测量被测试者的眼球的旋转特性的测量方法及渐进屈光力镜片的设计方法与流程

1.本发明涉及一种测量被测试者的眼球的旋转特性的测量方法以及利用该测量方法的测量结果的渐进屈光力镜片的设计方法。


背景技术：

2.已知有使用了如下渐进屈光力镜片的眼镜镜片，即，作为区域具有看远处用的远用部、看近处用的近用部、以及位于远用部和近用部之间的中间部，屈光力在远用部和近用部之间变化。
3.在该渐进屈光力镜片中，根据购买眼镜者(以下简称为购买者)的远用度数、散光度数及近用度数，确定远用度测定位置处的球面屈光力(spherical power)、圆柱屈光力(cylindrical power)及加入度数(addition power)，设计渐进屈光力镜片。
4.在适于购买者的渐进屈光力镜片的设计中，通过调整球面屈光力、圆柱屈光力和加入度数来进行适于购买者各自的眼睛的个别设计，但是为了设计更适于购买者的眼睛的渐进屈光力镜片，更优选除了球面屈光力、圆柱屈光力和加入度数之外，掌握因购买者不同而不同的眼球的旋转特性，考虑该旋转特性来设计渐进屈光力镜片。
5.作为测量眼球的旋转特性的方法，已知有如下技术，即，在使用了眼镜镜片等光学器具的情况下，也使用能够检测准确的视线信息的视线信息修正装置，测量眼睛镜片购买者的视线信息，利用该测量结果设计适于购买者视线的镜片(专利文献1)。
6.专利文献1：(日本)专利第6332392号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.在上述视线信息修正装置中，通过使用相对于将购买者作为被测试者的在被测试者的头部安装的头带而固定的眼球摄影机，隔着眼镜镜片拍摄眼球，从而取得眼球的视线信息，通过使用事先对眼镜镜片进行的光线追踪结果和与眼镜镜片的光的折射相关的光学信息来修正所取得的视线信息，而检测准确的视线信息。通过该视线信息能够研究眼球的旋转特性。
9.然而，在上述视线信息修正装置中，由于使用相对于在被测试者的头部安装的头带而固定的眼球摄影机来拍摄视线信息，所以存在如下问题，即有时被测试者略微倾斜或者移动头部或身体来观察作为目标的注视点，故而无法一定准确地得到眼球的视线信息。特别是，在眼球的旋转特性、特别是眼球的旋转成为接近极限的视线的情况下，大多会稍微倾斜或移动头和身体来缓和视线的朝向。
10.因此，难以精度良好地测量眼球的旋转特性。
11.因此，本发明的目的是提供一种与现有技术相比能够精度良好地测量眼球的旋转特性的测量方法以及使用该测量方法的测量结果的渐进屈光力镜片的设计方法。
12.用于解决课题的技术方案
13.本发明一方面是测量被测试者的眼球的旋转特性的测量方法。该测量方法是测量被测试者的眼球的旋转特性的测量方法。该测量方法具有如下步骤：
14.在通过固定在被测试者的头部而将显示画面配置在所述被测试者的眼球前面的显示装置中，将所述被测试者正面看时的所述眼球的正面看视线与所述显示画面交叉的所述显示画面的位置设为基准位置时，在从所述基准位置离开的位置，使所述显示信息显示在所述显示画面上；
15.通过将所述显示信息切换为不同的内容，并且使所述显示信息的显示位置变化，而使视线从所述眼球朝向所述显示信息的方向发生变化；
16.通过判定使所述显示位置变化的所述显示信息的内容是否能够由所述被测试者识别，而测量所述眼球的旋转特性。
17.在使所述视线的朝向变化的步骤中，优选使所述显示位置至少相对于所述基准位置沿着所述显示画面的上下方向移动。
18.优选调整所述显示位置及所述内容的切换的定时以使取得所述视线的极限角度信息以及所述眼球的维持时间的信息的至少一个作为所述眼球的旋转特性，其中，所述视线的极限角度信息为通过所述眼球向下方旋转，而在判定为能够识别所述显示信息的范围中相对于所述正面看的视线朝向最下方的所述视线的极限角度信息，所述眼球的维持时间的信息为在相对于所述正面看的视线以预先确定的角度使所述视线朝向下方的状态下，判定为能够识别所述显示信息的所述眼球的维持时间的信息。
19.使所述视线的朝向变化的步骤优选包括如下步骤：通过反复进行如下动作而使所述视线的朝向变化，即在将所述显示位置固定了规定时间的状态下，将所述显示信息的内容切换为其他内容反复了规定次数之后，移动所述显示位置。
20.每当所述显示位置移动时，所述显示位置优选在所述显示画面内的一方向上从所述基准位置远离。
21.使所述视线的朝向变化的步骤优选包括如下步骤：通过反复进行如下动作而使所述视线的朝向变化，即每当切换所述内容时，在所述显示画面内的一方向上从所述基准位置远离。
22.所述显示位置在与所述一方向正交的方向上的位置优选处于预先设定的范围内，在切换所述内容时或在所述显示位置向所述一方向移动时在所述范围内变化。
23.在使所述显示信息在所述显示画面上显示的步骤中，优选在使所述显示信息在所述显示画面上显示时，通过设置在所述显示画面和所述眼球之间的光学系统，调整从所述测试者看到的、所述基准位置和所述显示位置中的至少一方的位置。
24.优选所述光学系统包含至少一个棱镜。
25.此时，优选根据所述棱镜的折射特性调整所述显示画面上的所述显示信息的显示位置。
26.另外，是否能够识别关于所述显示信息的所述内容的所述判定优选通过所述被测试者回答关于所述显示信息的所述内容的回答是否与所述内容一致来进行。
27.本发明的另一方面是渐进屈光力镜片的设计方法，是关于作为区域具有看远处用的远用部、看近处用的近用部以及位于所述远用部与所述近用部之间的中间部且屈光力在
所述远用部与所述近用部之间变化的渐进屈光力镜片，设计适于被测试者的眼睛的旋转特性的渐进屈光力镜片。该方法具有如下步骤：
28.进行所述测量方法；
29.基于由所述测量方法测量出的所述视线的极限角度信息或者在所述视线相对于所述正面看的视线以预先设定的角度朝向下方的状态下，判定为能够识别所述显示信息的所述眼球的维持时间的信息，确定所述被渐进屈光力镜片的渐进带长或所述屈光力变化的屈光力曲线的形状。
30.发明效果
31.根据测量被试验者的眼球的旋转特性的上述测量方法，与现有技术相比，能够精度良好地测量眼球的旋转特性。因此，在设计渐进屈光力镜片时，能够设计适于测量出的眼球的旋转特性的渐进屈光力镜片。
附图说明
32.图1是表示实施测量实施方式的被测试者的眼球的旋转特性的测量方法的测量系统的概略构成的图。
33.图2(a)、(b)是表示在实施方式的测量系统的显示装置的显示画面上显示的显示信息的一例的图。
34.图3是说明一实施方式中使用的光学系统的图。
35.图4是示意性地表示渐进屈光力镜片的图。
具体实施方式
36.以下，根据附图说明本发明实施方式的被测试者的眼球的旋转特性的测量方法和渐进屈光力镜片的设计方法。
37.图1是表示一实施方式的测量系统1的概略构成的图，该测量系统1实施测量被测试者的眼球的旋转特性的测量方法。
38.测量系统1主要包括计算机10和头戴式显示器16。
39.头戴式显示器16是通过固定在被测试者s的头部而在被测试者s的眼球前面配置显示画面的显示装置。在图1所示的示例中，作为显示装置使用头戴式显示器16，但是，如果是通过固定在被测试者s的头部而将显示画面配置在被测试者s的眼球前面的装置，则没有特别的限制。
40.在计算机10上连接有鼠标或键盘等输入操作系统12，另外，在计算机10上还连接有监视器14。在监视器14中，在监视画面上显示后述的眼球的旋转特性的测量结果、与在头戴式显示器16的显示画面上显示的显示信息的内容及显示信息的显示位置相关的信息等。另外，显示用于详细设定眼球的旋转特性的测量方法的步骤的测量条件设定画面。
41.计算机10在未图示的存储器中记录有用于测量眼球的旋转特性的测量软件，通过读出并驱动该测量软件，而使显示信息显示在头戴式显示器16的显示画面上。
42.具体地，头戴式显示器16根据计算机10的指示，将被测试者s正面看时的眼球的正面看的视线与显示画面交叉的显示画面的位置作为基准位置，在远离基准位置的位置，使显示信息显示在显示画面上。显示信息是被测试者s在正面看时能够识别的信息，包含文
字、记号、符号等信息或者色彩的信息。显示信息从计算机10无线发送。
43.另外，头戴式显示器16通过将显示信息切换成不同的内容，并且使显示信息的显示位置变化，从而使从被测试者s的眼球朝向显示信息的被测试者s的视线的朝向变化。
44.此时，被测试者s口头将显示信息的内容传达给计算机10的操作者。操作者通过输入操作系统12输入被测试者s向计算机10传达的显示信息的内容。
45.计算机10通过判定在头戴式显示器16上显示的显示信息和所输入的显示信息是否一致，来判断使显示位置变化后的显示信息的内容是否能够由被测试者s识别。
46.由此，能够由被测试s识别的显示信息的显示位置的范围变得清楚，因此可以使该范围为作为眼球的旋转特性的测量结果。
47.在显示画面上，显示信息的内容以一定的时间间隔变化，因此，也可以根据多个内容的正确回答率是否超过预先确定的率来判断被测试者s是否能够识别。另外，如果所输入的显示信息与在头戴式显示器16上显示的显示信息一次也不一致，则也可以判定为不能由被测试者s识别。
48.图2(a)、(b)是表示在头戴式显示器16的显示画面上显示的显示信息的一例的图。
49.在图2(a)中，在远离基准位置o的位置显示“3814”的显示信息a。在图2(b)中，在从基准位置o来看时远离图2(a)所示的显示信息a的位置显示“5982”的显示信息a。这样，在头戴式显示器16中，使显示信息a的显示位置和显示信息a的内容变化。被测试者s回答这样的显示信息a的内容，即，例如口头传达给操作者。
50.需要说明的是，头戴式显示器16可以使与双眼对应的显示画面两方在相同的显示位置显示相同内容的显示信息a，从而测量双眼的综合旋转特性，也可以通过仅在与单眼对应的显示画面上在规定的显示位置显示显示信息a，而测量每一只单眼的旋转特性。
51.这样，由于使显示信息在从基准位置分离的位置，以显示信息的内容切换为不同的内容并且显示信息的显示位置也发生变化的方式显示在头戴式显示器16，因此能够高效地测量眼球的旋转特性。此外，由于头戴式显示器16被固定在被测试者s的头部，因此眼睛和显示信息的位置关系不会如现有技术那样地变动。因此，与现有技术相比，能够精度良好地测量眼球的旋转特性。
52.需要说明的是，在上述实施方式中，在头部安装显示器16上显示的显示信息a的内容与由被测试者s识别的显示信息a的内容的一致、不一致的判定是使用被测试者s口头传达给操作者并且操作者经由输入操作系统12输入到计算机10的显示信息a的内容来进行的，但也可以是被测试者s直接使用输入操作系统12输入，或者，还可以代替使用输入操作系统12输入由被测试者s识别的显示信息a的内容，而是将被测试者s回答的显示信息a的内容的声音通过麦克风输入到计算机10，计算机10根据所输入的声音的声音信号识别由被测试者s发出的显示信息a的内容，判定该识别结果与在头戴式显示器16上显示的显示信息a的内容的一致、不一致。
53.眼球的旋转特性除了上下方向的旋转特性以外，还包括左右方向的旋转特性、以及相对于正面看在上下方向和左右方向上以一定的角度倾斜的倾斜的方向的旋转特性。
54.但是，根据一实施方式，在使被测试者s的视线的朝向变化时，优选使显示位置至少相对于基准位置沿着显示画面的上下方向移动。在一般的生活环境中，以正面看的视线看到的物体为基准，观察跟前的近距离物体时视线大多向下，看更靠深侧的远距离物体时
视线大多向上。因此，从配合被试验者s的旋转特性地个别设计眼镜镜片这点来看，优选测量视线的上下方向的旋转特性。
55.眼球的旋转主要根据眼球周围的外眼肌的肌肉特性来决定，但是肌肉是由最大肌肉力量和保持一定肌肉力量的持续时间而使肌肉特性具有特征。因此，眼球的旋转特性也通过与眼睛的极限旋转范围、以及将视线持续维持在以正面看的方向为基准的一定方向上的持续时间相关的信息而具有特征。
56.因此，根据一实施方式，优选调整显示信息a的显示位置以及显示信息a的内容的切换定时以取得视线的极限角度信息以及眼球的维持时间的信息中的至少一个作为眼球的旋转特性，其中，该视线的极限角度信息为通过眼球向下方旋转而在判定为能够识别显示信息a的范围中的、相对于眼球的正面看的视线朝向最下方的被测试者s的视线的极限角度信息，该眼球的维持时间为在视线以预先确定的角度相对于被测试者s的正面看的视线朝向下方的状态下，被判定为能够识别显示信息a的眼球的维持时间。
57.在使被测试者s的视线的朝向变化时，优选通过反复进行如下动作而使视线的朝向变化，即在将显示位置16固定了规定时间的状态下，将显示信息a的内容切换成其他内容反复进行了规定次数之后，移动显示位置。在这种情况下，每当在将显示位置固定了规定时间的状态下反复切换显示信息a的内容时，被测试者s口头传达给操作者其内容，存在会在某时间之后继续进行错误回答的情况。在这种情况下，可以将持续正确回答的时间作为眼球的维持时间的信息而取得。
58.此外，每当在维持显示位置的同时使显示信息a的内容变化时，被测试者s传达给操作者其内容，此时，作为一例，也可以计算旋转能力指数p作为眼球的旋转特性。旋转能力指数p由函数p＝f(q，t，θ)表示，该函数使用被测试者s的回答的正确率q、从切换显示信息a的内容到回答为止的测量的回答时间t、和视线的朝向的角度θ(相对于正面看的角度)。作为函数f的一例，能够列举：
59.p＝f(q，t，θ)＝(q*α)*(1/(t*β))*(θ*γ)
60.(α、β、γ为预先确定的系数)。
61.根据一实施方式，每当移动显示位置时，优选显示信息a的显示位置在显示画面内的一方向上远离基准位置o。通过以显示位置逐渐远离基准位置o的方式显示显示信息a，而能够高效地测量旋转特性。
62.根据一实施方式，使被测试者s的视线的朝向变化时优选通过反复进行如下动作而使被试验者s的视线朝向变化，即每当切换显示信息a的内容时，以在显示画面内的一方向上远离基准位置o的方式移动显示位置。例如，在将判断为能够识别显示信息a的范围中的、相对于眼球的正面看的视线朝向最下方的视线的极限角度信息作为回旋特性取得的情况下，由于不需要测量能够朝向眼球的固定方向的眼球的维持时间，故而通过反复进行每当切换显示信息a的内容时，以远离基准位置o的方式移动显示位置，而能够高效地测量旋转特性。
63.根据一实施方式，与移动显示信息a的显示位置的方向正交的方向上的显示信息a的位置优选在预先设定的范围内，在切换显示信息a的内容时、或移动显示位置时在预先设定的范围内变化。例如，当显示信息a的显示位置相对于基准位置o向下方移动时，显示信息a的左右方向上的位置在预先确定的范围内变动。由此，与总是在左右方向的相同位置显示
显示信息a的情况相比，能够使眼的运动在左右方向上变动，因此能够在对眼施加左右方向适度的刺激的同时有效地测量眼睛向下方的旋转特性。另外，从精度良好地测量旋转特性这点来看，被测试者s预测显示信息a显示在左右方向的相同位置的下方并使意识集中在所预测的位置上是不优选的。
64.根据一实施方式，当在头戴式显示器16的显示画面上显示显示信息a时优选通过设置在显示画面和眼球之间的光学系统来调整从被测试者s看到基准位置o和显示信息a的显示位置中的至少一方的位置。
65.通过利用光学系统调整从被测试者s看到的基准位置o和显示信息a的显示位置中的至少一方的位置，从而即使头戴式显示器16的显示画面的显示范围被限制，也能够测量旋转特性，特别是旋转的极限的范围。这里，光学系统包括反射镜、透镜和棱镜。例如，为了使视线的朝向变化，另外为了调整从显示画面到眼球的光路长度，也可以使用反射镜。
66.另外，被测试者s有时也通过眼镜等来进行眼睛的矫正。在这种情况下，眼镜镜片作为光学系统的一部分发挥作用。即，被测试者s也可以在佩戴眼镜的状态下接受本测量。在这种情况下，由于眼镜镜片的棱镜作用，朝向显示信息a的视线的朝向由显示位置和眼镜镜片的棱镜作用来决定。在这种情况下，优选基于由眼镜镜片的棱镜作用带来的折射特性来设定显示信息a的显示位置，以使得被测试者s通过眼镜镜片观看显示信息a的视线的朝向成为预先确定的方向。即，优选计算机10接受眼镜镜片的折射特性的信息的输入，并以使视线的朝向朝向所设定的方向的方式设定显示信息a的显示位置。在这种情况下，由于要求眼镜镜片的棱镜特性是已知的，所以优选被测试者s从预先准备的棱镜特性已知的多个眼镜镜片中选择，并佩戴眼镜镜片以接受测量。
67.根据一实施方式，光学系统优选包括至少一个棱镜。眼睛的视线可以按以正面看为基准的倾斜角度朝向上下左右倾斜到45～50度左右。与此相对，在头戴式显示器16的显示画面中，观看相对于基准位置o在上下方向上最远离的位置的视线相对于正面看的角度在大多数情况下，最多为40度。因此，头戴式显示器16的显示画面不具有足够的测量眼睛的旋转的极限的范围所需的宽度。因此，光学系统优选包括至少一个棱镜。图3是说明一实施方式中使用的光学系统的图。
68.在图3中，显示信息a显示在显示画面17上。在这种情况下，通过在显示画面17和眼e之间设置棱镜18，从被测试者s来看，就显示信息a而言，在比显示信息a的显示位置更靠下方的位置处看到显示信息a*。即，即使显示信息a位于显示画面17的最下限的位置，视线也成为观察从显示画面17离开的位置的视线。这样，从即使为显示范围被限制的头戴式显示器16，也能够测量眼睛的旋转特性这一点来看，优选光学系统包括至少一个棱镜。
69.这样的旋转特性的结果能够有效地用于眼镜镜片中的渐进屈光力镜片的设计。图4是示意性地表示渐进屈光力镜片的图，示出了未进行用于配合眼镜框架形状的镜片加工的外形为圆形的基材镜片的状态。
70.如图4所示，渐进屈光力镜片是作为区域具有看远处用的远视部、看近处用的近用部、以及位于远用部和近用部之间的中间部且在远用部和近用部之间屈光力发生变化的眼镜镜片。
71.在设计渐进屈光力镜片时，在设计适于购买眼镜者的眼球的旋转特性的镜片的情况下，将购买上述眼镜的人作为被测试者s，使用上述测量系统1测量被测试者s的眼球的旋
转特性。
72.基于作为该测量结果的被测试者s的视线的极限角度信息或眼球的维持时间的信息，确定渐进屈光力镜片的渐进带长或屈光力变化的屈光力曲线的形状。
73.渐进带长是指屈光力从中间部连续变化到近用部的部分的长度。在一实施方式中，屈光力曲线不仅使渐进带长的屈光力如直线b0那样地线性变化，而且如曲线b1、b2那样非线性地变化。
74.例如，在测量结果中，当从被测试者s的视线的旋转特性的测量结果得知眼球的下方旋转维持角度(在下方旋转中维持相同角度的时间满足规定范围的最大角度)小时，将渐进带长设定得较短，当从被测试者s的视线的上述极限角度信息得知眼球的下方旋转维持角度大时，将渐进带长设定得较长。另外，也可以根据测量结果如曲线b1、b2那样地设定屈光力曲线。
75.另外，在视线的上述极限角度信息相同的情况下，眼球的维持时间也可能不同。例如，在眼球的维持时间短的情况下，优选如曲线b2那样，使中间部的度数比直线b0高，以使即使视线没有向下方大幅移动，也能够停留一定程度时间的视线进行观察。
76.在设计适于眼睛的旋转特性的渐进屈光力镜片的情况下，在综合地测量了双眼的旋转特性的情况下，测量结果反映在左右双眼的渐进屈光力镜片中。另外，分别测量左右两眼的旋转特性，在测量结果不同的情况下，可以使各个眼睛的测量结果反映在各个眼睛的渐进屈光力镜片的设计中，也可以使两眼的旋转特性的测量结果的平均值反映在双眼的渐进屈光力镜片的设计中。
77.以上，详细说明了测量本发明的被测试者的眼球的旋转特性的测量方法和渐进屈光力镜片的设计方法，但是本发明不限于上述实施方式，显然在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种改进和变更。
78.附图标记说明
79.1：测量系统
80.10：电脑
81.12：输入操作系统
82.14：监视器
83.16：头戴式显示器
84.17：显示画面
85.18：棱镜