设计眼镜镜片的方法

专利名称：设计眼镜镜片的方法
技术领域：
本发明涉及一种设计眼镜镜片的方法。
背景技术：
眼镜镜片的设计一般需通过模拟步骤以及其评估步骤。在模拟步骤中，经由计算机根据计算机模拟构造出眼球模型和镜片形状，然后对穿过镜片的光束进行评估，并且优化镜片形状以使其评估结果接近所需值。根据模拟步骤中所设计的设计值，实际制造需进行评估的镜片(下文成为“待评估镜片”)，并且在评估步骤中进行光学测量、形状确认及监视器眼镜佩戴评估(monitor spectacles-working evaluation)。此后，将评估步骤所获得之结果再次反馈至模拟步骤的所需值而获得设计的改进。所述“光学测量”系指对制得的待评估镜片进行评估，以检测此镜片的光学特性是否与模拟镜片一致，“形状确认”系指同样对制得的待评估镜片进行评估，以通过进行实际的跟踪(例如，使用三维形状跟踪仪)来检测此镜片是否已根据与由计算机所设计之数据相对应的镜片表面形状进行制造，而“监视器眼镜佩戴评估”系指对受试者通过实际佩戴具有制得的待评估镜片的眼镜而获得的印象进行评估。专利文献1和2可视为有关设计眼镜镜片及其评估方法的现有例子。这里，设计眼镜镜片时，期望通过计算机模拟可从某种程度上改善佩戴眼镜时的感觉。然而，这种眼镜的佩戴感觉是好是坏毕竟只有在实际佩戴眼镜后才能得出，因此，在评估步骤中，监视器眼镜佩戴评估极其重要。特别是在渐进屈光力镜片中，很多情况下计算机模拟所假想设定的设计与实际佩戴渐进屈光力镜片眼镜时的感觉差别要比预期的大，因此，监视器眼镜佩戴评估是很重要的。专利文献1 第2006-72192号公开未审查专利申请专利文献2 第2006-506667号国际申请的日文翻译

发明内容
本发明要解决的问题然而，并未全部揭露出佩戴眼镜时影响感觉的所有因素，并且这一感觉通常因人而异，或者因各人的主观观点而有不同感觉，因此，难以根据监视结果具体地计算这一感觉。换言之，监视结果很模糊，因此，很多情况下，镜片设计中反映监视结果的方式其实还是取决于镜片设计者的经验。因此，需要一种客观评估监视者的眼镜佩戴感觉并且在设计中反映得到的评估结果的方法。本发明业已考虑到现有技术中存在的这些问题，并且本发明的目的是提供一种设计眼镜镜片的方法，其能够对受试者实际佩戴具有待评估镜片的眼镜时的感觉进行客观评估，并且能够在镜片设计中反映通过评估此感觉而获得的结果。解决问题的手段为了解决上述问题，本发明的权利要求1的特征在于，包括评估值计算步骤，在所述步骤中，制造多个镜片表面设计不同的待评估镜片，之后通过要求受试者佩戴各所述待评估镜片而测量用于各待评估镜片的所述受试者的预定生物信息，并且计算各所述待评估镜片关于所述生物信息的预定指标的评估值；及镜片表面形状确定步骤，所述步骤中，计算在所述评估值计算步骤中计算得到的各所述待评估镜片评估值与各所述待评估镜片的镜片表面形状之间的相关作为指标特征，并且根据所述指标特征确定所述指标合适的眼镜镜片的镜片表面形状。本发明的权利要求2的特征在于，除权利要求1的结构之外，所述多个待评估镜片中的一个具有在所述镜片表面形状确定步骤中确定的镜片表面形状。本发明的权利要求3的特征在于，除权利要求1或2的结构之外，形成多个如权利要求1定义的指标并且获得的各所述指标的评估值加上特定权重。本发明的权利要求4的特征在于，除权利要求1 3中任一项的结构之外，当在所述镜片表面形状确定步骤中计算指标特征时，使用通过对在镜片表面形状确定步骤中计算得到的各所述待评估镜片的评估值进行归一化而获得的值。本发明的权利要求5的特征在于，除权利要求4的结构之外，相对于具有有别感受眼镜佩戴感觉的基准镜片计算评估值，与所述待评估镜片相比，所述基准镜片在所述评估值计算步骤中获得明显不同的评估值，并且所述基准镜片的评估值设为所述镜片表面形状确定步骤中的基准值。本发明的权利要求6的特征在于，除权利要求1 5中任一项的结构之外，所述评估值计算步骤中设定设计初始镜片，并且计算各所述待评估镜片与所述设计初始镜片之间的差作为差异矢量，并且，根据这一差异矢量以及根据在所述评估值计算步骤中计算得到的预定指标的评估值，计算其评估值大于所述设计初始镜片评估值的差异矢量，并且将与所述差异矢量相对应的变化量与所述设计初始镜片结合。本发明的权利要求7的特征在于，除权利要求6的结构之外，所述其评估值大于所述设计初始镜片评估值的差异矢量为最优差异矢量，所述最优差异矢量关于所述指标的评估值变为最大值。本发明的权利要求8的特征在于，除权利要求6或7的结构之外，将已加有与其差异矢量相对应之变化量的所述设计初始镜片设为新的设计初始镜片。本发明的权利要求9的特征在于，除权利要求1 8中任一项的结构之外，所述受试者为想要购买眼镜镜片的人，并且在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测量所述生物信肩、ο本发明的权利要求10的特征在于，除权利要求9的结构之外，将所述在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测得的生物信息经由通信手段传送至镜片加工地，并且在所述镜片加工地执行所述镜片表面形状确定步骤。本发明的权利要求11的特征在于，除权利要求9的结构之外，根据所述在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测得的生物信息进行评估值计算步骤，之后经由通信手段将结果评估值发送至所述镜片加工地，并且在所述镜片加工地执行所述镜片表面形状确定步骤。本发明的权利要求12的特征在于，除权利要求1 11中任一项的结构之外，所述预定生物信息为脑电波。本发明的权利要求13的特征在于，除权利要求1 11中任一项的结构之外，所述预定生物信息为脑血液中的氧合血红蛋白含量、脑血液中的脱氧血红蛋白含量、及脑血液中的总血红蛋白含量中的至少一种。本发明的权利要求14的特征在于，除权利要求1 13中任一项的结构之外，所述眼镜镜片为渐进屈光力镜片。如上述形成的结构中，首先使受试者佩戴多个镜片表面设计不同的待评估镜片， 并且在评估值计算步骤中测量各所述待评估镜片的受试者预定生物信息。各镜片最好进行多次测量，并且，若进行多次测量，测量的顺序不应固定，由此可消除测量误差。此外，除了仅获取一个受试者的测量结果之外，还可获取多个受试者的测量结果。待评估镜片的数量并无具体限制，且使用2 5种待评估镜片是适当的，因为如果使用太多的镜片则耗时太多。对于待评估镜片的镜片表面形状，可采用多个随机抽取的设计，或者采用多个将差异变形量加入作为初始设计的镜片表面形状的设计。上述的“随机抽取”系指随机的、 不提供特别指引的方式选择待评估镜片，因此可广泛地调查眼镜镜片的性能。若加入上述的“差异变形量”，则可更清楚地说明对设计方法加入的反馈，因为加入其中的形状使得设计的指引固定。最好同时使用“随机抽取”和“对形状加入差异变形量”，从而可提高设计精度。然而，可仅进行“随机抽取”，或仅仅进行“对形状加入差异变形量”。除待评估的设计镜片之外，可在评估中加入一种具有有别感受眼镜佩戴感觉 (differently-felt spectacles-wearing sensation)的基准镜片，与待评估镜片相比,基准镜片可获得明显不同的评估值。其原因是能够判定如此获得的脑电波测量结果是测量误差还是镜片性能。生物信息的例子包括受试者的脑电波、脑血液中的氧合血红蛋白含量、脑血液中的脱氧血红蛋白含量、脑血液中的总血红蛋白含量、肌电位、眼球运动、眨眼、体温、心率、血压、呼吸功能、及唾液成分，这些是与感觉相关的。首先，通过测量装置测量这些生物信息的变化，以获得某一数值(测量值)。若不对生物信息的测量值作任何处理，则无法理解这些测量值的含义。换言之，测量值并不表示为可评估镜片优劣的数值，因此需要给测量值加上指引。本发明中表示为“指标”。本文中，“指标”系指一种判定经由镜片进行观察时的感觉状态的标准，诸如“紧张状态”、“放松状态”、“舒适状态”、“反感状态” “可看清状态”，或“模糊状态”。为各待评估镜片计算有关生物信息的这些预定指标的评估值。为了获得评估值，须收集处于前述各指标中各个指标的状态下的生物信息，之后再对收集到的生物信息数据进行标准化，并且设定作为基准的图形(pattern)。本文中，“进行标准化”系指对指标的状态变化量与所测得生物信息变化量进行关联，并且，在“标准化” 过程中，最好使用经过“归一化”的数据以通过与“标准化”相等的尺度来对各受试者所测得的生物信息进行比较。“归一化”是用于比较用相同的标准测得的不同受试者或者同一受试者处于不同身体状态时的生物信息量的方法。例如，“归一化”是这样转换所测得的生物信息数据，即，将所测得的生物信息数据的均值和方差值设为预定值。例如，许多数据是在施加有精神压力的环境或者不存在精神压力的相反环境中收集的，并且通过对“紧张状态” 进行标准化而获得作为基准的图形，从而可根据某一任意测量值获得“紧张状态”的量化评估值。此后，在镜片表面形状确定步骤中，计算在评估值计算步骤中计算得到的各待评估镜片的评估值与各待评估镜片的镜片表面形状之间的相关性作为指标特征。之后，根据指标特征确定就该指标而言适宜的眼镜镜片的镜片表面形状。例如，可通过绘出镜片表面形状与待评估镜片的评估值之间的关系来获得固定散布图(fixed scatter diagram)。可从其分散状态而得到固定的趋势，因此通过分析这一趋势可确定指标中眼镜镜片所适用的镜片表面形状。或者，也可简单地从多个待评估镜片中选择具有最佳计算值的待评估镜片的镜片表面形状。本文中，若存在多个指标，则可采用多个指标的评估值，并且，在这一情况下，可对各指标所获得的评估值加以某一权重。所述“权重”系为了设计者的设计目的而设定，即， 是为了反映预期的设计类型。可根据设计者的目的由设计者确定权重的设定方法，或者根据计算得到的测量结果自动确定。最好使用矢量来计算指标特征。可通过将多个镜片上的参考点(测量点)所具有的差视为多维矢量而容易地进行计算。更具体地，作为一种可能的方法，计算各待评估镜片与设计初始镜片之间的形状差作为差异矢量，并且，根据这一差异矢量以及根据在评估值计算步骤中相对于预定指标计算得到的评估值，计算得到其评估值大于设计初始镜片评估值的差异矢量，并且将与所述差异矢量相对应的变化量加入设计初始镜片。若在这一情况下获得最大值，则这一最大值最好用作最优差异矢量。将以此方式确定的镜片表面形状反馈至评估值计算步骤。换言之，将与差异矢量相对应的变化量加入设计初始镜片，然后将所述已进行加入的设计初始镜片设定为新的设计初始镜片，并且再次进行类似的处理，由此能够获得更合适的镜片表面形状。应理解，可能会有两种情况，其一是受试者为镜片开发步骤中的监视器佩带者，而另一是受试者为想要购买眼镜镜片的人，其购买的眼镜镜片是通过在镜片设计中反映受试者的生物信息而设计制造的。若受试者为眼镜镜片的消费者，则最好在眼镜零售商店或医院眼科测量生物信肩、ο最好将在眼镜零售商店或医院眼科测量的生物信息具有通信手段传送至镜片加工地，并且在镜片加工地执行镜片表面形状确定步骤。本文中，“通信手段”系指宽泛地包括经由通信网络(使用终端计算机的VAN(增值网)，因特网，或WAN(广域网)等)进行的数据传输以及经由传真机发送测量结果的概念。 “镜片加工地”例如可指镜片加工工作室或镜片制造商。最好在眼镜镜片零售商店或医院眼科进行所测得生物信息的评估值计算步骤，并且将这一步骤所获得的评估值经由通信手段传送至镜片加工地，并且在镜片加工地进行镜片表面形状确定步骤。如前所述，经由通信手段将眼镜镜片消费者的生物信息或其评估值数据传送至镜片加工地，并且在镜片表面形状确定步骤中确定镜片表面形状，并且制造具有这一镜片表面形状的镜片，从而可制造适于眼镜镜片消费者的眼镜镜片并将其提高给这一消费者。上述本发明的各权利要求中，能够客观地对受试者佩戴具有待评估镜片的眼镜时的感觉的优劣进行客观评估，因此能够设计出具有反映了评估结果的更合适镜片表面形状的镜片。


图1为本发明第一实施例的处理步骤的流程图；图2为待评估镜片B的像差分布图；图3为待评估镜片C的像差分布图；图4为待评估镜片D的像差分布图；图5为示出镜片表面设计方法的示意图；图6为示出第一实施例所使用之脑电图仪的电结构的方块图；图7为示出脑电图仪的脑电波检测测颅电极布置的示意图；图8 (a)示出了各镜片“远距离观察的紧张度”评估值，图8 (a)示出了各镜片的“远距离观察的舒适度”评估值；图9示出了通过将待评估镜片B D三点连成线而形成的二次方程(二度方程)， 其中，待评估镜片B设在原点，从待评估镜片B到其他待评估镜片的形状变化沿横坐标轴设置，而总评估值沿纵坐标轴设置；图10为根据待评估镜片B的评估值加入差异变化量而设计出的新镜片E的像差分布图；图11为示出使用脑电图仪之评估方法的流程图；图12示出了在本发明的实施例中，评估值计算步骤和镜片表面形状确定步骤相互分开，并且通过因特网或传真机传送和接收数据；图13为示出第二实施例所使用之近红外光谱仪的电结构的方块图；图14为示出使用近红外光谱仪的评估方法的流程图；图15示出了设有探针的绑带佩戴到受试者上；图16为第二实施例所使用之探针的示意图；图17示出了各镜片的“近距离观察的紧张度”评估值；图18(a)示出了第二实施例中从待评估镜片K的氧合血红蛋白含量减去待评估镜片J的氧合血红蛋白含量的结果，图18(b)示出了第二实施例中从待评估镜片L的氧合血红蛋白含量减去待评估镜片J的氧合血红蛋白含量的结果；图19示出了另一实施例中通过将待评估镜片B D三点连成线而形成的二次方程，其中待评估镜片B设在原点，各待评估镜片的形状变化沿横坐标轴设置，而总评估值沿纵坐标轴设置；
具体实施例方式下文将参考附图描述本发明的实施例。(实施例1)如图1所示，第一实施例(实施例1)主要包括评估值计算步骤和镜片表面形状确定步骤，并且其特征为，通过重复执行反馈来设计最优的渐进屈光力镜片，所述反馈中，镜片表面形状确定步骤所获得的新设计镜片在评估值计算步骤中再次用作待评估镜片。1、关于待评估镜片实施例1中，使用四种镜片，即基准镜片“A”以及待评估镜片“B” “D”。这些镜片对于各受试者的镜片屈光度相同。待评估镜片B为用作设计初始点的设计。对于待评估镜片C和D，待评估镜片B增加形状变化1而形成待评估镜片C，待评估镜片B增加形状变化2而形成待评估镜片D。图2 4分别示出了各待评估镜片B D的像差分布。基准镜片A设计为与待评估镜片B D的光学性能有显著差异，并且，在普通的主观观点评估中， 基准镜片A与待评估镜片B D的眼镜佩戴感觉或感受明显不同。换言之，基准镜片A是这样的一种镜片，即，监视者佩戴具有基准镜片A的眼镜时第一感觉与待评估镜片B D的第一感觉完全不同，并且能够获得与待评估镜片B D有显著差异的评估值。现详细描述通过使待评估镜片B加上预定形状变化而形成待评估镜片C和D的镜片形状的重要性。如图5所示，在待评估镜片B上假想地设定多个分别具有清楚的二维位置的基准点“a/’ “知”。通过对基准点al an之间的距离进行插值计算可获得关于整个镜片表面的形状数据。例如，在镜片B用作设计初始点的条件下，加入镜片C的形状变化1可称为加入各镜片基准点( 、 、 、…、aj的差异变形量(CSl、Cs2、Cs3…、Csn)。尽管这一差异变形量例如可为镜片各点处的差异曲线值，但也可为差异下垂(difference sag)值，或差异棱镜值。此时，要加入镜片B的形状变化1可设为Cv (CSl、C&、Civ"、CSn)，而形状变化2可设为Dv(DSl、Ds2, Ds3…、Dsn)，它们都是定义差异变形量的矢量。换言之，具有某一方向的矢量Cv系由镜片C的差异变形量的分量构成，并且镜片B与镜片C之间的形状差异程度可由矢量Cv的方向和大小进行表示。镜片D亦是如此。实施例1中，作为例子，矢量Cv与Dv之间的关系为(矢量Cv) =1.8父(矢量0力， 即，镜片C设定为其形状变化是从镜片B加入到镜片D的形状变化2 (矢量Dv)的1. 8倍。2、关于脑电图仪实施例1中，脑电波用作计算评估值的来源。实施例1所使用的脑电图仪的电结构如图6所示。本实施例中，脑电波检测测颅电极11为例如医疗用的公知装置，并且包括如图7所示的符合国际10-20电极位置的十个电极和一个接地电极G，以及一个基准电极。 脑电波检测测颅电极11安装在受试者的头上，以检测脑电波。放大器12用以放大脑电波检测测颅电极11测得的脑电波，并且通过内建滤波电路减噪。如此测得之脑电波输出至分析计算机13。分析计算机13由CPU(中央处理器)14、存储设备15、及外围设备构成。CPU14 根据多种程序并根据已输入的基准图形数据对测得的脑电波进行比较和计算，并且计算与预定指标相关的有关受试者感觉状态的评估值。存储设备15中存储有如对CPU14的操作进行控制的程序和对多种程序可兼容应用的功能(例如，日语输入功能、打印功能等)进行管理的OA处理程序之类的基本程序。此外，存储设备15中存储有用于载入基准图形数据的程序、用于载入测量值的程序、用于对载入计算机的测量值与基准图形数据进行比较的程序等。输入设备16 (鼠标、键盘等)和监视器17连接至CPU14。3、脑电波的测量-评估值的计算现参考图11描述使用脑电图仪的评估方法。首先，将脑电波检测测颅电极11安装到受试者上。此后，使受试者佩戴基准镜片 A，并且开始记录数据。就测量而言，连续执行闭眼静止测量(约30 60秒)和评估任务测量(约30秒 2分钟)，然后使受试者佩戴待评估镜片B，并且以重复闭眼静止测量和评估任务测量的方式重复循环流程，直至所有的待评估镜片测量完毕。
“闭眼静止测量”系指在闭眼状态下进行的脑电波测量，并且用作测量的背景。“评估任务测量”系指要求受试者进行任务时进行的测量，例如，可要求进行如下任务当要评估渐进屈光力镜片的远视侧部分时，“受试者的注视点转至远视侧部分的预定点，然后观察固定在远处的目标标识(例如，风景、朗多环视标(Landolt ring)等)”。另一方面，当要评估渐进屈光力镜片的近视部分的可用性时，例如，可要求进行如下任务“以预定顺序观察固定在近处的目标(例如，受试者熟悉的报纸或杂志)”。此外，当要评估眼镜镜片的变形或震动时，要求进行容易感觉到变形或震动的任务。因此，评估任务测量中，要求受试者进行在某特定情况下使用待评估镜片的各个部分的任务，并且在此任务状态下测量脑电波，从而，可以脑电波的形式记录受试者佩戴具有待评估镜片的眼镜时受试者的大脑感觉方式。对于待评估镜片的佩戴顺序，可首先佩戴基准镜片A，或者随机佩戴镜片A D。此外，当多次进行测量时，或者当对多个受试者进行测量时，每次测量中的评估顺序最好为随机，从而可消除由测量顺序造成的影响。下文将描述由脑电图仪的CPU14进行的计算步骤，其计算与预定指标有关的评估值。CPU14分析在脑电波测量结果中含有多少预定指标中的脑电波基准图形(其例如通过预备试验进行预设并且存储在图6的存储设备中)，并且量化其中所包含的基准图形作为有关该指标的评估值。“预定指标中的脑电波基准图形”系指采用多个受试者重复测量特定感觉状态下的脑电波而得到的标准化了的基准图形，并且，在实施例1中，假设建有两种类型的基准图形数据，它们分别指示“紧张状态”和“舒适状态”。CPU14对基准图形数据和测得的脑电波数据进行比较，并且基于与基准图形数据的差计算与这些指标相关的评估值。实施例1中， 对于基准镜片A和待评估镜片B D中的每个镜片，计算关于三十七个受试者的个人评估值，然后对结果评估值进行归一化以使得均值变为O而方差变为1，并且求归一化值的平均值。图8(a)和8(b)示出了结果。这一数据中，方差分析确认由5%显著性水平的显著差异，并且图8(a)示出了随着紧张度的减小镜片成比例地变得更为优良，而图8(b)示出了随着舒适度的增大镜片成比例地变得更为优良。4、基于评估值的新镜片表面形状设计从图8(a)和8(b)可知，对于待评估镜片B D，相比设计初始点(待评估镜片B) 的评估值，待评估镜片D的评估值变得更大，而待评估镜片C的评估值变得更小。这表明， 若设计初始点(待评估镜片B)加入了形状变化2(矢量Dv，“l、关于待评估镜片”部分中提及)，则评估值增大，若加入了形状变化1 (矢量Cv)，则评估值变小。因此，以下面方式量化评估值。其使得能够利用算术方法寻找使得所述评估值大于设计初始点(待评估镜片B) 之评估值的形状变化(矢量)，并且使之能够反馈至镜片表面形状的设计。(1)对于待评估镜片B D，计算待评估镜片B D的评估值与基准镜片A的评估值之间的差。若评估值更适于使用较小的值，则对所述差进行正负求反运算。换言之，图8(a)中的“远距离观察的紧张度”进行了求反运算，待评估镜片B变为 1. 58，待评估镜片C变为1. 39，待评估镜片D变为1. 82，而图8(b)中的“远距离观察的舒适度”中的待评估镜片B变为1. 18，待评估镜片C变为0. 77，待评估镜片D变为1. 38。此处的数值为标准化数值，因此没有特别单位。
(2)分别对这两个指标赋予权重。实施例1中，“远距离观察的紧张度”的权重设为0. 8，而“远距离观察的舒适度”的权重设为0. 2。可任意变化这些权重。因此，这两个分别加权的指标的总评估值为待评估镜片B中为 1. 58X0. 8+1. 18X0. 2 = 1. 500，待评估镜片 C 中为 1. 39X0. 8+0. 77X0. 2 = 1. 266，而待评估镜片 D 为 1. 82X0. 8+1. 38X0. 2 = 1. 736。(3)形状变化1与形状变化2之间的存在(矢量Cv) = 1. 8X (矢量Dv)的关系， 这在“1、关于待评估镜片”部分中已作了说明，因此，在镜片B位于原点的情况下，镜片B与镜片C之间的距离可设为1.8，而镜片B与镜片D之间的距离为1.0。此处，“距离”系指某一镜片设计与某一另外的镜片设计之间间隙的度，并且由矢量的方向和大小定义。实施例 1中，矢量Cv和矢量Dv的方向相同，因此，距离是矢量的大小。如图9所示，这数值设为沿横坐标轴的相对值，而上述总评估值设为沿纵坐标轴， 并且画出包含待评估镜片B D三点的线，且计算由将这三点连成线的二次方程(即，二度方程)所得到的最大值与镜片B之间的距离。从而，最大值存在于镜片B与镜片D之间，并且离镜片B的距离为0. 76。(4)通过0. 76 X (矢量Dv)的差异变化量加入设计B而对整个镜片表面进行插值计算，并且获得新设计E (图10)。在以此方式获得新设计E之后，生成设计E加入形状变化3的设计F以及设计E加入形状变化4的设计G，随后，再次对这三个镜片和基准镜片A进行脑电波测量的评估步骤， 然后重复进行分析，从而，在设计中能够反映可从生物信息测量有效地获得的客观感觉。实施例1为这样的例子，S卩，其以镜片开发阶段的多个监视器佩戴者(评估者)为受试者，并且通过重复执行这一设计处理，镜片表面的设计中能够对反映可从生物信息测量有效地获得的客观感觉。另一方面，若受试者是想要购买眼镜镜片的消费者，除实施例1的各步骤之外，则例如可在眼镜镜片零售商店或医院眼科收集生物信息，并且这一生物信息或经由评估值计算步骤获得的评估值可通过因特网之类的通讯手段传送至镜片制造商等，并且在镜片制造商(等)处基于所述评估值进行镜片表面形状确定步骤。这一过程使得能够反映从眼镜镜片购买者(其为设计的受试者)的生物信息测量获得的客观感觉。实施例1的结构具有如下效果。(1)对于待评估镜片B D，计算有关两种脑电波指标的评估值，并且，根据这些评估值，将待评估镜片B D的更佳设计转换为矢量并且将之反馈，因此，能够对监视器评估进行客观反映，而这是现有技术中无法做到的。(2)具有有别感受眼镜佩戴感觉的基准镜片A (其表现出明显不同的评估值)用作与待评估镜片B D进行比较的镜片，因此，在能够进行评估的同时确保测量错误的频率为低。(3)对认为是较重要的指标(本文中，为“远距离观察的紧张度”)加有较大的权重，因此，可反映设计者的设计策略，并且可通过在反映监视器评估的同时采用设计者的设计理念，来设计更接近理想渐进屈光力镜片的镜片。(实施例2)第二实施例(实施例2)中，使用脑血液中氧合血红蛋白含量的测量值，而实施例1中使用脑电波为计算评估值的来源。此外，实施例2中，到眼镜零售商店的眼镜购买者作为受试者，并且提供反映通过测量来眼镜零售商店的眼镜购买者的生物信息所获得之感觉的眼镜，而实施例1中，镜片开发阶段的监视器佩带者(评估者)作为受试者。1、关于待评估镜片实施例1中，使用三种待评估镜片“J” “L”镜片。这些镜片都是渐进屈光力测试镜片，即，其远视部分的屈光度为s-o. 00D，并且其具有与受试者的附加屈光度相对应的附加屈光度。测试镜片用以使得眼镜购买者能够近乎实际地体验成品眼镜(例如，在眼镜零售商店完成制造)的状态，并且以这样的方式使用，即，在试镜架上叠放S屈光度镜片、C屈光度镜片、棱镜镜片等。与实施例1不同，实施例2不使用基准镜片。待评估镜片已在实施例1中作了详细描述，因而此处省略。这些镜片中，待评估镜片J形成为用作设计初始点的设计。对于待评估镜片K和L，对待评估镜片J加上形状变化5而形成待评估镜片K，对待评估镜片J加上形状变化6而形成待评估镜片L。对要加入待评估镜片J之基准点的差异变形量进行矢量化，并且以与实施例1相同的方式，要加入镜片J的形状变化5设为Kv(KSl、 Ks2, Ks3-> Ksn)，要加入镜片 J 的形状变化 6 设为 Lv (Ls1, Ls2, Ls3···、Lsn)。2、测量血液中所含的氧合血红蛋白的近红外光谱仪实施例2中，使用近红外光谱仪对大脑的活动部分中血液的氧合血红蛋白含量进行测量。当大脑的某一部分被激活时，流至这一部分的血液量增大，并且血红蛋白的总量增大。此外，当大脑的这一部分被激活时，活动部分中的氧合血红蛋白含量增大，并且其中的脱氧血红蛋白的含量减少。因此，为了评估镜片，利用这一生理现象对受试者的大脑的活动部分中血液的氧合血红蛋白含量进行测量。实施例2的近红外光谱仪的电结构如图13所示。如图16所示，探针21包括用作光发射部的LED光源22以及用作光接收部的光电传感器23。从LED光源22朝向活体内部发出一束近红外光，并且由光电传感器23检测已穿过活体内部、已散射的、且已减弱的所述光。实施例2中，使用探针21附接至其上的绑带 M，所述探针21的数量为水平方向有四根，而垂直方向有两根，绑带M佩戴头部，覆盖用于测量的大脑前额区域，如图15所示。前额区域是控制精神活动的部分，与大脑中的记忆、感情及动作控制有关。因此，这一区域是大脑中能最活跃地以氧合血红蛋白含量增大或减小的方式反映镜片观察的差异。由探针21测量的近红外光输出至分析计算机25。分析计算机25由CPU(中央处理器)沈、存储设备27、及外围设备构成。此外，分析计算机25包括输入设备观、监视器四等。这与实施例1的分析计算机13类似，因此省略其详述。3、血液中氧合血红蛋白的测量——评估值的计算现参考图14描述使用近红外光谱仪的评估方法。首先，将已附接有探针21的绑带M佩戴到受试者上，以使从LED光源22朝向大脑内部发出近红外光，如图15所示。此后，将一种待评估镜片加上受试者的S屈光度、C屈光度、棱镜屈光度等放入试镜架，并且受试者佩戴这一试镜架。就测量而言，连续执行睁眼静止测量(约30秒)和评估任务测量(约30秒)，待评估镜片J的测量结束之后立即要求受试者佩戴待评估镜片K，并且以重复睁眼静止测量和评估任务测量的方式重复循环流程，直至所有的待评估镜片测量完毕。实施例2中，为了评估渐进屈光力镜片的远视侧部分的眼镜佩戴感觉，评估任务要求受试者观察靠近受试者手部的评估指标。为了减轻受试者的负担并且获得精确的测量结果，睁眼静止测量时间和评估任务测量时间最好设得尽可能地短。待评估镜片的安装顺序可随机取镜片J L。若进行多次测量，或者对多个受试者进行测量，则每次测量中的评估顺序最好为随机，从而可消除由测量顺序造成的影响。测量中，在将睁眼静止状态定义为待评估镜片J L的固定状态(即，作为零点) 的条件下，在佩戴各个镜片所进行的评估任务测量中测量氧合血红蛋白含量、脱氧血红蛋白含量、及总血红蛋白含量，并且计算镜片K与镜片J之间以及镜片L与镜片J之间的差异光谱，并且图18(a)和18(b)示出了氧合血红蛋白含量的差异光谱之间的差别，这与已最显著地反映了镜片之间性能差的探针相关。实施例2中，对于待评估镜片J L，通过与实施例1相同的方式对经过30秒后所获得的氧合血红蛋白含量变化值进行归一化以使均值变为0而方差变化1，以获得评估值， 并且图17示出了所述评估值。由图17可知，大脑上装有探针的部分的负担随进行评估任务时数值的减小而成比例减小，即，图17表明镜片的紧张度随进行评估任务时数值的减小而成比例减小。4、基于评估值的新镜片表面形状设计如图12所示，实施例2中，在眼镜镜片零售商店等地方进行评估值计算步骤，并且将图17中获得的评估值通过因特网或传真机之类的通讯手段传送至镜片制造商，并且在镜片制造商处进行镜片表面形状确定步骤。作为待评估镜片J L之间的比较结果，由图17可知，就“紧张度”指标而言，待评估镜片L的评估值比待评估镜片J的评估值稍差，而待评估镜片K的评估值比待评估镜片J的评估值差很多。由此，待评估镜片J接近最优设计，并且可通过根据与实施例1相同的方法使得图17的数据与差异矢量Kv和Lv相关联而获得最优差异矢量，并且可通过将这一差异矢量加入待评估镜片J而生成反映受试者感觉的设计。因此，通过在镜片制造商处制造以此方式设计的镜片以及通过将这些镜片提供至眼镜零售商店，能够提供反映已成为受试者的眼镜镜片购买者之感觉的眼镜镜片。实施例2的结构具有如下效果。(1)对于待评估镜片J L，通过使用氧合血红蛋白并将在经镜片远视侧部分观察时测量的紧张度设为指标，来计算评估值，并且，根据这些评估值，将待评估镜片J L的更佳的设计转换为矢量并且将其反馈，因此，能够客观地反映监视器评估，而这是现有技术中无法做到的。(2)若受试者为眼镜镜片的购买者，则设计、制造并提供的眼镜镜片能够反映这个人在镜片设计中佩带眼镜时的感觉。可对本发明作如下的修改和实现。-尽管在上述实施例中根据待评估镜片B D以及J L设计具有更合适评估值的新镜片，从而确定基于前述指标的合适的镜片表面形状，然而，可根据评估值从已制造的待评估镜片中选择最优的待评估镜片，并且可根据这一镜片确定合适的镜片表面形状。例如，在实施例2中检查待评估镜片J L。
图18(a)中，已从待评估镜片K的测量值减去待评估镜片J的测量值。图18(b) 中，已从待评估镜片L的测量值减去待评估镜片J的测量值。比较这两幅评估任务测量期间纵坐标都为正的图可知，特别是在图18(a)中，在进行用于测量的评估任务时获得的值急剧升高。由此，应理解，当对待评估镜片J L的远视侧部分的眼镜佩戴感觉进行互相比较时，镜片J为最佳，镜片L比镜片J稍差，而镜片K最差。根据这一评估方法，镜片J可确定为待评估镜片J L中的合适镜片，并且可用作最佳眼镜镜片，并且可设为初始镜片。-实施例1中，对待评估镜片进行三点绘图，并且通过二度方程表示其特性。尽管在点的数量为三时可容易地形成具有最大值的二度方程(或η度方程(“η”大于等于二))， 但倘若利用三点或三点以上形成具有最大值的η度方程，则亦可使用近似点。此外，用于获得最大值的近似曲线不限于二度方程(或η度方程)。-可如实施例1获得具有最大值的二度方程，并且，若画出的点线单调增大(例如， 如图19所示)，则可自由设定反馈至设计以选择已有最高评估之设计(图19中的设计C) 的新的点。-尽管在实施例1中将从脑电波分析获得的两种指标用作评估轴，但也可用例如根据SD方法的点来代表现有的主观监视问卷调查，并且这些点亦可作为反馈至设计的因子。-尽管将脑电波或者脑血液中的氧合血红蛋白含量用作实施例1中的生物信息， 但也可测量脑电波和眨眼之类的多种生物信息，并且可以与实施例1相同的方法对这些生物信息进行加权，并且进行数字处理。由此获得的数据亦可用作反馈至设计的因子。-尽管实施例1中均代表差异变化量的形状变化1(矢量Cv)和形状变化2 (矢量 Dv)可设为具有相同方向的矢量以清晰地说明分析方法，但这些镜片之间的矢量不必具有相同的方向。若矢量的方向不同，则横坐标轴作为可想到的方法用于图10中的矢量。-尽管在实施例1中每次连续测量四种待评估镜片，但也可根据以一对镜片的形式测量镜片这样的方法测量镜片，也就是说，以基准镜片A和与基准镜片A配对的镜片的形式，诸如基准镜片A和待评估镜片B，基准镜片A和待评估镜片C，或基准镜片A与待评估镜片D，并且分析与基准镜片A对比的测量差作为待评估镜片B D的镜片性能。-基准镜片中，镜片佩戴感觉确实有所不同这一事实是重要的，因此，举例来说，若待评估镜片为渐进屈光力镜片，则可选择单焦镜片或者屈光度为0的镜片作为作为基准镜片。-尽管上述各实施例的待评估镜片(以及实施例1中的基准镜片)具有相同的屈光度，但也可选择屈光度互不相同的镜片作为待评估镜片。例如，实施例2包括附加屈光度不相同的待评估设计。-尽管在上述实施例中使用矢量理论以定义差异变形量，也可转换为实际计算中的行列式。-尽管实施例2中宜氧合血红蛋白含量用作生物信息，但也可使用同时测量的脱氧血红蛋白含量或者总血红蛋白含量(总含量)。氧合血红蛋白含量增加则脱氧血红蛋白含量相对减少，因此，脱氧血红蛋白含量亦可用作近红外光谱仪测量值来代替氧合血红蛋白含量。此外，上述实施例中，脑血液中的血红蛋白总含量根据进行评估任务测量的环境而增加或减少，因此，可由近红外光谱仪测量这一的血红蛋白总含量，并且可基于受环境影响的血红蛋白总含量计算以及使用评估值。-尽管实施例2中氧合血红蛋白含量用作生物信息，但与氧合血红蛋白含量同时测量的脱氧血红蛋白含量和总血红蛋白含量(总量)也可用作生物信息，并且亦可例如基于脱氧血红蛋白含量与氧合血红蛋白含量之比或者脱氧血红蛋白含量与血红蛋白总含量之比的变化来计算以及使用评估值。-实施例2中，任务中的积分值或最大值之类的预定参数可为评估值的另一例子。-对于其他例子，本发明可以不脱离本发明主旨的形式自由实现。
权利要求
1.一种设计眼镜镜片的方法，所述方法包括评估值计算步骤，在所述步骤中，制造多个镜片表面设计不相同的待评估镜片，之后通过要求受试者佩戴各所述待评估镜片而为各待评估镜片测量所述受试者的预定生物信息， 并且计算各所述待评估镜片的关于所述生物信息的预定指标的评估值；及镜片表面形状确定步骤，所述步骤中，计算在所述评估值计算步骤中计算得到的各所述待评估镜片的评估值与各所述待评估镜片的镜片表面形状之间的关联性作为指标特征， 并且根据所述指标特征确定就所述指标而言合适的眼镜镜片的镜片表面形状。
2.如权利要求1所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述多个待评估镜片中的一个具有在所述镜片表面形状确定步骤中确定的镜片表面形状。
3.如权利要求1或2所述的设计眼镜镜片的方法，其中形成多个如权利要求1中定义的指标，并且对所获得的关于各所述指标的评估值加上特定权重。
4.如权利要求1 3中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中，当在所述镜片表面形状确定步骤中计算指标特征时，使用通过对在评估值步骤中计算得到的各所述待评估镜片的评估值进行归一化而获得的值。
5.如权利要求4所述的设计眼镜镜片的方法，其中，相对于具有有别感受眼镜佩戴感觉的基准镜片计算评估值，与所述待评估镜片相比，所述基准镜片在所述评估值计算步骤中获得明显不同的评估值，并且所述基准镜片的评估值设为所述镜片表面形状确定步骤中的基准值。
6.如权利要求1 5中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中，在所述评估值计算步骤中设定设计初始镜片，并且计算各所述待评估镜片与所述设计初始镜片之间的差作为差异矢量，并且，根据这一差异矢量以及根据在所述评估值计算步骤中计算得到的关于预定指标的评估值，计算其评估值大于所述设计初始镜片评估值的差异矢量，并且将与所述差异矢量相对应的变化量与所述设计初始镜片结合。
7.如权利要求6所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述其评估值大于所述设计初始镜片评估值的差异矢量为最优差异矢量，所述最优差异矢量关于所述指标的评估值变为最大值。
8.如权利要求6或7所述的设计眼镜镜片的方法，其中将已加有与其差异矢量相对应之变化量的所述设计初始镜片设为新的设计初始镜片。
9.如权利要求1 8中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述受试者为想要购买眼镜镜片的人，并且在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测量所述生物信息。
10.如权利要求9所述的设计眼镜镜片的方法，其中将所述在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测得的生物信息经由通信手段传送至镜片加工地，并且在所述镜片加工地执行所述镜片表面形状确定步骤。
11.如权利要求9所述的设计眼镜镜片的方法，其中对所述在眼镜镜片零售商店或者医院眼科测得的生物信息执行所述评估值计算步骤，之后经由通信手段将得到的评估值发送至所述镜片加工地，并且在所述镜片加工地执行所述镜片表面形状确定步骤。
12.如权利要求1 11中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述预定生物信息为脑电波。
13.如权利要求1 11中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述预定生物信息为脑血液中的氧合血红蛋白含量、脑血液中的脱氧血红蛋白含量、及脑血液中的总血红蛋白含量中的至少一种。
14.如权利要求1 13中任一项所述的设计眼镜镜片的方法，其中所述眼镜镜片为渐进屈光力镜片。
全文摘要
本发明的目的是客观评估实际佩戴待评估镜片时使用者的感觉，并且在镜片设计中反映评估结果。该方法包括评估值计算骤步，其中制造多个镜片表面设计不同的待评估镜片，对佩戴镜片的受试者进行测量以获得各获得关于各镜片的脑电波之类的预定生物信息，并且计算各所述待评估镜片有关所述生物信息的预定指标(例如，相对于“紧张状态”)的评估值；还包括镜片表面形状确定步骤，其中计算在所述评估值计算步骤中计算得到的评估值与镜片表面形状之间的相关性作为指标特征，并且根据所述指标特征确定所述指标中合适的用于眼镜镜片的镜片表面形状，并且将确定的镜片表面形状在评估计算步骤中反馈至待评估镜片的形状。
文档编号G02C7/02GK102165362SQ200980138110
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月23日 优先权日2008年9月24日
发明者仓俣考志, 铃木雅也, 长江泉希 申请人:东海光学株式会社