この演算装置によって求められた波面収差等の光学特性がモニタ等に出力されるようになっている。
 尤も、このような波面収差測定装置は、前記した特許第4652558号公報の他、米国特許第7,078,665号明細書等に開示されていることから、ここでは一般構造の詳細説明を省略する。
 上述の如き波面収差測定装置によって得られた波面収差の測定情報によれば、測定対象光学系であるコンタクトレンズ10の光学特性を相加的に表す、複数の多次多項式からなる関数を得ることができる。即ち、これらの関数は、それぞれ、コンタクトレンズ10によって測定用光に及ぼされた波面収差を特性的に分解して表すものであり、また、光線は波面に対して直交することから、コンタクトレンズ10の各部位におけるレンズ度数分布を、かかる波面収差の測定情報から求めることが可能である。
 具体的には、上記複数の関数としては、公知のゼルニケ多項式が好適に採用される。即ち、前述の如きコンタクトレンズ10の測定により光線追跡法によって求められたレンズ面上の波面収差W(x,y)、(i=1,2,・・・,n)を、x,yおよびレンズパラメータの関数として表すに際しては、予め関数形を決めておいて、W(i=1,2,・・・,n)からその係数を最小二乗法により決定することが実用的である。特に、光学系が対称の場合には、波面収差を近似する関数として、極座標を採用した標準ゼルニケ多項式またはフリンジゼルニケ多項式の採用が望ましい。
 ところで、このように光線追跡法による測定結果から得られた波面収差測定情報に基づいて、測定対象光学系の光学特性を表すゼルニケ多項式を得ること自体は、例えば眼鏡レンズの光学特性測定等において公知である。しかしながら、本発明者は、コンタクトレンズ10のレンズ度数の測定にかかる技術を適用することにより、特別な問題が発生することに着目し、更に、このコンタクトレンズ10において特別な問題に対して有効な対処策を見い出したのである。
 すなわち、前者のコンタクトレンズ10のレンズ度数測定に際して発生する特別な問題は、測定光軸であるコンタクトレンズ10の中心軸付近に明らかな異常誤差であるレンズ度数のピークが発生し易いという事実である。
 なお、このような異常ピークに対して、例えば公知の逆ガウシアンフィルタによるスムージング処理を行うことで、異常ピークを取り除いた測定結果を出力することも考えられる。しかしながら、このようなスムージング処理は、逆ガウス関数を利用して異常ピーク値を含む周辺領域の複数ポイントでの測定値に対して、周辺領域での測定値に重み付けした移動平均フィルタによるフィルタリング処理となる。それ故、標準偏差を用いて異常値として認定された領域の測定値のスムージング処理のために、異常値と認定されていない周辺領域の測定値に影響が及ぶことを避け得ず、スムージング処理に伴う異常値以外の周辺領域の測定精度の低下が問題となり易い。
 ここにおいて、本発明者は、先ず異常ピークの発生原因を検討し、その主たる発生原因が、光学特性の測定に際しての測定光軸に対するコンタクトレンズ10のレンズ中心軸のずれ(ディセンタ)や傾き(チルト)に因るものであろうとの知見を得た。特に、眼鏡レンズに比して極めて小さく且つ軟質なコンタクトレンズ10では、測定器へのセッティングに際しての位置合わせ(セッティング)が難しく、ディセンタやチルトが発生し易いと考えられる。
 さらに、本発明者は、これらディセンタやチルトというセッティング不良に因って発生する測定誤差について、更に検討した結果、ある特定の特性をもって測定結果における異常ピークとして表れることに着目した。そして、このような異常ピークの特徴は、特定形態の波面収差として理解できるとの知見を得た。即ち、コンタクトレンズ10の測定光学系へのセッティングに際してディセンタやチルトがあると、それに起因した光学特性に対応する波面収差のみに着目した場合、図3に示されているように、コンタクトレンズ透過光の波面40が、基準波面42に対して、測定光学系中心軸44を中心として両側で反対の位相差を持つと考えられる。これにより、波面40に対する法線方向となる各光線46の方向は、測定光学系中心軸44に近い領域において大きく傾斜することとなり、測定光学系中心軸44との交点となる焦点位置が、測定光学系中心軸44への近接位置で極小値を持つこととなる。それ故、このようなディセンタやチルトに因ると考えられる測定誤差により、焦点距離の逆数となるレンズ度数は、測定光学系中心軸44の付近において異常ピークとなる測定誤差を有するに至ると推定される。
 そして、本発明者は、このようなレンズ度数の測定値における測定誤差である異常ピークが、測定上のレンズ中心軸とされる測定光学系中心軸44を挟んだ両側における正負の異常ピークとして発生することに着目した。その結果、かかる異常ピークが特定の特性を有するが故に、レンズ特性である波面収差を表す複数の関数において異常ピークに関連する特定の関数を選択することにより、異常ピークを与える光学特性を選択して抽出することができるとの知見を得た。
 特に、異常ピークは、前述のように特定の波面収差の発生結果として捉えることができることから、例えば波面収差の特徴と対応した係数で表される前述のゼルニケ多項式を採用して光学特性の測定結果を取得する場合等においては、異常ピークに関係する関数を一層効率的に特定して抽出することが可能となる。
 さらに、コンタクトレンズ10の光学特性を相加的に表す複数の関数から、レンズ度数の測定結果における異常ピークに関連する関数を選出して、それらの関数ひいてはかかる関数から求められるレンズ度数の分布を表す有理関数からなる多次多項式に対して補正を加えることにより、前述の如きディセンタやチルトというコンタクトレンズ10の測定装置へのセッティング不良に因って発生する測定誤差を補正することも可能となる。そして、このように測定誤差による異常ピークに関する情報だけを選択的に補正することにより、他の光学特性に与える影響を可及的に回避しつつ、測定誤差に対して効果的な補正処理を実行することが可能となるのである。
 ここにおいて、コンタクトレンズ10の測定誤差による異常ピークは、前述のとおり測定時のレンズ中心軸と見做される測定光学系中心軸44を挟んだ両側で正負逆の位相差に起因すると考えられることから、補正対象の関数として、例えばコマ成分だけに着目することにより、かかる誤差を特定して抽出することが効果的と考えられる。
 一方、測定結果から求められた光学特性のコマ成分は、コンタクトレンズ10の本来の光学特性を表している部分を含むものであり、コマ成分の全てが測定誤差でない。特に、コンタクトレンズ10の光学特性の測定は、予めレンズ中心軸を測定光学系中心軸44に位置合わせてしてから実施されるし、上述のように波面のコマ成分に因る測定誤差は、測定光学系中心軸44の近くで極大となる。それ故、周辺部分のコマ成分は、測定誤差に基づくものではなく、レンズ本来の光学特性としてのコマ成分が支配的であり、補正対象とする測定情報は、コンタクトレンズ10の中央部分だけに発生するものと考えるのが妥当である。
 それ故、例えば前述のゼルニケ多項式等の多次多項式として光学特性を取得し、そこにおいて測定誤差に関係する関数を特定して抽出したら、かかる関数に基づいて求められるレンズ度数分布に内在する測定誤差成分を補正する。かかる補正処理は、測定誤差に起因するレンズ度数の誤差成分が、上述のようにレンズ中央部分において測定光学系中心軸44を挟んだ両側で正負が逆になったピーク特性を有するものと考えられることから、かかるピーク値だけを取り除く補正を行うことによって、一層効率的な補正、即ち本来の光学特性の測定結果への悪影響を可及的に回避しつつ、有効な補正を行うことが可能になると考えられる。
 このような技術的知見に基づく補正処理を、以下に具体的に例示する。なお、以下の具体例における波面測定は、スポットオプチクス(Spot Optics)社製のOPAL300(商品名)を用いて実施した。かかる装置における波面測定の基本構造は、図2に示すシャックハルトマン式波面収差測定器である。
 すなわち、かかる波面収差測定器では、図4に示されている極座標系を用いた正規化半径の定義値ρ,θを用いて表される[数1]記載のゼルニケ多項式をもって、コンタクトレンズ10の光学特性情報である波面収差が表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 因みに、上記[数1]で表されるゼルニケ多項式の14次までの展開式は、[表1]のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 例えば、波面収差測定器では、測定光束に関し、コンタクトレンズ10の無い状態での光検出位置である参照位置に対して、コンタクトレンズ10の透過光の検出位置が相対的に偏倚した量および方向を検出して得られた偏倚量および偏倚方向の情報を取得することが出来、かかる検出像の情報(測定光束の偏倚量および偏倚方向)から透過光の波面を再構築することにより、コンタクトレンズ10の波面収差を求めることができる。そして、得られた波面収差の測定情報に基づいて、測定光学系中心軸44となるコンタクトレンズ中心軸上での焦点距離の逆数となるレンズ度数は、波面に直交する光線の追跡法等を利用した公知の手法で、求めることができる。
 なお、ソフトコンタクトレンズ等を液中に浸漬して測定した場合には、以下の[数2]に従って、レンズ度数の換算を行う。式中、nLensおよびnMediumは、コンタクトレンズ10の材料屈折率および測定時にコンタクトレンズ10を浸漬する液の屈折率であり、空中測定時にはnMedium=1となる。また、非平行光を測定光束とする場合にはベースパワーとして測定度数に考慮する必要がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 このようにして、シャックハルトマン式の波面収差の測定情報から、コンタクトレンズ10に入射される平行な測定光がコンタクトレンズ10を透過して、測定光学系中心軸44との交点とされる焦点の位置を特定することが出来、かかる焦点とコンタクトレンズ10の凹状内面12の頂点14との距離の逆数として定義されるコンタクトレンズ10のレンズ度数を得ることができる。
 なお、シャックハルトマン式波面収差測定器では、3点以上の光検出位置(好適には4点又は5点の光検出位置)で囲まれたゾーンをコンタクトレンズ10上に複数設定して、それら各ゾーン毎に測定される検出光の偏倚情報に基づいて、各ゾーン毎のレンズ度数を、ゾーナルでの測定情報として求めることも可能である。このように各ゾーン毎に独立して求められたレンズ度数の測定情報を対象として、即ちゾーナルでの測定情報をコンタクトレンズの度数分布情報として、これに本発明方法を適用することも可能である。
 しかし、本実施形態では、前述のようにコンタクトレンズ10の光学特性測定情報である透過光の偏倚量および偏倚方向の各検出値に基づいて波面を再構築し、かかるコンタクトレンズの光学特性情報である波面収差を表すゼルニケ多項式を演算取得する。そして、このゼルニケ多項式をもって、コンタクトレンズ10の度数分布情報が求められる。即ち、本実施形態では、コンタクトレンズ10の度数分布情報を、多次多項式としてのゼルニケ多項式によって特定されるモーダルでの測定情報として、これに本発明方法を適用した場合について説明する。
 尤も、標準ゼルニケ多項式を採用するシャックハルトマン式の波面収差の測定情報では、得られるゼルニケ多項式の各項の係数がRMS値であり、いわば実効収差量として表されている。従って、以下の[数3]に従い、各項に応じたRMS係数を乗じて、実際の収差量へ変換する。なお、下式では、波面収差量符号の定義について、基準波面より遅れる場合をプラスとし、進む場合をマイナスとしていることから、一般化するために「-1」を乗じている。また、出力されるゼルニケ多項式の係数(角度θm,n )が0~360°系であれば不要だが、-180~180°系の数値の場合には-1を乗じたうえで更に0~360°系へ出力値を変換する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 また、ゼルニケ多項式における動径ρは、実単位に換算すると極座標系において以下[数4]のとおりに表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 そして、波面上における傾き(光線が向かう方向)は、波面を表すゼルニケ多項式を微分することで得られ、光軸との角度をτとすると、tanτで表される。また、波面収差量は焦点距離dに比べて充分小さいので、tanτ=r/dとみなすことができる。従って、コンタクトレンズ10のレンズ度数は、以下の[数5]によって表されることとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 このようにして、コンタクトレンズ10の光学特性測定情報である波面収差情報としてのゼルニケ多項式に基づいて、コンタクトレンズ10の度数分布を表す複数の多次多項式である多次の有理関数を得ることができる。なお、かかる有理関数の取得は、ゼルニケ多項式を微分演算等することによって行われるものであり、このように本実施形態における波面収差測定装置は、度数分布情報演算手段によって演算処理を実行するコンピュータを有している。
 さらに、得られたレンズ度数分布情報には、前述の如き測定誤差が含まれていることが多く、かかる測定誤差を取り除く補正処理であるスムージング処理を実行することとなる。即ち、問題となる測定誤差は、波面収差として測定光学系中心軸44を挟んだ両側で正負が逆で対称となる収差成分であるコマ成分に因り、コンタクトレンズ10の中央部分における異常ピークとなるものと考えられる。
 それ故、このような異常ピークを示す測定誤差に対する補正処理は、先ず、収差成分に対応したゼルニケ多項式においてコマ成分を表す関数に起因するレンズ度数情報を表す特定の多次多項式を選出する。ここで、かかる特定の多次多項式は、測定上のレンズ中心軸とみなされる測定光学系中心軸44を挟んだ両側で正負が逆となり異常ピークを示す双曲線状の関数領域を有している。そして、この双曲線状の関数領域における測定光学系中心軸44を挟んだ両側の所定領域を平滑化するため、適切な補正関数に置換する。これにより、異常ピークを取り除く補正処理が実行されることとなる。このように、本実施形態における波面収差測定装置は、補正を行う多次多項式を選出する補正対象選出手段を実行するコンピュータを有していると共に、選出された多次多項式の所定領域を補正関数に置換してスムージングするスムージング手段を実行するコンピュータを有している。なお、前述の度数分布情報演算手段や補正対象選出手段、スムージング手段を実行するコンピュータは、別個であっても良いし、同一のコンピュータであっても良い。
 このような補正処理を含むレンズ度数の測定処理の一具体例を、図5に示されている処理フローに沿って説明する。先ず、レンズ度数の測定が開始されると、前述の如き波面収差測定装置において、コンタクトレンズの光学特性測定情報としてのCCD34による測定光の受光情報を取得する(S1)。この測定光の受光情報としては、前述のように参照位置(コンタクトレンズの無い状態での光検出位置)に対する測定位置(コンタクトレンズの透過光の検出位置)の相対的な偏倚量や偏倚方向の情報を取得する。そして、これら偏倚量や偏倚方向を含む受光情報に基づいて、コンタクトレンズを透過した測定光の波面を再構築して、波面情報を演算取得する(S2)。なお、かかる波面情報は、例えば前述の最小二乗法などによって、受光情報からゼルニケ多項式の係数を求めることによって演算取得される。次に、得られたゼルニケ多項式等によって表される波面情報に基づいて、前述の微分およびベクトル演算などにより、コンタクトレンズにおけるレンズ度数の分布情報を演算取得する(S3)。
 そして、度数分布情報として得られたレンズ度数の分布情報を検証して、補正を必要とする程度の異常値が存在するか否かを判定する(S4)。この判定は、例えば標準偏差を用いて行うことが可能である。具体的には、レンズ度数の分布情報として取得された全てのポイント上のレンズ度数の平均および標準偏差を算出して、特定の異常値が存在するか否かを判定する。例えば、平均値に対して±3σ(または±2σ,±σ、σは標準偏差)を判定基準値として、かかる判定基準値以上又は以下のレンズ度数を以上値と認定することができる。尤も、異常値の存否を判定することなく、異常値の有無を問わずに以下の補正処理を施すようにしても良い。
 そして、補正の必要があると判定された場合(Yes)には、続くステップS5において、補正対象とする度数関数を補正対象情報として決定すると共に、決定された度数関数における補正範囲を所定領域に決定する。具体的には本実施形態では、補正対象とする度数関数は、前述のようにコマ成分を有するゼルニケ多項式に基づいて得られた、複数の多次多項式としての多次の有理関数のなかから選択される。なお、選択され得る有理関数のうち、n=3次(1番目)のコマ成分に対応する有理関数は、一般に異常値への影響が最も大きいことから補正対象に含まれることが望ましい。また、n=5次(2番目),7次(3番目),9次(4番目),11次(5番目),・・・と次数が大きくなるに従って異常値への影響が小さくなると考えられることから、例えば、5番目までのコマ成分に対応する有理関数を補正対象として選択したり、6番目までのコマ成分に対応する有理関数を補正対象として選択したり等することが効果的である。実際に、どの範囲をコマ成分に対応する有理関数を補正対象に含ませるかは、要求される測定精度や測定結果等を考慮して必要に応じて適宜に変更設定可能にすることが望ましい。
 また、補正対象として選択された度数関数における前述のスムージング手段によって補正関数に置換される所定領域、要するに補正範囲は、適宜に設定可能であって限定されるものでないが、異常値に対して効果的な補正を実行する目的から、測定光学系中心軸44を挟んだ両側部分に設定される。また、必要な測定情報の消失を回避する目的から、一般にコンタクトレンズの光学領域とされる光学特性測定領域の中央部分に位置する、1/2以下の径寸法領域に設定されることが望ましい。
 具体的な補正範囲の決定は、例えば測定光学系中心軸44を中心とする半径2mmの領域内等のように具体的な位置で決定したり、コマ成分によるレンズ度数算出値が0となる点のうちで測定光学系中心軸44に対して左右両側で最も近接位置する点間のように具体的な光学特性値で決定することも可能である。好適には、前述の補正対象選出手段によって選出された多次多項式において、測定光学系中心軸44を挟んだ両側で該中心軸に対して1~3番目に近い何れかの極値部分間の領域が、前述のスムージング手段によって補正関数に置換される、測定光学中心軸44を挟んだ両側の所定領域、要するに補正範囲として決定される。なお、各有理関数において、極値部分とは、変曲点よりも極値点に近い点であって、極値点を含む。
 また、かかる補正範囲として、測定光学系中心軸44に対して何番目に近い極値部分間の領域を選択するかは、光学特性測定領域において対象とする極値部分が測定光学系中心軸44から1/5~1/2の径寸法範囲に存在するように設定することが望ましい。光学特性測定領域において、かかる極値部分が測定光学系中心軸44から1/5未満に近接位置していると、補正の効果が充分に発揮され難い。一方、光学特性測定領域において、かかる極値部分が測定光学系中心軸44から1/2を越えて離隔位置していると、測定誤差が小さいと考えられる測定領域の外周部分にまで補正の悪影響が及んでしまうおそれがある。従って、前述のとおり補正対象として補正対象選出手段により選択された多次多項式のうち、次数nが小さいものは大きいものに比して、補正関数に置換される極値部分間の領域が、測定上のレンズ中心軸とみなされる測定光学系中心軸44から数えて同数以下の極値部分間に設定されることが望ましい。
 例えば、3次コマ,5次コマ,7次コマおよび9次コマの各度数関数については、何れも、測定光学系中心軸を挟んだ両側で1番目に近い極値点間を補正範囲として決定する一方、11次コマおよび13次コマの度数関数については、それぞれ、測定光学系中心軸を挟んだ両側で2番目に近い極値点間を補正範囲として決定する。なお、図6には、7次コマの度数関数について、測定光学系中心軸44を挟んだ両側で1番目に近い極値点間を補正している図が示されている。また、極値点は、コマ成分によるレンズ度数を表す度数関数を微分することにより、かかる微分関数(表3参照)の値が0となる点として求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 さらに、このようにして決定された補正範囲において、度数関数を補正するための補正関数を、続くステップS6において決定する。このスムージングにおける補正関数は、補正範囲として決定された領域の両端を連続的につなぐものであって、著しいピークを有しない関数であれば良く、特に限定されるものでないが、好適には、補正範囲として決定された領域の両端の絶対値を越えない度数範囲で変化する関数が採用される。具体的には、1次関数や3次関数等を採用することも可能であるが、補正範囲の両端において度数関数に対して連続して接続される関数が望ましく、例えばsin関数やsinc関数、又はsinh関数が好適に採用される。
 例えば、補正関数として採用され得るsin関数は、下式[数6]によって求めることができる。また、3次,5次,7次,9次,11次,13次の各コマの度数関数について、上述のステップS5で決定された補正範囲においてそれぞれ補正関数として採用され得るsin関数を、[表4]に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 そして、続くステップS7において、上述のとおり決定された補正領域を各補正関数で置換することによって補正処理を実行し、ステップS8で対象とする全ての次数のコマ成分の度数関数に対する補正の完了を確認することで、異常値の補正処理を終える。因みに、図6には、7次コマの度数関数について、測定光学系中心軸44に最も近い両側の極値点間を、補正関数としてのsin関数に置換した具体的態様が示されている。
 このようにして、補正関数によって測定誤差を補正したレンズ度数の分布情報を取得した後、ステップS9で結果情報の表示モードを外部入力等により選択して、選択された表示モードに応じた態様により測定結果を外部表示する(S10)。その後、同じコンタクトレンズまたは異なるコンタクトレンズについての測定操作を継続するか否かを外部入力により選択し(S11)、測定終了であると判定されれば作動を終了する。
 このように、本実施形態における波面収差測定装置は、補正関数に置換した多次多項式を含む複数の多次多項式に基づいて、コンタクトレンズ10の各部位におけるレンズ度数分布測定結果を求めると共に、この結果を表示する測定結果表示手段を有している。なお、測定結果の外部表示モードの選択範囲としては、例えば画面表示と印刷表示を選択可能とししたり、平面的な2D又は立体的な3Dでのマップ画像表示と数値表示を選択可能としたりすることが考えられる。尤も、表示モードの選択および決定の処理(S9)は必須ではなく、予め設定された表示態様で結果情報を表示することも可能である。
 上述の如くしてコンタクトレンズ10の度数分布を測定した結果のマップ画面表示を、図7~8に示す。図7は、上記ステップS5~S8における補正処理を加えずに得られた比較例としてのレンズ度数分布を2D態様で着色表示した測定結果であり、図8は、上記ステップS5~S8における補正処理を加えた実施例としてのレンズ度数分布を2D態様で着色表示した測定結果である。なお、測定に用いたコンタクトレンズ10は、ジョンソン・アンド・ジョンソン社製の2ウィークアキュビュー(商品名)であって、BC:8.70,DIA:14.0,PWR:-6.00である。
 図7では、中央部分で著しく突出した異常ピークが認められるのに対して、補正処理後の図8では、外周部分の光学特性には殆ど影響を及ぼすことなく、中央部分の異常ピークを取り除いてレンズ中心軸に対して略対称となる整ったレンズ度数分布が表されている。
 因みに、前述のゾーナルでの測定情報をコンタクトレンズの度数分布情報に対して逆ガウシアンフィルタによるスムージング処理の効果確認を行った結果を、比較例として以下に記載する。
 先ず、前記実施例と同様にスポットオプチクス(Spot Optics)社製のOPAL300(商品名)を用いて、コンタクトレンズ10について取得したゾーナルでの測定情報としての極小部位(ゾーン)毎の波面の傾き情報により、図9に示すレンズ度数分布情報を得た。そして、全てのレンズ度数の平均値と標準偏差を求めて、平均値±3σを外れたレンズ度数を、補正すべき異常値とした。かかる異常値は、図9に示されているように、コンタクトレンズ10の中央部分の3ポイントで認められた。なお、図9に示すレンズ度数分布情報を3次元(3D)および2次元(2D)で色分けマップ表示したものを、図10に示す。その後、図11に示されているように、補正すべき異常値である3ポイントのレンズ度数を、何れも、平均値に置換した。
 一方、ガウシアンフィルタは、移動平均フィルタに重みを付けたものでガウス関数的に分布することから、マトリクスにおいて中央値に重きを置いており、上述の如き中央部分に異常ピークが存在する異常値並びに異常値周辺の値の平滑化には適していない。そこで、図12に示されているように逆ガウシアンフィルタを採用した。即ち、以下の[数7]に示されているように、ガウス関数の逆数をとり、マトリクスの比率について合計が1となるように、正規化したものをフィルタとして採用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 上述のようにマトリクス状に補正関数が定められたフィルタを用い、かかるフィルタの各セルの値と、図11に示されたレンズ度数分布において各セルに対応する元々のデータの値とを乗算する。そして、全てのセルに対して乗算を行って、最後に全て乗算後の値を加算した値を、目的セルにある元々の値と置換する。これをゾーン1(マップ中央の値を含む外周のデータエリア)内データについて全て行う。
 このようにしてゾーン1での処理を完了したら、続くゾーン2での処理、更にセル数を順次に増やしてゾーン3,4,5・・・での処理を実行する。なお、処理を行うゾーン数は予め設定しておくことができ、本比較例ではゾーン4までを処理した。その結果を、図13に示す。
 図13に示されている結果から、中心部分において僅かなピーク値が残存しているのに拘わらず、中心の異常ピーク発生部位を含む中央部分の比較的に広い領域に亘って測定レンズ度数の変化が認められ、測定精度が低下しているものと推定される。
 なお、このように予め設定した全てのゾーンでのフィルタリングによるスムージング処理を行った後、中心の異常ピークをより小さく抑えるために、上述のスムージング処理を繰り返して行うことも考えられる。即ち、上述のスムージング処理によって得られた図13に示されたレンズ度数分布情報を対象として、再度、全てのレンズ度数の平均値と標準偏差を求めて、平均値±3σを外れたレンズ度数を、補正すべき異常値とし、これらの異常値を平均値に置換すると共に、逆ガウシアンフィルタによって、ゾーン1,2・・・でのフィルタリング処理を実行する。
 例えば、2回のスムージング処理を実行した結果、得られたレンズ度数分布情報を、別の比較例として、図14に示す。かかる図14に示された結果から、このような複数回のスムージング処理により、異常ピークは抑えることができるものの、その周辺領域における測定精度が更に低下してしまっていることがうかがえる。
 このように、比較例として示した逆ガウシアンフィルタによるスムージング処理での補正処理に比して、前述の実施形態に示された本発明に従う補正処理は、その優位性が明らかである。即ち、前述の如き本発明に従う補正処理を経て得られたコンタクトレンズ10のレンズ度数分布情報は、周辺部分における測定精度の低下を回避しつつ、明白な測定誤差である中央部分の異常ピークを効果的に解消させ得るものであって、測定結果である情報について、その精度信頼性を高く維持しつつ、見易さおよび把握のし易さを達成し得たものであることが認められる。
 特に、本発明に従う前述の実施形態では、コンタクトレンズの度数分布を、位置(x,y)およびレンズパラメータの複数の多次多項式の重ね合わせ態様をもって表すことにより、レンズ面を局所的ではなく全体としてとらえてレンズ度数を把握し得る。これによって、コンタクトレンズの光学中心軸上において、レンズ面を透過した光線の交点を焦点とし、コンタクトレンズの凹状内面と焦点との光学中心軸上での距離の逆数を、コンタクトレンズの各部位におけるレンズ度数の測定結果とすることが可能となる。それ故、眼球運動に際してもレンズ面上における視軸の交点が大きく変化しないコンタクトレンズにおいて、各部位におけるレンズ度数ひいてはレンズ度数分布を、実用上の精度を一層効果的に確保して測定することができる。
 しかも、本発明に従う前述の実施形態では、コンタクトレンズの度数分布を複数の多次多項式により分割して表すことにより、異常ピークに関連する特定の多次多項式を抽出することが可能になる。特に、工業製品であるコンタクトレンズでは、レンズ度数の測定値に発生する異常ピークは測定誤差であると考えられるが、特定の測定誤差だけを補正することは極めて困難である。ここにおいて、本発明方法では、コンタクトレンズの測定誤差の特徴に着目し、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークに関連する双曲線状の関数領域を有する多次多項式に対して特定の補正を加えることにより、全体の測定精度への悪影響を可及的に抑えつつ測定誤差を効果的に補正することが可能になる。
 また、本発明に従えば、測定誤差が効率的に補正されて精度の高いレンズ度数の測定結果情報の表示が実現されることとなり、本発明方法に従う測定により求められたレンズ度数が表示された、本発明に係るコンタクトレンズでは、かかる表示に基づいて正確なレンズ度数を把握することが可能となる。
 すなわち、上述の如き本発明に従う測定情報の補正処理を経て得られたレンズ度数分布情報によって得られた光学特性をコンタクトレンズ10に表示することにより、かかるコンタクトレンズ10における光学特性の信頼性の向上ひいては商品価値の向上等が図られ得る。なお、光学特性のコンタクトレンズ10への表示態様は、特に限定されるものでなく、例えばコンタクトレンズ10に対してレーザや顔料等で直接に表示する他、コンタクトレンズ10の添付書類やコンタクトレンズ10の個別包装,外箱ケース等に対して印刷表示等しても良い。また、コンタクトレンズ10に表示する光学特性の本発明に従う測定は、コンタクトレンズ10の製造過程における検査工程で行われるものに限らず、例えばユーザーが装用しているコンタクトレンズ10のレンズ度数等を眼科医において確認する工程や、ユーザーに譲渡するコンタクトレンズ10のレンズ度数等を販売店において確認する工程などにおいても実施され得る。そして、測定結果としてレンズ度数等の表示は、例えば眼科医において、ユーザー別のカルテ等においてコンタクトレンズ10を特定した態様での表示や、販売店において、販売するコンタクトレンズ10を特定した態様での表示等によって行われることとなる。
 以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明は、上述の具体的な記載によって何等限定的に解釈されるものでなく、当業者の知識に基づいて種々なる変更,修正,改良等を加えた態様で実施可能であり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも本発明の範囲内に含まれる。
 例えば、前述のようにゾーナルでの測定情報をコンタクトレンズの度数分布情報として、これに本発明方法を適用することも可能である。その場合には、例えば前記実施形態のように標準偏差等を用いて選出された異常ピーク値を含むレンズ中央部分の所定領域に存在するレンズ度数マップ値(レンズ度数分布情報)に対して、補正関数を用いたスムージングを行うことができる。即ち、例えばレンズ中央部分の所定領域内において、当該異常ピーク値の測定位置を通って延びるレンズ径方向線上に位置する各ゾーンにおける各レンズ度数マップ値を、前述の如きsin関数等の補正関数を満足する値に変更することにより、異常ピーク値とその周囲のレンズ度数を効果的にスムージングしてレンズ度数の測定結果を表示することが可能となる。
10:コンタクトレンズ、12:凹状内面、44:測定光学系中心軸、L:レンズ中心軸、P:焦点

Claims (21)

  1.  コンタクトレンズの度数分布を測定するレンズ度数測定装置において、
     前記コンタクトレンズの光学特性測定情報に基づいて該コンタクトレンズの度数分布情報を求める度数分布情報演算手段と、
     該度数分布情報演算手段で求めた前記度数分布情報のなかから、レンズ中央領域においてレンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報を選出する補正対象選出手段と、
     該補正対象選出手段で選出された該補正対象情報に対して、前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域を平滑化する補正関数への置換を行うことにより、補正レンズ度数を求めるスムージング手段と
    を、有することを特徴とするレンズ度数測定装置。
  2.  前記コンタクトレンズの光学特性測定情報が、光線追跡法によって求められた該コンタクトレンズにおける波面収差測定情報である請求項1に記載のレンズ度数測定装置。
  3.  前記スムージング手段において、前記補正関数に置換される前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域が、前記コンタクトレンズの度数分布の測定領域の中央部分に位置する、該測定領域の1/2以下の径寸法領域である請求項1又は2に記載のレンズ度数測定装置。
  4.  前記度数分布情報演算手段が、前記コンタクトレンズの度数分布情報を複数の多次多項式として求めるものであると共に、
     前記補正対象選出手段が、それら複数の多次多項式のなかから、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークに関連する双曲線状の関数領域を有する多次多項式を、前記補正対象情報として選出するものであり、更に、
     前記スムージング手段が、該補正対象選出手段で選出された前記多次多項式において、前記双曲線状の関数領域を含む前記レンズ中心軸を挟んだ両側の所定領域を平滑化する前記補正関数に置換するものである請求項1~3の何れか一項に記載のレンズ度数測定装置。
  5.  前記度数分布情報演算手段によって求められる前記複数の多次多項式が、ゼルニケ多項式から求められる多次の有理関数である請求項4に記載のレンズ度数測定装置。
  6.  前記スムージング手段において、前記補正関数に置換される前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域が、前記補正対象選出手段で選出された前記多次多項式における該レンズ中心軸を挟んだ両側で該レンズ中心軸に対して1~3番目に近い何れかの極値部分間の領域である請求項4又は5に記載のレンズ度数測定装置。
  7.  前記補正対象選出手段において複数の前記多次多項式が選出され、それら複数の多次多項式のうち次数が小さいものは次数が大きいものに比して、前記スムージング手段において前記補正関数に置換される前記極値部分間の領域が、前記レンズ中心軸から数えて同数以下の極値部分間に設定されている請求項6に記載のレンズ度数測定装置。
  8.  前記補正関数に置換した多次多項式を含む前記複数の多次多項式に基づいて、前記コンタクトレンズの各部位に入射する光線と該コンタクトレンズの光学中心軸との交点を焦点として、該光学中心軸上における該コンタクトレンズの凹状内面と該焦点との距離の逆数を該コンタクトレンズの該各部位におけるレンズ度数として表示する測定結果表示手段を有している請求項4~7の何れか1項に記載のレンズ度数測定装置。
  9.  前記スムージング手段において採用される前記補正関数が、sin関数とsinc関数の何れかである請求項1~8の何れか1項に記載のレンズ度数測定装置。
  10.  前記コンタクトレンズの各部位におけるレンズ度数を、前記スムージング手段で求められた前記補正レンズ度数を反映した値をもって2次元および3次元の少なくとも一方の表示態様でマップ表示するマップ表示手段を有している請求項1~9の何れか一項に記載のレンズ度数測定装置。
  11.  コンタクトレンズにおける光学特性測定情報から該コンタクトレンズの度数分布を表す度数分布情報を求めて、該度数分布情報のなかから、レンズ中央領域においてレンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークを含む補正対象情報を選出した後、
     選出した該補正対象情報において、該レンズ中心軸を挟んだ両側の領域を平滑化する補正関数に置換して補正レンズ度数を求めることを特徴とするレンズ度数測定方法。
  12.  前記コンタクトレンズの光学特性測定情報が、光線追跡法によって求めた該コンタクトレンズにおける波面収差測定情報である請求項11に記載のレンズ度数測定方法。
  13.  前記補正関数に置換する前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域が、前記コンタクトレンズの度数分布の測定領域の中央部分に位置する、該測定領域の1/2以下の径寸法領域である請求項11又は12に記載のレンズ度数測定方法。
  14.  前記コンタクトレンズの度数分布を表す前記度数分布情報として、前記コンタクトレンズの前記光学特性測定情報から複数の多次多項式を求めると共に、
     それら複数の多次多項式のなかから、レンズ中心軸を挟んだ両側における正負の異常ピークに関連する双曲線状の関数領域を有する多次多項式を、前記補正対象情報として選出し、
     選出した該多次多項式において、前記双曲線状の関数領域を含む前記レンズ中心軸を挟んだ両側の所定領域を平滑化する前記補正関数に置換することにより前記補正レンズ度数を求める請求項11~13の何れか一項に記載のレンズ度数測定方法。
  15.  前記コンタクトレンズにおける光学特性測定情報から求める、前記コンタクトレンズの度数分布を表す前記複数の多次多項式が、ゼルニケ多項式から求められる多次の有理関数である請求項14に記載のレンズ度数測定方法。
  16.  前記補正関数に置換される前記レンズ中心軸を挟んだ両側の領域が、前記選出された多次多項式における該レンズ中心軸を挟んだ両側で該レンズ中心軸に対して1~3番目に近い何れかの極値部分間の領域である請求項14又は15に記載のレンズ度数測定方法。
  17.  前記選出された多次多項式が複数あり、それら複数の多次多項式のうち次数が小さいものは次数が大きいものに比して、前記補正関数に置換される前記極値部分間の領域が、前記レンズ中心軸から数えて同数以下の極値部分間に設定される請求項16に記載のレンズ度数測定方法。
  18.  前記補正関数に置換した多次多項式を含む前記複数の多次多項式に基づいて、前記コンタクトレンズの各部位に入射する光線と該コンタクトレンズの光学中心軸との交点を焦点として求め、
     該光学中心軸上における該焦点と該コンタクトレンズの凹状内面との距離の逆数を該コンタクトレンズの該各部位におけるレンズ度数の測定結果とする請求項14~17の何れか1項に記載のレンズ度数測定方法。
  19.  前記補正関数が、sin関数とsinc関数の何れかである請求項11~18の何れか1項に記載のレンズ度数測定方法。
  20.  前記コンタクトレンズの各部位におけるレンズ度数を、前記補正レンズ度数を反映した値をもって2次元および3次元の少なくとも一方の表示態様でマップ表示することにより該コンタクトレンズの度数分布の測定結果を表示する請求項11~19の何れか一項に記載のレンズ度数測定方法。
  21.  請求項11~20の何れか一項に記載のレンズ度数測定方法に従って測定されたレンズ度数が、光学特性としてのレンズ度数として表示されていることを特徴とするコンタクトレンズ。
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