СПОСОБ ОЦЕНИВАНИЯ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ, СПОСОБ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ, СИСТЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОЧКОВЫХ ЛИНЗ И ОЧКОВАЯ ЛИНЗА
METHOD OF EVALUATING SPECTACLE LENSES, METHOD OF DESIGNING SPECTACLE LENSES, METHOD OF MANUFACTURING SPECTACLE LENSES, SYSTEM OF MANUFACTURING SPECTACLE LENSES AND SPECTACLE LENS

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к способу оценивания очковых линз, причем способ используется для оценивания эксплуатационных показателей при проектировании и производстве очковых линз, и к способу проектирования очковых линз и к способу изготовления очковых линз с его помощью.
Уровень техники
[0002] Для оценивания или проектирования очковых линз, предложены различные способы оценивания и способы проектирования для получения оптимальной видимости, и, в частности, предложен способ, в котором основное внимание уделяется зрению при ношении стеклянных линз. Например, в патентном документе 1 (WO2002/088828) раскрыт способ проектирования очковых линз с использованием функции зрения. В патентном документе 2 (WO2004/018988) описаны очковые линзы, спроектированные с учетом хроматической аберрации функции зрения. В данном случае, функция зрения это функция, представляющая зрение, которое нормализовано с помощью оптических аберраций линз и характеристик глазных яблок (значений относительной аккомодации, значений относительной конвергенции, величин физиологического астигматизма), при осуществлении зрения через очковые линзы (нормализованным зрением называется зрение, полная коррекция которого дает logMAR, равный 0).
Сущность изобретения
[0003] Однако в патентных документах 1 и 2 вовсе не рассматривается функциональность бинокулярного зрения во время ношения очков. Например, поскольку в патентном документе 1 способ проектирования нацелен на применение к линзе общего назначения, индивидуальные элементы, например, относительная аккомодация и относительная конвергенция, не рассматриваются. Таким образом, он не пригоден для проектирования оптимальных очковых линз, для которых учитывается индивидуальная информация, касающаяся бинокулярного зрения. Поскольку он предназначен для линз общего назначения, естественно, конструкция очковых линз для обоих глаз не рассматривается. Хотя в патентном документе 2 учитывается часть хроматической аберрации функции зрения, в отношении других частей, как и в вышеописанном патентном документе 1, технического содержания недостаточно для индивидуального проектирования, в котором учитывается бинокулярное зрение.
[0004] С другой стороны, в патентном документе 3 (перевод на японский язык международной заявки PCT № HEI 2-39767A (опубликованная предварительная патентная заявка Японии № SHO 57-10113A), в патентном документе 4 (перевод на японский язык международной заявки PCT № 2008-511033A) и в патентном документе 5 (перевод на японский язык международной заявки PCT No. 2000-506628A) содержатся ссылки на возможность осуществления зрения левым и правым глазами во время ношения очков.
[0005] В патентном документе 3 описано необходимое условие реализации функциональности бинокулярного зрения. В частности, описаны диапазон астигматизма в прогрессивной полосе, размещение астигматизма и ошибка выравнивания в линзе в целом, призменные диапазоны левой и правой очковых линз, и условие по направлениям перекосов, обусловленных призмами. Однако, возвращаясь к патентному документу 3, можно обнаружить, что изобретение, описанное в патентном документе 3, включает в себя ряд серьезных недостатков.
[0006] Во-первых, вычисление аберрации линии фиксации, исходящей от линзы, осуществляется без учета закона Листинга для одного глаза, который относится к основному движению глазного яблока. В этом случае вычисление остаточного астигматизма становится неопределенным, что не позволяет утверждать о наличии заранее определенного эффекта, описанного в документе. Движение глазного яблока одного глаза можно рассматривать как вращательное движение, осуществляемое с центром в одной точке глазного яблока, т.е. относительно центра вращения. Фронтальная плоскость, включающая в себя центр вращения в положении, откуда глазное яблоко смотрит вперед, называется поверхностью Листинга. Закон главных движений глазного яблока гласит, что ось вращения глазного яблока лежит на поверхности Листинга, и называется законом Листинга.
[0007] Во-вторых, написано, что прогрессивные части левой и правой линз находятся в заранее определенных призменных диапазонах, и что берутся почти одинаковые астигматизмы и ошибки выравнивания, и расфокусировки совпадают, что позволяет обеспечить острое стереоскопическое зрение (иными словами, бинокулярное зрение). Однако, в патентном документе 3, не показано, насколько точный баланс астигматизмов и ошибок выравнивания требуется для стереоскопического зрения, и степень точности не выражена количественно. В связи с этим, конфигурация очковых линз, описанных в патентном документе 3, неочевидна.
P
P
P
L
P
R
[0008] В-третьих, на странице 5, в строках 25-44 патентного документа 3, объяснение "фиг. 2" документа не относится к оптической системе для бинокулярного зрения. Этот чертеж показан на фиг. 44. На фиг. 44, когда глазные яблоки 57 и 58 смотрят прямо в точку P на поверхности 59 объекта, линии 50 и 51 взгляда направлены в точку P. Очковые линзы 52 и 53 расположены перед глазными яблоками 57 и 58. За счет призменного эффекта очковых линз 52 и 53, для левого глаза 57, наблюдается, что точка P располагается в точке P пересечения линии взгляда 54 и поверхности 59, и, для правого глаза 58, наблюдается, что точка P располагается в точке P пересечения. В строках 41-42 на той же странице описано, что соотношение между линиями взгляда, показанными на фиг. 44, можно рассматривать как одну очковую линзу, симметричную относительно главного меридиана. Однако, как можно видеть из формулы Прентиса, (P=(h×D)/10), призменный эффект пропорционален оптической силе. Таким образом, это утверждение справедливо только в том случае, когда левая линза и правая линза идентичны.
P
[0009] Дополнительно, формула Прентиса является приближенной формулой, которая пригодна в стандартных условиях, и подразумевает, что призменный эффект P линзы пропорционален расстоянию, h (в мм) от центра и оптической силе D. Одним словом, поскольку левая линза и правая линза, в общем случае, имеют разную оптическую силу, вышеприведенное утверждение неочевидно и не находит подтверждения. Кроме того, после объяснения "фиг. 2" в патентном документе 3, объяснения основаны на одной из левой линзы и правой линзы на протяжении всего документа, без указания системы координат и начала отсчета, которые определяют целевую точку P. Таким образом, данная конфигурация не позволяет обеспечить функциональность бинокулярного зрения в оптической системе.
H
H
P
H
[0010] В-четвертых, трудно понять степень дисторсии, показанной на "фиг. 4" патентного документа 3. Этот чертеж показан на фиг. 45. Объяснение чертежа в патентном документе 3 приведено в строке 17 в правом столбце на странице 5, где объясняется, что чертеж является изображением равномерной и симметричной решетки. На "фиг. 4" этого документа показан чертеж, где позиционные разности в горизонтальном направлении отложены от точки P, где точка P задана как узловая точка решетки на поверхности. В частности, можно видеть, что искажение присутствует в нижней периферийной части. В строках 25-27 того же столбца патентного документа 3, объясняется, что это седловидное искажение (дисторсия) или бочкообразное искажение (дисторсия). В частности, в патентном документе 3, указано наличие соотношения между позиционными разностями в горизонтальном направлении, ∆P, и искажением. Когда предполагается наличие соотношения между позиционными разностями в горизонтальном направлении, ∆P, и искажением (дисторсией), решетка искажается, когда все линии 54 и 55 взгляда пересекаются в точках, отличных от точки P на поверхности 59. Однако, в этом случае, поскольку позиционные разности в горизонтальном направлении равны 0, возникает противоречие, состоящее в том, что искажения в вышеописанной "фиг. 4" исчезают. Таким образом, позиционные разности в горизонтальном направлении, ∆P, не связаны с искажением. Кроме того, описано, что искаженный чертеж обрабатывается мозгом как изображение, выполненное с прямыми линиями. Однако не описана основа, касающаяся степени искажения чертежа, чертеж может обрабатываться как линии, хотя это важный вопрос. Таким образом, до конца не ясно, превращается ли искажение, показанное на фиг. 45, в прямые линии в мозгу.
[0011] В-пятых, на поверхности находится цель. В принципе, цель произвольно определяется проектировщиком. Таким образом, в целом, очковые линзы проектируются так, чтобы эксплуатационные показатели очковых линз повышались на произвольно определенной проектировщиком цели. Однако, в патентном документе 3, способ оценивания ограничивается предполагаемыми вариантами цели, которые одобрены для чтения с помощью очковых линз символов на туго натянутой газете или на стене. Точки в цели, отличные от точки фиксации в патентном документе 3, имеют большие разности в расстояниях от обоих глазных яблок. Таким образом, это препятствует одновременной коррекции ошибки в оптической силе, обусловленной точкой фиксации, остаточным астигматизмом и призменным эффектом. Следовательно, призменный эффект усиливается. Таким образом, в системе, где цель находится на поверхности, трудно оценивать бинокулярное зрение.
[0012] В патентном документе 4 предложен способ проектирования очковых линз. Согласно способу проектирования, рассматривается состояние, в котором направление прямого зрения лица, носящего пару очков, сдвинуто в сторону ведущего глаза. Однако патентный документ 4 включает в себя проблемы, описанные ниже.
[0013] Во-первых, измеряемый объект является живым существом. Таким образом, встает проблема точности измерения. В примере, описанном в абзаце 0030 патентного документа 4, написано, что сдвиг равен 2 см. Если он равен 2 см, он легко поддается измерению, но в случае сдвига меньшей величины, надежное измерение производить труднее. В абзаце 0063 патентного документа 2 описано, что его можно измерять с "абсолютной погрешностью меньшей или равной 3 мм". Однако, с учетом того, что обычная величина добавки для зрения на малое расстояние в прогрессивной линзе равна 2,5 мм, величина ошибки очень велика.
[0014] Вторая проблема состоит в том, что явление "сдвига направления прямого зрения в сторону ведущего глаза" противоречит закону Геринга об эквивалентной иннервации, который является единственным законом, касающимся бинокулярных движений глаз. Трудно улучшить функциональность бинокулярного зрения путем проектирования очковых линз через меру, которая основана на явлении, противоречащем закону Геринга об эквивалентной иннервации. Здесь, объяснение закона Геринга об эквивалентной иннервации можно найти в непатентном документе 15 (составленный Ryoji Osaka, Sachio Nakamizo и Kazuo Koga, “Binocular Movement and Hering Theory, Experimental Psychology of eye movement”, The University of Nagoya Press, (1993), глава 3, стр. 60-61, составленная Sachio Nakamizo). Теория Геринга, касающаяся бинокулярного движения базируется на гипотезе о наличии иннервации содружественного поворота (ипсилатерального бинокулярного движения), которая порождает бинокулярное движение, и иннервации вергенции (контралатерального бинокулярного движения), гипотезе об эквивалентной иннервации обоих глаз, которая утверждает, что объемы иннервации, присутствующие в соответствующих глазах, всегда одинаковы (закон Геринга), и гипотезе аддитивности иннервации, то есть наличии аддитивности между этими двумя типами иннервации.
[0015] Кроме того, согласно другому мнению, известно, что центр вращения не фиксирован и совершает движения, а также сдвиги, во время движения глазного яблока. Известно, что центр вращения не вращается, когда он центрирован в одной точке, и он вращается, когда он центрирован в различных точках в зависимости от его использования. Утверждение о "сдвиге направления прямого зрения" в патентном документе 4 можно объяснить исходя из того, что центр вращения глазного яблока сам сдвигается. В частности, с учетом движения центров вращения, средняя точка между центрами вращения левого и правого глазных яблок также движется, и направление прямого зрения также движется. Таким образом, считается, что предположение о том, что левое и правое глазные яблоки движутся симметрично, лучше согласуется с физиологическим фактом, чем предположение о том, что левое и правое глазные яблоки движутся асимметрично, что утверждается в патентном документе 4.
[0016] В-третьих, в абзаце 0039 патентного документа 4 написано, что "обеспечивается очень хорошая бинокулярная фузия". Однако, неизвестно, в какой степени. В частности, написано, что если возникающий астигматизм (он рассматривается как остаточный астигматизм) меньше или равен 0,5 диоптрии, то поле зрения является комфортным. Однако ошибка в оптической силе возникает в зависимости от расстояния до цели. Таким образом, комфортное поле зрения не реализуется, за исключением случая, когда предполагается, что цель располагается в положении, где ошибка в оптической силе равна 0. Согласно варианту осуществления патентного документа 4, показаны две фигуры, где представлены ошибки в оптической силе и где представлены возникающие астигматизмы, в зависимости от условий наблюдения. Однако об их балансе речи не идет. Таким образом, едва ли можно понять, могут ли быть получены комфортные поля зрения, если не показан баланс или соотношение между ошибкой в оптической силе и возникающим астигматизмом.
[0017] Кроме того, было бы неправильно утверждать, что "бинокулярная фузия улучшается", на основании схемы, демонстрирующей только ошибки в оптической силе и возникающие астигматизмы. Расстройство, связанное с утратой бинокулярного зрения, даже, если левый и правый глаза по отдельности обладают хорошими зрительными возможностями, в основном наблюдается у пациентов, страдающих косоглазием. При традиционном оценивании ошибки в оптической силе и астигматизма, например, оценивании, описанном в этом патентном документе 4, оценивание эксплуатационных показателей, относящихся к бинокулярному зрению, не пригодно.
[0018] В-четвертых, как и в случае патентного документа 3, предметом этого патента является поверхность, что явствует из "фиг. 1" или "фиг. 4" патентного документа 4. В частности, можно сделать вывод, подобный сделанному в четвертом пункте относительно патентного документа 3.
[0019] В патентном документе 5 раскрыт способ, касающийся очковой линзы, так называемого панорамного типа, причем линза искривлена от передней стороны к стороне уха. Кроме того, на странице 13 или странице 15 патентного документа 3, приведены некоторые описания внеосевой призматической диспарантности. Здесь главным образом описаны дефекты, касающиеся бинокулярного зрения, причем патентный документ 5 посвящен бинокулярному зрению.
[0020] Во-первых, написано, что подходы, раскрытые в патентном документе 5, относятся к очковой линзе панорамного типа или очковой линзе защитных очков. Однако их конфигурации не уточнены. В сущности изобретения, описанной в патентном документе 5, предполагается, что существуют рецептурная зона и периферийная височная зона. Различие между этими двумя зонами заключается в формах поверхностей, как описано на страницах 28-30 патентного документа 5. Здесь способ объяснения различия не основан на оценивании путем вычислений трассировки лучей, которые обычно используются в настоящее время, но является упрощенным способом, предусматривающим вычисление на основании формы поверхности линзы, которая ранее использовалась для объяснения прогрессивной линзы. Таким образом, преломляющая способность и астигматизм являются расчетными значениями кривой, которые вычисляются из производных поверхности. Таким образом, они отличаются от значений, вычисленных путем трассировки лучей. Кроме того, аналогично, отсутствует описание, связанное с применением закона Листинга к движению глазного яблока, который в настоящее время обычно используется для проектирования. В этом состоит отличие от оценивания или проектирования на физиологической основе, например закона Листинга. Кроме того, периферийная височная зона определена настолько произвольно, что ее трудно отличить от рецептурной зоны. Таким образом, периферийная височная зона не задает ограничивающее условие. Таким образом, можно считать, что описание пригодно только для нормальной конструкции линзы.
[0021] Во-вторых, что касается определения внеосевой призматической диспарантности, описанной в нижней части страницы 13 патентного документа 5, указано только, что "дефект бинокулярного зрения возникает, когда астигматизм в височной части и астигматизм в назальной части не равны". Однако описание является недостаточным, и невозможно понять, о каком астигматизме идет речь. Кроме того, в качестве способа коррекции внеосевой призматической диспарантности, на странице 15 патентного документа 5 указано лишь, что применяется асферическая поверхность. Таким образом, описание является недостаточным. Кроме того, хотя ясно, что оценивание осуществляется для одной очковой линзы, на странице 13 патентного документа 5 делается вывод о том, что "присутствует дефект бинокулярного зрения". На чем основано это заключение, неясно.
[0022] В-третьих, на странице 15 патентного документа 5 упомянуты взаимная регулировка преломляющей способности, астигматизма и призматической диспарантности, а также баланс элементов для оптической коррекции. Однако утверждение о том, что дефект бинокулярного зрения является приемлемым при условии, что дефект находится в диапазоне значений, приведенных в таблице на странице 15, не поддается пониманию. Из этой таблицы следует, что величина коррекции уменьшается с увеличением прописанной оптической силы линзы. Как указано, "ошибку можно в достаточной степени скорректировать с помощью меньшей величины коррекции, и что дефект бинокулярного зрения является приемлемым", в том смысле, что с увеличением прописанной оптической силы линзы, допуск на бинокулярное зрение пациента возрастает. Это утверждение трудно понять, поскольку допуск описан на основании оценивания для одного глаза. Исходя из предмета изобретения патентного документа 5, в котором даже не раскрыт способ определения допуска на бинокулярное зрение, трудно прогнозировать, возможна ли конструкция, в которой допуск оказывается меньшим или равным указанному допуску, как в случае нормального стандарта для очковых линз. В частности, имея описание такого допуска в случае, когда даже не дано определение бинокулярного зрения, не просто применять этот допуск к проектированию линзы другого общего рецепта.
[0023] При этом представляется, что оценивание бинокулярного зрения через оценивание для одного глаза основано на соображении о том, что височная часть и назальная часть должны быть одинаковыми, поскольку, при взгляде вправо, правая височная часть используется в правой линзе и назальная часть используется в левой линзе. Однако в этом случае требуется, чтобы левая линза и правая линза были одинаковыми, что составляет, например, третью проблему патентного документа 1. Такой рецепт выписывается крайне редко. Кроме того, возможен случай, когда рецепты для левого глаза и правого глаза почти одинаковы. В этом случае, с учетом того, что предел чувствительности по углу сенсорной фузии составляет около 10 угловых секунд, такое нечеткое определение не позволяет уверенно регистрировать бинокулярное зрение. Кроме того, применительно к линзам общего назначения, проблематично применять оценивание и проектирование, которые основаны на таком допуске, в отсутствие надлежащей физиологической основы, к человеческому телу, даже если рецепты для левого и правого глаза заранее неизвестны. Это грозит возникновением дискомфорта или повышением утомляемости.
[0024] Ввиду вышеописанных проблем, задачей настоящего изобретения является предложение оценочной функции, при вычислении которой учитывается результат оценивания, полученный количественным оцениванием функциональности бинокулярного зрения на основании знания физиологии, и оценивание, проектирование и изготовление очковых линз, обладающих повышенной функциональностью бинокулярного зрения, на основании оценочной функции.
[0025] Для решения вышеописанной проблемы, согласно способу проектирования очковых линз, отвечающему настоящему изобретению: когда положительная относительная конвергенция, отрицательная относительная конвергенция, положительная относительная аккомодация, отрицательная относительная аккомодация и вертикальная фузийная вергенция, которые являются отдельными значениями измерения, относящимися к бинокулярному зрению, заданы как относительные значения измерения, по меньшей мере, одна или обе из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции включена в отдельное относительное значение измерения. Способ содержит этап, на котором определяют оптические проектные значения для очковых линз путем оптимизации бинокулярного зрения, используя, в качестве оценочной функции для оптимизации, функцию, полученную суммированием функций зрительного утомления, включающих в себя относительные значения измерения в качестве коэффициентов в соответствующих оценочных точках объекта.
[0026] Способ изготовления очковых линз согласно настоящему изобретению содержит этап, на котором изготавливают очковые линзы на основании оптических проектных значений, определенных вышеописанным способом проектирования очковых линз. Способ оценивания очковых линз согласно настоящему изобретению предусматривает оценивание бинокулярного зрения, с использованием, в качестве оценочной функции для вычисления оптимизации, функции, полученной суммированием вышеописанных функций зрительного утомления, включающих в себя относительные значения измерения в качестве коэффициентов в соответствующих оценочных точках.
[0027] Система изготовления очковых линз согласно изобретению представляет собой систему, в которой компьютер заказывающей стороны, имеющий функцию выполнения процесса оформления заказа на очки и установленный на стороне, заказывающей очковые линзы, компьютер изготавливающей стороны, имеющий функцию приема информации от компьютера заказывающей стороны и выполнения процесса, необходимого для приема заказа на очковую линзу, соединены через сеть. Компьютер заказывающей стороны передает информацию, необходимую для проектирования очковых линз, включающую в себя, по меньшей мере, одну или обе из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции, на компьютер изготавливающей стороны. Компьютер изготавливающей стороны включает в себя: блок ввода данных, в которые вводятся данные, включающие в себя относительное значение измерения, передаваемое с компьютера заказывающей стороны; блок вычисления функции зрительного утомления, который вычисляет значения оптических эксплуатационных показателей на множестве оценочных точек очковых линз на основании введенных данных; блок оптимизации оценочных значений, который оптимизирует значения оптических эксплуатационных показателей, используя в качестве оценочной функции, функцию, полученную суммированием функций зрительного утомления, включающих в себя, в качестве коэффициентов, относительные значения измерения, включающие в себя, по меньшей мере, одну или обе из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции; блок оценивания оценочной функции, который оценивает значения оптических эксплуатационных показателей, сравнивая оценочную функцию с заранее определенным порогом; блок коррекции проектных данных, который корректирует проектные данные, когда значения функций зрительного утомления не достигают заранее определенного условия конвергенции в результате оценивания блоком оценивания оценочных значений; блок определения оптических проектных значений, который определяет проектные данные на основании результата оценивания, полученного для каждой оценочной точки блоком оценивания оценочной функции; блок вывода проектных данных, который выдает окончательные проектные данные, полученные блоком определения оптических проектных значений, на устройство для обработки линзы.
[0028] Очковые линзы согласно изобретению изготавливаются вышеописанным способом изготовления очковых линз и системой изготовления очковых линз.
[0029] Для общего объяснения функции зрительного утомления, рассмотрим сначала комфортную зону Персиваля применительно к очковым линзам. Таким образом, зона в пределах 1/3 относительной конвергенции и угла 3m называется комфортной зоной Персиваля. В настоящем изобретении, зона коррекции, которая составляет 1/3 каждого относительного значения измерения и имеет пороговое значение угла конвергенции в соответствии с возрастом, задается как комфортная зона Персиваля. Как описано, например, в патентном документе 16 (“Relationship between visual fatigue and inconsistency between a focus adjustment and convergence of both eyes in a three-dimansional image vision”, Masaki Emoto, visual science, vol. 24, No. 1 (2003) p13), и в патентном документе 17 (“Horizontal binocular disparity and visual fatigue during stereo display observation”, VISION Vol. 17, No. 2, 101-112, 2005), относительное значение измерения глубоко связано с двигательной фузией и зрительным утомлением. Уменьшение относительного значения измерения приводит к утомлению. Автор настоящего изобретения сосредоточился на этом факте и установил, что очковые линзы следует проектировать таким образом, чтобы аберрация конвергенции и ошибка в оптической силе не превышали 1/3 относительного значения измерения. Аберрация конвергенции задается в виде разности относительно опорного значения угла конвергенции, который является углом конвергенции линий фиксации, проходящих через проектные опорные точки очковых линз. Таким образом, в настоящем изобретении, относительные значения измерения получаются от заказчика в соответствии с проектируемой линзой. Если относительное значение измерения является одной или обеими из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции, другие значения можно вычислить из одной или обеих из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции. Если относительное значение измерения нельзя получить от заказчика, относительное значение измерения можно аппроксимировать путем вычисления на основании возраста, как описано ниже, и использование приближенного значения в качестве относительного значения измерения также согласуется с объемом настоящего изобретения. Бинокулярное зрение очковых линз можно улучшить путем выполнения оценивания и проектирования, применяя в оценочной функции относительное значение измерения, полученное вышеописанным способом.
[0030] В настоящем изобретении, классификация на комфортную зону и зону зрительного утомления производится с использованием 1/3 относительного значения измерения в качестве порогового значения. Поскольку зрительное утомление является безразмерной величиной, предпочтительно нормализовать функцию зрительного утомления возрастающей функцией, которая принимает нулевое значение, когда аберрация конвергенции и ошибка в оптической силе обе равны нулю, и достигает 1, когда аберрация конвергенции и ошибка в оптической силе увеличиваются в комфортной зоне, и функция зрительного утомления достигает 1 в зоне зрительного утомления.
[0031] При рассмотрении трехмерного пространства, в котором горизонтальная ось представляет угол конвергенции, вертикальная ось представляет вертикальную фузийную вергенцию двигательной фузии, и ось глубины представляет аккомодацию для классификации на комфортную зону и зону зрительного утомления, предпочтительно, чтобы классификация на комфортную зону и зону зрительного утомления производилась с использованием критерия принятия решения, находится ли она внутри или вне замкнутых поверхностей, пороговое значение которых составляет 1/3 относительного значения измерения.
[0032] Кроме того, предпочтительно получать угол конвергенции и аберрацию конвергенции в оценочной точке, задавая при этом 1/3 положительной относительной конвергенции или отрицательной относительной конвергенции относительных значений измерения в качестве порогового значения, вдоль оси вышеописанного угла конвергенции. Предпочтительно, чтобы, для аберрации конвергенции, компонент, параллельный плоскости, который является проецируемым компонентом средней линии для линий фиксации, для которых получен угол конвергенции в оценочной точке, относительно плоскости, перпендикулярной медианной плоскости, и классификация на комфортную зону и зону зрительного утомления производится с использованием разности между значением компонента, параллельного плоскости, для аберрации конвергенции и вышеописанным пороговым значением. Используемый здесь термин «средняя линия» означает прямую, которая, когда прямая выражается направляющим косинусом, имеет среднее направляющих косинусов левой и правой линий фиксации, которая проходит через центр (начало отсчета) центров вращения левого и правого глазных яблок на стороне изображения, и проходит через оценочную точку объекта на стороне объекта.
[0033] На вышеописанной оси аккомодации, классификация на комфортную зону и зону зрительного утомления может производиться путем задания, в качестве порогового значения, 1/3 положительной относительной аккомодации или отрицательной относительной аккомодации относительных значений измерения, и с использованием разности между ошибкой в оптической силе, полученной в оценочной точке, и пороговым значением, в качестве критерия принятия решения по относительной аккомодации.
[0034] Кроме того, на оси вертикальной фузийной вергенции двигательной фузии предпочтительно задавать 1/3 вертикальной фузийной вергенции относительных значений измерения в качестве порога; определять аберрацию конвергенции, задающую разность относительно опорных значений угла конвергенции, которые выражают угол конвергенции в проектной опорной точке; определять компонент, перпендикулярный плоскости, который включает в себя среднюю линию для линий фиксации, для которых получен угол конвергенции в оценочной точке и который является компонентом, проецируемым на плоскость, параллельную медианной плоскости; и производить классификацию на комфортную зону и зону зрительного утомления с использованием разности между значением компонента, перпендикулярного плоскости, для аберрации конвергенции и пороговым значением. Предпочтительно производить классификацию на комфортную зону и зону зрительного утомления в соответствии с тем, находится ли она внутри или вне замкнутой поверхности, имеющей заранее определенное соотношение, пороговые значения которой составляют 1/3 относительной конвергенции, относительной аккомодации и вертикальной фузийной вергенции.
[0035] Кроме того, определение функции зрительного утомления, включающей в себя описанную ниже сенсорную фузию, является предпочтительным. В отличие от зоны двигательной фузии, измеряемой относительным значением измерения, фузия, не сопровождаемая движением глаз и аккомодацией, называется сенсорной фузией. Что касается относительной конвергенции, относительной аккомодации и вертикальной фузийной вергенции, значения измерения называются горизонтальным компонентом фузийной зоны Панума, глубиной фокусировки (или глубиной поля) и вертикальным компонентом фузийной зоны Панума, соответственно. Зона сенсорной фузии это зона, в которой зрительным утомлением можно пренебречь. Таким образом, в зоне сенсорной фузии, функция зрительного утомления задается равной 0. Тогда, поскольку зона сенсорной фузии включена в комфортную зону, функцию зрительного утомления, которая принимает значения от 0 до 1, можно задать в этом диапазоне. В этом случае, получаются зона сенсорной фузии, зона комфортного движения и зоны зрительного утомления, комфортная зона это зона, включающая в себя зону сенсорной фузии и зону комфортного движения.
[0036] Как описано выше, в настоящем изобретении, мы предлагаем использовать функцию зрительного утомления, которая, когда значение измерения бинокулярного зрения при ношении очков в качестве вышеописанного “относительного значения измерения” включает в себя одну или обе из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции в качестве относительных значений измерения, и которая включает в себя относительные значения измерения в качестве коэффициентов. Согласно изобретению, путем выполнения оптимизации с использованием оценочной функции, полученной прибавлением функции зрительного утомления в соответствующих оценочных точках объекта, осуществляются оценивание и проектировка очковых линз.
Преимущества изобретения
[0037] Согласно изобретению, использование функции зрительного утомления, которая учитывает относительные значения измерения, представляющие собой значения измерения, относящиеся к бинокулярному зрению, позволяет обеспечить очковые линзы с улучшенными возможностями бинокулярного зрения.
Краткое описание чертежей
[0038] Фиг. 1 - схема системы изготовления согласно варианту осуществления способа изготовления очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 2 - функциональная блок-схема, демонстрирующая функцию компьютера изготавливающей стороны в системе изготовления согласно варианту осуществления способа изготовления очковой линзы настоящего изобретения.
Фиг. 3 - блок-схема операций согласно варианту осуществления способа изготовления очковой линзы.
Фиг. 4 - график, демонстрирующий относительное поле зрения по отношению к положению на сетчатке.
Фиг. 5 - график (диаграмма Дуэйна), демонстрирующий соотношение между возрастом и аккомодацией по Дуэйну.
Фиг. 6 - график, демонстрирующий зону комфорта, выведенную из диаграммы Петерса для возрастной группы 5-15 лет.
Фиг. 7 - график, демонстрирующий зону комфорта, выведенную из диаграммы Петерса для возрастной группы 25-35 лет.
Фиг. 8 - график, демонстрирующий зону комфорта, выведенную из диаграммы Петерса для возрастной группы 45-55 лет.
Фиг. 9 - график, демонстрирующий зону комфорта, выведенную из диаграммы Петерса для возрастной группы 75 лет и более.
Фиг. 10 - схема, демонстрирующая систему объект - очковая линза - глазное яблоко для пояснения понятия "объект", используемый согласно варианту осуществления способа оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 11 - схема, демонстрирующая опорное значение угла конвергенции на стороне изображения в системе объект - очковая линза - глазное яблоко, используемой согласно варианту осуществления очковой линзы способ оценивания настоящего изобретения.
Фиг. 12 - схема, демонстрирующая опорное значение угла конвергенции на стороне объекта в системе объект - очковая линза - глазное яблоко, используемой согласно варианту осуществления очковой линзы способ оценивания настоящего изобретения.
Фиг. 13 - пояснительная схема поверхности, перпендикулярной направлению аберрации конвергенции, заданному на стороне изображения, причем пояснительная диаграмма показывает систему объект - очковая линза - глазное яблоко, показанную на фиг. 11, которая используется для варианта осуществления способа оценивания очковых линз настоящего изобретения, в направлении, перпендикулярном медианной плоскости.
Фиг. 14 - пояснительная схема поверхности, перпендикулярной направлению аберрации конвергенции, заданному на стороне объекта, причем пояснительная диаграмма показывает систему объект - очковая линза - глазное яблоко, показанную на фиг. 12, которая используется для варианта осуществления способа оценивания очковых линз настоящего изобретения, в направлении, перпендикулярном медианной плоскости.
Фиг. 15 - схема, демонстрирующая угол конвергенции на стороне изображения в оценочной точке системы объект - очковая линза - глазное яблоко, используемой согласно варианту осуществления способа оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 16 - схема, демонстрирующая угол конвергенции на стороне объекта в оценочной точке системы объект - очковая линза - глазное яблоко, используемой согласно варианту осуществления способа оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 17 - схема, демонстрирующая конфигурацию системы объект - очковая линза - глазное яблоко в сравнительном примере.
Фиг. 18 - схема, демонстрирующая компонент, параллельный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 1 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 19 - схема, демонстрирующая компонент, перпендикулярный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 1 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 20 - схема, демонстрирующая состояние фузии через очковые линзы для обоих глаз в примере 1 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 21 - схема, демонстрирующая значения функций зрительного утомления в примере 1 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 22 - схема, демонстрирующая компонент, параллельный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 2 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 23 - схема, демонстрирующая компонент, перпендикулярный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 2 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 24 - схема, демонстрирующая состояние фузии через очковые линзы для обоих глаз в примере 2 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 25 - схема, демонстрирующая значения функций зрительного утомления в примере 2 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 26 - схема, демонстрирующая компонент, параллельный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 3 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 27 - схема, демонстрирующая компонент, перпендикулярный поверхности, для аберрации конвергенции, в примере 3 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 28 - схема, демонстрирующая состояние фузии через очковые линзы для обоих глаз в примере 3 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 29 - схема, демонстрирующая значения функций зрительного утомления в примере 3 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 30 - схема, демонстрирующая компонент, параллельный поверхности, для аберрации конвергенции, после оптимизации, в примере 4 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 31 - схема, демонстрирующая компонент, перпендикулярный поверхности, для аберрации конвергенции, после оптимизации, в примере 4 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 32 - схема, демонстрирующая состояние фузии через очковые линзы для обоих глаз, после оптимизации, в примере 4 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 33 - схема, демонстрирующая значения функций зрительного утомления, после оптимизации, в примере 4 согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения.
Фиг. 34 - диаграмма Дондерса, заимствованная из работы Хатады.
Фиг. 35A - диаграмма, демонстрирующая сенсорную фузию, и фиг. 35B - диаграмма, демонстрирующая двигательную фузию.
Фиг. 36A - пример вычислений углов конвергенции, когда межзрачковое расстояние PD равно 60 мм, и фиг. 36B - пример вычислений углов конвергенции, когда межзрачковое расстояние PD равно 65 мм.
Фиг. 37 - график, демонстрирующий соотношение между фузийной зоной Панума и пространственной частотой объекта.
Фиг. 38 - график, демонстрирующий соотношение между горизонтальной ретинальной диспарантностью и глубиной восприятия.
Фиг. 39 - график (диаграмма Петерса), демонстрирующий соотношение между ошибками в преломляющей способности глазных яблок и зрением для испытуемых возрастной группы 5-15 лет.
Фиг. 40 - график (диаграмма Петерса), демонстрирующий соотношение между ошибками в преломляющей способности глазных яблок и зрением для испытуемых возрастной группы 25-35 лет.
Фиг. 41 - график (диаграмма Петерса), демонстрирующий соотношение между ошибками в преломляющей способности глазных яблок и зрением для испытуемых возрастной группы 45-55 лет.
Фиг. 42A - фиг. 42E - пояснительные схемы, демонстрирующие ухудшение зрения, когда испытуемый, диаграмма Петерса которого соответствует нормальному зрению, носит очковые линзы обратной силы.
Фиг. 43 - график, демонстрирующий функцию зрения для одного глаза, полученную из диаграммы Петерса для возрастной группы 5-15 лет.
Фиг. 44 - схема, демонстрирующая диспарантность на поверхности объекта согласно традиционному способу.
Фиг. 45 - схема, демонстрирующая искажение согласно традиционному способу.
Подробное описание вариантов осуществления
[0039] Ниже объяснены варианты осуществления настоящего изобретения. Однако изобретение не ограничивается описанными ниже вариантами осуществления. Объяснения приведены в следующем порядке.
(1) Вариант осуществления системы изготовления и способа изготовления очковых линз
(2) Вариант осуществления способа проектирования очковых линз
(3) Примеры
[0040] Прежде, чем перейти к конкретному объяснению варианта осуществления настоящего изобретения, рассмотрим технические предположения и термины, используемые в описании варианта осуществления.
[0041] Чтобы выполнить оценивание или проектирование очковой линзы в варианте осуществления, необходимо определить проектную опорную точку. Эта проектная опорная точка немного отличается для однофокусной линзы и многофокусной линзы. Таким образом, они объясняются отдельно. Для однофокусной линзы, проектная опорная точка находится в положении где измеряются рецептурные значения (сферическая диоптрическая сила, степень астигматизма, оси астигматизма, призменное значение, ось призмы), и, кроме того, где линия фиксации пересекается с линзой. Эта точка также называется точкой зрения, глазной точкой или точкой оптического центрирования. В отсутствие призмы, проектной опорной точкой является оптический центр. В нормальном рецепте, проектная опорная точка линзы выравнивается с межзрачковым расстоянием в горизонтальном направлении, и выравнивается чуть ниже зрачка (около 10 градусов при центрировании по центру вращения, около 4 мм) в вертикальном направлении, после чего помещается в оправу. Для линзы для чтения специально не выполняется никакого отдельного проектирования, и она заменяется линзой общего назначения. Таким образом, для составления рецепта линзы для чтения, проектная опорная точка обеспечивается в положении, где линия фиксации из расстояния до объекта (25-50 см) пересекает линзу, и, в горизонтальном направлении, проектная опорная точка устанавливается на несколько меньшем расстоянии (на 2-5 мм) (оно называется ближним межзрачковым расстоянием и иногда обозначается аббревиатурой NPD), чем межзрачковое расстояние. В вертикальном направлении, проектная опорная точка выравнивается чуть ниже зрачка (около 20 градусов при центрировании по центру вращения, около 9 мм), и помещается в оправу. Для многофокусной линзы, например, прогрессивной линзы, опорные точки обеспечены по отдельности для точек для измерения рецептурных значений для зрения на большое расстояние (сферической диоптрической силы, степени астигматизма, осей астигматизма), глазной точки (точки, выравниваемой со зрачком), точки измерения призмы, рецептурных значений для зрения на малое расстояние (оптических сил, добавляемых к рецептурным значениям для зрения на большое расстояние, в частности, добавленной оптической силе). Обычно, глазная точка выравнивается со зрачком, и опорные точки устанавливаются в оправу.
[0042] Согласно варианту осуществления, проектирование линзы осуществляется с использованием общеизвестного способа трассировки лучей. Например, в непатентном документе 1 (составленном Tomowaki Takahashi "Lens design" Tokai University Press (1994)), описаны подходы к оптимизации конструкции линзы способами трассировки лучей и аберрации волнового фронта. Аберрация волнового фронта описана в непатентном документе 2 (Takeshi Noguchi et al, "ACTIVE OPTICS EXPERRIMENTS I, SHACK-HARTMAN WAVE-FRONT ANALYZER TO MESURE F/5 MIRRORS", Publ. Natl. Astrron. Obs. Japan Vol.1, (1989), p. 49-55), и т.д. Дополнительно, в технической области очковых линз, для проектирования линзы, используется устройство измерения линзы, которое вычисляет аберрацию (ошибку в оптической силе, астигматизм и т.д.) из измерения волнового фронта после прохождения через очковую линзу.
[0043] Аберрацию, вызванную линзой вдоль главного луча, входящего в центр вращения глазного яблока от объекта, при наблюдении объекта через очковую линзу, можно аппроксимировать аберрациями низших порядков, ввиду малости диаметра зрачка глазного яблока. Здесь объяснены аберрации низших порядков в технической области очковых линз. Аберрации низших порядков включают в себя, например, ошибку в оптической силе, остаточный астигматизм и хроматическую аберрацию.
[0044] Обычно линза дальнего зрения прописывается таким образом, что преломляющая способность глазного яблока вычитается из преломляющей способности линзы, благодаря чему, объект во фронтальном удаленном месте можно отчетливо видеть в проектной опорной точке (обычно, это положение линзы, когда глазное яблоко видит фронтальное удаленное место через линзу). Можно утверждать, что недостаточная преломляющая способность компенсируется линзой. При этом аберрация равна 0. В рецепте, при наличии астигматизма в глазном яблоке в проектной опорной точке, астигматизм согласуется с астигматической осью линзы. Астигматическая ось пересекается под прямым углом с главным лучом, и, кроме того, астигматическая ось является главным меридианом преломляющей способности. Главный меридиан, как и в случае глазного яблока, является траекторией луча, идущего от объекта, и достигает центра вращения глазного яблока через очковую линзу. Когда глазное яблоко вращается в соответствии с законом Листинга, в отличие от обычной соосной оптической системы, очковая линза неподвижна, и направление глазного яблока изменяется относительно очков. При этом в точке, отличной от проектной опорной точки, преломляющая способность линзы немного отличается от преломляющей способности в проектной опорной точке, вследствие свойства линзы. Даже в этом случае, преломляющая способность глазного яблока вычитается из преломляющей способности линзы. Вычитаемым значением является аберрация системы линза - глазное яблоко.
[0045] Что касается вычитания аберраций, при вращении вдоль астигматической оси линзы в соответствии с законом Листинга (есть два направления в направлении основного меридиана), так как астигматическая ось линзы совпадает с астигматической осью глазного яблока, достаточно выполнить вычитание в каждом направлении оси. Ранее, аберрация, происходящая в этих условиях, называлась аберрацией линзы. Однако если глазное яблоко вращается в направлении, отличном от направления астигматической оси линзы, астигматическая ось линзы не будет совпадать с астигматической осью глазного яблока. Таким образом, преломляющая способность линзы разлагается в направлении астигматической оси глазного яблока, и средняя величина, полученная из величин соответствующих составляющих преломляющей способности, из которых вычтены преломляющие способности (силы рефракции) в соответствующих направлениях астигматических осей, будет именоваться ошибкой в оптической силе. Поскольку эта ошибка в оптической силе является средней величиной, она не связана с различием направлений астигматических осей и эквивалентна ошибке в оптической силе в случае, когда астигматические оси совпадают друг с другом. Однако астигматизм принимает другое значение, т.е. отличающееся от значения в случае совпадения осей.
[0046] В данном случае, предполагая, что вышеописанные значения, из которых вычтены преломляющие способности в двух направлениях астигматической оси глазного яблока являются аберрацией A и аберрацией B, ошибка в оптической силе является средней величиной аберрации A и аберрации B, и остаточный астигматизм является разностью между аберрацией A и аберрацией B. Когда закон Листинга не требуется, в частности, когда глазное яблоко вращается вместе с астигматической осью линзы, это раньше не называлось остаточным астигматизмом, а называлось астигматизмом. Ошибка в оптической силе в этом случае обозначалась как МОЕ, а астигматизм иногда обозначался как OAE.
[0047] Кроме того, когда разность углов между главным лучом от центра вращения глазного яблока до задней поверхности линзы и главным лучом от передней поверхности линзы до объекта обозначается как δ, и число Аббе обозначается как ν, то хроматическая аберрация выражается в виде 100×tanδ/ν.
[0048] (1) Вариант осуществления системы изготовления и способа изготовления очковых линз.
Прежде всего, поясним вариант осуществления системы изготовления и способ изготовления очковых линз согласно изобретению. Фиг. 1, в общем случае, иллюстрирует конфигурацию системы изготовления очковых линз согласно варианту осуществления. Как показано на фиг. 1, в системе 500, магазин 100 очков включает в себя измерительное устройство 101, которое измеряет зрение и относительное значение измерения заказчика очковых линз, и компьютер 102 заказывающей стороны, имеющий функцию ввода различных типов информации, в том числе, значения, измеренного измерительным устройством, и выполнения процесса, необходимого для оформления заказа на очковые линзы.
[0049] С другой стороны, на стороне, принимающей заказ, которой является изготовитель 200 линз, обеспечен компьютер 201 изготавливающей стороны, подключенный к линии 300 связи, например, интернету. Компьютер 201 изготавливающей стороны имеет функцию выполнения процессов, необходимых для приема заказов на очковые линзы, а также функцию выполнения способ проектирования очковых линз, описанный ниже. Таким образом, информация, необходимая для проектирования очковых линз, заказанных с компьютера 102 заказывающей стороны, включает в себя измеренные значения, относящиеся к зрению, а также одну или обе из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции среди относительных значений измерения. Если относительные значения измерения не включены, включается информация, касающаяся заказчика, например возраст, на основании которой, в общем случае, можно вычислить относительные значения измерения. Компьютер 201 изготавливающей стороны выполняет оптимизирующее вычисление с использованием функции, полученной суммированием с функцией зрительного утомления, содержащей относительные значения измерения, в качестве коэффициентов в оценочных точках. В результате, определяются оптические проектные значения, и информация изготовления для изготовления очковых на основании оптических проектных значений выводится на устройство 202 обработки линзы.
[0050] Информация, вводимая в компьютер 201 изготавливающей стороны, может учитываться при вычислении функции зрительного утомления путем ввода другой информации, помимо информации, касающейся заказчика, например, измеренного значения или возраста. Хотя очковые линзы изготавливаются путем обработки линз на основании определенных оптических проектных значений, могут учитываться собственные параметры формы изготовителя или параметры формы, установленные на заводе (устройстве изготовления), например, коэффициент коррекции.
[0051] Теперь, в общих чертах, объясним проектирование формы линзы посредством общего оптимизирующего вычисления, которое также используется согласно варианту осуществления. В целом, что касается формы линзы и объекта, поверхность выражается посредством поверхности произвольной формы общего вида, например BS (неравномерный рациональный би-сплайн) или известным выражением. Толщина и положение выражаются соответствующими коэффициентами. В этом случае, форма линзы и объект задаются коэффициентами, которые являются составными элементами. На первом этапе вводятся известные параметры. Известные параметры включают в себя объект, позиционное соотношение объект - линза - глазное яблоко, ограничения (например, наличие заранее определенного рецептурного значения в проектной опорной точке или толщина не может иметь отрицательного значения), и оценочную функцию, имеющую аберрацию линзы в качестве коэффициента. На следующем этапе оптимизирующего вычисления осуществляется поиск комбинации коэффициентов составных элементов линзы, у которых оценочная функция, полученная из оценочных точек на объекте, уменьшается. Согласно условию сходимости, сходящееся вычисление повторяется до тех пор, пока не будет найдено минимальное оценочное значение или комбинация коэффициентов, при которой оценочная функция существенно уменьшается. Когда повторяющееся вычисление завершается удовлетворением условия сходимости, определяются коэффициенты составных элементов линзы. Все вышеописанные этапы называются определением формы линзы или проектированием линзы. В известном оптимизирующем вычислении этого типа, конструкция линзы, известный объект, соотношение размещения, ограничения и оценочная функция имеют эквивалентное соотношение. Таким образом, когда объект, соотношение размещения, ограничения и оценочная функция определены, конструкция линзы однозначно определена.
[0052] Теперь, прежде чем перейти к подробному объяснению функции зрительного утомления, которые используются в качестве оценочных функций вычисления оптимизации, объясним бинокулярное зрение.
[0053] Прежде всего, объясним функциональность бинокулярного зрения и связь между конвергенцией и аккомодацией. Функции бинокулярного зрения, по большей части, классифицируются на одновременное видение, фузию, стереоскопическое зрение и остроту бинокулярного зрения. В качестве документов, где все это описано, можно рассмотреть непатентный документ 3 (составленный Masato Wakakura, Osamu Mimura, "All of the vision and eyeball movement", Medical View Co. (2007), p. 147-148, p.140-143) и непатентный документ 4 (Howard, I. P. and Roger, B. J.", Binocular vision and stereopsis", Chapter 2, New York Oxford Press, (1995), p.1-736). На странице 142 непатентного документа 3 раскрыто, что фузии классифицируются на двигательные фузии и сенсорные фузии. В непатентном документе 4, все они подробно объяснены.
[0054] В непатентном документе 3, рассмотрена структура, категоризованная таким образом, что фузия возможна при наличии одновременного видения, и стереоскопическое зрение возможно при наличии фузии. В настоящем изобретении сделан упор на фузии, и объяснения других функций опущены. Однако конкретно указано, что в отсутствие фузии, стереоскопическое зрение, которое является наивысшей функцией бинокулярного зрения, не реализуется. Фузия является функцией зрения, которая объединяет фрагменты зрительной информации, по отдельности вводимые в соответствующие глаза, в единое целое. В частности, сенсорная фузия позволяет объединять объекты, без перемещения глазных яблок.
[0055] Конвергентное, дивергентное движение и вертикальная фузийная вергенция для обеспечения сенсорной фузии называются двигательными фузиями. Конвергентное или дивергентное движение глазных яблок связано с аккомодацией. Эту связь можно представить диаграммой Дондерса. Описания, касающиеся диаграммы Дондерса, приведены в непатентном документе 5 (составленном Shinobu Ishihara и отредактированном Shinichi Shikano, "Little pupil Science", 17-ая исправленная версия, Kanehara & Co., Ltd., (1925), p.50) и в непатентном документе 6 (составленном Toyohiko Hatada, "Depth information and a characteristic of a vision", Visual Information Research Group, April 23, 1974, p. 12). Прямая, идущая под углом 45 градусов из начала отсчета в диаграмме Дондерса называется линией Дондерса. Прямая представляет связь между аккомодацией и конвергенцией, когда испытуемый, не страдающий ни косоглазием, ни скрытым косоглазием рассматривает объект без очков. Предельные значения конвергенции лежат на кривой Дондерса. Для значения между одной точкой на линии Дондерса и левой или правой кривой Дондерса, правая сторона (сторона, на которой угол конвергенции увеличивается) классифицируется как отрицательная относительная конвергенция, и левая сторона (сторона, на которой угол конвергенции уменьшается) классифицируется как положительная относительная конвергенция. Кроме того, объяснения, что это может быть причиной зрительного утомления, что относительные значения измерения значительно меньше стандартных значений, что конвергенцию проще измерить, чем аккомодацию, и что линия Дондерса, строго говоря, не соответствует истине, и ее наклон составляет около 0,8, объяснения опережения аккомодации и отставания аккомодации подробно описаны в непатентном документе 7 (составленном Kazuhiko Ukai, "Influence of a stereoscopic image on a biological body: What will happen when a stimulation of an accommodation contradicts a stimulation of a convergence" vision, vol. 17, No. 2, p.113-122), и т.д.
[0056] В целом, положительная относительная конвергенция и отрицательная относительная конвергенция выражаются через призматическую диоптрию. С другой стороны, когда определения приведены в соответствие с определениями Дондерса, они выражаются значениями в единицах диоптрий. Таким образом, они иногда называются положительной относительной силой конвергенции и отрицательной относительной силой конвергенции. В этих выражениях нет никакого существенного различия. Таким образом, для настоящего изобретения, они унифицированы и выражены как положительная относительная конвергенция и отрицательная относительная конвергенция. Аналогично, для относительной аккомодации, когда определение приведено в соответствие с определением Дондерса, она выражается значением в единицах диоптрий. Таким образом, они иногда называются положительной относительной силой аккомодации и отрицательной относительной силой аккомодации. В этих выражениях также нет никакого существенного различия. Таким образом, для настоящего изобретения, они унифицированы и выражены как положительная относительная аккомодация и отрицательная относительная аккомодация.
[0057] Вышеупомянутые относительные аккомодации описаны в описании изобретения PCT/JP2008/069791 настоящего заявителя. В описании изобретения описан способ, в котором относительную аккомодацию, которая является отдельным элементом, и приближенное значение относительной аккомодации получают на основании возраста, и они задаются как зрительные функции. Относительная аккомодация является разновидностью аккомодации, и ее характеристика сходна с характеристикой аккомодации. В отношении аккомодации, описанные ниже вопросы известны. Представление о том, что аккомодация действует в точности до некоторого предела и полностью перестает действовать в случае превышения этого предела, не соответствует действительности. Например, в зонах, близких к дальней точке аккомодации и ближней точке аккомодации, точность снижается. Кроме того, местонахождение предельной точки является неоднозначным. Таким образом, при осуществлении зрения на большое расстояние, фокус часто совпадает с точкой, находящейся чуть ближе к цели. Напротив, при осуществлении зрения на малое расстояние, фокус совпадает с точкой, находящейся чуть дальше от объекта. В отношении этой неполноты, первое называется опережением аккомодации, и последнее называется отставанием аккомодации. По причине опережения аккомодации, даже при нормальном зрении, острота зрения на большое расстояние немного снижается. Напротив, когда зрение на большое расстояние характеризуется очень высокой остротой зрения, можно предположить наличие дальнозоркости. Когда такое условие выполняется за счет коррекции близорукости, можно предположить наличие чрезмерной коррекции. Таким образом, главная проблема коррекции аномальной рефракции состоит в том, что величина аномальной рефракции зависит от концепции дальней точки аккомодации, которая допускает неоднозначность в фактических измерениях.
[0058] Дополнительно, на страницах 147-148 непатентного документа 3, описано, что в ближнем отклике, конвергенция, аккомодация и зрачок тесно взаимосвязаны. В частности, приведено следующее описание: "Из трех элементов, для конвергенции, величина бинокулярной диспарантности точно определяется (ошибка в конвергенции не превышает 1-2 минут), и направленность очевидна, поскольку это сходящаяся диспарантность или расходящаяся диспарантность. Таким образом, возможно быстрое и высокоточное управление. С другой стороны, для аккомодации, поскольку ближнее и дальнее направление не известно, управление только на основании зрительной информации размытия затруднено. Кроме того, необходимость в отклике мала в соответствии с величиной глубины фокусировки. Таким образом, можно утверждать, что аккомодация является относительно грубым по величине откликом". Таким образом, относительная аккомодация является значением измерения, для которого трудно поддерживать точность, в качестве отдельного элемента бинокулярного зрения по сравнению с относительной конвергенцией. Кроме того, в вышеприведенном описании изобретения PCT/JP2008/069791 объяснено только зрение одним глазом. Кроме того, компенсация относительной аккомодации осуществляется посредством эффекта регулировки очковой линзы, однако, в примере вышеописанной PCT/JP2008/069791, компенсация необходима при вычислении относительной аккомодации на случай ношения пары очков, из значений, полученных из диаграммы Дондерса в состоянии, когда очки не носят. При этом, для относительной аккомодации, предполагается, что пара очков, которая вносит коррекцию, позволяющую отчетливо видеть объект, надета. Таким образом, компенсация не требуется.
[0059] Ниже приведен пример, в котором двигательная фузия и сенсорная фузия выражаются в диаграмме Дондерса. На Фиг. 34 показана диаграмма Дондерса, заимствованная из работы Хатады, которая описана в непатентном документе 6. На фиг. 34, по горизонтальной оси отложена конвергенция (единица: метроугол MA), и по вертикальной оси отложена аккомодация (единица: диоптрия D). На фиг. 34, двигательная фузия изображена посредством кривой Дондерса, и сенсорная фузия изображена посредством серой области вблизи линии Дондерса, на одной диаграмме Дондерса.
[0060] Кроме того, на фиг. 2 непатентного документа 8 (David M. Hoffman, Ahana R. Girshick, Kurt Akeley, Martin S. Banks, "Vergence-accommodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue", journal of vision, Vol.8, No. 3, 33, (2008)), двигательная фузия и сенсорная фузия отдельно представлены на двух частях диаграмм Дондерса. Они показаны на фиг. 35A и фиг. 35B. На Фиг. 35A показана сенсорная фузия, и на фиг. 35B показана двигательная фузия. Как можно понять из фиг. 35A и фиг. 35B, для двигательной фузии, относительная конвергенция и относительная аккомодация взаимосвязаны, и для сенсорной фузии, фузийная зона Панума и зона глубины фокусировки являются более узкими в сравнении с фиг. 35B.
[0061] Дополнительно, способ измерения и стандартные значения для двигательной фузии описаны, например, в непатентном документе 9 (составленном Yukio Izumi, Toshinari Kazami, "Examination of Binocular vision functionality", Revised Version, Waseda Optometry College (1985) p. 5). Кроме того, на стр. 288 в непатентном документе 12 (составленном Setsuya Tsuda, "Introduction to the American 21-item inspection- Examination and analysis of visual performance", Kindai Kougaku Publishing Co. (1983)), описано стандартное значение Моргана.
[0062] Перейдем к объяснению способа выражения угла конвергенции. Когда метроугол обозначается MA, a минуты дуги обозначаются θ, призматическая диоптрия обозначается P, и межзрачковое расстояние обозначается PD (единица: мм), уравнения, представленные в выражениях 1-3, удовлетворяют соответствующим соотношениям. Здесь а является значением, выведенным из PD и MA.
[0001] (Выражение 1)
[0002] (Выражение 2)
[0003] (Выражение 3)
[0066] Ссылочные примеры числовых вычислений показаны на фиг. 36A и фиг. 36B. На фиг. 36A зрачковое расстояние PD=0,06 м и на фиг. 36B PD=0,065 м. В каждом из числовых примеров на фиг. 36A и фиг. 36B в качестве параметров приведены расстояние (см), метроугол MA, a минут дуги (дуговые мин.), ∆ (диоптрия).
[0067] Теперь перейдем к объяснениям, касающимся сенсорной фузии и двигательной фузии. Сенсорная фузия это фузия, в которой отсутствует движение глазного яблока, и двигательная фузия это фузия с движениями глазного яблока. Они отличаются друг от друга. Ссенсорная фузия объяснена в соответствии со стр. 131-132 непатентного документа 10 (под ред. Keiji Uchikawa, Satoshi Shioiri, "Vision II," Asakura Publishing Co., Ltd. (2007), p. 131-132). В непатентном документе 10, приведено следующее описание: "чтобы два ретинальных изображения, имеющих бинокулярные диспарантности, воспринимались как одно, необходимо, чтобы размеры диспарантностей находились в определенном диапазоне. Эта зона называется фузийной зоной Панума (или зоной фузии изображений), поскольку Панум, впервые измерил эту зону посредством систематических экспериментов. Фузийная зона зависит от условия стимуляции (например, пространственно-временной частоты, положения на сетчатке, наличия или отсутствия периферийного стимула, способа измерения, или критерия определения), и сильно изменяется, от нескольких минут до нескольких градусов. Таким образом, ее не удается представить конкретным результатом эксперимента".
[0068] В данном случае, бинокулярная диспарантность это угол между линиями взгляда, проходящими через узловые точки левого и правого глазных яблок и точку фиксации. В упрощенном случае, узловая точка и центр вращения могут не различаться, поскольку расстояние между узловой точкой и центром вращения очень мало в сравнении с расстояниями в окружающей среде. Хотя и в конкретном эксперименте, но измерения диапазона сенсорной фузии показали, что он зависит от пространственной частоты, т.е. от формы или размера рассматриваемого объекта. Эта зависимость описана, например, в непатентном документе 11 (Schor, C. Wood, I. Ogawa J. "Binocular sensory fusion is limited by spatial resolution", Vision Research, 24(7), (1984), p. 661-665). На Фиг. 37 показан график, приведенный на странице 584 непатентного документа 11. Этот график широко используется и описан на фиг. 8.2 на странице 316 непатентного документа 4. На фиг. 37 по горизонтальной оси отложена пространственная частота (т.е. величина, обратная ширине шаблона), и по вертикальной оси отложена фузийная зона Панума. Фиг. 37 позволяет сравнить результат, полученный, когда объект имеет прямоугольный шаблон, и результат, полученный, когда объект имеет шаблон случайных точек.
[0069] Как показано на фиг. 37, в состоянии сильного зрения и высокой пространственной частоты, фузийная зона сравнительно узка и почти постоянна. Кроме того, фузийная зона имеет разные размеры в горизонтальном направлении и в вертикальном направлении, и существует пространственная анизотропия. В случае высокой пространственной частоты, в частности, при осуществлении зрительного восприятия в области центральной ямки, размер фузийной зоны в вертикальном направлении меньше или равен половине размера фузийной зоны в горизонтальном направлении. Известно, что фузийная зона Панума различается в зависимости от состояния представления объекта. Широко известно, что, например, фузийная зона Панума шире для прямоугольного шаблона, который имеет место в повседневной жизни, чем для точечного шаблона.
[0070] Что касается объяснения диапазона диспарантности в горизонтальном направлении, соотношение между горизонтальной ретинальной диспарантностью и глубиной восприятия показано на фиг. 38 (страница 86 непатентного документа 10). На фиг. 38 по горизонтальной оси отложена бинокулярная ретинальная диспарантность, т.е. разность между диспарантностями обоих глаз в горизонтальном направлении, и по вертикальной оси отложена глубина восприятия по отношению к бинокулярной ретинальной диспарантности. Согласно фиг. 38, можно понять, что величина глубины фокусировки возрастает пропорционально увеличению бинокулярной ретинальной диспарантности, но после прохождения через предел фузии, они уже не являются пропорциональными, и достигнув максимума, глубина начинает уменьшаться. Таким образом, поскольку максимальная глубина фокусировки и предел фузии имеют разные значения, можно утверждать, что фузия и стереоскопическое зрение являются разными физиологическими явлениями. Существуют индивидуальные различия в значениях максимальной глубины фокусировки и предела фузии, и они изменяются в зависимости от условия, например, пространственной частоты или времени представления. Таким образом, бинокулярная ретинальная диспарантность, соответствующая диапазону от предела фузии до максимальной глубины фокусировки, может приближенно рассматриваться как "фузийная зона Панума".
[0071] Ниже приведено объяснение, касающееся способа измерения отдельных относительных значений измерения. Измерение относительной конвергенции часто осуществляется в глазной клинике или в магазине очков. Например, на страницах 49-51 непатентного документа 5, описаны измеренные значения и способ измерения относительной конвергенции. В непатентном документе 5, для измерения относительной конвергенции используется гаплоскоп. Единицей является метроугол (он обозначен как MA, но может обозначаться MW). В непатентном документе 5 представлен следующий способ измерения. Прежде всего, в состоянии наблюдения объекта обоими глазами, состояние сменяется состоянием, в котором оба глаза смотрят наружу, с использованием отражающих зеркал для обоих глаз. Затем, степень направленности наружу постепенно увеличивается, и метроугол, при котором объект размывается, задается как положительная относительная конвергенция (размытие), и метроугол, при котором объект делится на два фрагмента, задается как положительная относительная конвергенция (разделение). Измеренное значение положительной относительной конвергенции (разделение) это предельное значение относительной конвергенции, и в этом описании изобретения, в дальнейшем, оно называется просто положительной относительной конвергенцией. Кроме того, момент, когда объект наблюдается снова как один, когда направленность наружу уменьшается по сравнению с предыдущим состоянием, называется положительной относительной конвергенцией (возврат). Аналогично, когда степень направленности внутрь постепенно увеличивается с использованием отражающих зеркал для обоих глаз, т.е. в состоянии, когда оба глаза смотрят внутрь, метроугол, при котором объект размывается, задается как отрицательная относительная конвергенция (размытие), и метроугол, при котором объект делится на два фрагмента, задается как отрицательная относительная конвергенция (разделение). Кроме того, метроугол, при котором объект снова наблюдается как один, когда степень направленности внутрь уменьшается, называется отрицательной относительной конвергенцией (возвратом). Здесь, отрицательная относительная конвергенция (разделение) просто называется в данном описании отрицательной относительной конвергенцией. В глазной клинике ее можно измерять с использованием главного амблиоскопа (синоптофора), который является измерительным устройством, подобным измерительному устройству, описанному в непатентном документе 5, и т.д.
[0072] Кроме того, в непатентном документе 12 (составленном Setsuya Tsuda, "Introduction to the American 21-item inspection-Examination and analysis of visual performance", Kindai Kougaku Publishing Co. (1983)), описаны тестовые задания относительно соответствующих вышеописанных относительных конвергенций. В частности, в качестве задания #9, задания #10, и задания #11 непатентного документа 12, описаны способы измерения с использованием офтальмометра для измерения положительной относительной конвергенции (размытия), положительной относительной конвергенции (разделения), положительной относительной конвергенции (возврата), отрицательной относительной конвергенции (размытие) и отрицательной относительной конвергенции (возврата) во время осуществления функции зрения на большое расстояние. Аналогично, в качестве задания #16A, задания #16B, задания #17A и задания #17B, описаны способы измерения для измерения положительной относительной конвергенции (размытия), положительной относительной конвергенции (разделения), положительной относительной конвергенции (возврата), отрицательной относительной конвергенции (размытия) и отрицательной относительной конвергенции (возврата) во время осуществления функции зрения на малое расстояние (40 см). Согласно конкретному способу измерения, надеваются призмы, направленные наружу, для обоих глаз, в состоянии наблюдения объекта, когда оба глаза подвергались коррекции. Затем, по аналогии с вышеописанным способом, степень направленности наружу изменяется путем постепенного увеличения призменных значений, и измеряются соответствующие значения положительных относительных конвергенций размытия, разделения и возврата. Дополнительно, надеваются призмы, направленные внутрь, и аналогично, призменные значения постепенно увеличиваются, и измеряются соответствующие значения отрицательных относительных конвергенций размытия, разделения и возврата.
[0073] В непатентном документе 13 (Masaki Emoto, Sumio Yano, Shojiro Nagata, "Thesis: Distributions of fusional convergence limits, when a stereoscopic image system is observed", Journal of the institute of image information and television engineers, Vol. 55, No. 5, (2001), p.703-710), описано упрощенное измерительное устройство для относительной конвергенции 60 см перед глазами. Положительная относительная конвергенция (разделение) и отрицательная относительная конвергенция (разделение) измеряются посредством определения, возможно ли стереоскопическое зрение, когда изображение, которое включает в себя диспарантности для левого и правого глаза, демонстрируется с помощью устройства отображения. Это полезный способ для проведения измерений в большой группе людей.
[0074] Кроме того, измерительное устройство, показанное на фиг. 3 непатентного документа 8, измеряет относительные значения измерения в трех точках спереди (расстояния 31,9 см, 39,4 см, и 56,3 см). Кроме того, в непатентном документе 6, положительная относительная конвергенция и отрицательная относительная конвергенция измеряются с помощью экспериментального устройства, которое преобразовано из стереоскопа, описанного на фиг. 1 на странице 12 документа. Фактические измеренные данные приведены на фиг. 34 настоящего изобретения. С другой стороны, для относительной аккомодации, как описано ниже, точность измерения низка, и можно привести считанные примеры, когда она измерялась напрямую. В порядке одного примера, способ измерения и стандартные значения раскрыты на странице 41 непатентного документа 5. Аккомодация тесно связана с конвергенцией, и относительную аккомодацию можно вычислить из относительной конвергенции.
[0075] Кроме того, можно привести очень немного примеров измерения вертикальной фузийной вергенции, и способ измерения и стандартные значения раскрыты лишь на странице 5 непатентного документа 9. Достоверно известно лишь то, что относительные значения измерения нужно измерять с надетой коррекционной парой очков. Относительные значения измерения, полученные при надетых очках, отличаются от относительных значений измерения, полученных без очков. Кроме того, в некоторых документах описаны значения измерения двигательной фузии и сенсорной фузии. Данные подытожены и представлены в нижеприведенных таблицах 1 и 2. Сравнивая значения двигательной фузии и значения сенсорной фузии, можно видеть, что сенсорная фузия составляет некоторую долю двигательной фузии. Приведенные ниже результаты получены, в основном, психологическими измерениями.
[0076] (Таблица 1)
Таблица 1
Стандартные значения двигательной фузии
Расстояние обследования
Фузийная конвергенция
Фузийное растворение
Вертикальная фузийная вергенция
Примечания
Разделение
Восстановление
Разделение
Восстановление
Паркс
6 м
15∆
12∆
8∆
6∆
3-6∆
Относительная вертикальная фузийная вергенция
1/3 м
20-25∆
18-22∆
12∆
9∆
Костен-бардер
6 м
15∆
12∆
12∆-14∆
8-10∆
-
Относительная вертикальная фузийная вергенция для ребенка
1/3 м
28∆
22-25∆
12∆
9∆
-
Дбюк-Элдер
-
25-30∆
-
-
-
-
Абсолютная вертикальная фузийная вергенция
Ланкастер
25-50∆
2-4∆ от разделения
Шираи
12,38°
-
2,93°
-
-
Нормальный взрослый (синоптофор)
Иноуэ
5 м
20-30∆
5-8∆
3-4∆
Относительная вертикальная фузийная вергенция
1/3 м
больше или равно 30A
15-20∆
Исследование заданий US-методом
Зрение на большое расстояние
19∆
10∆
7∆
4∆
-
Гороптер
Стандартные значения Моргана
Зрение на малое расстояние 40 см
21∆
11∆
21∆
13∆
-
Нагата
60 см
4,72°
-
3,34°
-
-
Стереографическое устройство отображения изображений NHK 392 человека
Хатада
OD
2,6MA
-
-
-
-
Диаграмма Дондерса
[0077] (Таблица 2)
Таблица 2
Измеренные значения сенсорной фузии
Горизонтальное направление
Вертикальное направление
Ясуда
200 см
40′
5′
Случайные точки
80′
10′
Прямоугольный шаблон
Хассе
-
60′
30′
Яно
100 см
100″-960″
120″
Случайные точки
Огель, Шор, Вуд, Огава
15′-30′
-
-
Хатада
-
15-20′
Тсоу
-
10′
4′
Направление вращения 6′
[0078] Выше приведены объяснения, относящиеся к бинокулярному зрению и связанным с ним подходам. В дальнейшем, описание варианта осуществления сопровождается дополнительными объяснениями, основанными на рассмотренных ранее технологических вопросах. Здесь следует добавить, что за исключением непатентного документа 12, ни в одном из непатентных документов 1-15, которые были упомянуты в порядке ссылки в описании изобретения, не рассмотрены характеристики бинокулярного зрения во время ношения пары очков.
[0079] Измерительное устройство 101 магазина 100 очков, показанное на фиг. 1, измеряет зрение и относительные значения измерения заказчика очковых линз, или передает информацию заказчика, на основании которой можно вычислить относительные значения измерения, заранее определенному процессу на компьютере 102 заказывающей стороны, и передает информацию изготовителю 200 линз по линии 300 связи. Компьютер 201 (компьютер изготавливающей стороны) изготовителя 200 линз вводит данные формы на основании данных и спецификаций, касающихся материала линзы, и данных, касающихся форм глаз и лица, а также относительные значения измерения.
[0080] На фиг. 2 показана функциональная блок-схема, поясняющая в общих чертах функцию компьютера 201 изготавливающей стороны, который является основным элементом системы изготовления очковых линз, согласно варианту осуществления. Как показано на фиг. 2, компьютер 201 изготавливающей стороны включает в себя блок 203 ввода данных для ввода различных типов данных, передаваемых с компьютера 102 заказывающей стороны, блок 204 вычисления функции зрительного утомления для вычисления функции зрительного утомления, которая включает в себя относительные значения измерения в качестве коэффициентов, на основании входных данных, блок 205 оптимизации оценочной функции для вычисления оптимизации функции, для которой функция зрительного утомления добавляется в соответствующих оценочных точках, в качестве оценочной функции, и блок 206 оценивания оценочной функции для оценивания, удовлетворяет ли оценочная функция условию сходимости. Компьютер 201 изготавливающей стороны дополнительно включает в себя блок 207 коррекции проектных данных для коррекции проектных данных, например данных формы линзы, когда необходимо скорректировать оптические эксплуатационные показатели в результате оценивания на блоке 206 оценивания оценочной функции, блок 208 определения оптического проектного значения для определения оптических проектных значений, когда оценивание в каждой из оценочных точек завершено, и блок 209 вывода проектных данных для вывода проектных данных на основании оптических проектных значений на устройство 202 обработки линзы.
[0081] Блок 204 вычисления функции зрительного утомления вычисляет функцию монокулярного зрения каждого из левого и правого глаза в каждой оценочной точке цели. Блок 204 вычисления функции зрительного утомления определяет значения оптических эксплуатационных показателей, например, ошибка в оптической силе и остаточный астигматизм, а также аберрацию конвергенции, которая описана ниже. Блок 204 вычисления функции зрительного утомления вычисляет функцию зрительного утомления, подставляя вычисленные данные и входные данные, принятые блоком 203 ввода данных, в уравнение функции зрительного утомления, которая описана ниже. Блок 205 оптимизации оценочной функции определяет оптимальное значение оптических эксплуатационных показателей в каждой оценочной точке из оценочной функции, получая оценочную функцию прибавлением вычисленной функции зрительного утомления.
[0082] Когда вычисление оптимального значения оптических эксплуатационных показателей выполняется блоком 205 оптимизации оценочной функции, блок 206 оценивания оценочной функции оценивает, удовлетворяет ли оценочная функция условию сходимости после оптимизации. Данные формы корректируются или определяются на основании результата оценивания, полученного блоком 206 оценивания оценочной функции. В частности, когда условие сходимости не выполняется, блок 207 коррекции проектных данных корректирует данные формы очковых линз, чтобы получить желаемую оценочную функцию. При выполнении условия сходимости, блок 208 определения оптического проектного значения определяет проектное значение в оценочной точке. При выполнении условия сходимости во всех оценочных точках, определенные оптические проектные значения всей поверхности линзы передаются с блока 209 вывода проектных данных на устройство 202 обработки линзы, показанное на фиг. 1.
[0083] В качестве устройства 202 обработки линзы используется типичное устройство изготовления очковых линз, которое, например, автоматически осуществляет процесс резания и процесс полировки для формы передней поверхности линзы, формы задней поверхности линзы или формы обеих поверхностей линзы, на основании входных данных. Поскольку устройство 202 обработки линзы имеет известную конфигурацию в качестве устройства изготовления очковых линз, подробное объяснение устройства 202 обработка линз опущено.
[0084] [2] Вариант осуществления способа проектирования очковых линз
Перейдем к подробному объяснению блока ввода данных, блока вычисления функции зрительного утомления и блока оптимизации оценочной функции в компьютере 201 изготавливающей стороны. Среди вышеупомянутых функций, поскольку оптимизация, например, трассировка лучей, при передаче, или в процессе вычисления, была описана. Таким образом, новое объяснение опущено.
(1) Краткое описание каждого этапа способа проектирования
Один пример блок-схемы операций для реализации способа проектирования очковых линз согласно варианту осуществления показан на фиг. 3. Прежде всего, на 0-м этапе S0 выполняется ввод различных типов данных с помощью блока 203 ввода данных. В частности, вводятся данные, касающиеся материалов линзы, данные формы на основании спецификации, касающейся рецепта, центральная толщина, данные, касающиеся формы глаз, лица и оправы, и относительные значения измерения.
[0085] В более широком смысле, все значения измерения для проектирования очков для лица, заказавшего очки, можно считать индивидуальными элементами. Например, традиционные индивидуальные элементы включают в себя, сферические диоптрические силы левого и правого глаза, степень астигматизма, астигматическую ось, призму, ось призмы, прогрессивную линзу, индивидуальные элементы, специфические для многофокусной линзы (например, добавленную оптическую силу), межзрачковое расстояние, расстояние от вершины задней поверхности линзы до вершины роговицы (обычно около 14 мм, оно также называется роговичным вершинным расстоянием), расстояние от вершины роговицы до центра вращения глазного яблока (обычно около 13,5 мм), фронтальный угол наклона линзы (обычно приблизительно равный фронтальному углу наклона оправа), и угол возвышения линзы (обычно приблизительно равный углу возвышения оправы). При этом, в настоящем изобретении, вышеописанные "относительные значения измерения" впервые причислены к индивидуальным элементам. Относительные значения измерения поступают от заказчика, в соответствии с проектируемой линзой. Если относительные значения измерения составляют часть относительных значений измерения, то оставшиеся относительные значения измерения вычисляются описанным ниже способом. Даже при полном отсутствии возможности измерения относительных значений измерения, относительные значения измерения вычисляются на основании возраста и т.д.
[0086] Затем, на первом этапе S1, блок 204 вычисления функции зрительного утомления задает систему «объект обоих глаз - линзы - оба глазных яблока». Эта система включает в себя наблюдаемый объект, очковые линзы и левое и правое глазные яблоки, для оптических вычислений. В этой системе не требуется, чтобы центры вращения глазных яблок были фиксированными точками в движениях глазных яблок в системе.
[0087] На втором этапе S2, блок 204 вычисления функции зрительного утомления устанавливает форму линзы таким образом, чтобы заранее определенные рецептурные значения можно было получить в проектных опорных точках, для задания проектных опорных точек (обычно, положения, в которых получаются оптические силы линз) очков системы «объект обоих глаз - линзы - оба глазных яблока» в качестве опорных точек, которые описаны ниже. В проектных опорных точках вычисляются рецептурные значения и углы конвергенции от центров вращения глазных яблок до очковых линз. Эти значения являются опорными значениями углов конвергенции.
[0088] Кроме того, на третьем этапе S3, блок 204 вычисления функции зрительного утомления вычисляет средние преломляющие способности (силы рефракции), остаточные астигматизмы, призмы, углы конвергенции от центров вращения глазных яблок до очковых линз, которые зависят от оценочных точек объекта в системе объект - линза - оба глазных яблока. Затем блок 204 вычисления функции зрительного утомления получает разности между опорными значениями углов конвергенции и углами конвергенции в оценочных точках в качестве аберраций конвергенции.
[0089] Затем, на четвертом этапе S4, блок 204 вычисления функции зрительного утомления классифицирует соответствующие оценочные точки на сенсорную фузию, двигательную фузию, и нефузийную зону, на основании ошибок в оптической силе для левого и правого глаза, вышеописанных аберраций конвергенции, и относительных значений измерения, которые были заданы на 0-м этапе S0.
[0090] Кроме того, на пятом этапе S5, блок 204 вычисления функции зрительного утомления вычисляет зрительные функции для левого и правого глаза по отдельности в соответствующих оценочных точках посредством процесса вычисления, включающего в себя относительные значения измерения для левого и правого глаза. Блок 204 вычисления функции зрительного утомления дополнительно вычисляет функцию остроты бинокулярного зрения из зрительных функций для левого и правого глаза по отдельности, в соответствии с переходами четвертого этапа S4. Блок 204 вычисления функции зрительного утомления дополнительно модифицирует функцию остроты бинокулярного зрения, путем вычитания минимального значения функции остроты бинокулярного зрения из функции остроты бинокулярного зрения, которая включает в себя относительные значения измерения в качестве коэффициентов на всей поверхности линзы, благодаря чему, функция остроты бинокулярного зрения принимает положительные значения. Блок вычисления функции остроты бинокулярного зрения возводит в квадрат функцию остроты бинокулярного зрения и суммирует ее с функцией остроты бинокулярного зрения в соответствующих оценочных точках. При необходимости, функция остроты бинокулярного зрения умножается на весовой коэффициент и суммируется по всей поверхности линзы. В результате суммирования получается оценочная функция настоящего изобретения.
[0091] На пятом этапе S5, блок 205 оптимизации оценочной функции оценивает, удовлетворяет ли оценочная функция, которая во время вычисления оптимизации, которая является функцией оптимизации настоящего изобретения, условию сходимости. Когда условие сходимости не выполняется в оценочной точке, для которой осуществляется вычисление, блок 207 коррекции проектных данных слегка корректирует формы левой и правой линз для компенсации оптических аберраций, включающих в себя вышеописанные аберрации конвергенции и значения функции остроты бинокулярного зрения, и повторяет этапы со второго S2 по пятый S5. С другой стороны, при выполнении условия сходимости, блок 208 определения оптического проектного значения определяет проектные значения в оценочной точке. Затем вычисление осуществляется для следующей оценочной точки. После осуществления вычисления для всех оценочных точек, процесс переходит к шестому этапу S6.
[0092] На шестом этапе S6, блок 208 определения оптического проектного значения определяет, удовлетворяет ли диапазон сенсорной фузии в окрестности проектной опорной точки линзы заранее определенному условию, на основании определенных оптических проектных значений для всей поверхности линзы. Когда заранее определенное условие не удовлетворяется (когда определение на шестом этапе S6 дает "НЕТ"), он не пригоден для очковых линз и проектирование невозможно. Таким образом, блок-схема операций завершается после выполнения предопределенного процесса обработки ошибок. В случае удовлетворения заранее определенного условия (когда определение на шестом этапе S6 дает "Да"), процесс переходит к седьмому этапу S7.
[0093] На седьмом этапе S7, блок 208 определения оптического проектного значения определяет оценивание очковых линз на основании функции остроты бинокулярного зрения и форм очковых линз. Предполагается, что вышеописанные этапы позволяют повысить остроту бинокулярного зрения. Одновременное видение, фузия и стереоскопическое зрение в характеристиках бинокулярного зрения и остроты бинокулярного зрения имеют такую конфигурацию, при которой фузия становится возможной, когда становится возможным одновременное видение, и стереоскопическое зрение становится возможным, когда становится возможной фузия. Кроме того, фузия имеет такую конфигурацию, при которой сенсорная фузия становится возможной, когда становится возможной двигательная фузия. При этом не очевидно, каким образом связаны между собой острота бинокулярного зрения и одновременное видение, фузия и стереоскопическое зрение. Эта взаимосвязь поясняется на фиг. 4, где показано соотношение между эксцентричностью и относительной остротой зрения, причем данное соотношение известно в оптической промышленности в связи со свойством нормальной остроты зрения. На фиг. 4, по горизонтальной оси отложена эксцентричность, т.е. положение на сетчатке, и по вертикальной оси отложена относительная острота зрения. Эксцентричностью называется угол от узловых точек глазных яблок, перекрываемый объектом, отличным от точки фиксации, когда изображения фиксации располагаются в центральных ямках глазных яблок в то время, когда глазные яблоки не вращаются, в частности, когда они зафиксированы на какой-то точке. Кроме того, относительной остротой зрения называют нормализованную остроту зрения, поскольку значения остроты зрения различаются от человека к человеку. На фиг. 4 используется острота зрения, выраженная в представлении с десятичной точкой, и острота зрения в точке фиксации задается равной 1,0. Кроме того, зачерненный участок на фигуре соответствует слепому пятну. Из фиг. 4 следует, что зависимость относительной остроты зрения от эксцентричности образует очень острую кривую. Согласно фиг. 4, диапазон, где острота зрения, выраженная в представлении с десятичной точкой, равна 0,7, который образует границу зоны четкого зрения, составляет около 1°. Согласно другому выражению, острота зрения, выраженная в представлении с десятичной точкой, принимает значение 0,7 при отклонении от точки фиксации на 1°. В дополнение к объяснению, относительная острота зрения принимает значение 1,0, когда глазное яблоко поворачивается на 1° к объекту, причем объект отклонен от узловой точки глазного яблока на 1°.
[0094] Здесь, можно понять, что пороговые значения в состоянии, когда оба глаза одновременно смотрят в точку фиксации, близки к пороговым значениям сенсорной фузии. Кроме того, когда глазное яблоко одного глаза поворачивается только на 1° из этого состояния, острота зрения, выраженная в представлении с десятичной точкой для одного глаза, значительно снижается, достигая 0,7. В этом случае, значения остроты зрения левого и правого глаза отличаются друг от друга, в результате чего, увеличения остроты бинокулярного зрения на около 10% не происходит. Кроме того, в случае установления сенсорной фузии и удовлетворения условия, обеспечивающего остроту бинокулярного зрения из числа характеристик бинокулярного зрения, одновременно удовлетворяется условие, обеспечивающее стереоскопическое зрение. В частности, острота бинокулярного зрения является функцией в категории стереоскопического видения, то есть наивысшей функцией из функциональных возможностей бинокулярного зрения. При этом этапы оптимизации для улучшения оценочной функции с помощью функции остроты бинокулярного зрения способствуют расширению зон двигательной фузии и сенсорной фузии, повышению остроты бинокулярного зрения, которая является наивысшей функцией из функциональных возможностей бинокулярного зрения, и одновременно, улучшению стереоскопического видения, по вышеописанной причине. В частности, при выполнении вышеописанных этапов, относительные значения измерения, которые были приняты с упором на вышеописанные функциональные возможности бинокулярного зрения, могут отражаться на остроте бинокулярного зрения. Это позволяет получить очень высокие оптические проектные значения для очковых линз, которые количественно оценивают и облегчают фузию при осуществлении зрения обоими глазами, что приводит к повышению остроты бинокулярного зрения, которая является наивысшей функцией из функциональных возможностей бинокулярного зрения, и, одновременно, к улучшению стереоскопического видения, что помогает снизить вышеописанное зрительное утомление.
[0095] Далее более подробно описано содержание проектирования вышеупомянутых этапов от нулевого этапа до шестого этапа.
(2) Подробное объяснение 0-го этапа S0 (процесс вычисления относительных значений измерения)
Дополнительно поясним относительные значения измерения, полученные от заказчика. Теперь, когда пара очков надета, пространство между парой очков и центрами вращения глазных яблок называется стороной изображения, и пространство между парой очков и объектом называется стороной объекта. Что касается относительных значений измерения на стороне изображения и на стороне объекта, поскольку относительные значения измерения связаны пропорциональными соотношениями, благодаря чему, их соответствующие коэффициенты пропорциональности приблизительно пропорциональны оптической силе линзы, значения на стороне объекта изменяются в зависимости от форм линз. Таким образом, для настоящего изобретения, относительные значения измерения по линиям фиксации на стороне изображения более предпочтительны. Поскольку нормальное измерение осуществляется при скорректированном условии, измерение имеет зависимость от очков. Для получения более точных значений измерения, можно использовать ранее описанный “способ коррекции по Фраю”.
[0096] Кроме того, то же самое имеет место для сенсорной фузии. Способ компенсации разностей между относительными значениями измерения в положении пары очков и относительными значениями измерения в центрах вращения глазных яблок описан в вышеприведенном описании изобретения PCT/JP2008/069791 настоящего заявителя. В частности, в целях сравнения значений диаграммы Петерса, которые первоначально являются значениями в положениях пары очков, раскрыт способ компенсации значений диаграммы Дондерса, полученных в центрах вращения глазных яблок, для получения значений в положениях пары очков. В настоящем изобретении, можно использовать оба относительных значения измерения, но, согласно варианту осуществления, объяснение, в основном, приведено для линий фиксации на стороне изображения. Кроме того, не упоминается, что, даже если значения являются значениями в центрах вращения глазных яблок, значения компенсируются до значений в положениях пары очков, и объяснения опущены.
[0097] Когда относительные значения измерения измеряются почти на всей области, как указано в непатентном документе 5 и непатентном документе 6, поскольку относительные значения измерения были непосредственно получены, процесс переходит ко второму этапу S2. В соответствии с непатентным документом 13 и непатентным документом 8, когда только одна или обе из положительной относительной конвергенции или отрицательной относительной конвергенции измеряются на произвольном расстоянии, если измерение производится в одной точке на произвольном расстоянии, то, в общих чертах, кривая оценивается согласно определенному предположению, состоящему в том, что другой искривленный участок является линией. В настоящем изобретении, точные значения измерения получаются с одним предписанным углом конвергенции, в случае однофокусной линзы, и точные значения измерения получаются, предпочтительно, на двух расстояниях (например, когда углы конвергенции равны 0, 40 см, то угол конвергенции равен 1/0,4), в случае прогрессивной линзы и т.д. В данном случае, причина "предпочтительности" состоит в том, что для прогрессивной линзы, при наличии единственного относительного значения измерения в удаленной точке, возраст оценивается из добавленной оптической силы до некоторой степени, и значения измерения для более близких точек, чем данная точка, вычисляются с помощью оценочного вычисления относительных значений измерения через возраст, которое описано ниже. Когда информация от заказчика является информацией, которая не включает в себя все измеренные значения из относительных значений измерения, другие относительные значения измерения вычисляются из одной или обеих из положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции, например, исходя из следующего предположения. Например, с использованием значений положительной относительной конвергенции диаграммы Дондерса, заимствованной из работы Хатады, которая показана на фиг. 34, их можно вычислить пропорционально из реальной относительной конвергенции, полученной от заказчика. В частности, данные отрицательной относительной конвергенции, данные положительной относительной конвергенции и данные отрицательной относительной аккомодации извлекаются из фиг. 34, и вычисляются умножением этих значений на "отношение" = (положительная относительная конвергенция заказчика/положительная относительная конвергенция на фиг. 34). Кроме того, когда угол конвергенции равен 0, отрицательная относительная конвергенция почти равна 0, и отрицательная относительная конвергенция принимает недопустимое значение. Когда угол конвергенции не равен 0, отрицательная относительная конвергенция принимает допустимое значение, и их можно вычислить умножением этих значений на "отношение" = (отрицательная относительная конвергенция заказчика/отрицательная относительная конвергенция на фиг. 34). Кроме того, данные, на основании которых вычисляется отношение, не ограничиваются диаграммой Дондерса, заимствованной из работы Хатады, которая показана на фиг. 34. При наличии более точных данных, например, данных, которые измеряются путем сужения условия, например, возраста и условия использования испытуемого, можно воспользоваться этими данными.
[0098] Кроме того, в отсутствие непосредственно измеренного относительного значения измерения заказчика, можно оценивать положительную относительную конвергенцию и отрицательную относительную конвергенцию, или положительную относительную аккомодацию и отрицательную относительную аккомодацию на основании возраста, и это является вторым по эффективности способом настоящего изобретения. Как описано на "фиг. 3" на странице 242 "Distributions of "Vergence Fusional Stereoscopic Limit (VFSL)" of Disparity in a Stereoscopic Display", (составленного Shojiro Nagata, TVRSV, Vol.7, No.2, (2000), p.239-246), это объясняется очень большими индивидуальными различиями. При этом, расхождения для 392 испытуемых с межзрачковым расстоянием 60 см таковы, что CROSS (положительная относительная конвергенция) принимает значения от 0 до −27,6 градусов для, и UNCROSS (отрицательная относительная конвергенция) принимает значения от 0 до 13,9 градусов. Эти данные отчетливо демонстрируют, насколько велики индивидуальные различия. Средняя величина CROSS равна - 4,72 градусов, и средняя величина UNCROSS равна 3,34 градуса. Напротив, на основании этих фактов можно утверждать, что относительные значения измерения пригодны в качестве индивидуальных элементов.
[0099] Способ получения информации конвергенции-аккомодации на основании возраста, в частности, способ получения положительной относительной аккомодации и отрицательной относительной аккомодации при произвольном угле конвергенции подробно описан в описании изобретения PCT/JP2008/069791, но мы повторим здесь его описание. При наличии статистически достаточных измеренных данных, демонстрирующих соотношение между возрастом и положительной относительной аккомодацией и отрицательной относительной аккомодацией, создавать описанное ниже не требуется. Однако считается, что таких данных не было на момент подачи настоящей заявки. В связи с этим, на качественном уровне, известно, что динамическая или статическая саморегуляция без труда осуществляется в отношении относительной конвергенции и относительной аккомодации, и что линия Дондерса имеет тенденцию снижаться с возрастом. Положительная относительная аккомодация и отрицательная относительная аккомодация, полученная способом, описанным в описании изобретения PCT/JP2008/069791, являются, конечно, средними значениями возраста, и они не ограничиваются индивидуальными элементами. Прежде всего, опишем способ получения средних значений положительной относительной конвергенции и отрицательной относительной конвергенции на основании возраста. Он описан согласно описанию изобретения PCT/JP2008/069791.
[0100] Рассмотрим способ генерации соотношения возраст - положительная относительная аккомодация, пригодного для использования варианта осуществления. Сначала рассмотрим горизонтальные оси диаграмм Петерса согласно возрастам, показанным на фиг. 39-41, которые представляют собой графики в непатентном документе 14 (H.B. Peters “THE RELATIONSHIP BETWEEN REFRACTIVE ERROR AND VISUAL ACUITY AT THREE AGE LEVELS”, Am. J. Optom. Physiol. Opt., 38(4), (1961) p194-198), в частности, уделено внимание диапазонам вправо от начала отсчета сферической диоптрической силы, имеющего значение 20/20. Эти диапазоны являются значениями положительных относительных аккомодаций, на основании способа измерения. Затем, из трех фрагментов графиков, получаются положительные относительные аккомодации для возрастной группы 5-15 лет, возрастной группы 25-35 лет и возрастной группы 45-55 лет. Предположительно, они являются положительными относительными аккомодациями для центральных возрастов соответствующих групп, в частности, для 10 лет, 30 лет и 50 лет. Кроме того, предполагается, что положительная относительная аккомодация ведет себя аналогично известному соотношению возраст-аккомодация. Один пример этого показан на фиг. 5 (например, в "History of eyesight. Transition of age and adjustment curve", составленном Tadao Tsuruta, Japanese journal of visual science, Vol.19, No.3, p.103). На Фиг. 5 показан результат измерений по методике Дуэйна, и результат показывает, что степень (коэффициент) снижения амплитуды аккомодации различается между диапазоном от 0 до 53,3 лет и следующим диапазоном. Кроме того, в вышеупомянутом документе Тсуруты, аналогичные результаты получаются через результаты измерения с помощью диаграммы, построенной Хофстеттером (там же, стр. 101), и диаграммы, построенной Ландольтом (там же, стр. 102), и т.д. Кроме того, предполагается, что положительная относительная аккомодация достигает 0 в возрасте 75 лет. Даже при наличии отклонений, предположение приблизительно остается в силе.
[0101] Затем получают соотношение возраст - положительная относительная аккомодация, что обеспечивает линейное изменение от 0 до 53,5 лет и линейное изменение от 53,5 до 75 лет и более. Поскольку это соотношение между измеренными значениями, для которых задняя вершина линзы является опорной точкой, компенсация осуществляется для приведения опорной точки в опорную точку центра вращения глазного яблока, которая является опорной точкой данных, описанных ниже. Компенсация невелика. Кроме того, рецептурное расстояние и положительная относительная аккомодация при рецептурном угле конвергенции для каждого возраста получается с использованием вышеописанного соотношения возраст - положительная относительная аккомодация. Измеренного значения положительной относительной аккомодации при каждом угле конвергенции для каждого возраста до этого момента не существует.
[0102] Таким образом, прежде всего, фактические измеренные данные диаграммы Дондерса, заимствованной из работы Хатады, которая показана на фиг. 34, задаются в качестве опорного значения. Положительная относительная аккомодация при угле конвергенции, равном 0 на фиг. 34 составляет около −2 дптр (диоптрия). При этом положительная относительная аккомодация вычисляется из данного произвольного возраста на основании вышеописанного соотношения возраст - положительная относительная аккомодация. Это положительная относительная аккомодация для произвольного возраста, причем каждое из относительных значений измерения на фиг. 34 пропорционально −2 дптр, т.е. положительной относительной аккомодации на фиг. 34. В частности, каждая из положительной относительной аккомодации и отрицательной относительной аккомодации на фиг. 34 умножается на отношение = (ранее вычисленная положительная относительная аккомодация)/(−2). Кроме того, верхние пределы линии Дондерса и кривой Дондерса определяются через ранее описанное известное соотношение возраст-аккомодация. Вычисленные кривые Дондерса, разделенные по соответствующим возрастам, показаны на фиг. 6-9. На Фиг. 6 представлен случай возрастной группы 5-15 лет, на фиг. 7 представлен случай возрастной группы 25-35 лет, на фиг. 8 представлен случай возрастной группы 45-55 лет, и на фиг. 9 представлен случай возрастной группы 75 лет и более. На каждой из них изображена область, составляющая треть диапазона, в котором возможна относительная аккомодация, и вычисляется комфортная зона Персиваля, пригодная для фузии и показанная на фигуре как серая область. При этом для возрастной группы 75 лет, зона комфорта почти отсутствует и, в результате, почти не видна в масштабе чертежа. Это означает, что амплитуда аккомодации равна 0, и функция зрения в настоящем изобретении и функция зрения, описанная в патентном документе 2, оказываются эквивалентными. Даже в этом случае, проектирование согласно настоящему изобретению осуществляется через функцию остроты бинокулярного зрения, и не ограничивается патентным документом 2. Кроме того, диапазоны 15-25 лет, 35-45 лет, 55-75 лет можно вычислять из средних значений, полученных для фиг. 5 и фиг. 6, фиг. 6 и фиг.7, и фиг.7 и фиг.8. Полученные до того кривые Дондерса для произвольных возрастов выражают соотношения конвергенция - относительная аккомодация. Эти соотношения также являются отношениями конвергенция - относительная конвергенция для произвольных возрастов. Из этих соотношений можно получить положительную относительную конвергенцию, отрицательную относительную конвергенцию, положительную относительную аккомодацию и отрицательную относительную аккомодацию при произвольном угле конвергенции для произвольного возраста. Поскольку, в основном, относительные значения измерения измеряются в скорректированном состоянии даже для косоглазия, вышеописанное настоящее изобретение также применимо к этому случаю.
[0103] Для других входных данных требуются пороговые значения для оценивания сенсорной фузии, но для них можно рассматривать фузийную зону Панума и глубины фокусировки глазных яблок. Однако, как описано выше, для их количественных измерений требуются точные и тщательные измерения, в зависимости от условия стимуляции фузии. Кроме того, поскольку их природа не позволяет представлять их конкретным измерением, они задаются вне зависимости от измерения. В качестве способа задания, их можно произвольно выбирать из известных измеренных значений по усмотрению проектировщика, принимая во внимание условие использования очковой линзы. В частности, значения фузийной зоны в горизонтальном и вертикальном направлениях приведены в таблице 1. Как описано на стр. 316-322 непатентного документа 4, используются 10 минут в горизонтальном направлении и 3,5 минут в вертикальном направлении, которые являются измеренными значениями на центральной ямке (половина нормальной фузийной зоны). Что касается глубины фокусировки, интервал оптической силы диапазона оптической силы нормального производства в оптической промышленности составляет 0,25 дптр. Согласно формуле Вестхаймера и формуле Саутхолла которые являются формулами глубины фокусировки поля (глубины фокусировки), описанной на страницах 2251 и 252 непатентного документа 6, глубина поля составляет от 0,1 дптр до 0,5 дптр. Таким образом, применяется 0,2 дптр.
[0104] (3) Подробное объяснение первого этапа S1 (этапа задания системы объект - очковая линза - бинокулярное глазное яблоко)
Затем, на первом этапе S1, задается система объект - очковая линза - бинокулярное глазное яблоко. В принципе, объект произвольно определяется проектировщиком. Таким образом, очковая линза проектируется так, чтобы эксплуатационные показатели очковой линзы повышались на произвольном объекте, определенном проектировщиком. Настоящее изобретение не ограничивается каким-либо определенным объектом. Для пояснения признака настоящего изобретения, подробно опишем объект.
[0105] В данном случае, объект, показанный на фиг. 44, которая является "фиг. 2" патентного документа 1, или объект на "фиг. 1" патентного документа 2, лежит на плоской поверхности. Конструкция линзы, для которой объектом является плоская поверхность, согласуется с одним из предполагаемых вариантов объектов, которые одобрены для очковой линзы, предназначенной для чтения символа на туго натянутой газете или на стене. Как описано выше, объект произвольно выбирается проектировщиком. Однако, в случае, когда объект подобен плоской поверхности, точки в объекте, отличные от точки фиксации, имеют большие разности в расстояниях от обоих глазных яблок. Таким образом, это является недостатком, поскольку препятствует одновременной коррекции ошибки в оптической силе, обусловленной точкой фиксации, остаточным астигматизмом и призменным эффектом. Следовательно, призменный эффект усиливается. Это не приводит к хорошему результату для функциональных возможностей бинокулярного зрения.
[0106] Предпочтительный объект в качестве объекта, используемого согласно способу оценивания очковых линз настоящего изобретения, показан на фиг. 10. Приведенное ниже объяснение основано на линии фиксации на стороне изображения, и поскольку все остается неизменным за исключением пояснительной схемы, объяснение, основанное на линии фиксации на стороне объекта, опущено. Как показано на фиг. 10, прежде всего, задаются центр вращения правого глазного яблока 1R и центр вращения левого глазного яблока 1L. На фиг. 10 показано размещение на горизонтальной поверхности 20, которая включает в себя центры вращения обоих глазных яблок 1L и 1R. На фиг. 10, средняя точка обоих центров вращения глазных яблок 1L и 1R задана как начало 1 отсчета в системе координат в системе объект - очковые линзы - бинокулярное глазное яблоко. Затем, объект 4 задается на сферической поверхности 5 объекта, которая представляет собой переднюю полусферу глаза с центром в начале 1 отсчета, радиус которой задан расстоянием от начала 1 отсчета до точки 3 фиксации. Центры вращения обоих глазных яблок 1L и 1R располагаются во фронтальной плоскости. Когда объект 4 располагается на бесконечном удалении, это считается пределом увеличения радиуса сферической поверхности 5 объекта. Кроме того, местоположение объекта 4 задается с использованием угла от средней линии 6, причем средняя линия 6 проходит через начало 1 отсчета, как переменная, вместо угла обзора на стороне изображения, проходящего от центров вращения обоих глазных яблок 1L и 1R к очковым линзам, или угла обзора на стороне объекта, проходящего от очковых линз к объекту, как в традиционной оптической системе. В частности, произвольное положение объекта 4 задается как функция угла, причем угол отложен от средней линии 6 от начала 1 отсчета системы. Этот угол θ задается как направление бинокулярного зрения. Кроме того, направление бинокулярного зрения θ может делиться на горизонтальное направление и вертикальное направление. Дополнительно, прямая, соединяющая центры вращения обоих глазных яблок, задается как отрезок линии между глазными яблоками 2.
[0107] Теперь объясним положение очковых линз. Очковые линзы располагаются между точкой фиксации рецептурного значения для дальней точки и соответствующими центрами вращения глазных яблок 1L и 1R. Очковые линзы имеют рецептурное значение в проектной опорной точке линзы и имеют произвольные наклоны относительно горизонтальной поверхности и фронтальной плоскости (фронтальный угол наклона, угол возвышения), и эксцентричности (эксцентричность в вертикальном направлении, эксцентричность в горизонтальном направлении). Расстояние от задней вершины линзы до центра вращения глазного яблока обычно равно 27 мм, или 24-36 мм, как описано в строках 4-5 снизу в правом столбце на странице 2 японской опубликованной прошедшей экспертизу заявки № 42-9416. В случае, когда расстояние больше или равно 27±1 мм, лучше проектировать отдельный элемент.
[0108] Затем, в отношение движения глазного яблока, предполагается, что один глаз подчиняется закону Листинга, и бинокулярные глаза подчиняются закону Геринга об эквивалентной иннервации. Центры вращения глазных яблок 1L и 1R перемещаются при повороте вверх и вниз или вправо и влево, в результате чего, расстояния от центров вращения до вершин роговиц изменяются. В частности, когда левое и правое глазные яблоки направлены на ближнюю точку, они сходятся вследствие взаимосвязи аккомодация-конвергенция, однако известно, что центры вращения 1L и 1R при этом перемещаются. Кроме того, благодаря явлению, подчиняющемуся закону, отличающемуся от закона Геринга, но аналогичного ему, существует свойство, состоящее в том, что, как и для зрачкового рефлекса, аккомодационные отклики осуществляются в одинаковом объеме, даже если преломляющие способности левого и правого глаза различаются. Это свойство не противоречит тому определению, что относительная конвергенция принимает одинаковое значение для обоих глаз, и это очень удобно для вычисления значений остроты зрения левого и правого глаза с относительной аккомодацией. Поскольку отсутствует проблема в смысле аппроксимации, в настоящем изобретении приводится пояснение для системы, в которой центры вращения глазных яблок 1L и 1R фиксированы.
[0109] (4) Подробное объяснение второго этапа S2 (процесс вычисления опорной аберрации)
На втором этапе, чтобы сделать проектные опорные точки пары очков системы объект обоих глаз - линзы - бинокулярное глазное яблоко опорными точками для вычисления аберраций, как описано ниже, формы линз задаются таким образом, чтобы они обеспечивали заранее определенные рецептурные значения в проектных опорных точках. Кроме того, в целом, проектные опорные точки указывают точки, где получаются рецептурные значения. Они располагаются на передних поверхностях очковых линз, но могут располагаться и на задних поверхностях. В прогрессивной линзе, проектные опорные точки обычно разделены в разных положениях на линзе, например, точка измерения оптической силы для зрения на большое расстояние, точка измерения оптической силы для зрения на малое расстояние, и точка измерения призмы. Кроме того, для однофокусной линзы, т.е. линзы для зрения на малое расстояние, в принципе, различные величины для оптических вычислений вычисляются вдоль главного луча, проходящего из точки фиксации на объекте в центр вращения глазного яблока и проходящего через точку измерения оптической силы для зрения на малое расстояние. С другой стороны, возможен случай, когда это предписывается заданием PD для зрения на малое расстояние путем простого вычитания 2 мм из межзрачкового расстояния (оно называется PD) и заданием ее в качестве точки наблюдения.
[0110] В любом случае, формы линз задаются таким образом, чтобы рецептурные значения обеспечивались в проектных опорных точках. Формы линз задаются, когда они сходятся к рецептурным значениям, в процессе вычисления оптимизации. Дополнительно, в случаях оценивания, когда надета пара очков, представляющая собой линзы общего назначения, в ряде случаев очковые линзы и линии взгляда, проходящие через проектные опорные точки, не перпендикулярны. В этих случаях, в проектных опорных точках возникают небольшие аберрации вследствие наклонов, но рецептурные значения достигаются с той или иной точностью.
[0111] В данном случае, рецептурными значениями являются сферическая диоптрическая сила, степень астигматизма, астигматическая ось, призма, ось призмы и добавленная оптическая сила. Поскольку аберрация задается как отличие от опорного значения, эти рецептурные значения можно рассматривать как опорные значения. На Фиг. 11 показано положение обоих глазных яблок 10L и 10R в виде сверху. На фиг. 11 части, соответствующие фиг. 10, обозначены теми же ссылочными позициями, и повторные объяснения опущены. Линии 13L0 и 13R0 фиксации, проходящие через соответствующий опорные точки левой очковой линзы 11L и правой очковой линзы 11R от левого глаза 10L и правого глаза 10R, соответственно, преломляются очковыми линзами 11L и 11R, становятся глазными направлениями 13L0' и 13R0', и пересекаются друг с другом на объекте 12 на медианной плоскости 7 на сферической поверхности 5 объекта. В частности, конфигурация такова, что объект 12 (объект, расположенный там, где линии 13R0 и 13L0 фиксации, выходящие из соответствующих центров вращения глазных яблок 1L и 1R и проходящие через проектные опорные точки 11PL и 11PR, пересекаются на сферической поверхности 5 объекта после прохождения через линзы, согласно нормальному способу трассировки лучей) располагается на медианной плоскости 7. Даже если он не располагается на медианной плоскости 7, это достигается при схождении в процессе вычисления оптимизации. Причина, по которой объект 4 на фиг. 10 и объект 12 на фиг. 11 обозначены разными ссылочными позициями, состоит в том, что, в целом, проектные опорные точки 11PL и 11PR не находятся на горизонтальной поверхности 20, показанной на фиг. 10.
HL0
HR0
VL0
VR0
CH0
HR0
HL0
CH0
HR0
HL0
CV0
VR0
VL0
CV0
CH0
CV0
[0112] Здесь, для задания угла конвергенции, для удобства дальнейшего объяснения, компонент, проецируемый в направлении, перпендикулярном медианной плоскости средней линии для линий 13L0 и 13R0 фиксации левого и правого глаза 10L и 10R, задается как "компонент, параллельный плоскости", и компонент в направлении, параллельном медианной плоскости, задается как "компонент, перпендикулярный плоскости". Кроме того, компоненты, параллельные плоскости, для углов между левой и правой линиями 13L0, 13R0 фиксации и средними линиями для линий фиксации 13L0, 13R0 задаются как θ и θ, соответственно. Дополнительно, компоненты, перпендикулярные плоскости, для углов между левой и правой линиями 13L0, 13R0 фиксации и средними линиями для линий 13L0 и 13R0 фиксации задаются как θ и θ, соответственно. Затем, угол конвергенции в направлении, параллельном плоскости θ задается как сумма θ и θ. Знаки θ, θ и θ произвольны при условии, что они согласованны, но в настоящем изобретении, когда глазные яблоки находятся в конвергентном состоянии, всем им присваиваются положительные значения. Положительные и отрицательные знаки меняются местами, когда глазные яблоки переходят в дивергентное состояние. Аналогично, компонент, перпендикулярный плоскости, обозначается как θ, и задается как сумма θ и θ. Обычно, центры вращения левого и правого глазных яблок находятся почти на одной и той же горизонтальной поверхности, но в ряде случаев имеют место небольшие отклонения. Таким образом, как и в случае направления, горизонтального относительно поверхности, θ присваивается положительное значение в конвергентном состоянии и отрицательное значение в дивергентном состоянии. Представляя в виде формул, компонент θ, горизонтальный относительно поверхности, и компонент θ, перпендикулярный плоскости, для угла конвергенции, который должен быть опорным значением (опорным значением угла конвергенции) получаем:
CH0
HR0
HL0
θ=θ+θ
CV0
VR0
VL0
θ=θ+θ
CV0
В общем случае θ равен 0, и форма линзы и опорная точка задаются таким образом, чтобы он был равен 0.
HL0
HR0,
HL0
HR0
[0113] На фиг. 12 показан чертеж, демонстрирующий, что углы θ и θзрения заданные на стороне изображения на фиг. 11, задаются как углы θ' и θ' зрения линиями 13L0' и 13R0' фиксации на стороне объекта. На Фиг. 13 и фиг. 14 показано то же, что и на фиг. 11 и фиг. 12, в виде сбоку, соответственно. Можно видеть, что средняя линия 13RL0 для линий 13L0 и 13R0 фиксации на стороне изображения и средняя линия 13RL0' для линий 13L0' и 13R0' фиксации на стороне объекта проходят через начало 1 отсчета и наклонены относительно средней линии 6, которая проходит к объекту 12. Дополнительно, согласно определению на стороне изображения, на стороне объекта получаем
CH0
HR0
HL0
θ'=θ'+θ'
CV0
VR0
VL0
θ'=θ'+θ'
[0114] Далее, объясним знаки относительных значений измерения, ошибок в оптической силе и аберраций конвергенции. Прежде всего, знаки непосредственно не связаны с настоящим изобретением, даже если знаки назначаются тем или иным способом, они отвечают объему настоящего изобретения, при условии, что они логически согласованны. Теперь опишем обычный способ назначения знаков и объясним, как это делается в настоящем изобретении. Нормальные знаки относительных значений измерения предполагают состояние, в котором объект неподвижен. Знак относительной аккомодации указывается в зависимости от положительной или отрицательной оптической силы добавленной линзы, и знак двигательной фузии указывается в зависимости от направления добавленной призмы и измеренного значения призматической диоптрии.
[0115] Например, при добавлении сферической отрицательной линзы и измерении предельного значения аккомодация, положительная относительная аккомодация указывается в значении, соответствующем оптической силе линзы, в частности, в отрицательном значении. Для положительной относительной конвергенции, призма добавляется в направлении отклонения от основания, и измеряется предельное значение конвергенции, и указываются степень и направление призмы, причем, степень призмы выражается в призматических диоптриях, и направление указывается отклонением от основания. Для относительной конвергенции, знак не применяется и указывается только направление. В итоге, знаки удобны для стороны измерителя. Кроме того, вертикальная фузийная конвергенция это способность скрещивания осей глазных яблок в вертикальном направлении, и напротив, направление расширения не наблюдается. Для измерения вертикальной фузионной конвергенции, ранее было приведено несколько примеров, и стандартное значение для значения измерения отсутствует. Результаты измерения просто называются вертикальной фузионной конвергенцией, и им присваиваются положительные значения. С другой стороны, в диаграмме Дондерса, положительная аккомодация и положительная конвергенция располагаются в математически положительном направлении от линии Дондерса, но обычный способ их отображения основан на отрицательных значениях или основан на указании отклонения от основания. Относительные значения измерения слабо согласуются с диаграммой Дондерса и не выражаются математически.
[0116] В настоящем изобретении, добавлено следующее объяснение, согласно которому знаки относительных значений измерения согласуются со знаками средней преломляющей способности и аберрации конвергенции. Прежде всего, состояние, в котором компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции принимает отрицательное значение, является состоянием, в котором призма, направленная наружу, установлена перед глазом. Это такое же состояние, которое предусмотрено способом измерения положительной относительной конвергенции. Таким образом, в настоящем изобретении, положительная относительная конвергенция рассматривается как синоним для призмы, направленной наружу, и отрицательного значения. Кроме того, отрицательная относительная конвергенция рассматривается как синоним для призмы, направленной внутрь, и положительного значения. Далее, состояние, в котором средняя преломляющая способность отрицательна, является состоянием, в котором сферическая отрицательная линза установлена перед глазом. Это такое же состояние, которое предусмотрено способом измерения положительной относительной аккомодации. Положительная относительная аккомодация выражается отрицательным значением, но это согласуется с определением средней преломляющей способности. Аналогично, когда средняя преломляющая способность имеет положительное значение, ее знак согласуется со знаком отрицательной относительной аккомодации. Для вертикальной фузийной вергенции, поскольку традиционные измеренные значения не имеют знака, знак назначается произвольно. Предпочтительно, чтобы вертикальная фузийная вергенция соответствовала, например, определению направления, перпендикулярного плоскости, для аберрации конвергенции. В целом, центры вращения левого и правого глазных яблок находятся в одной и той же горизонтальной плоскости. В этом случае, изменения линий фиксации за счет анизотропных вращений левого и правого глаза в вертикальном направлении всегда осуществляются в направлениях расширения. Однако возможен случай, когда левое и правое глазные яблоки слегка отклоняются в вертикальном направлении. В этом случае, изменения линий фиксации за счет анизотропных вращений в вертикальном направлении левого и правого глаза могут осуществляться не только в направлениях расширения, но и в направлениях сужения. Компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции выражается положительным значением в направлениях, в которых глазные яблоки сужаются, и выражается отрицательным значением в направлениях, в которых глазные яблоки расширяются. Таким образом, предпочтительно, чтобы знак вертикальной фузийной вергенции был отрицательным, когда она сравнивается с компонентом, перпендикулярным плоскости, для аберрации конвергенции. Разумеется, анизотропные вращения, при которых глазные яблоки расширяются в вертикальном направлении, не наблюдаются. Таким образом, она не должна иметь положительного значения, и предпочтительно, чтобы пороговое значение в этом направлении всегда было равно 0.
[0117] (5) Подробное объяснение третьего этапа S3 (процесса вычисления аберрации в произвольной оценочной точке объекта)
Далее подробно описаны определения оптических вычислений и т.д. бинокулярной системы, объясненной в описании второго этапа S2, и оптическое оценивание осуществляется в произвольной оценочной точке линзы. В настоящем изобретении, бинокулярная система, для которой расстояние до объекта бесконечно велико, задается как бинокулярная система для зрения на малое расстояние, в которой расстояние до объекта задано равным бесконечности. Таким образом, это можно изобразить на чертеже. Схематическая конфигурация бинокулярной системы в произвольном бинокулярном направлении показана на фиг. 15. Детали оптического вычисления объяснены со ссылкой на фиг. 15. Произвольное положение объекта в произвольном бинокулярном направлении от начала 1 отсчета бинокулярной системы задано в качестве оценочной точки 22. Среди линий фиксации, исходящих из центров вращения левого и правого глаза 1L и 1R, проходящих через оценочные точки 11NL и 11NR левой и правой очковых линз 11L и 11R, преломляющихся и проходящих через оценочную точку 22, согласно способу трассировки лучей, линии продолжения на стороне изображения линий фиксации обозначены как 13L и 13R. При этом, в примере, показанном на фигуре, представлен случай, когда точка 22' пересечения линий 13L и 13R фиксации располагаются вне сферической поверхности 5 объекта. Даже если пересечение линий 13L' и 13R' фиксации не может пройти через оценочную точку 22 с одной попытки, оптические лучи, которые сходятся в оценочной точке 22, можно вычислить с нужной точностью, постепенно изменяя углы лучей, исходящих из центров вращения глазных яблок 1L и 1R.
CH
[0118] В данном случае, компонент, горизонтальный относительно поверхности, для угла конвергенции θ в оценочной точке 22 задается в виде:
CH
HR
HL
θ=θ+θ
CV
Аналогично, компонент, вертикальный относительно поверхности, для угла конвергенции θ в точке 22 можно задать в виде:
CV
VR
VL
θ=θ+θ
HL
HR
VL
VR.
При этом компоненты, параллельные плоскости, для углов, образованных средней линией 26 для линий 13L и 13R фиксации и линий 13L и 13R фиксации, которые включают в себя среднюю линию 26 для линий 13L и 13R фиксации, и которые параллельны поверхности, перпендикулярной медианной поверхности, обозначаются как θ и θ, и аналогично, в вертикальном направлении, компоненты, перпендикулярные плоскости, которые включают в себя среднюю линию 26, и которые параллельны поверхности, параллельной медианной поверхности, обозначаются как θ и θ
[0119] В частности, компонент, параллельный плоскости, и компоненты, перпендикулярные плоскости, для аберрации конвергенции в оценочной точке 22 представлены следующим образом:
CH
CH0
(компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции): θ-θ
CV
CV0
(компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции): θ-θ
HL
HR
HL
HR
VL
VR
.
[0120] На фиг. 16 изображена схема, демонстрирующая углы конвергенции θ' и θ', когда они заданы линиями 13L' и 13R' фиксации на стороне изображения. В этом случае, компоненты, параллельные плоскости, для углов, образованных средней линией 27 для линий 13L' и 13R' фиксации и линий 13L' и 13R' фиксации, которые включают в себя среднюю линию 27 линий 13L' и 13R' фиксации, и которые параллельны поверхности, перпендикулярной медианной поверхности, обозначаются как θ' и θ', и аналогично, в вертикальном направлении, компоненты, перпендикулярные плоскости, которые включают в себя вышеописанную среднюю линию 27, и которые параллельны поверхности, параллельной медианной поверхности, обозначаются как θ' и θ' При этом, согласно вышеописанным определениям на стороне изображения, компонент, параллельный плоскости, и компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции, заданные на стороне объекта в оценочной точке 22, на основании нижеследующего:
CH
HR
HL
θ'=θ'+θ'
CV
CV
VL
θ'=θ'+θ',
представлены следующим образом:
CH
CH0
(компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции): θ'-θ'
CV
CV0
(компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции): θ'-θ'
CH
HR
HL
[0121] Разности оптических значений вдоль линий 13L и 13R фиксации, показанных на фиг. 15, относительно оптических значений вдоль линий 13L0 и 13R0 фиксации, описанных на фиг. 11, представляют собой аберрации. В частности, сферическая диоптрическая сила, степень астигматизма, оси астигматизма и угол конвергенции, которые вычисляются на втором этапе S2, задаются в качестве опорных значений, и на третьем этапе S3, ошибка в оптической силе и остаточный астигматизм вычисляются из разностей сферической диоптрической силы, степени астигматизма, и осей астигматизма. Что касается угла конвергенции, когда опорное значение угла конвергенции, полученное на втором этапе S2, задается в качестве опорного значения, как описано выше, аберрация конвергенции задается как разность между опорным значением и углом конвергенции (компонент, параллельный плоскости, равен θ, который равен сумме θ и θ, показанных на фиг. 15), который представляет собой угол между линиями 13L и 13R фиксации от обоих глазных яблок 10L и 10R. В качестве более подробного определения, аберрация конвергенции это разность углов конвергенции, при задании оптической величины вдоль главного луча, причем главный луч проходит от объекта к центру вращения глазного яблока и проходит через проектную опорную точку, в качестве опорного значения.
[0122] Аберрация конвергенции, определенная в настоящем изобретении, отличается от обычной бинокулярной ретинальной диспарантности изображения. В частности, аберрации конвергенции являются измеренными значениями относительных значений измерения, которые измеряются перед глазами при надетых корректирующих линзах. Таким образом, аберрация конвергенции отличается от обычной бинокулярной ретинальной диспарантности изображения в том отношении, что является аберрацией в угле конвергенции в состоянии, в котором левая и правая корректирующие линзы надеты, в соответствии с состоянием измерения, в том отношении, что является аберрацией при наблюдении объекта, заданного в бинокулярном направлении (наблюдается произвольная оценочная точка 22 на сферической поверхности 5 объекта, включающей в себя медианную поверхность), и в том отношении, что она задается не через узловые точки, а через линии фиксации, проходящие через центры вращения глазных яблок. Кроме того, она отличается от бинокулярной ретинальной диспарантности изображения в том отношении, что присутствуют движения глазных яблок. Бинокулярная ретинальная диспарантность изображения описана в "Handbook of Visual Information Processing", под ред. The Vision Society of Japan, (Asakura Publishing Co., Ltd (2000), p.283-287).
[0123] Кроме того, аберрация конвергенции, определенная в настоящем изобретении, дополнительно отличается от угла конвергенции, который встречается в психологии. Что касается определения "угла конвергенции" в психологии, описание приведено, например, в "Vergent Movement and Binocular Stereopsis" (Optical Review, Vol. 23, No. 1 (January 1994), p. 17-22). В этом описании указано, что это "угол между точкой фиксации (точкой пересечения зрительных осей) и точкой вращения каждого из глаз (центрами вращения)". Отличие аберрации конвергенции от угла конвергенции состоит в том, что она является аберрацией угла конвергенции в состоянии, в котором надеты левая и правая корректирующие линзы, в том, что она является аберрацией при наблюдении объекта, который задается в направлении бинокулярного зрения, и в том, что угол между линиями фиксации, проходящими через левую и правую опорные точки пары очков, задан равным опорному значению для получения разности аберраций. Можно видеть, что значение полностью отличается от аберрации конвергенции настоящего изобретения, которая задается из углов наблюдения линий фиксации, проходящих через пару очков и достигающих оценочной точки.
[0124] Вернемся к рассмотрению различий между разностью в горизонтальном направлении или разностью в вертикальном направлении, описанной в патентном документе 3, и аберрацией конвергенции, определенной в настоящем изобретении. Рассмотрим следующие 5 пунктов в качестве отличий аберрации конвергенции:
a. Определение основано на вергентном движении (контралатеральном бинокулярном движении), подчиняющемся закону Геринга об эквивалентной иннервации, т.е. закону движения бинокулярного зрения, в частности, определение основано на физиологической информации, полученной из конвергентного движения.
b. Можно использовать произвольный объект, заданный направлением бинокулярного зрения.
c. Оценки на одной и той же основе можно осуществлять в пределах всего поля зрения, поскольку существует всего одна основа для оценок.
d. Благодаря наличию компонента, параллельного плоскости, и компонента, перпендикулярного плоскости, отвечающих изобретению, это определение физиологически обосновано, в случае разделения на компоненты и смещения относительно горизонтальной поверхности.
e. Положение объекта задается не на поверхности, но задается стереоскопически.
H
R
L
R
L
[0125] Теперь подробно проанализируем разность в горизонтальном направлении и разность в вертикальном направлении, описанные в патентном документе 3. Горизонтальный компонент на "фиг. 2" патентного документа 3 показан на фиг. 17. Поскольку в вертикальном направлении все происходит аналогично, ниже объяснена только разность ∆P положений в горизонтальном направлении, описанная на странице 5, в строке 35 патентного документа 3. Как показано на фиг. 17, расстояние между центрами вращения обоих глазных яблок обозначено PD, и расстояние от центров вращения обоих глазных яблок до поверхности 59, включающей в себя точку P, обозначено L. Кроме того, это не показано на фигурах в патентном документе 3, но точка, равноотстоящая от центров вращения обоих глазных яблок, которая также является точкой на поверхности 59 объекта, обозначена как точка q. Точка q задается как точка пересечения, где пересекаются линии Lr, Ll фиксации от центров вращения обоих глазных яблок во фронтальном направлении и поверхность 59. Углы наблюдения линий Lr и Ll фиксации обозначены α и α, и углы наблюдения линий 54 и 55 фиксации, от линий Lr и Ll фиксации, обозначены ∆α и ∆α, соответственно.
H
[0126] Затем, разность ∆P положений в горизонтальном направлении выражается следующим образом:
H
R
R
L
L
∆P=L×tan(α+∆α)-L×tan(α+∆α)-PD
R
L
Кроме того, расстояние между центрами вращения обоих глазных яблок PD можно выразить следующим образом через (α), (α) и L:
R
L
PD=L×tan(α)-L×tan(α)
Разность в горизонтальном направлении описана как результат деления разности положений в горизонтальном направлении на расстояние до объекта L. Таким образом, получается следующая формула:
R
R
L
L
Разность в горизонтальном направлении = tan(α+∆α)-tan(α+∆α)-PD/L
Подставляя PD, получаем:
R
R
L
L
R
L
Разность в горизонтальном направлении = tan(α+∆α)-tan(α+∆α)-(tan(α)-tan(α))
R
L
[0127] При этом, только когда ∆α и ∆α достаточно малы в центральном участке поля зрения, получается следующая приближенная формула:
R
L
Разность в горизонтальном направлении ≈ ∆α-∆α
R
L
Таким образом, "разность в горизонтальном направлении" в патентном документе 3 представляет, в очень ограниченной узкой области центрального участка поля зрения, разность в угле конвергенции при наблюдении точки P на одной и той же поверхности 59, когда угол между линиями Lr и Ll фиксации задан в качестве опорного значения. Однако она становится величиной, которая не связана с углом конвергенции в зоне, отличной от центрального участка, где ∆α и ∆α велики, и приобретает физиологически не обоснованное значение.
[0128] Если разность в горизонтальном направлении, не имеющая физиологического обоснования, используется как есть в качестве оценочной функции, можно понять, что это создает следующие проблемы для оценивания эксплуатационных показателей пары очков.
1. Точка P и точка q должны находиться на одной и той же поверхности 59 объекта, согласно пояснительному чертежу Цейса. Таким образом, за исключением поверхности, для которой поверхность объекта параллельна фронтальной плоскости, для разности в горизонтальном направлении, опорная точка изменяется для каждого из расстояний до объекта, что не позволяет оценивать линзу целиком. В частности, она не обладает свойством аберрации.
R
L
R
L
R
L
2. Когда объектом является та же поверхность 59 объекта, что и в патенте Цейса, он становится единственной основой и обладает свойством аберрации. Однако при увеличении (α), (α), (∆α) и (∆α), поскольку тангенс обладает нелинейностью относительно угла, он не согласуется с углом вергенции, который представлен разностью углов ∆α-∆α. Таким образом, разность в горизонтальном направлении не имеет физиологической основы на периферии поля зрения.
3. Аналогично, когда линии 14 и 15 фиксации сдвигаются относительно горизонтальной поверхности, он начинает отличаться от исходного угла конвергенции.
Согласно объясненному выше определению патентного документа 3, оно не может быть универсальным определением в пределах всей поверхности объекта и становится оценочной функцией, не имеющей физиологической основы на периферии поля зрения. Было бы неправильно оценивать бинокулярное зрение с использованием нечеткого определения, не имеющего под собой никакой основы.
R
L
[0129] Теперь подробно объясним различия между линией фиксации согласно способу трассировки лучей в настоящем изобретении и фактической линией фиксации. В отношении направления, параллельного плоскости, существует произвольное отношение соответствия в границах дивергенции и границах конвергенции глазных яблок. Таким образом, возможно, что, в направлении, параллельном плоскости, для линий 13L0' и 13R0' фиксации, показанных на фиг. 11 и фиг. 12, они всегда проходят через оценочную точку 12. Приведем объяснение в соответствии с непатентным документом 15. Обозначив ипсилатеральное бинокулярное движение как θ, контралатеральное бинокулярное движение как μ, импульс правого глаза как M, импульс левого глаза как M, закон Геринга об эквивалентной иннервации можно выразить согласно следующим формулам:
R
θ+μ/2=M
L
θ-μ/2=M
R
L
Тогда, в границах дивергенции и границах конвергенции глазных яблок, произвольные M и M можно выразить через θ и μ. В частности, произвольно перемещая левое и правое глазные яблоки посредством ипсилатерального бинокулярного движения и контралатерального бинокулярного движения, в направлении, параллельном плоскости, можно добиться прохождения через оценочную точку 22.
[0130] Однако, в направлении, перпендикулярном плоскости, фактически, левое и правое глазные яблоки не могут вращаться независимо. Таким образом, на первый взгляд представляется, что глазные яблоки не могут вращаться в соответствии со способом вычисления линий фиксации согласно настоящему изобретению. Однако вертикальная фузийная вергенция двигательной фузии может осуществляться посредством движения и может восприниматься в направлении, перпендикулярном плоскости в фузийной зоне Панума. Фузия в направлении, вертикальном относительно поверхности, имеет пороговое значение, но может осуществляться непреднаменно. Таким образом, если линии фиксации построены способом трассировки лучей, аберрация конвергенции в направлении, перпендикулярном плоскости, не противоречит фактическим линиям фиксации. Однако, если вертикальная фузийная вергенция, большая или равная пороговому значению, оказывается компонентом, перпендикулярным плоскости, ее, конечно, невозможно осуществить. Способ вычисления на основе линий фиксации, построенных способом трассировки лучей в настоящем изобретении, позволяет определить, возможна она или нет.
[0131] В этом варианте осуществления, вышеупомянутые ошибка в оптической силе, остаточный астигматизм, аберрация конвергенции и призменное значение в качестве скалярных величины, которые не включает в себя вектор в качестве направления, вычисляются как аберрации, принадлежащие оценочной точке (обычно с шагом 1-10 градусов в направлении бинокулярного зрения по всей поверхности линзы, и, в ряде случаев, линии фиксации существуют только в одном из направления влево и направления вправо, но точки также являются опорными точками) объекта в направлении бинокулярного зрения в системе объект - очковые линзы - бинокулярные глазные яблоки. Для призмы, поскольку снижение остроты зрения за счет хроматической аберрации пропорционально величине призмы, а не разности величин призмы, она не рассматривается как аберрация и используется как есть.
[0132] Аберрация конвергенции рассматривается с точки зрения функционирования живых систем, например, исходя из того факта, что латентность вергенции составляет 150-200 мс, импульсивное движение глазного яблока длится 200 мс и совершается примерно 800 раз в секунду, управление движением осуществляется за 350-400 мс, время ближнего отклика зрачка составляет 400-450 мс. В этом случае, среди движения линий фиксации объекта, при конвергентном движении, вызванном диспарантностью, которое представляет собой комбинацию конвергентного и импульсивного движения глазного яблока, управление и ближний отклик зрачка постоянны или почти не изменяются в сравнении с конвергентным и импульсивным движением. Таким образом, аберрация конвергенции рассматривается как аберрация, имеющая более высокий приоритет, чем другие аберрации, ошибка в оптической силе и остаточный астигматизм, за исключением линии пересечения, которая проходит через опорную точку, в частности, в произвольной оценочной точке линзы. Конвергентное движение, вызванное диспарантностью, подробно описано в "Adaptive change in dynamic properties of human disparity-induced vergence", Takagi M, et al., Invest Ophthalmol. Vis Sci, 42, (2001), P.1479-1486. В частности, в течение времени между объектом 12 на фиг. 11 и объектом 22 на фиг. 15, действует подавление во время перехода, и это является состоянием, в котором невозможно видеть. Таким образом, их разделяет короткий промежуток времени, и выполняется соотношение аберрации.
[0133] (6) Подробное объяснение четвертого этапа S4 (категоризации состояния зрительное утомление на основании аберрации конвергенции и ошибки в оптической силе). Что касается классификации для определения нахождения в комфортной зоне или в зоне зрительного утомления, она осуществляется исходя из того, находится ли ошибка в оптической силе и/или аберрация конвергенции в пределах 1/3 относительной аккомодации, относительной конвергенции и вертикальной фузийной вергенции. Кроме того, ошибка в оптической силе измеряется в диоптриях. Дополнительно, аберрация конвергенции, определенная в настоящем изобретении, измеряется в единицах угла конвергенции, и используется метроугол (M.A.), измеряемый в минутах (дуговых минутах) или призматических диоптриях (обозначаемых символом ∆). Однако когда требуется привести значения относительной конвергенции и вертикальной фузийной вергенции к общим единицам со значением относительной аккомодации, метроугол (M.A.) используется как для относительной конвергенции, так и для вертикальной фузийной вергенции. Аналогично, при определении, является ли фузия сенсорной фузией, принимается решение, находится ли ошибка в оптической силе или аберрация конвергенции, соответственно, в пределах фузийной зоны Панума или глубины фокусировки.
[0134] Относительные значения измерения определяются многими факторами. Относительные значения измерения могут изменяться в зависимости, например, от яркости, конвергенции, статической или динамической саморегуляции аккомодации и пространственной частоты объекта, подлежащей измерению. Таким образом, их следует измерять при условии, которое эквивалентно базовым условиям эксплуатации очков.
[0135] Кроме того, двигательная фузия и сенсорная фузия обладают пространственной анизотропией. Таким образом, они отличаются в зависимости от положения глаз, в частности, среди первого положения глаз, второго положения глаз и третьего положения глаз. В частности, в третьем положении глаз, когда глазные яблоки движутся согласно закону Листинга, горизонтальные оси глазных яблок не параллельны поверхности, включающей в себя среднюю линию между линиями 13R и 13L фиксации и отрезок 2 линии между глазными яблоками. Таким образом, для двигательной фузии и сенсорной фузии, которые являются свойствами бинокулярного зрения, относительная конвергенция, вертикальная фузийная вергенция и форма фузийной зоны Панума приобретают небольшие отличия, логические и математические. Кроме того, логически и математически прогнозируется, что в третьем положении глаз, возникает различие между ипсилатеральным бинокулярным движением глазного яблока и контралатеральным бинокулярным движением глазного яблока. Однако когда вращательные движения глазных яблок происходят одновременно с движениями согласно закону Листинга, вышеописанный логический и математический вывод не имеет силы. Вышеупомянутое измерение изменения формы области не осуществляется во время настоящей заявки. Таким образом, в настоящем изобретении, относительные значения измерения в других положениях представлены относительными значениями измерения в первом положении глаз.
[0136] Кроме того, в третьем положении глаз, существует элемент вращения глазного яблока. В настоящее время этот эффект недостаточно понятен в количественном отношении. Однако замечено, что вращение облегчает двигательную фузию. Естественно, в результате вращения, сам по себе закон Листинга не изменяется (прежде всего, закон Листинга не имеет никакого отношения к вращению глазного яблока), но оно влияет на последующие вычисления остаточного астигматизма и вычисления значений относительной конвергенции и относительной аккомодации, и описанное ниже вычисление остроты зрения. В настоящем изобретении, эффект вращения не объяснен. В настоящем изобретении можно использовать отдельные относительные значения измерения, но можно использовать стандартную двигательную фузию и стандартную сенсорную фузию.
[0137] Зона двигательной фузии и зона сенсорной фузии были измерены многими исследователями, и их параметры приведены в таблице 1 и таблице 2. Кроме того, эти результаты зависят от пространственной частоты объекта, расстояния до объекта, возраста и положения глаз. Так как индивидуальные различия велики, они являются опорными значениями. Однако из этих результатов можно понять, что двигательная фузия и сенсорная фузия отличаются приблизительно в 10 раз в горизонтальном направлении и приблизительно в 5 раз в вертикальном направлении.
[0138] В частности, для классификации нахождения в комфортной зоне или в зоне зрительного утомления, рассматривается трехмерное пространство, где по горизонтальной оси отложена относительная конвергенция (или угол конвергенции), по вертикальной оси отложена вертикальная фузийная вергенция двигательной фузии, по оси глубины отложена относительная аккомодация (или просто угол аккомодации). При этом, для относительной конвергенции, 1/3 положительной относительной конвергенции и 1/3 отрицательной относительной конвергенции заданы как пороговые значения, и эти значения сравниваются с компонентом, параллельным плоскости, для аберрации конвергенции. Когда компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции находится в пределах пороговых значений 1/3 положительной относительной конвергенции и 1/3 отрицательной относительной конвергенции, компонент, параллельный плоскости находится в зоне комфортного движения на горизонтальной оси. Одновременно, для вертикальной фузийной вергенции, компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции сравнивается с вертикальной фузийной вергенцией в качестве порогового значения. Когда компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции находится в пределах порогового значения 1/3 вертикальной фузийной вергенции, компонент, перпендикулярный плоскости, находится в зоне комфортного движения на вертикальной оси. Одновременно, как и для относительной аккомодации, ошибка в оптической силе сравнивается с положительной относительной аккомодацией и отрицательной относительной аккомодацией, заданными в качестве пороговых значений. Когда ошибка в оптической силе находится в пределах пороговых значений 1/3 положительной относительной аккомодации и 1/3 отрицательной относительной аккомодации, ошибка в оптической силе находится в зоне комфортного движения по оси глубины. Таким образом, когда ошибка в оптической силе и аберрация конвергенции одновременно попадают в три относительных значения измерения, она определяется как зона комфортного движения. С другой стороны, если, по меньшей мере, одно из относительных значений измерения не удовлетворяется, она определяется как зона, где фузия невозможна. Задавая соотношения между осями, например, область, окруженную многогранником, вершины которого соответствуют относительным значениям измерения, можно получить зону относительного комфорта. В силу природы вертикальной фузийной вергенции, явление расхождения осей глазных яблок в вертикальном направлении не наблюдалось. Таким образом, получается всего пять относительных значений измерения, и пространство, окруженное первой замкнутой поверхностью в форме пентаэдра, является зоной комфортного движения. Вершина образует не в точности многогранник, но эллиптический цилиндр.
[0139] Например, замкнутая поверхность конкретно выражается выражением. Когда символы СОМН, CONV, COMR, COML и COMD заданы как коэффициенты для аберрации конвергенции, и ошибка в оптической силе задана в виде коэффициента для относительного значения измерения, она классифицируется на комфортную зону и зону зрительного утомления между замкнутой поверхностью посредством AREA1.
СОМН, когда компонент, горизонтальный относительно плоскости, для аберрации конвергенции положителен
СОМН = компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции / (1/3 отрицательной относительной конвергенции)
СОМН, когда компонент, горизонтальный относительно плоскости, для аберрации конвергенции отрицателен
СОМН = компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции / (1/3 положительной относительной конвергенции)
COMV = компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции / (1/3 вертикальной фузийной вергенции)
COMR, когда ошибка в оптической силе положительна
COMR = ошибка в оптической силе правого глаза / (1/3 отрицательной относительной аккомодации) COMR, когда ошибка в оптической силе отрицательна
COMR = ошибка в оптической силе правого глаза/(1/3 положительной относительной аккомодации)
COML, когда ошибка в оптической силе положительна
COML = ошибка в оптической силе левого глаза/(1/3 отрицательной относительной аккомодации)
COML, когда ошибка в оптической силе отрицательна
COML = ошибка в оптической силе левого глаза/(1/3 положительной относительной аккомодации)
COMD = больше одного из COMR, COML
AREA1 = корень из суммы квадратов, имеющих COMH, COMV, COMD в качестве коэффициентов
Когда AREA1 меньше 1, она классифицируется как комфортная зона. Когда AREA1 больше 1, она классифицируется как зона зрительного утомления.
[0140] Когда аналогично рассматривается трехмерное пространство, классификация нахождения в зоне сенсорной фузии осуществляется на основании следующих условий. Таким образом, когда компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции находится в пределах компонента, параллельного плоскости, для фузийной зоны Панума, и компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции находится в пределах фузийной зоны Панума, и, одновременно, ошибка в оптической силе находится в пределах глубины фокусировки, принимается решение, что это зона сенсорной фузии. Также возможно принятие решения, что это зона двигательной фузии, когда, по меньшей мере, одно из вышеописанных пороговых значений не удовлетворено. В зоне сенсорной фузии по определению отсутствует движение глазного яблока. Таким образом, зона сенсорной фузии не обладает асимметрией в горизонтальном направлении, вертикальном направлении и направлении глубины, и образует октаэдрическую форму или замкнутую поверхность, которая может выглядеть как эллиптическая форма при рассмотрении вдоль каждой из осей.
[0141] В более частном случае, вдоль оси угла конвергенции, 1/2 компонента, параллельного плоскости, перпендикулярной медианной плоскости фузийной зоны Панума задается в качестве порогового значения зоны сенсорной фузии. Для аберрации конвергенции, компонент, параллельный плоскости, который является компонентом, проецируемым на плоскость, которая перпендикулярна медианной плоскости и включает в себя среднюю линию для линий фиксации, на основании которых получается угол конвергенции в оценочной точке. Разность между значением компонента, параллельного плоскости, для аберрации конвергенции и порогом сенсорной фузии угла конвергенции рассматривается в качестве критерия принятия решения. Что касается оси аккомодации, 1/2 глубины фокусировки задается в качестве порогового значения сенсорной фузии. Разность между средней ошибкой в оптической силе в оценочных точках и пороговым значением сенсорной фузии аккомодации задается в виде критерия принятия решения для сенсорной фузии относительной аккомодации. Вдоль оси вертикальной фузийной вергенции двигательной фузии, 1/2 компонента, перпендикулярного плоскости, которая параллельна медианной плоскости фузийной зоны Панума, задается в качестве порогового значения сенсорной фузии вертикальной фузийной вергенции. Для аберрации конвергенции, мы получаем компонент, перпендикулярный плоскости, который является компонентом, проецируемым на плоскость, которая параллельна медианной плоскости и включает в себя среднюю линию для линий фиксации, для которых получен угол конвергенции в оценочной точке. Разность между значением компонента, перпендикулярного плоскости, для аберрации конвергенции и пороговым значением сенсорной фузии вертикальной фузийной вергенции задается в качестве критерия принятия решения для сенсорной фузии вертикальной фузийной вергенции. Мы выражаем вышеописанную замкнутую поверхность конкретным выражением. Когда символы SENH, SENV, SENR, SENL и SEND, соответственно, задаются указанным ниже образом в качестве коэффициентов для аберрации конвергенции и ошибки в оптической силе, возможна классификация на зону сенсорной фузии и другую зону (например, зону двигательной фузии) в соответствии с тем, находится ли она внутри или вне второй замкнутой поверхности, по AREA2.
SENH = компонент, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции / PanumH
SENV = компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции / PanumV
SENR = абсолютное значение (ошибки в оптической силе правого глаза/PanumD)
SENL = абсолютное значение (ошибки в оптической силе левого глаза/PanumD)
SEND = больше одного из SENR и SENL
AREA2 = квадратный корень из суммы квадратов, имеющий SENH,SENV и SEND в качестве коэффициентов
Когда AREA2 меньше 1, она классифицируется как зона сенсорной фузии. Когда AREA2 больше 1, и она не находится в зоне зрительного утомления, она классифицируется как зона комфортного движения. PanumH, PanumV и PanumD, соответственно, представляют 1/2 компонента, параллельного плоскости, 1/2 компонента, перпендикулярного плоскости, и 1/2 глубины фокусировки фузийной зоны Панума в центральной ямке.
[0142] (7) Объяснение этапа S5 (этапа вычисления оценочной функции)
На этапе S4, мы проводили классификацию для зоны сенсорной фузии, зоны комфортного движения и зоны зрительного утомления в оценочной точке. На этапе S5, мы вычисляем оценочную функцию суммированием функции зрительного утомления в каждой оценочной точке в соответствии с соответствующими классификациями.
[0143] Между оценочной функцией и функцией зрительного утомления существует следующее соотношение. Таким образом, оценочная функция для вычисления оптимизации задается в виде функции, полученной возведением в квадрат и суммированием оценочной функции, включающей в себя относительные значения измерения, в качестве коэффициентов в оценочной точке объекта. Соотношение выражается следующим уравнением (1).
[0144]
i
i
[0144] В уравнении (1), W представляет весовой коэффициент в i-й оценочной точке объекта, представленной в направлении бинокулярного зрения. В дальнейшем, индекс i представляет i-ю оценочную точку, и n представляет количество оценочных точек, проходящих через, по меньшей мере, одну из левой и правой линз из каждой оценочной точки. Весовой коэффициент изменяется в зависимости от важности условия использования в каждой точке (оценочной точке) очков. Естественно, весовой коэффициент проектной опорной точки велик, и весовой коэффициент на периферийном участке линзы мал. Обычно, оправа деформируется под действием тепла или обжима очков. Однако существует недеформируемая оправа, т.е. оправа, которая задает форму линзы. Это позволяет легче деформировать линзу путем уменьшения весового коэффициента W на периферийном участке линзы. Естественно, предпочтительно, чтобы весовой коэффициент деформации принимал большое значение в проектной опорной точке и малое значение на периферийном участке линзы. i функции зрительного утомления является функцией зрительного утомления i-й оценочной точки.
i
[0146] (Функция зрительного утомления) оценочной точки i выражается следующим образом в соответствии с зоной сенсорной фузии, зоной комфортного движения и зоной зрительного утомления.
i
В зоне сенсорной фузии, (функция зрительного утомления) = 0.
i
В зоне комфортного движения и зоне зрительного утомления, (функция зрительного утомления) = десятичный логарифм от FUNC
В более частном случае,
если компонент DFh, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции имеет положительное значение,
VFH = (DFh-PanumH)/(1/3 отрицательной относительной конвергенции - PanumH)
если компонент Dh, параллельный плоскости, для аберрации конвергенции имеет отрицательное значение,
VFH = (DFh+PanumH)/(1/3 положительной относительной конвергенции + PanumH)
если компонент DFv, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции постоянно отрицателен,
VFV = (DFv+PanumV)/(1/3 вертикальной фузийной вергенции + PanumV)
если ошибка PowR в оптической силе правого глаза имеет положительное значение,
VFR = (PowR-PanumD)/(1/3 отрицательной относительной аккомодации - PanumD)
если ошибка PowR в оптической силе правого глаза имеет отрицательное значение,
VFR = (PowR+PanumD)/(1/3 положительной относительной аккомодации + PanumD)
если ошибка PowL в оптической силе левого глаза имеет положительное значение,
VFL = (PowL-PanumD)/(1/3 отрицательной относительной аккомодации - PanumD)
если ошибка PowL в оптической силе левого глаза имеет отрицательное значение,
VFL = (PowL+PanumD)/(1/3 положительной относительной аккомодации + PanumD)
VFD = больше одного из VFR и VFL
DVF = квадратный корень из суммы квадратов VFH, VFV, VFD
Функция FUNC задается таким образом, чтобы принимать значение 0 на замкнутой поверхности фузийной зоны Панума и значение 1 на замкнутой поверхности относительного значения измерения.
FUNC=9×DVF+1
i
Согласно закону Вебера, (функция зрительного утомления) оценочной точки i, соответствующей зоне комфортного движения и зоне зрительного утомления, выражается следующим уравнением.
i
(функция зрительного утомления) = десятичный логарифм от FUNC
PanumH, PanumV и PanumD представляют 1/2 горизонтального компонента, 1/2 вертикального компонента и 1/2 глубины фокусировки фузийной зоны Панума в центральной ямке. Функция зрительного утомления вычисляется на основании ошибки в оптической силе и аберрации конвергенции от левой и правой линий фиксации. Однако существует небольшая область, в которой существует только одна линия фиксации, что не позволяет вычислить функцию зрительного утомления. В таком случае, функция зрительного утомления заменяется максимальным значением функции зрительного утомления, полученным для обоих глаз, или функцией зрения, включающей в себя функцию зрения патентного документа 1, причем используются оставшиеся искажение и хроматическая аберрация в патентном документе, которая представляет собой аберрацию одного глаза. Поскольку при вычислении оптимизации зоны бинокулярного зрения используется исключительно зона одного глаза, не существует негативного эффекта, например, распределения аберрации, даже если она добавляется к оценочной функции.
[0147] С использованием уравнения (1) в качестве оценочной функции, вычисление минимального значения согласно вычислению оптимизации выполняется путем повторения этапов S2-S5 при небольшом изменении форм левой и правой линз. Когда в результате вычисления оптимизации достигается удовлетворение необходимого условия сходимости, оценочной точке присваивается строго определенное значение. Затем процесс переходит к этапу S6. После выполнения вычисления для всех оценочных точек, процесс переходит к этапу S6.
[0148] Теперь просто объясним эффект повторения этапов. Уменьшение оценочной функции эквивалентно уменьшению функции зрительного утомления за счет процесса повторения этапов. Уменьшение функции зрительного утомления означает расширение фузийной зоны. Таким образом, согласно уравнению (2) она уменьшается до тех пор, пока не возникнет возможность бинокулярного зрения. В результате, согласно уравнению, уменьшение зрительного утомления расширяет фузийную зону, что позволяет удовлетворять условию стереоскопического зрения. Таким образом, снижается вероятность зрительного утомления и появляется возможность легкого распознавания объекта.
[0149] (8) Подробное объяснение шестого этапа S6 (процесса обзора оптимизированного решения)
Рассмотрим форму линзы, полученную на пятом этапе S5. В частности, когда диапазон сенсорной фузии в окрестности проектной опорной точки линзы мал, глазные яблоки всегда должны быть в движении и никогда не останавливаться. Таким образом, возникают предпосылки к зрительному утомлению, что не пригодно для очков. В частности, в направлении бинокулярного зрения, например, он больше или равен 5 градусам. В проекции на линзу, например, он составляет около 5 мм или более в диаметре с центром в стандартной проектной точке. Такая степень ширины необходима для стабильного рецептурного измерения стандартной проектной точки очковой линзы. Таким образом, например, когда условие 5 градусов или 5 мм не удовлетворяется (когда определение на шестом этапе S6 дает "Нет"), делается вывод, что линза не пригодна в качестве очковой линзы, и делается вывод, что данная конструкция не возможна, на чем блок-схема операций завершается. В случае удовлетворения условия (когда определение на шестом этапе S6 дает "Да"), процесс переходит к седьмому этапу S7. На седьмом этапе S7 определяются формы левой и правой очковых линз.
[0150] Определив таким образом проектные значения, очковую линзу согласно варианту осуществления настоящего изобретения можно обеспечить путем осуществления нормальной обработки линзы на основании оптических проектных значений.
[0151] [3] Примеры (пример степени астигматизма 0 дптр)
Перейдем к объяснению варианта осуществления, согласно которому оценивание осуществляется в соответствии со способом оценивания очковых линз согласно вышеописанному варианту осуществления.
(1) Пример 1
В этом примере, пример вычисления остроты бинокулярного зрения для случая, когда левая и правая очковые линзы имеют сферическую диоптрическую силу - 4 дптр, и предполагается, что степень астигматизма равна 0 дптр. Результаты вычисления показаны на фиг. 18-21. Этот пример является примером оценивания для однофокусных очковых линз, и для оптимизации итерационное вычисление не осуществляется. В качестве объекта задается полусферическая поверхность бесконечного радиуса с центром в начало 1 отсчета в направлении наблюдения, в системе координат, поясненной в вышеописанном варианте осуществления. В частности, оценивание осуществляется для зрения на большое расстояние. Очковая линза представляет собой двустороннюю асферическую линзу общего назначения, и она успешно корректируется функцией зрения согласно патентному документу 2. В этом примере, для пояснения эффекта способа оценивания настоящего изобретения, фронтальный угол наклона, угол возвышения и эксцентричность линзы заданы равными 0. Расстояние от вершины роговицы до центра вращения глазного яблока равно 27,7 мм, число Аббе задано равным 32, радиус линзы задан равным 75 мм, и межзрачковое расстояние задано равным 62 мм. Для относительных значений измерения используется среднее значение для 30-летнего возраста. Для положительной относительной конвергенции, отрицательной относительной конвергенции, положительной относительной аккомодации, отрицательной относительной аккомодации и вертикальной фузийной вергенции для 30-летнего возраста, используются, соответственно, значения -1,7 MA, 0,75 MA, -1,58 дптр, 0,5 дптр и -0,65 MA.
[0152] Фиг. 18-21 составляют набор из четырех фигур и иллюстрируют следующие оценки в каждой оценочной точке линзы. В этих фигурах, горизонтальная и вертикальная оси соответствуют направлениям бинокулярного зрения. Горизонтальная ось соответствует горизонтальному направлению, и вертикальная ось соответствует вертикальному направлению. Угол измеряется в градусах. Фиг. 18 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, параллельном плоскости. Фиг. 19 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, вертикальном относительно плоскости. В каждой из фиг. 18 и 19 единицей является призматическая диоптрия. Фиг. 20 иллюстрирует состояние фузии через очковые линзы обоих глаз. На фиг. 21 самая высокая кольцевая область представляет распределение зоны зрительного утомления, область наклонной поверхности внутри серой области представляет распределение зоны комфортного движения, и плоская область внутри области наклонной поверхности представляет распределение зоны сенсорной фузии, соответственно. Фиг. 21 представляет значение функции зрительного утомления. Это безразмерная величина. Согласно фиг. 18 и 19, каждый из компонента, параллельного плоскости, и компонента, перпендикулярного плоскости, для аберрации конвергенции чрезвычайно мал, принимая значение, меньшее или равное 0,005Δ почти во всей области. Таким образом, в состоянии фузии, показанном на фиг. 20, зона сенсорной фузии занимает почти всю область направления бинокулярного зрения. Таким образом, в отношении функции зрительного утомления, показанной на фиг. 21, получается поле зрения, не имеющее зрительного утомления почти во всей области. В центральной области вблизи проектной опорной точки, функция зрения равна нулю для каждого из левого и правого глаза, хотя здесь это не проиллюстрировано, и отрицательна, поскольку фузия, т.е. условие бинокулярного зрения, выполняется.
[0153] (2) Пример 2 (пример, в котором разность между левой и правой сферическими диоптрическими силами больше или равна -2 дптр)
Далее, согласно примеру 2, осуществляется оценивание очковых линз, которое, в целом, рассматривается как определение анизометропии (большей или равной -2 дптр, между левым и правым глазом). В этом примере, сферическая диоптрическая сила правой очковой линзы задана равной -4 дптр, степень астигматизма задана равной 0 дптр, в частности, правая очковая линза идентична линзе, используемой в вышеописанном примере 1. С другой стороны, для левой очковой линзы, сферическая диоптрическая сила задана равной -6 дптр, степень астигматизма задана равной 0 дптр, и другие условия заданы такими же, как в вышеописанном примере 1. Этот пример также является примером оценивания очковых линз, и для оптимизации не осуществляется итерационное вычисление. На Фиг. 22 показана аберрация конвергенции в направлении, параллельном плоскости, на фиг. 23 показана аберрация конвергенции в направлении, перпендикулярном плоскости, на фиг. 24 показано поле фиксации через очковые линзы для обоих глаз, на фиг. 25 показаны значения функции остроты бинокулярного зрения, и используются такие же единицы измерения, как на фиг. 18-21, соответственно.
[0154] Согласно фиг. 22 и 23, компонент, параллельный плоскости и компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции одинаково велики. Таким образом, в состоянии фузии, показанном на фиг. 24, когда эффективный угол зрения зоны сенсорной фузии получается в соответствии с патентом № 4158906, получается угол приблизительно 4 градуса, и, таким образом, обязательно получается узкое поле зрения. Поскольку оно уже, чем 5 градусов, конструкцию нельзя реализовать, и она не пригодна для нормального использования. Можно утверждать, что поскольку зона сенсорной фузии на центральном участке мала, глазное яблоко не может поддерживать стабильное состояние. В результате, подтверждается, что очковые линзы, имеющие разность -2 дптр между левым и правым глазом, способны вызывать зрительное утомление. В этом варианте осуществления (2) производится классификация по признаку малости зоны сенсорной фузии в процессе исследования формы линзы на вышеописанном этапе S6. Хотя традиционно анизометропические линзы рассматривались в порядке увеличения, проблема возможности появления зрительного утомления вследствие уменьшения сенсорной фузии по причине аберрации конвергенции может возникать. Кроме того, комфортная зона представляет анизотропию разностью между горизонтальным и вертикальным компонентами относительного значения измерения. Для линзы общего назначения, функция зрительного утомления, показанная на фиг. 25, является пределом вследствие узости зоны сенсорной фузии и комфортной зоны. Когда эффективный угол комфортной зоны вычисляется в соответствии с патентом № 4158906, эффективный угол равен 32 градусов, и поле зрения является узким.
[0155] (3) Пример 3 (пример угла возвышения 20 градусов)
В качестве примера 3 была вычислена аберрация конвергенции в случае, когда оправа имеет угол возвышения. В этом варианте осуществления, условия, включающие в себя сферический эквивалент и цилиндрическую оптическую силу, такие же, как для линзы, используемой в вышеописанном варианте осуществления 1, и угол возвышения 20 градусов добавляется для оценивания, насколько велик эффект угла возвышения. Этот вариант осуществления также является вариантом осуществления для оценивания очковых линз, и оптимизированное повторяющееся вычисление не выполняется, фиг. 26 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, параллельном плоскости, и фиг. 27 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, вертикальном относительно плоскости. Фиг. 28 иллюстрирует состояние фузии через очковые линзы обоих глаз. Фиг. 29 иллюстрирует функцию зрительного утомления. Единицы измерения на этих фигурах такие же, как на фиг. 18-21.
[0156] Этот вариант осуществления отличается тем, что направление, параллельное плоскости, для аберрации конвергенции, показанное на фиг. 26, значительно больше направления, вертикального относительно плоскости, показанной на фиг. 27. Таким образом, вычисление эффективного угла зрения в зоне сенсорной фузии в состоянии фузии, показанном на фиг. 28, дает эффективный угол зрения, равный нулю. Этот результат хуже, чем результат варианта осуществления 2, и не пригоден для использования. Комфортная зона не обнаружена. Таким образом, это не так плохо, когда человек, носящий очки, не отводит взгляда от передней стороны; однако предполагается, что, когда человек, носящий очки, ходит или двигает глазные яблоки человека, носящего очки, не двигая голову человека, носящего очки, человек, носящий очки, испытывает неприятные ощущения. Дело в том, что диапазон, в котором человек, носящий очки, не ощущает глубины в направлении бинокулярного зрения, велик. Как описано выше, согласно способу оценивания настоящего изобретения, с учетом неприятных ощущений при уменьшении зоны сенсорной фузии и зоны комфортного движения, появляется возможность количественной оценки. Кроме того, в отношении функции зрительного утомления, показанной на фиг. 29, зрительное восприятие комфортной зоны равно 0 градусов. Проведя сравнение с вариантом осуществления 2, можно придти к выводу, что именно линза в большей степени приводит к утомлению, в сравнении с вариантом осуществления 2. В частности, зрительное утомление увеличивается по сравнению с анизометропической линзой, и угол возвышения очень сильно влияет на очковые линзы.
[0157] (4) Пример 4 (пример, в котором осуществляется оптимизация для очковых линз)
В примере 4, условия, включающие в себя сферический эквивалент, цилиндрическую оптическую силу и угол возвышения, такие же, как в варианте осуществления 3. В этом случае, функция, полученная прибавлением функции зрительного утомления во всех оценочных точках линзы, используется в качестве оценочной функции для оптимизации формы линзы. Таким образом, оценочная функция минимизируется путем изменения выпуклой и вогнутой форм очковой линзы при выполнении повторяющегося вычисления на этапах S2-S5. Результаты представлены на фиг. 30-33. Фиг. 30 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, параллельном плоскости, и фиг. 31 иллюстрирует аберрацию конвергенции в направлении, вертикальном относительно плоскости. Фиг. 32 иллюстрирует состояние фузии через очковые линзы обоих глаз, и фиг. 33 иллюстрирует значения функции зрительного утомления. На этих фигурах используются те же единицы измерения, что и на фиг. 17-20.
[0158] В сравнении с примером 3, можно видеть, что компонент, параллельный плоскости, и компонент, перпендикулярный плоскости, для аберрации конвергенции, показанные на фиг. 30 и 31, в значительной степени улучшены. Кроме того, состояние фузии, показанное на фиг. 32, также значительно улучшено, и вычисление эффективного угла зрения зоны сенсорной фузии дает угол зрения, равный 18 градусам. В сравнении с результатом примера 3, показанным на фиг. 28, зона комфортного движения (черная область) и зона сенсорной фузии (белая область) расширены. Угол зрения комфортной зоны функции зрительного утомления, показанный на фиг. 33, равен 61 градусу. В итоге, угол, при котором можно обеспечить бинокулярное зрение для очковой линзы и HMD, составляет 55 градусов. Это позволяет обеспечить бинокулярное зрение с помощью очковых линз. В сравнении с фиг. 29 примера 3, анизотропия также снижается. Таким образом, оптимизация с использованием оценочной функции, предложенной в настоящем изобретении, позволяет исправить аберрацию конвергенции. В результате, состояние фузии значительно улучшается, и удается получить очковые линзы, пригодные для универсального использования.
[0159] Как описано выше, согласно изобретению, количественное оценивание бинокулярного зрения очковых линз становится возможным, благодаря использованию функции зрительного утомления, включающей в себя относительные значения измерения, и фузийные характеристики бинокулярного зрения повышаются. Кроме того, поскольку можно заранее оценить развитие зрительного утомления, можно сократить риски, связанные с ношением очков. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, и допускает вариации в пределах объема настоящего изобретения.