CN101842683B

CN101842683B - 眼镜镜片评价方法、使用其的眼镜镜片设计方法、眼镜镜片制造方法、眼镜镜片制造***和眼镜镜片

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Publication number: CN101842683B
Application number: CN2008801141391A
Authority: CN
Inventors: 山梶哲马
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-10-30
Also published as: US20120218513A1; WO2009057708A1; JP5116773B2; EP2207021A4; RU2010116975A; US8474975B2; US8226230B2; US20110194067A1; EP2207021A1; RU2442125C2; JPWO2009057708A1; CN101842683A

Abstract

通过充分考虑眼睛的功能来充分评价、设计和制造眼镜镜片。一种用于通过使用视力函数来评价眼镜镜片的眼镜镜片评价方法特征在于：所述视力函数具有包括相对调节的因子，所述相对调节代表以屈光度表示的、在保持凝视点的会聚的同时获得清晰视野的范围。

Description

眼镜镜片评价方法、使用其的眼镜镜片设计方法、眼镜镜片制造方法、眼镜镜片制造***和眼镜镜片

技术领域

本发明涉及一种在设计和制造眼镜镜片时评价眼镜镜片的性能中使用的眼镜镜片评价方法、以及使用该评价方法的眼镜镜片设计方法、眼镜镜片制造方法、眼镜镜片制造***和眼镜镜片。

背景技术

过去，在为相应的个人眼镜佩戴者定制(也称为根据订单制作)的个性化的眼镜镜片以及作为现成产品的普通(通用)眼镜镜片二者中，通常，已经如下所述获得了眼镜镜片的光学性能。也就是说，在假设了光学***(在该光学***中，通过眼镜镜片的三维形状、眼镜佩戴参数和处方屈光度(prescriptiondioptric power)以及具有用于清晰视野(vision)的处方距离的物体表面等来定义所述光学***)之后，通过公知的光学计算方法等查明从物体表面发出并且穿过眼镜镜片的光线或光通量的轨迹，并且，基于所获得的轨迹离期望的轨迹有多近等，获得镜片的光学性能。此外，眼镜镜片的设计已经成为使得进行设计以便在进行性能评价的同时寻找具有接近目标性能的性能的镜片(参见专利文献1)。

例如，专利文献2描述了基于波面光学来进行使用高精度光学计算的眼镜镜片设计，并且提到了其光学性能以及定性地描述了监控结果。此外，作为眼镜镜片的渐进力(progressive power)镜片具有作为处方屈光度的与个人调节力相对应的附加力(addition power)，并且进行与该附加力相对应的设计，使得可以将渐进力镜片视为一种个性化的眼镜镜片。专利文献3描述了通过试验佩戴渐进力镜片的监视器(monitor)在改变圆柱屈光度和散光值的同时评价渐进力镜片，以及基于该评价结果来进行设计。

[专利文献1]日本未审专利申请公布的官方公报No.2000-186978

[专利文献2]Ibid.No.2000-111846

[专利文献3]Ibid.No.2000-209012

发明内容

上述用于评价和设计眼镜镜片的传统方法是主要基于由眼镜镜片的镜片表面的三维形状等确定的光学性能的方法，不能说已经适当地使用了与除了佩戴眼镜镜片的人的视力以外的视觉功能的关系作为评价因素。也就是说，作为与人类视觉功能的关系，仅仅分析了光学性能和通过试验佩戴眼镜镜片的监视器进行的评价的结果之间的相关性。传统方法大多数是这样的方法：当与光学性能对应的监视器的评价结果也令人满意时，其基于所述相关性而将眼镜镜片认定为很好的眼镜镜片。

本发明的目的是提供一种眼镜镜片评价方法、眼镜镜片设计方法、眼镜镜片制造方法、眼镜镜片制造***和眼镜镜片，其在进行眼镜镜片的评价、设计和制造时，通过将本发明人第一次注意到的除了视力以外的视觉功能包括作为用于评价的参数、从而适当地利用光学性能和佩戴眼镜镜片的人的视觉功能之间的关系作为评价因素，而允许评价、设计和制造眼镜镜片的更适当的方式。

为了解决上述问题，根据本发明的眼镜镜片评价方法使用包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数来评价眼镜镜片。

注意，相对调节力是指以屈光度(diopter)表示的、在保持凝视点的会聚的同时获得清晰视野的范围。

根据本发明的眼镜镜片设计方法包括以下步骤：使用包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数作为评价函数来进行优化计算。

根据本发明的眼镜镜片制造方法包括以下过程：使用包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数作为评价函数来进行优化计算，并且基于通过该优化计算获得的光学设计值来制造眼镜镜片。

根据本发明的眼镜镜片制造***是这样的眼镜镜片制造***：在该眼镜镜片制造***中，订购方侧计算机与制造侧计算机通过网络互连，所述订购方侧计算机在眼镜镜片订购方侧提供，并且具有执行下达眼镜镜片订单所必需的处理的功能，所述制造侧计算机具有接收来自订购方侧计算机的信息并且执行用于接收眼镜镜片订单所必需的处理的功能。

订购方侧计算机将包括调节力或相对调节力的测量值的、设计眼镜镜片必需的信息传送到制造侧计算机。

制造侧计算机被配置为包括：

数据输入部分，被配置为输入包括从订购方侧计算机发送的包括调节力或相对调节力的数据，

视力函数计算部分，被配置为基于所输入的数据，针对眼镜镜片上的多个评价点计算光学性能值作为视力函数，

评价函数优化部分，被配置为通过使用由视力函数计算部分计算的视力函数作为评价函数来优化光学性能值，

视力函数评价部分，被配置为将所述视力函数与预定阈值进行比较以由此评价光学性能值，

设计数据校正部分，被配置为当作为由视力函数评价部分执行的评价结果、视力函数的值没有达到预定视力时，校正眼镜镜片的设计数据，

光学设计值确定部分，被配置为根据视力函数评价部分对于眼镜镜片上的多个评价点中的每一个完成评价的结果来确定设计数据，以及

设计数据输出部分，被配置为将光学设计值确定部分确定的最终设计数据提供给用于处理眼镜镜片的设备。

此外，根据本发明的眼镜镜片被配置为基于光学设计值来形成，所述光学设计值是通过使用包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数作为评价函数进行优化计算而获得的。

此外，根据本发明的眼镜镜片被配置为使得在单光(single-vision)镜片的光学中心或渐进折射力镜片的用于测量远距(distant)折射力的基准位置处的折射力包括与调节力对应的折射力。

根据本发明人的调查，发现在过去对眼镜镜片的评价和设计没有考虑病人的调节力，尤其是相对调节力，并且最终通过假设在病人侧没有相对调节力来进行眼镜镜片的评价和设计。然而，普通病人具有调节力和相对调节力，使得传统的评价和设计方式不一定是最适当的方式。如在这里将在下面详细描述的，已经变得清楚的是，在评价和设计眼镜镜片时，通过使用包括相对调节力作为因子的视力函数可以进行更合适的评价和设计。

此外，当眼球进行远距注视(distant vision)时，通常，不涉及调节力和会聚。因此，在传统眼镜镜片中，当主要想校正远距注视时，尚不需考虑(相对)调节力。例如，由于调整渐进折射力镜片的远距折射力和单光镜片的光学中心以校正远距注视时的视力，因此已经排除了调节力或相对调节力。

另一方面，作为使用眼镜镜片的方式，常常不仅在单光镜片的光学中心处，还在渐进折射力镜片的远距折射力的基准位置处进行近距/中距注视。然而，在这种近距/中距注视中，对于除了没有调节力的人(例如老人等)以外的人，出现过度校正状态，并且眼球上的额外负担可能升高。根据本发明，由于使远距折射力(光学中心)成为考虑调节力的折射力，因此获得舒适的视野变得相对容易，该舒适的视野即使在涉及调节力的产生的近距/中距注视中也不对眼球施加负担。

此外，根据本发明，特别是对于渐进近距部分的更适当的评价和设计在原理上是可行的。

附图说明

图1是图示示出眼球的折射误差(refractive error)和视力之间的关系的Peters图的图。

图2是图示示出眼球的折射误差和视力之间的关系的另一个Peters图的图。

图3是图示示出眼球的折射误差和视力之间的关系的另一个Peters图的图。

图4是示意性地示出通过对在示出眼球的折射误差和视力之间的关系的Peters图中包括的5岁至15岁年龄等级的数据进行采样获得的结果的图。

图5是图示通过使图4的数据关于原点对称获得的视力函数的图。

图6是示出图4所示的5岁至15岁年龄等级的Peters图向以PE(度差(power error))为横轴并且以AS(散光)为竖轴的坐标系变换的结果的图。

图7是图示基于图6形成的视力函数的图。

图8是示出图7向S相对C坐标系变换的结果的图。

图9是图示从图4所示的5岁至15岁年龄等级的Peters图仅提取生理散光获得的结果的图。

图10是示出图示年龄和调节力之间的关系的Duane图的图。

图11是示出图示会聚和调节力之间的关系的另一个Duane图的图。

图12是图示基于Duane图形成的5岁至15岁的人的舒适区域的图。

图13是图示基于Duane图形成的25岁至35岁的人的舒适区域的图。

图14是图示基于Duane图形成的45岁至55岁的人的舒适区域的图。

图15是图示基于Duane图形成的75岁的人的舒适区域的图。

图16是图示根据本发明实施例的用于设计眼镜镜片的方法的流程图。

图17是图示根据本发明实施例的眼镜镜片制造***的示意图。

图18是图示根据本发明实施例的眼镜镜片制造***中提供的制造侧计算机的功能的功能框图。

图19是图示根据本发明实施例的、对于10岁从使用视力函数进行的第一眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图20是图示根据本发明实施例的、对于30岁从使用视力函数进行的第一眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图21是图示根据本发明实施例的、对于50岁从使用视力函数进行的第一眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图22是图示根据本发明实施例的、对于75岁从使用视力函数进行的第一眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图23是图示根据本发明实施例的、对于15岁从使用视力函数进行的第二眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图24是图示根据本发明实施例的、对于30岁从使用视力函数进行的第二眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图25是图示根据本发明实施例的、对于50岁从使用视力函数进行的第二眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图26是图示根据本发明实施例的、对于75岁从使用视力函数进行的第二眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图27是图示根据本发明实施例的、对于10岁从使用视力函数进行的第三眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图28是图示根据本发明实施例的、对于30岁从使用视力函数进行的第三眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图29是图示根据本发明实施例的、对于50岁从使用视力函数进行的第三眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图30是图示根据本发明实施例的、对于75岁从使用视力函数进行的第三眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图31是图示根据本发明实施例的、对于10岁从在远距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图32是图示根据本发明实施例的、对于30岁从在远距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图33是图示根据本发明实施例的、对于50岁从在远距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图34是图示根据本发明实施例的、对于75岁从在远距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图35是图示根据本发明实施例的、对于10步从在近距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图36是图示根据本发明实施例的、对于30岁从在近距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图37是图示根据本发明实施例的、对于50岁从在近距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

图38是图示根据本发明实施例的、对于75岁从在近距离处使用视力函数进行的第四眼镜镜片的评价获得的结果的log MAR图。

具体实施方式

下文描述的是根据本发明实施例的用于评价眼镜镜片的方法，并且还描述了根据本发明实施例的用于设计眼镜镜片的方法、用于制造眼镜镜片的方法、用于制造眼镜镜片的***和眼镜镜片。

将按照以下各项的顺序来进行描述。

[1]用于评价眼镜镜片的方法

1：视力函数的概略解释

2：用于调节力0的视力函数的形成

3：从相对调节力的观点进行的Peters图的解释

4：按照年龄分类的Donders图的形成

5：视力函数的形成

(1)舒适区域

(2)眼镜镜片的调节效果

(3)对于镜片后方顶点(vertex)处的视力函数的定义的说明

(4)散光AS和视力劣化之间的关系

(5)正向(positive)相对调节力中的生理散光

[2]用于设计和制造眼镜镜片的方法

[3]用于制造眼镜镜片的***

[4]眼镜镜片

[5]实施例

[1]用于评价眼镜镜片的方法

1：视力函数的概略说明

根据本发明实施例的用于评价眼镜镜片的方法是被设计用于使用视力函数来评价定制的眼镜镜片的方法，该视力函数包括调节力或相对调节力作为因子。更具体地，使用关系表达式来计算本发明的视力函数，所述关系表达式例如包括度差(PE)、散光(AS)、相对调节力(AA)和散光函数，所述散光函数包括年龄或相对调节力作为变量。这里，散光函数是乘以与随着增长的年龄而下降的散光视力(在下文中，也称为随着变老而下降的散光视力)相对应的校正系数(bk)的函数。注意，可以包括与生理散光(astigma)相对应的另一个校正系数。

也就是说，视力函数大略是通过以下方式形成的函数：将上升为二次幂的度差和相对调节力之间的差(A)(即，A²)和上升为二次幂的包括年龄或调节力作为变量的散光函数(B)(即，B²)相加以产生和；随后将所述和的平方根(即，(A²+B²)^1/2)乘以关于视力的比例系数。

具体地，使用通过如作为式1示出的以下数学表达式(1)来表示视力函数。

[式1]

附带地说，在数学表达式(1)中，α被定义为用于主要将作为视觉功能之一的视力关联到作为另一视觉功能的相对调节力、作为光学象差的度差PE以及散光(AS)的系数，并且是在0.25≤α≤0.65的范围内的系数，优选地在0.48±0.03附近。

此外，表达式(1)的平方根符号下的第一项是用于利用相对调节力AA对度差PE进行抵消(相减)的项，并且是作为公知的光学象差之一的度差(屈光度误差)。

AA(PRA，NRA)是作为主要项而包括作为视觉功能之一的相对调节力的函数，优选地是包括表示生理散光现象的校正项的函数。

在平方根符号下的第二项中包括的参数bk表示视力随着降低的年龄而在散光方向上增大的现象，并且是随着年龄增大的系数或者特征在于根据与个人之间的变化相对应的相对调节力而减小的校正系数，并且被表示为0.6≤bk≤1.1。这里的项AS被假设为代表作为公知的光学象差之一的散光。

此外，当以(logMAR)为单位来表示视力时，可以通过以下公知数学表达式来定义与小数(decimal)视力和分数(fractional)视力的关系，记号V代表小数视力或分数视力。

视力(以logMAR为单位)＝log₁₀(1/V)。

分数视力、小数视力和以logMAR为单位的视力彼此相关，如表1所示。

[表1]

在这一点上，在评价眼镜镜片时，对于眼镜镜片的每个点，使用公知的光线跟踪方法来获得诸如散光等的所需光学性能值，并且将该光学性能值代入作为上述表达式(1)示出的视力函数的公式，随后计算眼镜镜片的每个点处的视力函数的值。并且，通常实践的是，基于这样获得的视力函数的值，评价眼镜镜片的每个点处的光学性能。此外，在这种情况下，当执行光线跟踪方法时，在眼镜镜片的信息的基础上，进行作为评价对象的眼镜镜片的指定。所述眼镜镜片的信息例如为三维曲面形状、折射率、Abbe数、S屈光度、C屈光度、散光角、棱镜度(prism degree)、棱镜角(prism angle)、镜片前倾角、镜片会聚角、PD(瞳距)、用于远距注视的处方距离、VR(眼球旋转中心和眼镜镜片的后方顶点之间的距离)等。

此外，作为通常的眼镜镜片的设计方法，已知在使用某种评价函数来执行优化计算的同时进行设计的方法，并且在根据本发明实施例的设计眼镜镜片的方法中，作为上述表达式(1)示出的视力函数被用作评价函数。此外，根据本发明实施例的眼镜镜片是通过上述眼镜镜片设计方法设计的眼镜镜片。

附带地说，尽管在设计眼镜镜片时上述优化计算是公知技术，但是在这里，将在下面概括地给出其简要说明，作为说明本发明实施例的前提。

例如，当以设计单光非球面镜片的情况为例时，作为基本设计规格(specification)而给出镜片材料的数据和关于处方的规格。此外，通过包括诸如正透镜情况中的中心厚度之类的项目作为附加规格，通过计算获得镜片的前侧和后侧上的折射面的形状的组合，使得所述规格和中心厚度均被满足，并且尽可能多地减小光学象差。折射面被表示为按照规定的函数而数学化的面，并且包括用于定义眼镜镜片的多个参数。这些参数包括材料的折射率、镜片的外径、前表面和后表面的曲率半径、中心厚度、非球面锥形系数、高阶非球面系数等。这些参数根据镜片设计目的而被划分为固定因子和可变因子，并且可变因子被当作可变参数。

此外，使用光线跟踪方法或波前跟踪方法，在镜片表面的折射面上设置距光轴距离不同的多个评价点，并且按照评价函数(价值函数)来表示所述评价点处的光学象差。随后，使用诸如阻尼最小二乘法之类的优化计算方法来进行计算，从而使评价函数值最小。在这一点上，在控制上述折射面的可变参数的同时反复进行优化的仿真，并且在评价函数的值成为目标值时确定折射面的最终形状。在根据本实施例的设计眼镜镜片的方法中，使用表达式(1)作为上述评价函数(价值函数)。

附带地说，在本发明的评价眼镜镜片的方法中使用的视力函数是基于以下数据导出的，所述数据即：通过对多个测试对象用实验测量眼球的折射误差和视力之间的关系获得的数据、通过对多个测试对象用实验测量会聚和调节力之间的关系获得的数据、以及通过对多个测试对象用实验测量调节力和年龄获得的数据。在这里，在下面具体地描述在通过对大量的多个测试对象(更具体地，对数百上千个测试对象)用实验进行测量获得的这些数据的基础上推导上述视力函数的过程。

2：用于0调节力的视力函数的形成

已经如下获得上述表达式(1)。首先，基于图1到3所示的Peters图获得用于通用镜片的视力函数。然后，通过对用于通用镜片的视力函数进一步一般化来获得用于定制的镜片的包括相对调节力的视力函数。在这里可以注意到，Peters图是由Peters用实验获得的按照年龄的视力测量数据的图形表示(参见“The Relationship between Refractive error and Visual Acuity at Three AgeLevels”.the American Journal of Optometry and Archives of American Academyof optometry，(1961)pp.194-198)。也就是说，Peters图是基于对大量测试对象用实验获得的、眼球折射误差相对于视力的数据而形成的图形表示。在图中，竖轴表示散光，而横轴表示球面屈光度。视力采用分数视力表示法。

参照图1到3示出的Peters图，这些图图示了镜片象差(PE(度差)、AS(散光))和正规化的视力之间的关系。因此，可以说，这一关系本身是视力函数。结果，通过将该关系公式化为函数形式，可以将其推导为式2示出的以下数学表达式(2)。

[式2]

视力函数(logMAR)＝f(PE，AS)...(2)

为了以更具体的函数形式来表示它，当以logMAR为单位来表示视力时，可以将所述关系推导为式3示出的以下数学表达式(3)。

[式3]

在这里，注意，上述正规化的视力是用眼镜校正之前的视力除以用眼镜校正之后的视力的值来表示的。稍后将进一步描述校正系数bk。

在这里，将在下面更具体地描述作为数学表达式(3)而导出上述视力函数的过程。参照图1到3示出的Peters图，发现所述图按照年龄被划分为三个。尽管Peters自己的前述论文没有提到关于三个图之间的差异的任何内容，但是在作为对于Peters的解释性论文的、Kleinstein的论文“Uncorrected VisualAcuity and Refractive Error”(Optometric Monthly，Nov.(1981)，pp.31-32)中发现了以下描述：所述差异是由调节力引起的。然而，不能包括调节力作为通用镜片的设计因素。原因在于，因为在设计期间不会知道眼镜镜片将由何种人佩戴，所以不能考虑调节力。即，在通用镜片的设计中，必须将调节力假设为0。

因此，形成了用于调节力0的图。为了简要地说明它，基于三个年龄等级的图来推断用于调节力0的图。在这里，在下面具体描述导出所述图的方法。首先，检查用于调节力0的图具有何种特征。仔细地观察上述三个图。根据年龄相对调节的图而变得清楚的是，调节力和年龄彼此紧密相关。在那里，可以注意到以下趋势。

a.所述图的从原点起左侧的部分对于每个年龄等级改变很小。

b.从原点起右侧的部分随着年龄而示出向左侧的移动。

c.所述图整体从原点起朝着竖轴(散光)向右倾斜。此外，其倾斜的斜率是平均屈光度，(S屈光度)+(C屈光度)/2(即，由C＝-2S表示的曲线)。

考虑这些趋势，即使在用于调节力0的Peters图中没有包括图样，即，对于75岁的年龄，也已经假设：即使存在用于调节力0的Peters图，该图左手侧上的部分也不发生改变。然后，发现当以logMAR为单位来表示分数视力时，在没有散光的S屈光度轴上的负范围内的分数视力与S屈光度成比例关系。也就是说，如果将比例系数假设为α，则这导致以下表达式：

S屈光度轴上的视力(以logMAR为单位)

＝α×S屈光度，

其中，项α是在0.25≤α≤0.65范围内的系数，优选为0.48±0.03。

随后，可以比较容易地假设用于调节力0的图呈现具有((S屈光度)+(C屈光度)/2)的斜率的椭圆形曲面的形状(即使为近似)。然后，假设从增大的年龄产生的用于调节力0的视力函数为相对于Peters图的((S屈光度)+(C屈光度)/2)线对称的椭圆面的形状。此外，通过进一步假设与斜率((S屈光度)+(C屈光度)/2)的幅值相对应的旋转坐标变换，可以通过以下表达式(4)近似表示Peters图。

[式4]

在上述表达式(4)中，比例常数α是前述的值，S和C分别代表S屈光度和C屈光度。尽管还要知道原因，但是bk是表示以下趋势的校正系数，所述趋势即：当视力函数的相对调节力较大或年龄较小时，视力在散光方向上提高。具体地，通过读出Peters图并且对于bk取以下值，可以获得近似所述Peters图的视力h。

10岁：bk＝0.738474±0.05

30岁：bk＝0.778894±0.05

50岁：bk＝0.859321±0.05

根据年龄和调节力之间的关系，在75岁的年龄处，假设为bk＝1.00±0.05。作为数值限制，bk处于0.6≤bk≤1.1的范围内。

通过上述考虑，在Peters图的基础上，导出了适于调节力0的表达式，即代入用于75岁的bk的表达式(4)。根据在Peters的论文中描述的测量方法形成了Peters图。也就是说，由于图中示出的视力是在拿掉具有如图所示的屈光度S和C的眼镜镜片时测量的视力，因此，相反这意味着该图指示与以下情况相对应的视力，所述情况即：具有正常视觉的人(具有正常视力的人)佩戴具有屈光度-S和-C的眼镜镜片。也就是说，佩戴具有屈光度-S和-C的眼镜镜片的情况对应于以下情况：当具有正常视觉的人佩戴眼镜镜片时，存在屈光度-S和-C的象差，作为沿着眼镜的任意凝视线传送的光的象差。

在这一点上，进行屈光度-S和-C的象差向作为公知象差表达式的采用PE(度差)和AS(散光，负号表达式)表示的表达式的转换。通过屈光度-S和-C的象差，这意味着沿着镜片的各个轴的(-S)屈光度和(-S-C)屈光度的象差。此外，根据本领域技术人员公知的屈光度转换方法，其被推导为沿着各个轴的屈光度(-S-C)并且-S＝(-S-C)+C，这等价于具有屈光度(-S-C)的圆柱屈光度C的镜片。然后，由此断定对于(PE，AS)和(S，C)，以下关系成立。

PE＝-S-C/2

AS＝C

结果，通过将上述表达式代入式4所示的上述数学表达式(4)，导出表达式(3)。该表达式(3)表示在正规化的调节力0的情况下镜片的象差(PE(度差)、AS(散光))和视力之间的关系。根据对上述表达式的解释，用于0会聚角的视力函数的符号相对于Peters图和PE＝S+C/2的线而反转。然而，注意到，即使在将项S和C的符号反转之后，在表达式(4)中，函数形式也保持相同。

在图4到8中示意性地图示了上述转换的方式。图4是示意性地图示通过对前述Peters图中包括的5岁到15岁年龄等级的数据进行采样获得的结果的图。另一方面，图5是使得关于原点对称的图4的数据的图。也就是说，图5示出了通过使Peters图关于原点对称获得的视力函数。此外，通过将图4中示出的用于5岁至15岁年龄等级的Peters图变换为PE为横轴且AS为竖轴的坐标系，形成图6。在图7的图中示出在图6的基础上形成的视力函数。通过进一步将该视力函数变换为S相对C坐标系，推导出图8的图。

附带地说，当仅从图4所示的用于5至15岁年龄等级的Peters图提取稍后描述的生理散光时，形成图9的图。在图4到9中，以小数视力来表示视力。

3：从相对调节力的观点进行的Peters图的解释

另一方面，在根据本实施例的评价眼镜镜片的方法中使用的视力函数是能够计算正规化的视力的视力函数，所述视力函数包括通过镜片的清晰视野的距离(以FU会聚角来表示该距离)、个人的相对调节力(RA)、以及眼镜镜片的象差(PE(度差)和AS(散光))作为因子。当用数学表达式来表示视力函数时，其成为式5所示的数学表达式(5)。

[式5]

视力函数(logMAR)＝f(PE，AS，FU，RA)。...(5)

这里，在前述表达式(2)中，如从Peters图的测量清楚示出的，会聚角FU为0，并且相对调节力RA为0，以便在设计通用镜片时使用。在FU＝0且RA＝0的情况下，需要将表达式(5)推导为表达式(2)，即，推导为作为其具体表达式的表达式(3)。

在这里，将在下面描述推导与上述表达式(5)相对应的具体表达式的过程，所述表达式(5)具有与上述表达式(3)相似的关系，上述表达式(3)是表达式(2)的具体表达式。首先，对于Peters图，在Kleinstein的题目为“UncorrectedVisual Acuity and Refractive ErrorA”(1981)的前述论文中，解释了这三个图之间的差异是由调节力的差异引起的。然而，当观察从对多个测试对象的实际测量获得的关于年龄相对调节力的数据时，上述差异不能被解释为由调节力的差异独自引起。作为这样的数据，在图10中列举和示出由Duane作成的Duane图(例如，参见Tadao Tsuruta的题目为“Light，past and present 3：Changesof Age-Accommodation Curves”的文章(Science of Vision，Vol.19，No.3，December 1988，pp.101-105)。如图10所示，一般用以下公知表达式来表示在从0到53.3岁范围内的调节力的标准值(个别地观察到明显的分散)。

调节力＝14-0.23×年龄

此外，作为从对多个测试对象的实际测量获得的关于年龄相对调节力的数据，也可以使用其它数据，例如Hofstetter的Hofstetter图和Landolt的Landolt图(参见Tsututa的前述文章)。

假定调节力与年龄具有上述关系，例如在10岁时，获得调节力为11.7屈光度(以下简称为11.7D)。当检查用于5岁至15岁年龄等级的Peters图时，从该图读出没有散光的范围、即在横轴上可以获得清晰视野(20/20)的范围仅为2.375D。这两个值差异过大。

本发明人已经对上述结果的原因调查了很长时间。最终，本发明人注意到在Peters的测量方法中明显没有涉及会聚，并且发现了其原因。即，已经发现，用于10岁的Peters图的2.375D部分与调节力无关，而与当凝视点置于远处的点时的相对调节力有关。相对调节力被定义为以屈光度表示的、在保持凝视点的会聚的同时获得清晰视野的范围。它意味着Kleinstein的前述解释需要适当的修正。因此，尽管到目前为止已经为了解释的目的而使用了调节力，但是在这里往下，将通过区分相对调节力和调节力来进行描述。为了解释调节力的符号，当调节力变为正的时，即，当晶状体的厚度增大时，调节力被定义为具有正号；而在本行业中，在相对调节力被定义为正向相对调节力的相同情形中，调节力被定义为具有负号，尽管它们的绝对值相同。

其次，通过检查相对调节力，基于从将凝视点置于远处的点(FU＝0)时对相对调节力测量结果的个别测量获得的值，来获得视力函数。根据这三个Peters图清楚地看到，年龄和相对调节力密切相关。因此，搜索年龄相对于相对调节力的关系图，然而什么也没有发现。因此，做出以下假设：尽管值并不同，但是年龄相对于相对调节力的关系图具有与年龄相对于调节力的图相似的特性。也就是说，假设在个别数据中发现明显分散，而在大数目中发现与年龄的密切相关性。具体地，可以使用以下公知公式作为关于年龄相对于调节力的关系表达式。

53.3岁以下调节力＝14-0.23×年龄

53.3至75岁调节力＝6.0-0.08×年龄

75岁以及以上调节力＝0

之前在第12页第2段中，已经示出了用于10岁、30岁和50岁的bk，并且还示出了用于75岁的假设的校正系数bk。因此，在像年龄和调节力之间的关系中那样，在所述关系表现为使得其成为在53.3岁的点处保持连续的直线并且在75岁处产生1.00±0.05的值的假设下，bk被如下表示。在以下表达式中，出于解释的目的，在75岁处将值取为1.0。

53.3岁以下 bk＝0.8262+0.1129×年龄/53.3

53.3岁至75岁 bk＝0.9391+0.0609×(年龄-53.3)/21.7

75岁及以上 bk＝1

在像年龄和调节力之间的关系中那样，在所述关系表现为使得其成为在53.3岁的点处保持连续的直线并且在75岁处产生值0的假设下，从Peters图读取的相对调节力(RA)由以下表达式表示。该Peters图中示出的相对调节力在绝对值上与稍后将描述的正向相对调节力相等。按照定义，以负号示出正向相对调节力的符号。

53.3岁以下正向相对调节力＝年龄/40-2.626

53.3岁至75岁正向相对调节力＝1.2925×(年龄-75)/21.7

75岁及以上正向相对调节力＝0

因此，尽管相对调节力(AR)被发现个别地具有明显分散，但是通过求平均而推导出年龄的函数，并且在这种情况下，将表达式(5)推导为式6所示的以下数学表达式(6)。

[式6]

视力函数(logMAR)＝f(PE，AS，0，RA(年龄))...(6)

也就是说，用于远距注视(凝视点位于远处的点(FU＝0))的Peters图可以被表示为关于年龄的连续函数，其中，通过指定年龄来确定相对调节力。为了更具体地描述，需要从这三个图获得内插函数，其包括相对调节力作为因子。为了便于说明，在获得用于远距注视(凝视点位于远处的点(FU＝0))的更具体的视力函数之前，将解释获得用于通过镜片的远距注视的任意距离(FU)处的视力函数的方法。

4：用于各个年龄等级的Donders图的形成

首先，准备从对多个测试对象的实际测量获得的关于会聚和调节力之间的关系的数据。对于这样的数据，可以使用由Donders设计并且由ToyohikoHatada先生作成的Donders图。图11所示的Donders图是本领域技术人员公知的图。参照图11，通过在横轴上绘制到凝视点的距离(单位是cm：以会聚角为单位，所述会聚角由从眼球到凝视点的距离表示)并且在竖轴上绘制可调整(以屈光度为单位)的调节量的范围来形成该图。在该图中，利用直线来代表凝视点，该直线具有45度的斜率且通过原点，被称为Donders线，并且，利用由被称为Donders曲线的两条曲线(在图11中被示出为Donders上曲线和Donders下曲线)围绕的区域来表示在不改变从凝视点的会聚的情况下可以获得清晰视野的范围。

对于横轴上的某个固定值，即，对于恒定会聚，从Donders线到Donders上曲线的长度被定义为正向相对调节力(PRA：被定义为负量)，而从Donders线到Donders下曲线的长度被定义为反向(negative)相对调节力(NRA：被定义为正量)。当用公式表示时，

PRA＝Donders线-Donders上曲线

NRA＝Donders线-Donders下曲线

在Donders图中，会聚角0，即横轴的原点对应于调节0，并且在Donders线上。按照定义，原点处的正向相对调节力(PRA)与前述Peters图中包括的相对调节力相同。根据该图，这可以被读出为大约-2D。如稍后将描述的，在所定义的基准位置上，来自Donders图的相对调节力和来自Peters图的相对调节力在数量上彼此不同。然而，由于它们是可互相转换的量，因此在这里暂时将它们视为相同的相对调节力。不幸的是，图11所示的Donders图既不是按照年龄的图，也不用于表示相对调节力的差异。此外，尽管调查了按照年龄的Donders图，但是什么也没有发现。

因此，用于各个年龄等级的Donders图将如下形成。根据上述Donders图，如先前在本页第2段所述，原点处的正向相对调节力被读取为大约-2D。然后，在第14页最后一段已经示出了根据Peters图(在会聚角0处)，如下获得年龄和正向相对调节力之间的关系。

53.3岁以下正向相对调节力＝年龄/40-2.625

53.3岁至75岁正向相对调节力＝1.2925×(年龄-75)/21.7

75岁及以上正向相对调节力＝0

当在表示正向相对调节力的上述关系中将-2D作为正向相对调节力的值代入时，年龄被获得为大约25岁。因此，假设已经基于具有25岁的相对调节力的人的测量值形成了Donders图。相应地，在上述用于25岁的Donders图的基础上形成用于各个年龄等级的Donders图。也就是说，从Donders图读取任意会聚角处的正向相对调节力，并且假设以下项目(a)和(b)。

(a)通过年龄比和任意会聚角处的相对调节力的相乘来获得任意会聚角处的相对调节力(其也是年龄的函数)。

(b)作为从Donders图读取的正向相对调节力和从Peters图读取的正向相对调节力的比给出年龄比。

作为具体的表达式，这引出下式7。

[式7]

年龄比＝(0会聚角处的任意年龄处的正向相对调节力)/(来自Donders图的0会聚角处的正向相对调节力)

然后，将上述表达式推导为下式8所示的表达式。

[式8]

年龄比＝(从Peters图读取的任意年龄处的正向相对调节力的导出式)/(-2)

此外，尽管校正量很小，但是进行校正以便补偿Peters图和Donders图之间的基准位置的差异。与S屈光度和C屈光度的基准位置相似，Peters图的基准位置是镜片的后方顶点。Donders图的基准位置是眼球旋转中心。然后，进行校正，使得来自Peters图的正向相对调节力与Donders图的基准位置一致。当采用LVR来表示眼球旋转中心离眼镜镜片后方顶点的距离(＞0)时，利用由下式9指示的公式来表示年龄比。

[式9]

年龄比＝((Peters正向相对调节力)/(-2))×(1/(1-LVR×Peters正向相对调节力))

使用年龄比，当导出任意年龄和任意会聚角处的相对调节力时，形成下式。

任意年龄任意会聚角处的正向相对调节力＝(年龄比)×(任意会聚角处的正向相对调节力)。

任意年龄任意会聚角处的反向相对调节力＝(年龄比)×(任意会聚角处的反向相对调节力)。

在会聚角为0或较小的情况下，由于与从眼球到凝视点的距离相比LVR较小，因此校正很小。然而，当会聚角增大到大约2或10时，上述校正变得有效。附带地说，在这种情况下，根据以下表达式来限制各个年龄等级处的Donders曲线的上端：

53.3岁以下调节力＝14-0.23×年龄

53.3岁至75岁调节力＝6.0-0.08×年龄

75岁及以上调节力＝0

也就是说，由此得出结论：用于75岁的具有正常视觉的人的Donders图表明调节力的上端为0且相对调节力为0，即，仅在原点周围可以获得清晰视野。通过上述术语“在原点周围”，因为包括焦距等作为其它因素，所以这意味着如果考虑这样的因素，则清晰视野的区域不完全为0。

5：视力函数的形成

使用用于调节力0的上述视力函数和各个年龄等级处的Donders图，现在形成前述表达式(1)。由于存在当相对调节力为0时将该表达式推导为表达式(3)的要求，因此形成与表达式(3)相似的表达式。首先，在眼镜镜片引起的象差(即，度差PE和散光AS)中，在人体一侧可以被相对调节力抵消的象差是度差PE，而散光AS不能被抵消。因此，为了能够根据相对调节力增大或减小表达式(3)中的度差，使表达式(3)中包括的项PE采用(PE-AA)的形式，其中，使用相对调节力的函数AA。具体地，获得式10所示的以下数学表达式(1d)。

[式10]

如在第12页第5段解释的，视力函数和Peters图是相同的类型，其关于PE＝0而反转。因此，可以通过以适当的形式定义相对调节力的函数AA来形成视力函数，使得将关于PE反转的视力函数推导为Peters图。

在这里，对上面解释的视力函数的特性进行概括，可以列举以下两点。

(i)当正向相对调节力和反向相对调节力变为0时，得到表达式(3)。

(ii)通过以适当的形式定义相对调节力的函数AA，使用于会聚角0处、10岁、30岁和50岁的Peters图与关于PE反转的视力函数一致。

此外，视力函数不限于上述式10示出的表达式(1d)表示的函数形式。可以通过相当简单的推导将其分别修改为下式11和12示出的表达式(1e)和(1f)。然而，视力函数仍然是包括相对调节力的函数。

[式11]

[式12]

此外，导出用具体相对调节力AA表示的函数形式。度差PE的范围被划分为三个区域，并且在各个区域中获得AA的具体形式。

区域1：不超过有效正向相对调节力(被称为PRAe)

AA＝有效正向相对调节力

区域2：等于或超过有效正向相对调节力并且不超过有效反向相对调节力(被称为NRAe)

AA＝PE

区域3：等于或超过有效反向相对调节力

AA＝有效反向相对调节力

在这里，区域2是由镜片引起的度差PE可以被相对调节力抵消的区域。为了给出补充评述，如果有效正向相对调节力和有效反向相对调节力均为0，则在每个区域中AA＝0。接下来，对词语“有效”给出解释，所述“有效”表示上述范围内的有效正向相对调节力和有效反向相对调节力中的生理散光的现象。

下面，将按顺序解释以下项目。

(1)舒适区域

(2)眼镜镜片的调节效果

(3)对于镜片后方顶点处的视力函数的定义的解释

(4)散光AS和视力劣化之间的关系

(5)正向相对调节力中的生理散光

(1)舒适区域

在固定会聚角(FU)的条件下从Donders线开始到上Donders曲线和下Donders曲线的相对调节力的测量对应于调节限制值的测量，并且已知在极限值附近将引起不适和/或眼镜疲劳。已知其容许水平根据个人以及即使对于相同的个人也根据身体条件而显著变化。然而，如果它处于短时间呈现(presentation)中的会聚限制的范围内，则可以适当地将其用于设计。这里，短时间呈现中的会聚限制的范围是指这样的范围，在该范围中，当在短时间段内(在从0.05到0.7秒的范围内)呈现指标(index)时，相对调节或相对会聚是可行的(参见由NHK科学和技术研究实验室在4月23日在Showa 49发表的、Toyohiko Hatada所著的视觉信息研究论坛的参考资料No.5-3的第5页)。

短时间呈现中的会聚限制大约为相对调节力的2/3。此外，相对调节力的大约1/3内的区域(在本情况下，在Donders上曲线和Donders下曲线之间的区域)被称为舒适区域(也称为Percival区域)，并且更适合于设计。该舒适区域被用于设计。将范围为从2/3到1/3的上述值取为舒适区域系数，可以通过将前述正向相对调节力和反向相对调节力乘以所述系数来进行校正。这里，相对调节力的大约1/3内的舒适区域是由上述两条Donders曲线所夹的区域中的区域，并且是所夹区域的1/3内的中心区域，优选为由上述Donders曲线所夹的区域的1/3内的、Donders线位于中心的区域。此外，可替换地，可以将所述区域取为由上述Donders曲线所夹的区域的1/4内的中心区域，优选为由上述Donder曲线所夹的区域的1/4内的、Donders线被置于中心的区域。更具体地解释该区域如下。

也就是说，在图11中，平行于竖轴的任意直线与Donder线相交的点被表示为d0；分别地，该任意直线与Donder上曲线相交的点被表示为d1，且该任意直线与Donder下曲线相交的点被表示为d2。然后，当在连接d0和d1的线段d0d1上朝向d1与d0隔开d0d1/3的点被表示为d11；并且在连接d0和d2的线段d0d2上朝向d2与d0隔开d0d2/3的点被表示为d12时，前述区域对应于夹在通过点d11画出的曲线和通过点d12画出的曲线之间的区域。

当根据各个年龄等级处的Donder图来表示上述舒适区域时，它们在图12到15中示出。分别地，在图12中示出5岁至15岁的人的舒适区域，在图13中示出25岁至35岁的人的舒适区域，在图14中示出45岁至55岁的人的舒适区域，在图15中示出75岁的人的舒适区域。在本例中，示出了这样的情况：假设舒适区域位于相对调节力的1/3内。如先前提到的，由此得出结论：对于75岁的正常视觉的人，调节力的上限为0，并且相对调节力也为0，即，仅在原点周围才可以获得清晰视野。

(2)眼镜镜片的调节效果

在上文中已经对裸眼的情况提供了对相对调节力的解释，并且通过佩戴眼镜镜片而与裸眼相比调节效果改变的公知效果“眼镜镜片的调节效果”作为校正是必要的。校正量被表示为眼镜镜片的调节效果的校正系数。当眼球旋转中心和眼镜镜片的后方顶点之间的距离(＞0)被表示为LVR，并且眼镜镜片的屈光度被表示为Doav(S屈光度，S+C屈光度，或者平均屈光度S+C/2)时，通过式13所示的以下数学表达式(8)来表示校正系数。

[式13]

眼镜镜片的调节效果的校正系数＝1/1(1+2×LVR×Doav)...(8)

通过将前述正向相对调节力和反向相对调节力乘以该校正系数来进行校正。

(3)对于镜片的后方顶点处的视力函数的定义的解释

由于相对于镜片的后方顶点来定义视力函数，因此需要对该点进行解释，此外，由于因为该原因而需要校正基准位置，因此将解释那些点。在开始解释之前，为了对到目前为止对相对调节力描述的校正进行概括，例如年龄比、舒适区域系数以及眼镜镜片的调节效果的校正系数，将相对调节力设置为校正后的相对调节力。校正后的正向相对调节力(PRAd)和校正后的反向相对调节力(HNRAd)分别由以下关系来表示。

校正后的正向相对调节力(PRAd)＝年龄比×舒适区域系数×眼镜镜片的调节效果的校正系数×PRA ...(9)

校正后的反向相对调节力(NRAd)＝年龄比×舒适区域系数×眼镜镜片的调节效果的校正系数×NRA ...(10)

由于相对于眼球旋转中心作为基准位置来定义校正后的相对调节力，因此将该基准位置转换为作为视力函数的基准位置的眼镜镜片的后方顶点。转换后的相对调节力被表示为有效相对调节力。有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)分别被推导为由式14和15示出的以下数学表达式(11)和(12)。

[式14]

PRAe＝PRAd/(1+LVR×PRAd)...(11)

[式15]

NRAe＝NRAd/(1-LVR×NRAd)...(12)

使用有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)，获得AA的函数。通过上述解释所理解的是，可以获得视力函数表达式(1)的函数形式。

(4)散光AS和视力劣化之间的关系

随着散光AS的增大，视力的劣化被校正。进行以下校正，以便使视力函数进一步与Peters图一致。当具体解释时，通过在竖轴上用C屈光度以及在横轴上用S屈光度来表示包括带有反转的符号的度差PE的视力函数，并且通过将以logMAR为单位的视力函数进一步转换为小数视力，将视力函数与Peters图进行比较。在实施例等中描述的视力函数都是用上述表示法表示的。在这一点上，根据比较结果，引入校正系数ck以便使视力函数进一步与Peters图一致。该系数被适配为表示视力随着散光AS增大而劣化的趋势。首先，将所计算的平均值表示为c0。这里，bk是先前在第11页最后一段描述的、与视力函数中包括的散光AS有关的年龄的函数。系数c0由式1所示的以下表达式(13)表示。

[式16]

c0＝-4/bk ...(13)

系数ck由下式表示。当AS的绝对值小于c0的绝对值并且AS为负时，系数ck由式17所示的以下表达式(14)表示。

[式17]

ck＝1-AS/c0...(14)

在其它区域中，其被推导为关系

ck＝0...(15)。

通过将系数ck乘以有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)来进行校正。由于即使在Peters图的左侧，即，即使对于很小的相对调节力(0.3D及以下)，该系数ck也是有效的，因此假设该系数具有几乎不依赖于调节力并且仅依赖于散光AS的特性。因此，将其与诸如生理散光的在光学上不熟悉的现象区分开。此外，当没有相对调节力时，ck等于0，如从即将出现的表达式(19)和(20)看到的那样。

(5)正向相对调节力中的生理散光

接下来，将解释正向相对调节力中的生理散光的校正。在这里，将系数ckp作为用于描述生理散光(即，尽管原因尚不知道，但是在不超过正向相对调节力的区域中存在轻微散光时视力更好的现象)的校正系数。前述图9是通过从Peters图(用于5岁至15岁年龄等级)提取生理散光现象获得的图。如从图9理解的，大约在-0.75D处，视力被提高。作为用于解释生理散光现象的中心值，引入该散光值(大约-0.75D)，这由于生理散光现象而产生特别好的视力。所计算的平均值被表示为c1。值c1由式18所示的数学表达式(16)表示。

[式18]

53.3岁及以下

c1＝(中心值)/c0+0.05-1.05×(1-年龄/53.3)，

53.3岁至75岁

c1＝((中心值)/c0+0.05)×(75-年龄)/21.7)，

75岁及以上

c1＝0。...(16)

此外，c1的值根据年龄而处于从0到1.2的范围内。通过使用该计算的平均值c1，获得当散光AS的绝对值大于生理散光的绝对值并且散光AS的绝对值小于c0时的系数ckp。获得式19所示的以下表达式(17)。

[式19]

ckp＝c1×(AS-c0)/((中心值)-c0)...(17)

此外，相反，获得当散光AS的绝对值小且散光为负时的系数ckp。获得式20所示的以下表达式(18)。

[式20]

ckp＝c1×AS/(中心值)...(18)

在其它区域中，其被取为ckp＝0。通过将ckp加到ck上并且将(ck+ckp)乘以有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)来进行校正。相乘后的有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)被再次取为PRAeo和NRAeo，然后，获得下式。

PRAeo＝(ck+ckp)×PRAe ...(19)

NRAeo＝(ck+ckp)×NRAe ...(20)

这里，作为PRAe和NRAe的系数的数值限制，项ck+ckp具有在中心值(近似为-0.75D)处达到最大的特征，并且处于从0到2.2的范围内，ck处于从0到1的范围内。

如果使用有效正向相对调节力(PRAe)和有效反向相对调节力(NRAe)来获得相对调节力的函数，则从表达式(1)和(11)到(20)，将视力函数推导为下式21所示的数学表达式(21)。

[式21]

注意，PRAeo和NRAeo代表包括生理散光因素的有效正向相对调节力和有效反向相对调节力。因此，使用校正系数ck和ckp，获得了比作为视力函数的表达式(1)更合适的函数形式。

[2]设计和制造眼镜镜片的方法

接下来，将解释本发明的设计和制造眼镜镜片的方法的实施例。根据本发明实施例的设计眼镜镜片的方法包括以下步骤：将包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数用于评价函数，来进行优化计算。

图16是用于解释根据本发明的设计眼镜镜片的方法的流程图。当开始设计处理时，首先，输入镜片材料的数据、与处方有关的基于用途的形状数据、中心厚度、关于眼镜和脸的形状的数据、相对调节力的测量值(步骤S1)。上述数据的细节如下。

a.镜片材料的数据

具体地，眼镜镜片的三维形状、折射率、Abbe数等。

b.与处方有关的基于用途的形状数据

作为处方屈光度的S屈光度和C屈光度、散光角、棱镜度、棱镜角、用于清晰视野的处方距离等。

c.中心厚度

仅对于正镜片输入。

d.关于眼镜和脸的形状的数据

具体地，镜片前倾角、镜片会聚角、PD(瞳距)、VR(眼球旋转中心和眼镜镜片的后方顶点之间的距离)等。

e.调节力和相对调节力的测量值

此外，尽管没有示出，但是在必要时，还输入以下信息。

f.通过年龄或对应于个体差异的相对调节力确定的校正系数bk。

随后，将那些信息代入上述表达式(21)，并且计算视力函数(步骤S2)。具体地，对于眼镜镜片的每个评价点，使用公知的光线跟踪方法等获得诸如散光等的必要的光学性能值，并且将这些值代入上述表达式(21)。在这里，以logMAR为单位来表示视力函数，即，小数视力中的值1.0(正常视觉)以logMAR为单位是0.0。

接下来，使用阻尼最小二乘法等进行优化计算，从而使通过计算视力函数获得的值，即评价函数的值最小。这里，例如，确定如上获得的值是否等于或低于预定阈值(步骤S3)。

在步骤S3中，如果视力函数的值被确定为不等于或低于预定阈值(步骤S3中的否)，则校正形状数据(步骤S4)。这里，校正折射面的可变参数等。

在步骤S3中视力函数的值等于或低于预定阈值的情况下(步骤S3中的是)，随后确定整个镜片表面的评价是否已经完成(步骤S5)。

如果在步骤S5确定为尚未完成整个镜片表面的评价并且仍然有对其它评价点的计算(步骤S5中的否)，则该过程返回步骤S1，并且输入镜片的另一个位置上的光学性能值。

如果确定为在所有预定评价点处完成了整个镜片表面的评价(步骤S5中的是)，则该评价结束并且确定整个镜片表面的光学设计值(步骤S6)。

通过上述步骤，完成了根据本实施例的设计眼镜镜片的方法。

在步骤S1输入的信息不限于上述信息，也可以输入其它要增加到视力函数的计算中的信息。

此外，通过基于这样确定的光学设计值处理镜片，来制造眼镜镜片。在这一点上，毫无疑问，可以进一步增加加工机的原始形状参数和/或由工厂(制造设备)定义的诸如校正系数等的其它形状参数。

然后，通过随后基于所确定的光学设计值来处理镜片表面的背面，可以制造眼镜镜片。

[3]眼镜镜片制造***

接下来，将解释根据本发明实施例的眼镜镜片制造***。

图17是图示根据本实施例的眼镜镜片制造***的示意图。

如图17所示，在眼镜店100一侧提供***10，其具有：测量设备101，被配置为测量下达眼镜镜片订单的人的视力、调节力和相对调节力；以及订购方侧计算机102，具有输入包括测量设备测量的值的各种信息并且执行下达眼镜镜片订单所必需的处理的功能。

另一方面，例如，在接收订单一侧的镜片加工机200中，提供连接到诸如因特网等的通信线路300的制造侧计算机201，以便接收由订购方侧计算机102输出的信息。制造侧计算机201具有执行接收眼镜镜片订单所必需的处理的功能，并且还具有实现先前参照图16解释的眼镜镜片设计方法的功能。即，在设计从订购方侧计算机102订购的眼镜镜片所需的信息中，包括调节力或相对调节力的测量值。制造侧计算机201将包括调节力或相对调节力的测量值作为因子的视力函数用于评价函数，来执行优化计算，以由此确定光学设计值，并且将用于基于光学设计值制造眼镜镜片的制造信息输出到镜片处理设备202。

注意，输入到制造侧计算机201的信息不限于如上所述在图16的步骤S1中示出的信息，也可以输入要在视力函数的计算中增加的其它信息。此外，通过基于所确定的光学设计值处理镜片来制造眼镜镜片，并且，毫无疑问，此时，可以进一步增加加工机的原始形状参数和/或由工厂(制造设备)定义的诸如校正系数等的其它参数。

图18是用于图示作为本实施例的眼镜镜片制造***的核心的制造侧计算机201的功能的功能框图。

如图18所示，制造侧计算机201被提供有：数据输入部分203，被配置为输入从订购方从计算机102传送的各种数据；视力函数计算部分204，被配置为基于输入的数据计算视力函数；评价函数优化部分205，被配置为通过使用视力函数作为评价函数来计算优化；以及视力函数评价部分206，被配置为将所获得的视力函数的值与预定阈值进行比较。此外，还包括：设计数据校正部分207，被配置为在作为视力函数评价部分206进行的评价的结果需要校正光学性能的情况下校正设计数据，例如镜片形状数据；光学设计值确定部分208，被配置为当每个评价点处的评价结束时确定光学设计值；以及设计数据输出部分209，被配置为将基于所述光学设计值的设计数据输出到镜片处理设备202。

图17所示的眼镜店100中的测量设备101测量下达眼镜镜片的订单的人的视力、调节力和相对调节力，利用订购方侧计算机102对测量结果执行预定处理，并且通过通信线路300将处理后的数据发送到镜片加工机200。

在镜片加工机200一侧的计算机201(制造侧计算机)输入由数据输入部分203接收到的关于镜片材料的数据、基于规格的形状数据、关于眼镜和脸的形状的数据、以及相对调节力的测量值等。

此外，视力函数计算部分204将输入的数据代入视力函数的表达式(21)，以由此计算视力函数。当计算了视力函数时，对于眼镜镜片的每个评价点，评价函数优化部分205在这一次将所计算的视力函数当作另一个评价函数的同时，获得诸如散光等的必要的光学性能值，由此从该评价函数获得眼镜镜片的每个评价点的最佳光学性能值。通过阻尼最小二乘法等进行该优化的计算。

接下来，在视力函数评价部分206中，将利用视力函数计算部分204计算的视力函数的值与预定阈值进行比较。基于从利用视力函数评价部分206进行的比较获得的结果，即，在视力函数没有达到预定阈值的情况下，设计数据校正部分207校正眼镜镜片的设计数据，从而可以获得期望的视力值。在光学设计值确定部分208中，确定每个评价点的光学设计值。然后，在完成对于所有预定评价点的评价的阶段，将这样确定的整个镜片表面上的光学设计值从设计数据输出部分209发送到图17所示的镜片处理设备202。

作为镜片处理设备202，可以使用普通的眼镜镜片制造设备，其被配置为例如基于输入的数据，对镜片的前面或后面或两面的曲度(curvature)自动地执行切割和抛光处理。由于镜片处理设备202与镜片制造设备一样是公知的设备，因此在这里省略其具体解释。

[4]眼镜镜片

接下来，将解释根据本发明的眼镜镜片的实施例。根据本实施例的眼镜镜片被形成为使得单光镜片的光学中心或渐进折射力镜片的用于测量远距折射力的基准位置处的折射力包括与调节力对应的折射力。

此外，优选地将折射力适配为能够抵消(减去)对应于当通过所述光学中心或用于测量远距折射力的基准位置附近执行的近距/中距注视时的调节力的折射力。注意，上述调节力优选为会聚所伴随的相对调节力。

如第3页第28行至第4页第9行所述，当眼球进行远距注视时，既不涉及调节力，也不涉及会聚。因此，当主要想进行远距注视的校正时，不需要考虑(相对)调节力，并且，由于渐进折射力镜片的远距折射力和单光镜片的光学中心执行用于远距注视的视力校正，因此已经排除了调节力。

相比之下，在本实施例中，其被配置为从单光镜片的光学中心或渐进折射力镜片的用于远距折射力的基准位置处的折射力中理想地抵消与当执行近距/中距注视时的调节力相对应的折射力。作为上述配置的结果，可以避免过度校正状态的出现，否则当如上所述在所述光学中心或渐进折射力镜片的用于远距折射力的基准位置处执行近距/中距注视时引起所述过度校正状态。即，由于在这里使远距折射力(光学中心)成为考虑了调节力的折射力，因此获得舒适的视野变得相对容易，所述舒适的视野即使在涉及调节力的产生的近距/中距注视时也不对眼球施加负担。

[5]实施例

接下来，将利用根据上述实施例的眼镜镜片评价方法执行评价的情况与利用传统眼镜镜片评价方法执行评价的情况进行比较。将按照以下顺序给出解释。

1：实施例1

第一眼镜镜片的评价(在不考虑调节力的情况下设计镜片的例子)。

2：实施例2

第二眼镜镜片的评价(利用根据本实施例的眼镜镜片设计方法只设计镜片的凹面的例子)。

3：实施例3

第三眼镜镜片的评价(利用根据本实施例的眼镜镜片设计方法只设计镜片的凹面的例子；该镜片用于近距注视，该近距注视用于观看具有会聚角FU＝2.5(眼睛前面大约40cm)的物体)。

4：实施例4

第四眼镜镜片的评价(具有渐进力镜片处方值的渐进力镜片；S屈光度0.00，C屈光度0.00，附加度数2.0)

1：实施例1

首先，利用根据本实施例的包括相对调节力的视力函数评价了在每一侧具有非球表面的面并且利用不考虑相对调节力的传统视力函数设计(即，利用根据本发明实施例的视力函数中的用于75岁及以上年龄的视力函数设计)的第一眼镜镜片。根据该评价获得的结果在图19到22中按照年龄而被图示为用于10岁、30岁、50岁和75岁的+6.00D处的logMAR的图，并且分别被表示为评价10、评价30、评价50和评价75。在这些图中，以及在即将出现的图23到38中，在横轴上示出了沿水平方向上的眼球旋转角，在竖轴上示出了沿竖直方向上的眼球旋转角，并且附加到利用分界线圈起的区域上的数值指示根据本实施例的视力函数的值(采用logMAR表示法，即，对于正常视觉为0.0)。

注意，用于在每一侧具有非球表面的上述镜片的其它主要设计参数如下。

VR(眼球旋转中心和眼镜镜片的后方顶点之间的距离)＝27

会聚角FU＝0

折射率1.67

Abbe数32

首先，对于图22所示的用于75岁的评价75，由于75岁及以上年龄的人没有相对调节力，因此本评价与传统评价相同。尽管视野随着年龄变小而加宽，但是改变幅度小。这里，尽管这是必然的结果，但是所强调的是，即使对于相同的镜片，如果评价函数不同，镜片性能也不同。

2：实施例2

接下来，为了使相对于上述第一眼镜镜片的比较变得容易，对于10岁、30岁、50岁和75岁，通过以与上面所述相同的传统方式形成凸面，并且仅使用根据本实施例的视力函数优化凹面，设计了+6.00D的第二眼镜镜片。由该设计获得的结果被表示为设计10、设计30、设计50和设计75，并且分别在图23到26中示出。不出意外地，图26所示的设计75与第一镜片的评价75的相同。对于图23到25分别示出的设计10、设计30和设计50，注意到，从视力的观点来看，与评价10、评价30和评价50形成鲜明对比的是，性能已经被大幅提高，尽管这对于单光镜片很少见。同时，考虑到相对调节力的较大影响，由于相对调节力在个人之间具有较大变化，因此需要个别测量，并且所理解的是，从优化的观点来看，仅根据年龄假设的值是不够的。还考虑到这些点，所理解的是，根据本实施例的眼镜镜片评价方法和眼镜镜片设计方法满足对于个人定制的眼镜镜片的评价和设计目标。

3：实施例3

接下来，按照与先前描述的方式相同的传统方式来制作凸表面的面，并且仅使用根据本实施例的视力函数优化凹表面的面。在本例中，眼镜镜片是用于在观看具有会聚角FU＝2.5(眼镜前方大约40cm)的物体的具有+6.00D的近距注视中使用的镜片。作为相对调节力的目标，从用于10岁、30岁、50岁和75岁的设计获得的结果被表示为近距注视设计10、近距注视设计30、近距注视设计50和近距注视设计75，并且分别在图27到30中示出。与关于在某种程度上仅对其执行评价的第一和第二眼镜镜片的上述结果不同，从视力的观点来看，已经形成了较大的视野的改善。此外，注意到，与上述第二镜片不同，在75岁，视力是不同的。

当仅对相同年龄的视力进行比较时，推导出以下关系；第三眼镜镜片＞第二眼镜镜片＞第一眼镜镜片。在相同的年龄上，在第三和第二眼镜镜片之间，差异看起来很小，并且可能错误的是：在可互换地使用这些镜片时不会有不方便。即使从视力的观点看它们是相同的，也需要注意这一点：它们不是完全相同的镜片，因为设计条件彼此不同，并且不同之处在于对于当前的近距注视第三镜片，会聚角FU＝2.5，而对于第二镜片，FU＝0.0。因此，尽管使凸表面的面相同并且在中心处凹表面的曲线仅差大约0.01，但是朝向***的曲线的改变显著不同，因此可以理解第二和第三镜片是不同的镜片。

4：实施例4

接下来，对第四眼镜镜片进行评价，第四眼镜镜片具有渐进力镜片处方值，所述处方值具有S屈光度0.00，C屈光度0.00，附加度2.0。远处物体会聚角被取为FU＝0，近处物体会聚角被取为FU＝2.5，并且诸如10岁、30岁、50岁和75岁以及折射力等的其它条件相同。远距注视的示例结果被表示为评价渐进远距注视10、评价渐进远距注视30、评价渐进远距注视50和评价渐进远距注视75，并且分别在图31到34中示出。此外，近距注视的结果被表示为评价渐进近距注视10、评价渐进近距注视30、评价渐进近距注视50和评价渐进近距注视75，并且分别在图35到38中示出。在短时间段内进行的比较给出这样的印象：对于远距注视，结果相似，而对于近距注视，结果显著不同。然而，当更仔细地观察时，注意到对于远距注视，从视力的观点来看，随着年龄变得更小，即，随着相对调节力变得更大，视野略微更宽。这种图看起来与通常的渐进力镜片比较中的平均力分布图相似。然而，对于近距注视，评价上的差异变得相当明显，到了不能从相同的镜片获得评价结果的程度。如果有人不习惯该图，则对其的解释甚至也是困难的。

因此，将简要解释上述差异。当视力函数的远距注视会聚角FU为0时，存在增大相对调节力中的调节力的趋势，使得尽管存在正向相对调节力，但是反过来减小调节力的反向相对调节力实际上不存在。结果，可以说，对于渐进远距注视，存在很小的、通过增大调节力来增大视力的范围。反之，在相对调节力和调节力的任一个中，所想到的是如果上述增大的能力充足，则不需要渐进力镜片。接下来，在近距注视的情况中，对于正向相对调节力和反向相对调节力，由于可以短暂增大或减小相对调节力的区域对于年轻人(即，具有更大的相对调节力的人)来说变得更大，因此，通过调整眼镜镜片提高视力的部分变大。

因此，在75岁处，尽管视力提高的区域与前述图15的图中示出的点一样小，但是相反，在由10岁的人佩戴的情况下，作为对比，如图12所示，反向相对调节力较大，并且本实施例中的舒适区域(能够短暂调整的区域)较大，即，通过使渐进力镜片的调整变得容易而提高视力的区域变大，从而由此得出结论：在几乎所有渐进部分中，视力提高，由此可以获得更宽的视野。这是对于近距注视在所述图中示出的显著差异的原因。

注意，尽管在这里没有描述，但是认为生理散光对视力具有显著影响。由于与单光镜片不同，渐进力镜片被适配为除了相对调节力以外还应付调节力，因此设计的改进比较复杂。然而，在评价上述第一眼镜镜片时评价结果由于相对调节力而不同的情况中，如实施例2和3中所示，从视力的观点来看，可以对其进行显著改善。类似的，使用本发明，在原理上，主要对于渐进力镜片的近距部分，对渐进力镜片的改进是可行的。

附带地说，尽管上述实施例主要目标在于定制的眼镜镜片，但是通过按照与平均折射力、散光折射力等相同的方式来处理相对调节力和/或生理散光，它们自己也可以用于提前采购与各种相对调节力对应的眼镜镜片，并且根据所接收的订单来挑选所述眼镜镜片。

在这种情况下，期望使用根据年龄的相对调节力的平均值来进行眼镜镜片的类别分类以进行采购。例如，根据年龄准备四种眼镜镜片。进行向4个类别的分类，例如10岁至20岁、21岁至40岁、41岁至59岁以及60岁至75岁，并且被适配为所述平均相对调节力的眼镜镜片被放入用于各个年龄组的库存中。订单接收时的处方包括年龄或相对调节力，供应商从库存中选择符合所述处方的眼镜镜片以随后将它们交付给用户。然而，由于在个人之间，在相对调节力上存在变化，因此如果可能的话，通过指定用户的相对调节力，可以从另一个年龄组选择适当的镜片，而不考虑用户的年龄。

因此，本实施例具有以下优点：通过将已经使用包括与各个年龄等级相对应的相对调节力作为因子的视力函数进行了评价和设计并且随后进行了制造的镜片放入库存，可以在更短的时间段内将眼镜镜片交付给用户。

[工业应用性]

本发明可广泛应用于眼镜镜片的光学性能的评价以及眼镜镜片的设计和制造。

Claims

1.一种眼镜镜片制造方法，包括以下过程：

使用视力函数作为评价函数来进行优化计算，该视力函数包括调节力或相对调节力作为因子，并且表示眼球折射误差和视力之间的关系；以及

基于通过所述优化计算获得的光学设计值来制造眼镜镜片，

其中，所述视力函数包括度差(PE)、散光(AS)、相对调节力(AA)和将年龄或相对调节力作为变量的散光函数。

2.如权利要求1所述的眼镜镜片制造方法，其中，将所述视力函数作为评价函数来进行优化计算，并基于通过所述优化计算求出的光学设计值来制造眼镜镜片。

3.如权利要求1所述的眼镜镜片制造方法，其中，以logMAR为单位来表示视力函数，当V代表小数视力或分数视力时，利用log₁₀(1/V)来定义logMAR。

4.如权利要求1所述的眼镜镜片制造方法，其中，基于通过对多个测试对象的测量获得的眼球折射误差和视力之间的关系的数据、通过对多个测试对象的测量获得的会聚和调节力之间的关系的数据、以及通过对多个测试对象的测量获得的调节力和年龄的数据，来导出包括调节力或相对调节力作为因子的视力函数。

5.如权利要求4所述的眼镜镜片制造方法，其中，使用Peters测量的按照年龄的视力的测量值的数据作为通过对多个测试对象的测量获得的眼球折射误差和视力之间的关系的数据。

6.如权利要求4所述的眼镜镜片制造方法，其中，使用Donders设计的Donders图作为通过对多个测试对象的测量获得的会聚和调节力之间的关系的数据。

7.如权利要求6所述的眼镜镜片制造方法，其中，使用Donders图中设置的指示短时间呈现中的会聚限制的区域中包括的数据作为通过对多个测试对象的测量获得的会聚和调节力之间的关系的数据。

8.如权利要求7所述的眼镜镜片制造方法，其中，用于短时间呈现的时间处于0.05到0.7秒之间的范围内。

9.如权利要求6所述的眼镜镜片制造方法，其中，作为通过对多个测试对象的测量获得的会聚和调节力之间的关系的数据，使用以下数据：该数据被包括在Donders图中设置的两条Donders曲线所夹的区域的2/3内的中心区域中，或者被包括在由这两条Donders曲线所夹的区域的2/3内的、在Donders图中被设置为一条直线的Donders线被置于其中心的区域中。

10.如权利要求6所述的眼镜镜片制造方法，其中，作为通过对多个测试对象的测量获得的会聚和调节力之间的关系的数据，使用以下数据：该数据被包括在Donders图中设置的两条Donders曲线所夹的区域的1/3内的中心区域中，或者被包括在由这两条Donders曲线所夹的区域的1/3内的、在Donders图中被设置为一条直线的Donders线被置于其中心的区域中。

11.如权利要求4所述的眼镜镜片制造方法，其中，使用由Duane作成的图、由Hofstetter作成的图以及由Landolt作成的图中的任意一个作为通过对多个测试对象的测量获得的调节力和年龄的数据。

12.如权利要求1到11中的任一项所述的眼镜镜片制造方法，其中，所述眼镜镜片是定制的眼镜镜片。

13.如权利要求1到11中的任一项所述的眼镜镜片制造方法，其中，所述视力函数包括能够通过相对调节力抵消度差的因子。

14.如权利要求1到11中的任一项所述的眼镜镜片制造方法，其中，所述视力函数包括散光作为因子，所述散光具有随着年龄增大的系数或者根据与个人之间的变化相对应的相对调节力而减小的系数。

15.如权利要求1到11中的任一项所述的眼镜镜片制造方法，其中，所述评价方法使用以下数学表达式(1)作为视力函数，

其中，α被取在0.25≤α≤0.65的范围内，并且被定义为用于将作为视觉功能之一的视力关联到作为另一视觉功能的相对调节力以及作为光学象差的PE和AS的系数；

PE被定义为度差(屈光度差)；

AA(PRA，NRA)被定义为包括相对调节力作为主要项的函数，并且包括表示生理散光现象的校正项；

bk在0.6≤bk≤1.1的范围内，表示视力随着降低的年龄而在散光方向上增大的现象，并且是随着年龄增大的系数或者特征在于根据与个人之间的变化相对应的相对调节力而减小的校正系数；以及

AS被定义为散光。

16.一种眼镜镜片制造***，包括：

订购方侧计算机，在眼镜镜片订购方一侧提供，并且具有执行下达眼镜镜片的订单所必需的处理的功能；以及

制造侧计算机，具有接收来自所述订购方侧计算机的信息并且执行接收所述眼镜镜片的订单所必需的处理的功能，

其中，所述制造侧计算机和所述订购方侧计算机通过网络互连，

其中，所述订购方侧计算机将包括表示生理散光的因素的、设计所述眼镜镜片所必需的信息传送给所述制造侧计算机，

其中，所述制造侧计算机包括：

数据输入部分，被配置为输入从订购方侧计算机传送的包括表示生理散光的因素的数据，

视力函数计算部分，被配置为基于所输入的数据，对于所述眼镜镜片上的多个评价点计算光学性能值作为视力函数，所述视力函数包括调节力或相对调节力作为因子，并且表示眼球折射误差和视力之间的关系，

设计数据校正部分，被配置为当作为由视力函数评价部分执行的评价结果，视力函数的值没有达到预定视力时，校正所述眼镜镜片的设计数据，

光学设计值确定部分，被配置为根据视力函数评价部分对于所述眼镜镜片上的多个评价点中的每一个完成评价的结果来确定设计数据，以及

设计数据输出部分，被配置为将所述光学设计值确定部分确定的最终设计数据提供给镜片处理设备。

17.一种基于光学设计值形成的眼镜镜片，所述光学设计值是通过使用视力函数作为评价函数来进行优化计算而获得的，所述视力函数包括调节力或相对调节力作为因子，并且表示眼球折射误差和视力之间的关系，

所述视力函数包括度差(PE)、散光(AS)、相对调节力(AA)和将年龄或相对调节力作为变量的散光函数。