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技術 眼用レンズを処方および/または調製する方法およびシステム

出願人 カールツァイスビジョンオーストラリアホールディングズリミテッド
発明者 フィッシャー、スコット、ウォーレンボネット、ジョン、チャールズポープ、デイヴィッド、ロバート
出願日 2001年2月23日 (19年9ヶ月経過) 出願番号 2001-561211
公開日 2003年8月5日 (17年3ヶ月経過) 公開番号 2003-523244
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置 メガネ
主要キーワード 較正段階中 レシーバ位置 材料ライン 環境的特性 三角法計算 読書位置 目位置データ 視覚作業
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題・解決手段

眼用レンズ着用者に処方および/または調製するシステムおよび方法である。方法は、頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、これらのパターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理し、この処理により、眼用レンズを着用者に推奨するのに使用することのできる、頭の動きまたは目の動きのカテゴリに、着用者を分類する段階とを含む。このシステムは、トランスミッタユニット(10)と、インターフェース(16)にデータを提供する、ユーザ着用のレシーバ(12、14)とを含む。テスト中標準の1組のフレーム(18)を使用し、近位(20)および中位(22)距離読書面を使用する。

概要

背景

概要

眼用レンズ着用者に処方および/または調製するシステムおよび方法である。方法は、頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、これらのパターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理し、この処理により、眼用レンズを着用者に推奨するのに使用することのできる、頭の動きまたは目の動きのカテゴリに、着用者を分類する段階とを含む。このシステムは、トランスミッタユニット(10)と、インターフェース(16)にデータを提供する、ユーザ着用のレシーバ(12、14)とを含む。テスト中標準の1組のフレーム(18)を使用し、近位(20)および中位(22)距離読書面を使用する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
7件
牽制数
7件

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請求項1

眼用レンズ着用者に処方および/または調製する方法であって、a.少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、b.視覚動作パターンを分析して着用者の視覚動作データを用意する段階と、c.視覚動作データを処理して、着用者に適切な眼用レンズを提供する際に、使用に適したレンズデザイン推奨する段階と、を含む方法。

請求項2

着用者の視覚動作データの処理は、このデータを標準の眼用レンズ・デザインのグループ光学的特性と比較すること、そして続いて着用者に適した標準の眼用レンズをそのグループから選択することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

比較を、視覚動作パターンと標準の眼用レンズ・デザインとの所定の関係に関して行う、請求項2に記載の方法。

請求項4

着用者の視覚動作データの処理が、特注の眼用レンズ・デザインの生成、そしてそれに続く、着用者に適した特注の眼用レンズの製造を含む、請求項1に記載の方法。

請求項5

眼用レンズを着用者に処方および/または調製する方法であって、a.頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、b.着用者の個々の視覚動作パターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理する段階と、c.着用者を頭および/または目の動きのカテゴリ分類する段階と、d.着用者の頭および/または目の動きのカテゴリに従って、眼用レンズを着用者に推奨する段階と、を含む方法。

請求項6

着用者の頭の動きの動作パターンが、実験的な着用者の頭位置データに基づいて判定される、請求項5に記載の方法。

請求項7

実験的な頭位置データが、頭追跡装置から引き出される、請求項6に記載の方法。

請求項8

着用者の目の動きの動作パターンが、実験的な目位置データに基づいて判定される、請求項5に記載の方法。

請求項9

実験的な目位置データが、目追跡装置から引き出される、請求項8に記載の方法。

請求項10

着用者の頭の動きの動作パターンが、a.近位の頭の下方傾斜、b.近位の頭の回転、c.中位の頭の回転、およびd.中位の頭の下方傾斜、によって表される、請求項5に記載の方法。

請求項11

着用者の目の動きの動作パターンが、着用者の頭の動きの動作パターンに基づいて判定される、請求項5に記載の方法。

請求項12

着用者の目の動きの動作パターンが、a.近位の目の回転、b.近位の目の下方傾斜、c.中位の目の回転、およびd.中位の目の下方傾斜、によって表される、請求項5に記載の方法。

請求項13

着用者が、主に頭を動かす人または主に目を動かす人のいずれかとして分類される、請求項5に記載の方法。

請求項14

方法が、頭追跡装置と組み合せたプログラムコンピュータにより実行される、請求項5に記載の方法。

請求項15

方法が、目追跡装置と組み合せたプログラム・コンピュータにより実行される、請求項5に記載の方法。

請求項16

眼用レンズを着用者に処方および/または調製するシステムであって、a.少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段と、b.着用者の視覚動作パターンを分析して、着用者の視覚動作データを用意する手段と、c.視覚動作データを処理して、着用者に適切な眼用レンズを提供する際に、使用に適したレンズ・デザインを推奨する手段と、含むシステム。

請求項17

少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段が、a.着用者の頭の位置を感知する手段と、b.感知された着用者の頭の位置を、感知された着用者の頭位置データの形でフォーマットする手段と、c.感知された着用者の頭位置データを記憶する手段と、d.感知された着用者の頭位置データを処理する手段と、をさらに含む、請求項16に記載のシステム。

請求項18

着用者の頭の位置を感知する手段と、感知された着用者の頭の位置を頭位置データとしてフォーマットする手段とが、頭追跡装置を含む、請求項17に記載のシステム。

請求項19

少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段が、a.着用者の目の位置を感知する手段と、b.感知された着用者の目の位置を、感知された着用者の目位置データの形でフォーマットする手段と、c.感知された着用者の目位置データを記憶する手段と、d.感知された着用者の目位置データを処理する手段と、をさらに含む、請求項16に記載のシステム。

請求項20

着用者の目の位置を感知する手段と、感知された着用者の目の位置を目位置データとしてフォーマットする手段とが、目追跡装置を含む、請求項19に記載のシステム。

請求項21

眼用レンズを着用者に処方および/または調製するシステムであって、a.頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段と、b.これらのパターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理する手段と、c.着用者を頭および/または目の動きのカテゴリに分類する手段と、d.着用者の頭および/または目の動きのカテゴリに対応する眼用レンズを着用者に推奨する手段と、を含むシステム。

請求項22

頭および目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段が、頭追跡装置と組み合せたプログラム・コンピュータ装置を含む、請求項21に記載のシステム。

請求項23

目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段が、目追跡装置と組み合せたプログラム・コンピュータ装置を含む、請求項21に記載のシステム。

請求項24

少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理する手段が、プログラム・コンピュータを含む、請求項21に記載のシステム。

請求項25

着用者を頭および/または目の動きのカテゴリに分類する手段が、着用者の動作統計モデルと組み合わせたプログラム・コンピュータを含む、請求項21に記載のシステム。

請求項26

着用者の頭および/または目の動きのカテゴリに対応する眼用レンズを着用者に推奨する手段が、着用者の動作統計モデルに関連した多重焦点レンズ・カテゴリのマトリックスと組み合わせたプログラム・コンピュータにより実行される、請求項21に記載のシステム。

0001

(発明の分野)
本発明は、眼用レンズ、一般に眼鏡またはサングラス用のレンズの処方および/または調製に関する。

0002

眼用レンズの処方および調製には、複数の別個の側面がある。一般的な面で、処方行為は、近用および/または中用の加入度についての着用者要件を判定する等、着用者の所要屈折力を判定することである。同様に一般的な面で、調製行為は、通常、適宜のレンズ・デザインの選択だけでなく、適宜のフレームの選択(光学的観点および美的観点の両方から)、並びにフレームを着用者に、そして着用者の基準位置に関してレンズ・デザインをフレームに合わせる身体的行為を含む。

0003

本発明の方法およびシステムは、個々の着用者に適したレンズ・デザインの選択を伴う調製に使用される場合、特定の恩恵を提供することがわかっている。しかし、本発明は、この調製の面のみ、および調製自体のみに限定されるものではない。実際に、以下でより詳細に記載するように、本発明の方法およびシステムには、他の調製面(および処方面)での有利な使用もあることがわかっており、例えば個々の着用者の必要に応じた眼用レンズの特注生成に有用なものとすることができる。
(発明の背景

0004

過去10年の間、眼用レンズのデザインは、単焦点レンズおよび多重焦点(プログレーシブ)レンズ等のレンズ・タイプのカテゴリ分類)ごとに使用可能な、複数の異なるレンズ・デザインがある段階まで進歩している。特に多重焦点レンズに関し、調製者は、着用者に対して調製可能な多数の多重焦点レンズ・デザインを使用することができ、これらのレンズの各々は着用者の処方要件を満たすのに適したものとなる。

0005

しかし、個々の着用者の身体的特徴身長体格体形等)は異なり、視覚動作パターン読書中の頭、目、姿勢の動作等)も異なることが認識されている。これらの要素がすべて異なるので、異なる着用者に適したレンズ・デザインも異なってくる。

0006

現在に至るまで、特に種々のタイプの多重焦点レンズ・デザインが開発されていながら、調製者は一般に、他のデザインと比較して1つの特定のレンズ・デザインを推奨するのに、直観的な理由付けを使用するしかないと考えられている。あるいは、調製者はレンズ製造者自身の情報に頼るしかない。

0007

本発明の目的は、調製者が現場で使用することのできる方法およびシステムを提供することであり、少なくとも、好ましくは比較的短時間に、公知のレンズ・デザインのグループから適切なレンズ・デザインの選択を推奨することである。
(発明の概要

0008

本発明は、眼用レンズを着用者に処方および/または調製する方法であって、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、視覚動作パターンを分析して着用者の視覚動作データを提供する段階と、視覚動作データを処理して、着用者に適切な眼用レンズを提供する際に、使用に適したレンズ・デザインを推奨する段階とを含む方法を提供する。

0009

着用者の視覚動作データの処理は、このデータを標準の眼用レンズ・デザインのグループの光学的特性と比較すること、そして、続いて着用者に適した標準の眼用レンズをそのグループから選択することを含む。このような比較を、視覚動作パターンと標準の眼用レンズ・デザインとの所定の関係に関して行うことが理想的である。これに関し、「標準」という語は、標準的な仕様による、個々の着用者の要件に合わせて特注製造したものではない、眼用レンズまたは眼用レンズ・デザインに言及するものであると理解すべきである。

0010

あるいは、着用者の視覚動作データの処理は、特注の眼用レンズ・デザインの生成、およびそれに続く、着用者に適した特注の眼用レンズの製造を含んでいてもよい。このような特注の眼用レンズ・デザインの生成は、公知の視覚動作データと標準の眼用レンズ・デザインとの所定の関係を使用しても使用しなくてもよい。

0011

本発明の方法は、少なくとも着用者の典型的な頭の動きおよび/または典型的な目の動きを識別すること、そして好ましくは頭および/または目の動きの特性と、特定のレンズ・デザインに対する着用者の適合性との関係を使用することを求めるものである。多重焦点レンズの調製に関する本発明の単純な形態では、方法が、適切な多重焦点レンズを正確に選択することができるように、着用者を、特に読書中に、主に頭を動かす人または主に目を動かす人として分類する関係に依存することが好ましい。

0012

この単純な形態では、例えば目を動かす人として分類される着用者は、一般に読書中に近位ゾーンのほぼ全幅にわたって目が動くので、近位ゾーンで広範囲の明瞭な視野を提供する多重焦点レンズを必要とする。実際に、目を動かす人は、多重焦点レンズがまったく合っていない人である可能性がある。

0013

一方、頭を動かす人として分類される着用者の目は、一般に多重焦点レンズの近位ゾーンの中央部をのみを使用(読書時に、着用者の頭が補償して動くことにより)するため、より狭い近位ゾーンを持つ従来の多重焦点レンズの使用が可能となる。このような人は、一般に多重焦点レンズの使用に十分に適していると考えられる。

0014

さらに、同様の分類を使用して、特にレンズの大きさの点からフレームの選択を支援することができる。例えば、眼用レンズには、流行のフレームに合わせるために、比較的小さいものがある。しかし、本発明の方法により、着用者を目を動かす人として分類する場合、目がレンズの全範囲にわたって動くとき、特に、目が、一般に歪みやぼやけがより大きくなるレンズ周辺を使用したり、フレームの境界を越えて動くときには、比較的小さいレンズでは、その着用者にとって見ることが困難になる。

0015

本発明の方法を使用することにより、調製者は、そのような小さいレンズが必要なフレームを使用しないよう、着用者に推奨することができ、あるいは、周辺の歪みやぼやけが最小となるようにデザインされた特定のレンズを推奨することができる。

0016

従って、本発明の方法は、眼用レンズを調製するために使用されるだけでなく、着用者が主に頭を動かす人と主に目を動かす人であるという点から、異なる着用者の要件を満たすことのできる、レンズ・デザインの開発のための研究場所でも使用される。

0017

従って、本発明はまた、眼用レンズを着用者に処方および/または調製する方法であって、頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する段階と、これらのパターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理し、この処理により、眼用レンズを着用者に推奨するのに使用することのできる、頭の動きまたは目の動きのカテゴリに、着用者を分類する段階とを含む方法を提供する。

0018

さらに、本発明が適宜の装置で具体化されるという点から、本発明はさらに、眼用レンズを着用者に処方および/または調製するシステムであって、少なくとも着用者の個々の動作パターンを判定する手段と、視覚動作パターンを分析して着用者の視覚動作データを提供する手段と、視覚動作データを処理して、着用者に適切な眼用レンズを提供する際に、使用に適したレンズ・デザインを推奨する手段と、を含むシステムを提供する。

0019

本発明のこの形態では、少なくとも着用者の個々の視覚動作パターンを判定する手段は、着用者の頭の位置を感知する手段と、感知された着用者の頭の位置を、感知された着用者の頭位置データの形でフォーマット(様式化)する手段と、感知された着用者の頭位置データを記憶する手段と、感知された着用者の頭位置データを処理する手段とをさらに含む。

0020

本発明のさらに別の形態では、視覚動作パターンを判定する手段は、着用者の目の位置を感知する手段と、感知された着用者の目の位置を、感知された着用者の目位置データの形でフォーマットする手段と、感知された着用者の目位置データを記憶する手段と、感知された着用者の目位置データを処理する手段とをさらに含む。

0021

着用者の頭の位置を感知する手段と、感知された着用者の頭の位置を頭位置データとしてフォーマットする手段とが、頭追跡装置と呼ばれる1台の装置により提供されることが理想的である。

0022

代替形態では、着用者の目の位置を感知する手段と、感知された着用者の目の位置を目位置データとしてフォーマットする手段とが、目追跡装置と呼ばれる1台の装置により提供されるようにしてもよい。

0023

本発明はまた、眼用レンズを着用者に処方および/または調製するシステムであって、頭の動きおよび/または目の動きの点から、少なくとも着用者の個々の動作パターンを判定する手段と、これらのパターンを、公知の頭の動きおよび/または目の動きの特性と使用可能な眼用レンズとの所定の関係に関して処理する手段と、着用者を頭および/または目の動きのカテゴリに分類する手段と、着用者の頭および/または目の動きのカテゴリに対応する眼用レンズを着用者に推奨する手段とを含むシステムを提供する。

0024

従って、本発明の方法およびシステムは、着用者をレンズ・デザインに無理に合わせることではなく、着用者に合うレンズ・デザイン(およびその逆)を見つけることを目的としていることが認識されるだろう。これに関し、新しいレンズを初めて着用する際、レンズ・デザインを変更する際、または新しいレンズ・デザインが市場に導入される際に、着用者は従来、視覚動作パターンを変更しなければならない。通常、これにより着用者(特に、視覚動作パターンが新しいレンズ・デザインにあまり合っていない着用者)にとって困難な期間が生じ、しばしば特定のレンズ・タイプが拒否され、市場にある新しいレンズ・デザインが失敗品となる可能性さえある。

0025

しかし、本発明の方法およびシステムを使用することにより、調製者は、着用者に、着用者の視覚動作パターンに合ったレンズ・デザインを確実に装着させることができるので、単にレンズ・デザインが着用者にうまく適合しないために新しいレンズ・デザインが拒否されることが避けられ、困難な導入期間も最小となる。実際に、本発明の方法およびシステムは、個々の着用者の種々の身体的、および/または光学的、および/または環境的特性を分析すること、そして、これらの特性を、レンズ・デザインの公知のカテゴリに関連付け、続いて公知のレンズ・デザインのグループから選択された適切なレンズ・デザインを調製者のために推奨すること、または種々の特性の分析に基づく特注のレンズ・デザインを、個々の着用者のために製造することが可能である。
(本発明の一般的な説明)

0026

着用者の個々の視覚動作パターンは、公知のいかなる方法により判定してもよいが、近位および中位を見ている間にテストをする際に、着用者を頭を動かす人と目を動かす人とのいずれに分類することができるかを判定するのに使用されるデータを少なくとも生成するように、これを行うことが好ましい。

0027

1つの形態では、この判定には、頭位置および読書材料位置情報を記録することのできる、空間運動追跡システムの使用が必要である。この情報から、読書人間工学(頭の傾き、頭の回転、読書材料距離および角度等)データと目の動きのデータとの両方を計算することができる。次に、このデータを表示し分析して、着用者を、少なくとも頭の動き、目の動き、および姿勢に基づいて分類することができるようにし、次いでこのデータを使用して、レンズ・デザイン、レンズ製品カテゴリ、フレーム/レンズの組合わせ、またはレンズの処方を推奨することができるようにする。

0028

本発明の好適な形態では、データの記録、データの処理、表示、分析、そしてそれに続く推奨は、すべてコンピュータにより行われる機能である。

0029

これに関し、着用者から収集され記録されるデータは、大きく変化し得、本発明を利用する特定のシステムの予想される用途にいくらか依存する。例えば、本発明の方法では、着用者の現在のレンズ・デザインおよび処方の性質およびタイプ、および着用者の処方の状態(すなわち、近視者、正視者、または遠視者)等の、着用者の種々の光学的特性を、視覚動作パターンとして前記した特性と共に考慮することが必要となる可能性が最も高いが、他の外的な要因を考慮してもよい。

0030

外的な要因の収集および記録と、前記の光学的特性とは、データを手動入力する単純な事項である可能性が最も高いが、着用者の視覚動作パターンの収集および記録は一般にそれ以上のものを必要とし、着用者のモニタおよび/または測定を必要として種々の要素を判定し、続いて分析および計算を行ってさらなる要素を判定してもよい。

0031

例えば、本発明の方法で用いるのが好ましい視覚動作パターンは、最も通常は、着用者が対象を見る際(読書時等)に、頭の動きおよび/または目の動きにおいて具体化される。頭の動きは検出および測定が比較的容易であるが、目の動きは一般に容易ではない。従って、本発明の好適な形態では、頭の動きおよび目の動きの特性を、着用者の頭の傾き、頭の回転、読書材料距離および角度等の、視覚人間工学と呼ばれる要素を測定することにより判定してもよい。

0032

このような視覚人間工学データを収集し記録することにより、着用者の目の動きを計算することが可能になる。続いて、着用者を、目を動かす人または頭を動かす人のいずれとして分類すべきか、その分類が、本発明の方法についての調製者の目的を達成するのに必要なものであるかどうかを、そこから判定する十分な情報が見つかる。

0033

着用者の分類を支援する関係に関し、これらの関係は一般に、使用する方法についての調製者の目的に従って判定されるべきであることを認識しなければならない。例えば、本発明の方法を使用して特定の多重焦点レンズ・デザインを推奨する場合には、頭を動かす人または目を動かす人としての着用者の分類で十分であると予想される。しかし、これには、頭の動きの度合および目の動きの度合に関して判定を行う必要があり、この度合より下または上で着用者が適宜に分類されることが認識されるだろう。

0034

例えば、下記の空間運動追跡システムを使用して着用者をテストする際に、統計母集団に従って任意の中断値を測定することにより、頭の回転量(度)の低、中、高、および目の下方傾斜量(度)の低、中、高を定義することを許容できるようにしてもよい。従って、このような空間頭追跡システムにより収集され記録されたデータを処理することにより、下記の表1のようなマトリックスにおいて、着用者の視覚動作パターンの位置が出力として簡潔に提供される。ここで、5つの星印サンプル位置を特定する。

0035

本例では、調製者は、着用者に合う公知のタイプの多重焦点レンズ・デザインを見つけることを目的としており、表1のマトリックス(行列型)と使用可能なタイプの多重焦点レンズ・デザインとの関係も、事前に決定する必要がある。サンプルの製品推奨表は、以下の表2の通りにすることができる。

0036

認識されるように、本例では、調製者は、必要であれば他の外的および環境的要素や前記の光学的特性の影響により適宜に重みを付けて、多重焦点レンズ・タイプDが着用者の視覚動作パターンに最適であると推奨することになる。これに関し、このような重み付けが、着用者を表1の特定位置に配置させることにつながるデータ分析に含まれるか、おそらくは表2のマトリックスの特定位置に特定のレンズ・タイプを整合させることの判定に含まれるかのいずれかであることが好ましい。
(本発明の好適な実施形態の説明)

0037

以下で、本発明の方法およびシステムを、好適な実施形態に関して説明する。以下の説明は、前記の説明の一般性を限定するものではないことを認識すべきである。以下の説明の理解を助けるため、種々の図面を参照する。

0038

この好適な実施形態では、眼用レンズを調製および/または処方するための本発明の方法およびシステムで使用することのできる、頭追跡システムの使用について説明する。好適な実施形態の方法およびシステムの主な目的は、多重焦点レンズの着用者を多重焦点レンズ・カテゴリに分類することであり、このカテゴリから特定の多重焦点レンズ製品を調製することができる。

0039

簡単に言えば、頭追跡システムは、着用者により行われる一連視覚作業の間、着用者の頭の位置と視覚刺激(読書材料)位置とを記録する。一連の視覚作業は近位作業および中位作業を含むことが好ましい。

0040

記録された頭位置および読書材料位置情報から、視覚人間工学データおよび目の動きのデータの両方を計算することができる。次に、このデータを表示し分析して、着用者を、頭、目、および姿勢に基づいて分類することができるようにし、次いでこのデータを使用して、レンズ・デザイン、レンズ製品カテゴリ、またはフレームとレンズの組合わせを推奨することができる。推奨が一次推奨および二次推奨の形で表されることが好ましい。これらの推奨はいずれも着用者の多重焦点レンズ・カテゴリに従うが、各々が多重焦点レンズ・カテゴリに関係のないパラメータ(例えば価格)に基づいて異なっていてもよい。

0041

一般に、頭追跡システムは、以下の構成要素を含むことが好ましい。

0042

a.着用者の動作統計モデルデータベース)、

0043

b.着用者の動作統計モデルに関連した多重焦点レンズ・カテゴリのマトリックス、

0044

c.頭および読書材料追跡ハードウェア(本明細書中では頭追跡ハードウェアと称する)、

0045

d.ディスプレイキーボード、およびマウスを含むコンピュータ装置、および

0047

着用者の動作統計モデルに関し、モデルは、頭および目の測定の母集団サンプルから構成されることが好ましい。モデルを使用して、近位作業での頭の回転、目の回転、頭の下方傾斜、目の下方傾斜と、中位作業での頭の回転および目の回転との要約統計を生成する。この要約統計を使用して、これらの変数の各々について、低、中、高の特徴付けを定義する値を識別する。

0048

次に、着用者の動作統計モデルの統計分析からから引き出された値を使用して、各分類範囲が特定の頭および/または目の動きの分類(例えば、高近位の目の下方傾斜の分類範囲)に関連する、一連の分類範囲を定義することが好ましい。引き出された範囲を、カスタマイズされたアプリケーション・ソフトウェア内で条件テストに組み込むことができるので、着用者の実験的な視覚動作パラメータを特定の多重焦点加入レンズ・カテゴリに相関させるメカニズム機構)が提供される。着用者の実験的な視覚動作パラメータと、多重焦点加入レンズ・カテゴリとの相関は、後述する所定の関係に基づいて、マトリックスの形で表される。

0049

使用される頭追跡ハードウェアは、複数の標的(例えば、着用者の頭と読書材料)の位置および姿勢を同時に追跡することのできる、マルチチャンネル運動感知システムであることが好ましい。適切な運動感知システムの一例としては、トランスミッタ(送位器)10、2つのレシーバ(質位器)12、14、およびインターフェース(中間)・ユニット16から構成される、Polhemus(ポヒマス)社製の「Fastrack」システム(図1に概略的に示す)がある。レシーバ12、14は、トランスミッタ10の近傍に配置されると、データを提供する。このデータは、インターフェース・ユニット16により、3次元空間における、直交軸x、y、zおよび方位角仰角横揺れ角に関する、トランスミッタ10とレシーバ12、14とのずれとして解釈される。

0050

1つのレシーバ12を着用者の頭に取り付けることにより、システムは、方位角が頭の回転に、仰角が頭の下方傾斜に、横揺れ角が頭頂に相当する頭追跡装置となる。これは、第1のレシーバ12を、試用中に着用者が着用する公知のタイプの眼用レンズ試用フレーム18に取り付けることにより達成される。第2のレシーバ14は、近位作業読書面20に取り付けられ、近位作業読書距離および近位作業読書面角度を別々に表示する。

0051

本発明の好適な形態に従って、トランスミッタ10は中位作業読書面22に取り付けられる。

0052

試用中、着用者が一連の視覚作業を行っている間に、頭の位置および読書材料位置が記録される。このような試用の際には、フレームとレンズの効果を制御するために、すべての着用者が標準の試用フレーム18を試用することが理想的である。

0053

前記したように、着用者により行われる一連の視覚作業には、近位作業と中位作業とがある。近位作業は、着用者が、近位作業読書面20に特定して配置された読書材料を読むことからなる。近位作業の目的は、実験的な近位作業の頭および読書位置情報から、近位の目の回転と近位の目の下方傾斜の結果を引き出すことであることが好ましい。

0054

本発明の好適な形態に従って、近位作業に使用される読書材料は、ほぼ等しい大きさ(幅×高さ)の3つのパラグラフを含むページから構成される。各パラグラフは、3つの別個のゾーンの1つに配置されることが好ましく、各ゾーンは、各パラグラフの縦寸法(高さ)を超える縦寸法を有する空白部分により縦に分離される。ゾーンは、第1パラグラフが読書材料の上部に位置して、中央の第2パラグラフから分離され、第2パラグラフが、読書材料下部に向かって位置する第3パラグラフから分離されるように分配される。

0055

中位作業は、着用者が、中位作業読書面22に特定して配置された読書材料を読むことからなる。中位作業読書材料は、高さよりも幅の方が大きい矩形マトリックスの形で、文字を公知の幾何学的な配置にしたものからなることが好ましい。マトリックスの配置は、文字が縦横両方に均一に離間したものであることが好ましい。中位作業の目的は、実験的な中位作業の頭および読書位置情報から、中位の目の回転の結果を引き出すことであることが好ましい。

0056

読書作業中、頭追跡ハードウェア・レシーバ10、12からの信号が、頭追跡ハードウェア・インターフェース・ユニット16により監視され、通信リンク26を介してコンピュータ装置に送信するのに適したフォーマットに変換される。

0057

コンピュータ装置およびカスタマイズされたアプリケーション・ソフトウェアに関し、カスタマイズされたアプリケーション・ソフトウェアの実行可能なコードは、コンピュータ装置に装着された周辺記憶装置上にあることが好ましい。操作時には、カスタマイズされたアプリケーション・ソフトウェアの実行可能なコードは、起動されてコンピュータ装置上で「実行」される。この操作モードでは、コンピュータ装置とカスタマイズされたアプリケーション・ソフトウェアとの組合せは、プログラム・コンピュータ28と呼ばれる。

0058

プログラム・コンピュータ28は、頭追跡ハードウェア・インターフェース・ユニット通信と、頭および読書材料位置の生データのサンプリング、記録、収集処理、および分析とを可能にする機能を提供することが好ましい。さらに、プログラム・コンピュータ28は、システム・オペレータにより操作可能なグラフカル・ユーザ・インターフェース(GUI)30を提供することもできる。

0059

本発明の好適な形態に従って、GUI30は、システム・オペレータに、着用者の識別32と背景データを入力するための、そしてシステムの機能を制御するための対話式ウィンドウ」環境を提供する。着用者の背景データには、着用者の処方(球面、円柱、および加入度)34、説明36、着用者が既に試用している既存の多重焦点加入レンズについての着用者の主観的な評価38、および関連し有用であると考えられるその他のデータに関する情報が含まれる。

0060

GUI30によって、システム・オペレータにより操作可能な対話式ボタンおよびチェック欄が提供され、所望の読書作業(近位または中位)40、記録制御機能42、および記録された作業の再生機能44を選択することが可能になることが好ましい。GUI30が、条件テストを受けることのできる制御を含むことが理想的である。例えば、GUI30は、近位および中位作業の記録および処理の完了に続けて操作可能なボタンであって、起動すると、記録された結果に基づきレンズ・タイプの一次および二次推奨を提供する、ボタン46を含んでいてもよい。

0061

またGUI30は、記録中および記録後に、要約結果48を表示するためのグラフィック・ウィンドウと、頭および読書材料の動き50のグラフィック表示とを組み込むことが好ましい。

0062

着用者の頭および読書材料位置の生データのサンプリング、記録、収集、および処理の好適な方法に特に関し、プログラム・コンピュータ28が、記録機能を可能にすることに続いて、通信リンク26を介して頭追跡ハードウェア・インターフェース・ユニット16から受けた生データを、周期的にサンプリング(抽出)し記録することが好ましい。生データの関連性は、読書作業に依存する。近位作業について、生データは一般に、一方は着用者の頭上、他方は近位読書標的上の、少なくとも2つの基準面に対する、6運動度の少なくとも6つの尺度から構成される。中位作業については、トランスミッタ基準面が中位読書面に取り付けられるPolhemusの「Fastrack」システムの場合、着用者の頭の基準面についての6運動度の少なくとも6つの尺度から構成される生データのみが関連する。

0063

本発明の好適な形態では、プログラム・コンピュータ28は、読書作業による近位作業データおよび中位作業データを処理する。

0064

近位作業データについて、プログラム・コンピュータ28は、頭および読書材料レシーバ位置の各々に1列ずつの、2列の頭追跡ハードウェアから受信したデータと、絶対3次元空間のサンプリングされたx、y、z、および基準面の方位角、仰角、横揺れ角から少なくとも構成される方向データとを記憶することが好ましい。

0065

プログラム・コンピュータ28は、次に、近位作業記録データフィルタ処理して、読書作業に関連しないデータを排除することが好ましい。次いで、フィルタ処理したデータを解析して、フィルタ処理したデータのセグメント(部分)を近位作業読書材料の特定のパラグラフに相関させることが好ましい。ここで、プログラム・コンピュータ28は、着用者の頭の位置およびピッチ・データと、読書材料位置およびピッチ・データとを使用して、近位作業読書面の近位作業読書材料に対する、着用者の視野の投影線相対速度を演算する。フィルタ処理したデータの1/3、および2/3のセクション区分付近での高い相対速度は、プログラム・コンピュータ28により、第1パラグラフと第2パラグラフの間および第2パラグラフと第3パラグラフの間を着用者が横切る瞬間として解釈することができる。プログラム・コンピュータ28は、識別された高い相対速度境界事象に従って、フィルタ処理したデータを3つのデータ・セットに仕切ることが好ましく、これにより、各セットが、特定のパラグラフについてのデータ記録(すなわち、上位、中位、下位パラグラフ・データ記録)に対応する。

0066

次に、プログラム・コンピュータ28は、平均近位作業読書距離(近位作業読書面取付けレシーバ14と頭取付けレシーバ12との間の平均距離)と、データ記録ごとの最大の近位作業頭回転角度とを計算することができる。

0067

データ記録ごとの平均近位作業読書距離は、着用者の頭取付けレシーバ位置、近位作業読書面取付けレシーバ位置および方向、そして近位作業読書材料の公知の形態を含む、三角法計算を使用して求められることが好ましい。平均近位作業読書距離の計算には、着用者の目の位置と頭取付けレシーバ12の位置とのずれを考慮に入れてもよい。

0068

プログラム・コンピュータ28は、近位作業頭回転(方位角)データの標準偏差を使用して、データ記録ごとの最大の近位作業頭回転角度を計算することが好ましい。

0069

平均近位作業読書距離の計算に続いて、プログラム・コンピュータ28は、着用者が目の回転なしにパラグラフ・ラインの最後まで到達するのに必要な頭回転角度を、データ記録ごとに演算することができる。

0070

プログラム・コンピュータ28は、次に、データ記録ごとに、推測される近位の目の回転を、最大の近位作業頭回転角度と、着用者が目の回転なしにラインの最後まで到達するのに必要な頭回転角度との差として計算することが好ましい。

0071

プログラム・コンピュータ28は、3つの近位作業データ記録の、推測される近位の目の回転の結果の平均値を計算し、これを最終的な近位の目の回転の結果とみなすことが好ましい。

0072

近位の目の下方傾斜は、着用者の頭の下方傾斜と、近位作業読書材料の相対位置、方向、そして形態とに基づいて求めることができる。ここで、プログラム・コンピュータ28は、近位作業読書材料パラグラフの公知の形態パラメータと、近位作業読書面の測定位置および方向と、測定した着用者の頭の下方傾斜とを使用して、着用者の頭の位置に対する各パラグラフの角度(垂直面における)を求めることができる。

0073

着用者の頭に対する各パラグラフの角度の計算に続いて、プログラム・コンピュータ28は、パラグラフごとの相対的な近位の目の下方傾斜を、相対パラグラフ角度と測定した頭の下方傾斜との差として評価することができる。

0074

プログラム・コンピュータ28は、近位作業データ記録ごとの平均の近位の目の下方傾斜を計算し、調製するモデルの基礎として、一連の平均結果から結果を引き出すことが好ましい。

0075

次に、中位作業データの処理に関しては、頭取付けレシーバ12の位置データのみが関連する。本発明の好適な形態に従って、中位作業の目的は、中位の目の回転の点から着用者を分類することである。従って、中位の頭の回転データのみがプログラム・コンピュータ28により処理される。さらに、近位作業と異なり、中位データは、解析されて中位読書材料標的と目の回転との間の相関を確立することがなく、開始および終了データ廃棄されないことが好ましい。

0076

中位の目の回転は、近位の目の回転の測定に使用したものと同様の手法を使用して計算されることが好ましい。すなわち、最大頭回転角度が求められ、着用者が目の回転なしに中位読書材料ラインの始めと終わりの文字を見るのに必要な頭回転角度から減算される。これらの角度の差は、推測された中位の目の回転として解釈することができる。

0077

近位作業および中位作業データの処理と、結果として生じる近位および中位の目の動きのパラメータの偏差との基礎となる原理について説明したが、目の動きのパラメータを特定の多重焦点加入レンズに関連付ける段階について以下に説明する。

0078

ここでは、近位および中位作業データ処理の結果を、着用者の背景データと組合せて、関連パラメータごとの標準モデル由来分類範囲と比較する。比較は、アプリケーション・ソフトウェア(例えばケースステートメント)に組み込まれた一連の条件テストを使用して行われることが好ましい。比較の結果により、分類範囲内の関連パラメータの位置を求めることが可能になるので、着用者が特定の視覚動作カテゴリに分類される。次にプログラム・コンピュータは、所定の関係を使用して、着用者の視覚動作分類に最も厳密に適合する多重焦点加入レンズを選択する。

0079

このような所定の関係に関し、そして特に多重焦点レンズ・デザインの選択に関心のある調製者に有用な関係に関して、二焦点レンズと同様に、多重焦点レンズは、特に表面上の空間位置を特定の視野距離に充てている。従来、多重焦点レンズの上部は遠用であり、多重焦点レンズの下部は近用であり、2つのゾーンをつなぐコリドー」を持つことにより、ゾーン間移行をスムーズにする。残念なことに、レンズのデザイナーは、視野ゾーンの大きさを変更し、周囲の歪みの位置を移動させることはできるが、視野ゾーン側部の乱視または歪みがないように多重焦点の表面をデザインすることはできない。

0080

例えば、着用者の中には、文字をすぐ近くで読むことができるようにするためには、頭をかなり後ろに傾けなければならない、と苦情を言う人もいる。解決法は、多重焦点ゾーンの長さ、すなわちコリドー(回廊部分)長さを短縮することである。他の患者は、歪みが生じる前に近位ゾーンの大きさが十分に広くないため、読むために頭を左右に動かさなければならないことに不満を持っている。この場合、レンズのデザイナーは、近位ゾーンを広げることができる。

0081

既存の多重焦点レンズ・デザインの視野ゾーンの大きさ、形状、そして位置を、頭および読書材料の動きに基づいて予測されるように、または目の追跡により直接測定されるように、着用者の典型的な目の動きのパターンに適合させることができれば、着用者はすぐに満足することは明らかである。本発明の方法およびシステムでは、ゾーンの位置および形状を、レンズ面の予想される使用パターンに、できる限り厳密に適合させるように、多重焦点レンズ・デザインを試験することが好ましい。

0082

あるいは、頭および読書刺激の動きに基づいて予測可能な着用者の満足度に相関し得る、または相関するものとして公知の、他のレンズ寸法を試験してもよい。例えば、頭の動きの大きい着用者には、視覚が原因となる吐き気や「めまい」を生じる動きの歪みを最小にするデザインが必要である。

0083

本発明の方法およびシステムにおける適宜の所定の関係の発生を支援するのは、このタイプの試験および照合である。これに関し、所定の関係として使用されるサンプル・マトリックスが図3に示される。図3は、6つの多重焦点加入レンズ(A〜F)の概略的なレンズのプロット(図上表示)を示す。円で囲まれた各レンズ・プロットは、距離適合点を示す十字と、近用度数基準点を示す小円を有する。各レンズ側部の湾曲線は、明瞭な視野の限界に対応する等乱視輪郭を示し、つまりぼやけの始まりを示す。実際に、前記したように、乱視は着用者により、ぼやけとしてしばしば知覚される。これらのタイプのプロットは、レンズ・デザインを比較するために、光学業界において広く使用される。

0084

描写されたデザインは、2次元、すなわち近位ゾーン幅およびコリドー長さが系統的に変化する。近位ゾーン幅に関し、近位基準円の周囲の等乱視輪郭間の間隔が広くなるほど、近位ゾーン領域は大きくなる。コリドー長さに関し、距離および近位基準点間の距離が長くなるほど、コリドーは長くなる(すなわち、着用者は、読書ゾーンに届くように、さらに下方に目を回転しなければならない)。コリドーがより長くなると、周辺の乱視および歪みは一般に低くなる。

0085

すなわち、デザインAは長いコリドーと広い近位ゾーンを有し、デザインBは長いコリドーと中間幅の近位ゾーンを有し、デザインCは長いコリドーと狭い近位ゾーンを有し、デザインDは短いコリドーと広い近位ゾーンを有し、デザインEは短いコリドーと中間幅の近位ゾーンを有し、デザインFは短いコリドーと狭い近位ゾーンを有する。

0086

これらのデザインに関し、読書をするのに頭を回転しない、または目を下方に回転しない着用者には、一般にデザインDのような短いコリドーと広い近位ゾーンが必要となる。一方、読書中に頭を大きく回転し、目を下方に回転する着用者は、デザインCに満足するものと思われる。従って、より適切なゾーンの大きさおよび位置だけでなく、より少ない周辺の歪みに関連した恩恵を利用する。

0087

次に、本発明の好適な方法における頭追跡システムの好適な操作に関し、システム・オペレータ(操作者)は、まず、システムに電源を入れ、システム内蔵テスト機能を行うことにより、システムが使用できる状態にあることを確認する。システム内蔵テストの通過に続いて、システム・オペレータが、着用者の識別および背景データをシステムに入力した後、着用者をシステムに対して適宜の位置に配置させる。次に、試用フレームを着用者の頭に装着させる。この試用フレームは、所与の読書作業距離についての着用者の処方に従った、レシーバ・モジュールと一対のレンズとを含む。試用フレームには単焦点レンズを使用することが好ましいが、他のレンズ・タイプを使用してもよい。

0088

次いで、システム・オペレータは、着用者に頭の位置を選択するように依頼し、これにより着用者の視線地平線と略平行になる。さらに、システム・オペレータは、近位作業読書材料が、または同様の構造の上に平らに配置されていることを確認する。システム・オペレータは、システム較正を使用可能にし、較正段階中に頭追跡ハードウェアから受信した位置情報を、プログラム・コンピュータにより複合化して、一連の基準座標を確立するのに使用する。

0089

システム・オペレータは、着用者に、希望する場合には近位作業読書材料を持ち上げて、読書を始めるように促す。近位作業の開始を示す着用者からの聴覚キュー(合図)を受信したら、システム・オペレータは、記録を開始するシステム記録制御を使用可能にする。代替形態では、読書作業の開始を、システムにより感知して、記録プロセス(処理)を自動的に開始するのに使用してもよい。

0090

頭および読書材料位置データは、6自由度で周期的にサンプリングされ、プログラム・コンピュータにより近位作業中に記録される。記録プロセス中、システムは、記録された頭および読書材料の動きのグラフィック表示を、システム・オペレータに提供して、システムが正しく機能していることを示す。システム・オペレータは、着用者から、近位作業の完了を示す第2の聴覚キーを受信するとすぐに、記録プロセスを停止する。代替形態では、読書作業の完了を、システムにより感知して、記録プロセスを自動的に停止するのに使用してもよい。

0091

システム・オペレータは、次に、中位作業読書材料の読書を開始するように、着用者に指示する。再び、システム記録機能が使用可能となり、着用者の聴覚キーに応答してシステム・オペレータによって、または自動的に使用不可能となる。

0092

近位、中位、および他の関連作業の完了に続いて、システム・オペレータは、記録データを保存し、記録データに基づき多重焦点加入レンズの一次および二次推奨を提供するように、プログラム・コンピュータに指示する。プログラム・コンピュータは、多重焦点加入レンズの推奨の依頼を受信すると、前記の方法に従って、近位および中位データと、着用者の背景データとを処理および分析する。処理および分析の結果が、多重焦点加入レンズの一次および二次推奨となる。

0093

最後に、本明細書中に記載の実施形態に、本発明の範囲内で他の変更および修正を行うことができることが理解されよう。

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