JP2018010301A - 眼鏡処方を決定する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】特に非一時的なコンピューター可読媒体を用いて眼用の眼鏡処方を決定する方法を提供する。【解決手段】眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップ（１１０）と、眼用の複数の可能な眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するステップ（１２０）と、メリット関数を決定するステップ（１４０）と、メリット関数の値の最適化（１５０）によって眼鏡処方を決定するステップ（１６０）とを含む方法に関し、さらに、眼鏡処方を決定するシステム及び対応のコンピュータープログラム製品が提案される。【選択図】図１

Description

本開示は、特に視覚補助具用の眼鏡処方を決定するシステム及び方法に関する。

屈折異常症の人間の眼は、球面、円柱、及び軸方位に関して大まかに表すことができる
屈折異常を有する。これは、視覚障害を、トロイダル面及び球面等の単純な表面を有する
レンズを通して近似的に矯正できるという仮定に基づく。この近似は、瞳孔の中心に入る
光線の屈折異常を矯正するのに十分である。

人間の眼の屈折異常を、異なる屈折力のレンズを通して複数の視力表を見せた場合の検
査中の患者の自覚的屈折に頼ることによって判定することが習慣的だが（いわゆる自覚的
屈折又は顕性屈折）、眼の屈折異常を測定することが数年前より可能となっている（他覚
的屈折）。さらに、眼の屈折力を瞳孔全体にわたって、したがって特に瞳孔の周辺部でも
測定することが可能である。測定誤差として、例えば、球面収差、コマ収差、トレフォイ
ル収差、高次球面収差等が挙げられる。特定の実施態様では、他覚的屈折法は、伝播光束
の波面の判定に基づく。波面屈折器（wavefrontrefractor）の基本原理は、特許文献１に
記載されており、当該文献は、参照により本明細書に援用され、その特徴について保護が
求められ得ると共に、複数の異なる変形形態の概要も含む。

人間の眼の屈折異常又は結像誤差は、いわゆるゼルニケ多項式によって数学的に表すこ
とができる。球面、円柱、及び軸に関する瞳孔の中心付近の眼の異常は、例えば、２次の
ゼルニケ多項式で表すことができる。したがって、これらの異常は、多くの場合は２次の
異常（second-order errors）と称する。中心から離れた異常は、高次のゼルニケ多項式
で表すことができる。したがって、これらの異常は、概して高次の異常（higher-order e
rrors）と称する。波面屈折器から得られた情報は、改良型の視覚補助具又は改良型の視
力矯正法の開発に用いることができる。視力矯正法の既知の例は、ウェーブフロントガイ
デッド屈折矯正手術の手技である。この手技では、高次のものを含む屈折異常を矯正する
ために、任意の所望の幾何学的形状を有する一定体積を角膜の表面から除去する。概して
、視覚補助具用の眼鏡処方を決定するために、アイケア専門家がいくつかのパラメーター
を決定する。例えば眼鏡レンズの場合、最も関連性が高いものは、通常は球面、円柱、及
び軸の形態で与えられる屈折値；瞳孔距離、フィッティング高さ、前傾角等のフィッティ
ングパラメーター；及び例えば累進レンズにおける近用加入度である。コンタクトレンズ
の場合、パラメーターセットは、通常は、少なくとも眼鏡レンズと同様の屈折値及び角膜
曲率を含む。

従来、屈折値の判定は、自覚的屈折技法の使用を伴う。通常これは、最適化のための始
点として第１（球面、円柱、軸）値セットを確定することによって行われる。始点は、例
えば、装用中の眼鏡レンズの測定による検影法（自動屈折計測定）又は他の方法によって
与えることができる。続いて、反復最適化プロセスを開始し、患者が視力検査表上で最大
の視力を達成するまで異なる屈折矯正、すなわち（球面、円柱、軸）値セットを患者に与
える。眼の自覚的屈折を判定する例は、特許文献２で与えられており、当該文献は、参照
により本明細書に援用され、その特徴について保護が求められ得る。

新たな先進的な他覚的屈折技法が利用可能だが、多くのアイケア専門家が実証済みの自
覚的屈折から変更したがらないので、これらの技法は広く採用されてはいない。

さらに、他覚的屈折技法を提供する現在の方法で得られる眼鏡処方は、同じ眼に関する
自覚的屈折によって求められる眼鏡処方から逸脱したものとなることが分かっている。当
然ながら、自覚的屈折技法によって求められる眼鏡処方に適合しておらず、したがって患
者が最も便利であるとみなし得ない他覚的屈折技法によって決定された眼鏡処方を提供す
ることは、望ましくない。

米国特許第６，３８２，７９５号明細書 米国特許第８，２２６，２３８号明細書

したがって、本発明の目的は、自覚的屈折技法によって求められる眼鏡処方により密接
に適合した患者の眼の眼鏡処方を、自動で又は他覚的屈折技法によって決定するシステム
及び方法を提供することである。

したがって、本発明の第１態様によれば、特に非一時的なコンピューター可読媒体を用いて眼用の眼鏡処方を決定する方法であって、特に波面の又は波面を表す、眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップと、眼用の複数の可能な眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するステップと、メリット関数を決定するステップであり、メリット関数の値が、最適化空間内の複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能（visual function）に対応し、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視（corrective astigmatism）の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きく且つ／又は矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含むステップと、メリット関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するステップとを含む方法が提供される。

他覚的屈折によって波面収差から眼鏡処方を決定する本方法は、同じ眼の自覚的屈折と比べて、平均してより大きな乱視矯正を系統的に概算することが分かった。これは、最良の処方を決定するための客観的なメトリックにおける系統誤差を示すことが分かった。したがって、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含む。代替的又は付加的に、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含む。自覚的矯正乱視は、自覚的屈折、特に一般に知られている自覚的屈折技法によって、先行の測定値を用いて提供され得る。代替的に、自覚的屈折は、数値、特に固定数値として、特にデータセットで提供することもできる。

用語「メリット関数」は、当業者には既知である。メリット関数は、性能指数（figure
-of-merit）関数としても知られており、パラメーターの特定の選択に関して、最適とフ
ィッティングモデルとの間の一致、ここでは視覚機能を評価する関数である。換言すれば
、メリット関数は、値、すなわちメリット関数の値を提供することによってパラメーター
の選択を評価する。メリット関数は、最適に近付くと小さくなり得る。しかしながら、メ
リット関数は、パラメーターの選択が良いほど大きくなるよう設計することもできる。最
適化中、パラメーターが、最適値（最大値又は最小値）が得られるまでメリット関数の値
に基づいて調整されることで、対応のパラメーターがメリット関数の最適値を与えるベス
トフィット又は最適をもたらす。

したがって、例えば潜在的又は可能な眼鏡処方の「ｃｙｌ」値で表現されるその矯正乱
視の大きさに基づいて、この眼鏡処方を罰する（punishes）項をメトリック又はメリット
関数に加えることが提案される。したがって、以下でより詳細に説明するように、このよ
うな変更メトリックは、視覚機能に関して同じ最適値を与える２つの解がある場合に乱視
が小さい方の解を好ましいものとするだけでなく、統計的に大きさが小さい乱視の処方も
もたらす。したがって、本発明は、最良の処方であるという患者の認識に対して矯正乱視
に起因した歪みがもたらす悪影響を考慮に入れる。

したがって、本発明の基本概念は、矯正乱視の大きさに基づいてメトリックを罰する項
を加えることである。

眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップは、実際には、例えば波面収差計による
波面の測定によって行われ得る。しかしながら、眼の屈折特性を示す測定値を提供するス
テップは、単に眼の屈折特性を示すデータセットを提供することによって行うこともでき
る。データセットは、その場合、特に別の場所で以前に取得されたものであり得るか、又
は実際の眼若しくは架空の眼の屈折特性を表すよう手動で設定されたものであり得る。

本発明の第２態様によれば、視覚補助具を製造する方法であって、特に波面の又は波面を表す、眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップと、眼用の複数の可能な眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するステップと、メリット関数を決定するステップであり、メリット関数の値が、最適化空間内の複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きく且つ／又は矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含むステップと、メリット関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するステップと、眼鏡処方に従って視覚補助具を製造するステップとを含む方法が提供される。

本発明の第３態様によれば、眼用の眼鏡処方を決定するシステムであって、処理ユニットを備え、処理ユニットは、測定波面に関する情報を波面収差計から受け取るよう構成され、眼用の複数の眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するよう構成され、メリット関数を決定するよう構成され、メリット関数の値が、最適化空間内の複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きく且つ／又は矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含み、またメリット関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するよう構成されるシステムが提供される。

本発明の第４態様によれば、特にコンピューター上で実行されているときに、特に非一時的なコンピューター可読媒体を用いて眼用の眼鏡処方を決定する方法のステップを実行するプログラムコード手段を備えた、特に非一時的なコンピュータープログラム製品であって、方法は、特に波面の又は波面を表す、眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップと、眼用の複数の可能な眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するステップと、メリット関数を決定するステップであり、メリット関数の値が、最適化空間内の複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きく且つ／又は矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含むステップと、メリット関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するステップとを含むコンピュータープログラム製品が提供される。

本発明の第２態様による方法、本発明の第３態様によるシステム、及び本発明の第４態
様によるコンピュータープログラム製品は、本発明の第１態様による方法と同じ利点をも
たらす。

第１態様による方法の改良形態において、最適化空間を確定するステップは、処方を特
徴付ける１つ又は複数のパラメーターの範囲を定義するステップを含む。

これにより、最適化プロセスの結果として、眼鏡処方を特徴付けるパラメーターを最適
化プロセスの結果として直接求めることができる。

さらに別の改良形態において、眼鏡処方を特徴付ける１つ又は複数のパラメーターは、
球面、円柱、軸、Ｍ、Ｊ_０、及びＪ_４５からなる群から選択される１つ又は複数のパラメ
ーターを含む。特に、パラメーターは、球面、円柱、及び軸であり得るか、又はＭ、Ｊ_０
、及びＪ_４５であり得る。

当然ながら、さらに他のパラメーター、例えば２次のゼルニケ多項式が可能であり得る
。例えば、最適化空間を確定するステップは、処方を特徴付ける１つ又は複数のパラメー
ターの範囲を定義するステップを含み得る。

最適化空間は、例えば３次元以上を有する空間等の単一空間であり得る。３次元以上は
、球面、円柱、及び軸、又はＭ、Ｊ_０、及びＪ_４５を含み得る。いくつかの実施形態では
、最適化空間は２つ以上の部分空間を含む。部分空間の１つは、球面の次元を含み得る。
別の部分空間は、円柱の次元及び軸の次元を含み得る。特定の実施形態では、部分空間の
１つは、Ｍの次元を含むことができ、別の部分空間は、Ｊ_０の次元及びＪ_４５の次元を含
む。

パラメーターが球面、円柱、及び軸、又はＭ、Ｊ_０、Ｊ_４５に設定され得るか、又はさ
らに２次のゼルニケ係数に設定され得るかは、メリット関数又は任意の他の選好を決定す
るのに用いられる視覚機能に基づき得る。全てのパラメーター又はパラメーターの組み合
わせを同等に用いることができる。当業者には容易に認められるように、球面、円柱、及
び軸を含むパラメーターセットを次式によって計算して、Ｍ、Ｊ_０、及びＪ_４５を含むパ
ラメーターセットを与えることができる。

式中、αは軸を指し、ｃｙｌはジオプター単位での乱視度数を指し、ｓｐｈはジオプター
単位での球面度数を指す。逆に言うと、次式を用いて、Ｊ_０、及びＪ_４５から円柱成分及
び軸成分を求めることができる。

さらに、次式により、２次のゼルニケ係数Ｃ_２ ^０、Ｃ_２ ^＋２、及びＣ_２ ^−２をパラメー
ターセットとして用いることができる。しかしながら、これらのゼルニケ係数さえも、次
式によりパラメーターセットＭ、Ｊ_０、及びＪ_４５から導くことができ、式中、ｒ_ｐは瞳
孔の半径である。

さらに別の改良形態において、メリット関数の値の最適化は、眼の屈折特性を示す補正
波面及びそれに対応した可能な眼鏡処方の反復決定を含む。

これにより、各可能な眼鏡処方に基づいて、補正波面が決定される。補正波面に基づい
て、メリット関数の対応値が計算される。メリット関数の値は、眼のどの視覚機能を用い
てメリット関数を作り且つメリット関数の対応値を提供するかに応じて変わる。

他覚的屈折技法の結果を提供するためのさまざまな種類のメリット関数及び最適化メト
リックが考えられており、当業者には既知である。例は、例えば、米国特許第７，８５７
，４５１号「System and method for optimizing clinical optic prescriptions」、米
国出願第２０１２／００６９２９７号「Eyeglass prescription method」、米国出願第２
００５／０１１０９４６号「Objective manifest refraction」、国際公開第０３／０９
２４８５号「Sharpness metric for vision quality」、米国出願第２００８／０１００
８００号「Eyeglass prescription method」、米国出願第２００９／００１５７８７号「
Apparatus and method for determining an eyeglass prescription for a vision defec
t of an eye」、及び米国特許第８，２０５，９８７号「Method for optimizing a spect
acle lens for the wavefrontaberration of an eye」に挙げられており、上記文献のそ
れぞれの開示が、参照により本明細書に援用され、その特徴について保護が求められ得る
。矛盾がある場合、本明細書が優先される。

さらに別の改良形態において、眼鏡処方は、メリット関数の値を最大値に最適化するこ
とによって決定され、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさが大きいほど小さ
な値が決定される。

代替的に、眼鏡処方は、メリット関数の値を最小値に最適化することによって作成され
、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさが大きいほど項が大きな値である。

メリット関数と、メリット関数が表す視覚機能とに応じて、最適値は最小値又は最大値
であり得る。対応して、大きな矯正乱視を用いるための最適化プロセスを「罰する」ため
に、項は逆方向にならなければならない。したがって、最大値が求められる場合、大きな
乱視の場合ほど項が小さくならなければならなない（又は減少しなければならない）。さ
らに、最小値が求められる場合、大きな乱視の場合ほど項が大きくならなければならない
（又は増加しなければならない）。

第１態様による本発明のさらに別の改良形態において、視覚機能は、ある単位で表現さ
れ、その単位はジオプターである。

これにより、一貫して乱視の大きさをメリット関数に直接組み込むことが可能である。
例えば、乱視の大きさは、眼鏡処方の円柱成分（ｃｙｌ）として表現することができ、そ
れゆえ単位はジオプターである。したがって、メリット関数もジオプターでの値に等しけ
れば、最も一貫したものとなる。

本発明の第１態様による方法のさらに別の改良形態において、視覚機能は、矯正時の眼
の視力値である。

代替的に、例えば、視覚機能は、矯正時の眼のブラー値（blur value）であり得る。

視力値又はブラー値のような視覚機能を用いる可能なメリット関数は、例えば、上掲の
文献で示唆されており、参照により本明細書に援用され、その特徴について保護が求めら
れ得る。したがって、本発明によって示唆される付加項を有しないこのようなメリット関
数は、当業者には一般に既知である。

さらに、視力値及びブラー値は、その単位としてジオプターで表現される。したがって
、乱視の大きさをメリット関数に直接組み込むことが可能である。

本発明の第１態様による方法のさらに別の改良形態において、項は、矯正乱視の大きさ
に比例する。

これにより、矯正乱視の大きさをメリット関数に単純に組み込むことができる。例とし
て、比例定数は、他覚的屈折技法によって決定された予想眼鏡処方を、大きな被測定眼セ
ットに関する他覚的屈折技法の結果と比較することによって調整され得る。この例は、以
下の開示でさらに挙げる。

さらに別の例では、項は、Ｃ・ＭＯＡの形態をとることができ、ＭＯＡは、ジオプター
での複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさであり、Ｃは、比例定数＋０．１５
又は−０．１５である。

このようにこの項を組み入れることにより、自覚的屈折技法の結果と経験上完全に一致
する単純で一貫したメリット関数が得られることが分かった。

さらに別の改良形態において、項は、
の形態をとることができ、式中、ＭＯＡは、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大
きさであり、ｎは、次数定数（order constant）であり、Ｃ_ｉは、各次数の係数である。
このような多項式によって、他覚的屈折結果の項又は偏差のさらにより複雑な形態をメリ
ット関数に組み込んで、患者又は装用者が最も便利であると感じる眼鏡処方に対して他覚
的屈折技法によって形成された結果に影響を及ぼす経験的手法を提供することができる。

さらに別の代替形態では、項は、
の形態をとることができ、式中、ＭＯＡは、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大
きさであり、ｅは、数学定数であり、Ｃは、比例係数である。

これにより乱視の大きさは、比例関係を大きく超えて罰せられ得ると共に、統計的解析
に基づき、装用者が不便とみなす矯正を考慮に入れた適切な手法を提供し得る。

本方法のさらに別の改良形態において、眼の屈折特性を示す波面の測定値は、波面収差
計による測定によって提供される。

例えば、波面収差計は、ハルトマン・シャックセンサー、チェルニング収差計、タルボ
ット収差計、又はダブルパス収差計（double-pass aberrometer）であり得る。

本発明の第１態様による方法のさらに別の改良形態において、本方法は、眼鏡処方を出
力するステップをさらに含む。

出力装置は、電子ディスプレイ又はプリンターを含み得る。しかしながら、出力するス
テップは、眼鏡処方を記憶装置、特に非一時的な記憶装置に記憶することによって、又は
データネットワークを介して特に製造現場へ眼鏡処方を伝送することによって、行うこと
もできる。

本発明のさらに別の改良形態において、波面の測定値を提供するステップを、第１現場
で行い、最適化空間を確定するステップ、メリット関数を決定するステップ、及びメリッ
ト関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するステップを、第１現場から離れた第２現
場で行い、提供された測定値を、第１現場から第２現場へデータネットワークを介して伝
送する。

これにより、比較的大量の計算能力が多数の眼鏡店、眼科医等に提供され得る。したが
って、提案された方法の利益を全装用者により容易に提供することができる。収差計によ
って提供された波面収差データは、データネットワークを介して計算又は処理ユニットへ
送ることができる。そこで、最適な眼鏡処方の計算を行うことができる。続いて、決定さ
れた眼鏡処方の結果を、収差計が配置されている現場へ送り戻すことができる。代替的に
、データは、最終眼鏡レンズが製造される第３実体又は第３現場へ送ることもできる。当
然ながら、眼鏡レンズは、計算ユニットの第２現場又は収差計の第１現場で製造すること
もできる。

本発明の第３態様によるシステムのさらに別の改良形態において、本システムは、眼の
屈折特性を示す波面を測定するよう構成された波面収差計をさらに備える。この場合も、
波面収差計は、ハルトマン・シャックセンサー、チェルニング収差計、タルボット収差計
、又はダブルパス収差計であり得る。

さらに別の改良形態において、波面収差計は第１現場に位置付けられ、処理ユニットは
第２現場に位置付けられ、第１現場及び第２現場はデータネットワークを介して接続され
る。

上記で説明したように、これは、単一の処理ユニットが波面収差計をそれぞれ有する多
数の眼鏡店に対応することを可能にし得る。したがって、処理ユニットが位置付けられて
いる単一の第２現場は、データネットワークを介して多数の第１現場に接続され得る。こ
れにより、必要な計算能力が例えば各第１現場又は眼鏡店に直接位置していなくてもよく
なる。

さらに別の改良形態では、本システムは、決定された眼鏡処方を出力するよう構成され
た出力装置を備える。

上記ですでに説明したように、出力装置は、電子ディスプレイ又はプリンターであり得
る。さらに、出力装置は、眼鏡処方を記憶する記憶媒体であり得る。

言うまでもなく、上述の特徴及び後述する特徴は、提供される組み合わせだけでなく、
本発明の範囲から逸脱せずに異なる組み合わせで又は単独で用いることもできる。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。別段の定
義のない限り、用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する当業者によっ
て一般に理解されるのと同じ意味を有する。

眼用の眼鏡処方を決定する方法の実施形態を示す。 視覚補助具を製造する方法の実施形態を示す。 本発明の利点を説明する図を示す。 本発明の利点を説明するさらに別の図を示す。 システムの実施形態を示す。 システムのさらに別の実施形態を示す。 システムのさらに別の実施形態を示す。

図１を参照すると、フローチャートによって示されるように、方法１００の実施形態は
、概して複数のステップを含む。第１ステップ１１０において、他覚的方法を用いて患者
の眼の光位相誤差を測定する。通常、これは、適当なセンサーを用いて眼から反射した波
面を測定することを伴う。センサーの例として、ハルトマン・シャック波面センサー、チ
ェルニング収差計、タルボット収差計、及びダブルパス収差計等の種々の波面収差計が挙
げられる。波面収差計の機能原理は、複数の異なる変形形態の概要も含む独国特許第６０
１ ２１ １２３ Ｔ２号に記載されている。

測定データは、通常は電子プロセッサー（例えばコンピューター）を含む処理ユニット
に対する入力として用いられる。処理ユニットは、多次元最適化空間を確定し（ステップ
１２０）、これに関して、処理ユニットは例えば眼の視力に対応するメリット関数を計算
する。最適化空間の次元は、通常は、眼鏡処方を特徴付ける球面円柱矯正（例えば、球面
、円柱、及び軸）に対応する。最適化空間の各次元の範囲は、アイケア専門家によって設
定され得るか、又は処理ユニットによって事前設定され得る。例えば、最適化空間を確定
するアルゴリズムが、デフォルトで各次元に関する特定の範囲になり得るか、又はデフォ
ルトが、アイケア専門家のその患者との経験に基づいてオーバーライドされ得る。各範囲
内の球面円柱矯正の値は、所望に応じて確定することができる。例えば、各次元が事前設
定された数の値（例えば、１０以上、１００以上）を含むことで、値間の漸進的変化が範
囲によって決まるようにすることができる。代替的又は付加的に、値間の漸進的変化を事
前設定することができ、その場合、各次元の値の数は、範囲の設定によって決まる。いく
つかの実施形態では、値は、各次元における範囲内の在庫レンズ値に対応し得る。

一例として、最適化空間は、患者の既存の処方に基づいて確定され、球面及び円柱の範
囲は、既存の処方の球面値及び円柱値の−５ジオプター〜＋５ジオプターに設定される。
値は、各範囲内で例えば０．２５ジオプターずつ増加させることができる。

通常、結果は、メリット関数が評価され得る有限数の（球面、円柱、軸）又は（平均度
数（「Ｍ」）、Ｊ_０、Ｊ_４５）座標からなる最適化空間である。

いくつかの実施形態では、最適化空間は、単一空間からなる。例えば、最適化空間にお
ける各点は、例えば球面、円柱、及び軸に対応する成分又はジャクソン円柱成分（Jackso
n cylinder components）（Ｍ、Ｊ_０、Ｊ_４５）を有する３成分ベクトルであり得る。特
定の実施形態では、最適化空間は、２つの最適化部分空間等の複数の最適化部分空間に分
割される。例えば、第１部分空間における各点は、球面補正又はデフォーカスの値とする
ことができ、第２部分空間における点の成分は、円柱及び軸又はジャクソン円柱成分（Ｊ
_０、Ｊ_４５）の値とすることができる。第３ステップにおいて、いずれの場合も、最適化
空間又は部分空間における各座標についての光学補正の波面を表す表面を形成し、元の波
面から差し引くことで、一連の補正波面が得られる（ステップ１３０）。

続いて、第４ステップにおいて、これらの波面毎にメリット関数を計算し（ステップ１
４０）、これは、視力、コントラスト感度、若しくは別の視機能測度と相関するか、又は
これらの視機能測度の組み合わせと相関する。

概して、最適化空間が２つ以上の部分空間に分割される場合、第１部分空間（例えば球
面）の補正を最初に決定し、続いて測定された波面から差し引いた後に、第２部分空間（
例えば円柱及び軸）に関する補正を決定するべきである。

データを計算するために、最適化空間における点毎に対応する補正波面を計算する。補
正波面は、対応の球面補正値によって補正された測定波面である。具体的には、特定の実
施形態では、補正波面は、最適化空間における点に応じて球面（ここでは球面補正値と称
する）が付加される元の波面である。任意の半径方向位置ｒミリメートルにおけるこの球
面の形状が、次式によって与えられる。
式中、ｒ_０は、ミリメートル単位での瞳孔半径である。
式中、Ｄは、ジオプター単位での球面度数最適化部分空間における点である。

続いて、得られる補正波面それぞれについてのメリット関数値を計算する。概して、メ
リット関数値は、さまざまな方法で計算することができる。特定の例示的な実施形態では
、メリット関数は、２００７年８月１７日付けで出願された「APPARATUS AND METHOD FOR
DETERMINING AN EYEGLASS PRESCRIPTION FOR A VISION DEFECT OF AN EYE」と題する米
国特許出願第１１／８４０，６８８号に開示されている方法に従って計算することができ
、上記出願の全内容が参照により本明細書に援用され、その特徴について保護が求められ
得る。

例えば、いくつかの実施形態では、少なくとも２つのサブメトリックが、眼及び眼鏡処
方に対応する光学部品（optic：レンズ）で表される光学系を通る光の伝播の異なる段階
におけるパラメーターセットの１つについて決定され得る。換言すれば、光は、眼及び光
学部品で表される光学系を通過する。ここで、光線が眼及び矯正で表される系を種々の移
動距離だけ横切った（伝播した）ときの、品質メトリック（サブメトリック）を通じて表
現されるような理想的な場合と比べた光線のずれを考える。例えば眼及び光学部品で表さ
れる系から物体へ向かう逆方向の伝播も同様に考えられる。ここで考慮される伝播は、眼
及び矯正で表される系を通る固定の方向に関連するのではなく、任意の所望の数の方向（
例えば、概して視線の方向）に関して実行され得る。

これらのサブメトリックは、例えば線質メトリック、例えばストレール比又はエアリー
ディスク内に入れられた点像ウォッシュアウト関数（point-image wash-out function）
のエネルギーを評価するメトリック等を含み得る。

特に火面の質を反映する全体的メトリック（「火面メトリック」）は、以前に決定され
たサブメトリックの加重和から決定され得る。いくつかの実施形態では、全体的メトリッ
ク（火面メトリック）の決定において全てのサブメトリックに等しい重みが与えられる。
特定の実施形態では、好ましい伝播段階のサブメトリックには、この好ましい伝播段階の
前及び／又は後の伝播段階におけるサブメトリックよりも大きな重みが付けられる。例え
ば、異なる平面内の像質を考慮に入れるサブメトリックを用いる場合、網膜上の像に関す
るサブメトリック（好ましい伝播段階におけるサブメトリックに対応する）に、眼の網膜
の前又は後の像に関するサブメトリックよりも大きな重みが付けられる。重み比は、例え
ば６０／４０であり得る。このような可能なメトリックの例の詳細な説明は、米国出願第
２０１０／００３９６１４号で与えられており、当該文献の開示は参照により本明細書に
援用され、その特徴について保護が求められ得る。

本発明によれば、メリット関数は、眼鏡処方に関する最適解で求められる矯正乱視の大
きさを考慮に入れた項を含む。したがって、いわゆる「罰則項（punishing term）」によ
り、可能な処方の大きさが大きく且つ／又は矯正乱視と自覚的屈折によって与えられる自
覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほど、視覚機能の最適結果が小さくなる。自覚
的矯正乱視を含む自覚的矯正処方は、固定の数字として提供され得るか、又は自覚的屈折
技法によって以前に測定されたものであり得る。これにより、乱視の大きさが小さいか又
は自覚的矯正乱視からのずれが小さな解が好ましい。例えば、視覚機能は、実効ブラーで
ある場合があり、この視覚機能は、最適化中に最小化され得る。このとき、この項は矯正
乱視の大きさと比例するように設定され得る。したがって、以下でさらに詳細に説明する
ように、この項は、可能な眼鏡処方の乱視の大きさの＋０．１５倍であり得る。全ての単
位がジオプターであり、したがって乱視の小さな解が好ましい。

一例として、メリット関数が、測定波面の近軸曲率と他覚的処方との間のジオプター差
（dioptric difference）の二乗であると仮定され得る。４次までのゼルニケ収差のみを
考慮すると、このようなメリット関数は、

によって与えることができ、式中、ｃ_ｎ ^ｍはゼルニケ係数であり、ｒは瞳孔半径であり、
ｍ、ｊ_０、及びｊ_４５は試作処方の成分である。この場合、最適な処方成分Ｍ、Ｊ_０、及
びＪ_４５は、メリット関数を最小化するものであり、
によって与えられる。

変更されたメリット関数の例であるｍｅｔｒｉｃ’は、乱視の大きさ、特に自覚的屈折
によって得られたものからの他覚的ｃｙｌの逸脱を罰するものであり、
となる。

式中、Ｊ_０及びＪ_４５は自覚的屈折のｃｙｌ成分であり、ｋはペナルティの大きさを制
御する定数である。この新たなメトリックを最大化するｃｙｌ成分Ｊ’_０及びＪ’_４５は
、
によって単純に与えられる。

この単純なメトリックに関して、最終ｃｙｌ成分が、自覚的屈折からのメトリック及び
成分を用いて求められる成分の重み付き平均にすぎないことに留意されたい。

数値例として、０°で球面が＋１ジオプターでｃｙｌが−２ジオプター（マイナス円柱
規約）、又は同等にＭ＝１．００、ｊ_０＝１．００、及びｊ_４５＝０である処方の測定値
を有する瞳孔直径４ｍｍの患者を想定し得る。さらに、ｃ_２ ^０＝０．５７７４、ｃ_２ ^２＝
０．８１６５、ｃ_４ ^２＝０．０５２７、及び他の全ゼルニケ係数がゼロに等しい。メトリ
ックを用いてこの数をＭ、ｊ_０、及びｊ_４５に関する式に入れると、Ｍ＝１．００、Ｊ_０
＝１．２５、及びＪ_４５＝０が得られる。ｋ＝０．５の変更メトリックの結果を用いると
、Ｍ’＝１．００、Ｊ_０’＝１．１７、及びＪ_４５’＝０となる。

この単純な例では、変更メトリックは、他覚的に得られたｃｙｌを自覚的に処方された
ｃｙｌに予想通りに近付ける。より複雑なメリット関数及び眼の収差の場合、追加のｃｙ
ｌペナルティが処方ｃｙｌから遠い局所最適を統計的に減じて、アルゴリズムに自覚的結
果に最も近い局所最適値を示させることもできる。

最後に、ステップ１６０において、眼鏡処方を最適化プロセスの結果として決定する。

図２は、製造法２００の実施形態を示す。このような製造法は、開始ステップ２０５に
おいて開始し得る。続いて、対応の眼鏡処方を決定するための方法１００を実行すること
ができる。続いて、ステップ１７０において、視覚補助具、例えば眼鏡レンズを製造する
ことができる。本方法は、続いて２１０において終了する。

代替的に、ステップ１００における眼鏡処方の決定後、ステップ１８０において眼鏡処
方を出力することができる。出力は、電子ディスプレイ上であってもよく、プリンターを
介してでもよく、又は眼鏡処方を記憶する出力記憶装置であってもよい。本方法は、続い
てステップ２１５において終了する。

図３において、チャート２２０は、計算収差と９００個余りの眼に関する自覚的屈折に
よって処方された収差との間の差の分布を示す。「項なし」曲線は、既知のメトリックを
用いた差を表し、「項あり」曲線は、いわゆる「ラバーバンド（rubber band）」ペナル
ティを乱視の大きさに基づいて比例的に加えた後の分布を示す。このデータセットでは、
処方乱視がちょうどゼロである全ての眼（元のセットの約１０％）を、結果を偏らせるこ
とになるので除去した。

ペナルティ項は、乱視の大きさの０．１５倍に設定した。換言すれば、実効ブラーを最
小化するのではなく、ブラー推定値＋推定乱視の０．１５倍を最小化し、全ての単位はジ
オプターである。したがって、乱視の小さな解ほど有利であった。

このデータセットに関して、自覚的屈折よりも大きな乱視を有する従来のメトリックと
の中央値の差は、０．１１ジオプターであった。変更メトリックにより、中央値の差を排
除し、０．００にした。同時に、分布の幅は、シフトによる大きな影響を受けなかった。
２５〜７５パーセンタイルの差は、従来のメトリックでは、０．３６０の幅で−０．０５
９〜０．３０１ジオプターであったが、この範囲は、変更メトリックでは、０．３４８ジ
オプターの幅でより対称な−．１６８〜０．１７８であった。

図４には、（ｃｙｌの大きさの差ではなく）乱視の大きさの差に関する変更前後の曲線
が示されている。ここでは、変更メトリックの分布の方がわずかに狭い。ｃｙｌを０．０
１ジオプターよりも大きく動かした眼に関して、自覚的処方に近い眼の数は、遠い眼の数
を約２対１の比で上回った。

図５は、本発明によるシステム１０の実施形態を示す。眼用の眼鏡処方を決定するシステム１０は、処理ユニット１４を備え、処理ユニット１４は、眼の屈折特性を示す測定値に関する情報を受け取るよう構成され、眼用の複数の眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するよう構成され、メリット関数を決定するよう構成され、メリット関数の値が、最適化空間内の複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、メリット関数は、複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、矯正乱視の大きさが大きいほどメリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含み、またメリット関数の値の最適化によって眼鏡処方を決定するよう構成される。

図６は、本発明によるシステム１０のさらに別の実施形態を示す。波面収差を有する患
者の眼の光学波面収差は、収差計１２によって判定され得る。さらに、自覚的屈折も判定
可能であり得る。眼鏡処方の計算が、続いて処理ユニット１４で実行される。処理ユニッ
ト１４は、上述の方法を実行する実行可能プログラムコードを記憶したコンピュータープ
ログラム製品１５を含み得る。その場合、システム１０は、出力装置１６をさらに備えて
いてもよく、これは、決定された眼鏡処方を出力するディスプレイ、プリンター、又は記
憶装置であり得る。収差計１２は、ライン１８を介して処理ユニット１４に接続される。
処理ユニット１４は、ライン２０を介して出力装置１６に接続される。ライン１８及び２
０の両方のそれぞれが、処理ユニット１４と収差計１２及び出力装置１６との間のデータ
転送のための有線接続又は無線接続であり得る。

これにより、システム１０は、収差計を介して提供されたデータに基づいて眼鏡処方を
自動的に決定することができる。しかしながら、収差計１２の代わりに、最適化プロセス
の基礎となるデータを、以前に取得した複数の患者のデータを記憶する記憶装置からライ
ン１８を介して取得することもできる。

図７には、システム１０’のさらに別の実施形態が示されている。収差計１２は、第１
現場２６に位置付けられ得る。処理ユニット１４は、第２現場２８に位置付けられる。出
力装置１６は、第３現場に位置付けられてもよく、又は第１現場２６に位置付けられても
よい。さらに、視覚補助具を製造する製造ユニット３２が、第３現場３０又は第１現場２
６にあり得る。

第１現場２６、第２現場２８、及び第３現場３０は、相互に離間している。第１現場２
６は、データネットワーク２２を介して第２現場２８と接続される。第２現場２８及び第
３現場３０は、データネットワーク２４を介して接続される。これにより、収差計１２を
介して提供された屈折データを処理ユニット１４へ送ることができる可能性があり得る。
さらに、自覚的屈折、特に自覚的矯正乱視も、例えば第１現場２６又は任意の他の現場か
ら処理ユニット１４へ送ることができる。さらに、例えば、決定された眼鏡処方を続いて
第１現場へ、例えば眼鏡店へ送り戻し、眼科医によって確認させて、例えば装用候補者に
提供させることができる。さらに、決定された眼鏡処方を、各視覚補助具を製造する遠隔
の製造ユニットへ転送することもできる。製造ユニットは、第１現場２６に位置付けられ
てもよい。この場合、収差計のデータは、接続２２を介して第２現場２８の処理ユニット
１４へ転送され、続いて計算された眼鏡処方が、第１現場２６及びその製造ユニット３２
へ転送し戻される。代替的に、第２現場２８から、決定された眼鏡処方を、視覚補助具を
製造する製造ユニット３２を有する可能性のある第３現場３０へ転送することができる。
最後に、矢印３４で示すように、この第３現場３０から、製造された視覚補助具が続いて
第１現場２６へ輸送される。

上記説明は、２次収差までの補正の実施態様に言及しているが、概して、本発明は２次
収差に限定されない。例えば、いくつかの実施形態において、高次収差を用いた屈折を可
能にするよう方法を拡張することができる。このような場合、例えば球面収差及び／又は
コマ収差等の高次収差に関して、最適化空間は、１つ又は複数の付加的な次元によって拡
張される。続いてこのような高次収差をアイケア専門家が用いて、処方された高次収差補
正に従った瞳孔平面における入射波面の位相を変えることによる高次補正を含む眼矯正（
ophthalmic correction）を指定することができる。

さらに、上述した実施形態は、眼鏡視覚補助具に関するものであるが、概して、本技法
を、「視覚補助具」とみなされるコンタクトレンズ又は屈折矯正手術の処方の決定にも適
用することができる。いくつかの実施形態が記載されている。他の実施形態は特許請求の
範囲にある。

Claims (15)

1. 特に非一時的なコンピューター可読媒体を用いて眼用の眼鏡処方を決定する方法（１００）であって、
   眼の屈折特性を示す測定値を提供するステップ（１１０）と、
   眼用の複数の可能な眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するステップ（１２０）と、
   メリット関数を決定するステップ（１３０、１４０）であり、前記メリット関数の値が、前記最適化空間内の前記複数の可能な眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、前記メリット関数は、前記複数の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、前記矯正乱視の大きさが大きく且つ／又は前記矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほど前記メリット関数のより最適でない値を与えるように作用する項を含むステップ（１３０、１４０）と、
   前記メリット関数の前記値の最適化（１５０）によって前記眼鏡処方を決定するステップ（１６０）と
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記最適化空間を確定するステップ（１２０）は、前
   記眼鏡処方を特徴付ける１つ又は複数のパラメーターの範囲を定義するステップを含む方
   法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、前記メリット関数の前記値の最適化（１５０）
   は、前記眼の屈折特性を示す補正波面及びそれに対応した前記可能な眼鏡処方の反復決定
   を含む方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、前記眼鏡処方は、前記メリット関
   数の前記値を最大値に最適化することによって決定され、前記複数の可能な眼鏡処方の１
   つの前記矯正乱視の大きさが大きいほど、前記項は小さな値を有するか、又は前記眼鏡処
   方は、前記メリット関数の前記値を最小値に最適化することによって作成され、前記複数
   の可能な眼鏡処方の１つの前記矯正乱視の大きさが大きいほど、前記項は大きな値を有す
   る方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、前記視覚機能は、矯正時の眼の視
   力値又は矯正時のブラー値である方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法において、前記項は、前記矯正乱視の大きさ
   に比例する方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、前記項は、
   の形態をとり、式中、ＭＯＡは、前記複数の可能な眼鏡処方の１つの前記矯正乱視の大き
   さであり、ｎは、次数定数であり、Ｃ_ｉは、各次数の係数である方法。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法において、前記項は、
   の形態をとり、式中、ＭＯＡは、前記複数の可能な眼鏡処方の１つの前記矯正乱視の大き
   さであり、ｅは、数学定数であり、Ｃは、比例係数である方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、該方法は、前記眼鏡処方を出力す
   るステップ（１８０）をさらに含む方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法において、前記測定値を提供するステップ（
    １１０）を、第１現場（２６）で行い、前記最適化空間を確定するステップ（１２０）、
    前記メリット関数を決定するステップ（１４０）、及び前記メリット関数の値の最適化に
    よって眼鏡処方を決定するステップ（１６０）を、前記第１現場（２６）から離れた第２
    現場（２８）で行い、前記提供された測定値を、前記第１現場（２６）から前記第２現場
    （２８）へデータネットワークを介して伝送する方法。
11. 視覚補助具を製造する方法（２００）であって、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法による眼鏡処方を決定するステップ（１０
    ０）と、
    前記眼鏡処方に従って前記視覚補助具を製造するステップ（１７０）と
    を含む方法。
12. 眼用の眼鏡処方を決定するシステム（１０）であって、処理ユニット（１４）を備え、
    該処理ユニット（１４）は、眼の屈折特性を示す測定値に関する情報を受け取るよう構成
    され、眼用の複数の眼鏡処方に対応する最適化空間を確定するよう構成され、メリット関
    数を決定するよう構成され、前記メリット関数の値が、前記最適化空間内の複数の可能な
    眼鏡処方の１つを用いた矯正時の眼の視覚機能に対応し、前記メリット関数は、前記複数
    の可能な眼鏡処方の１つの矯正乱視の大きさに応じて変わると共に、前記矯正乱視の大き
    さが大きく且つ／又は前記矯正乱視と自覚的矯正乱視との間の差の大きさが大きいほど前
    記メリット関数の最適値を小さくする項を含み、また前記メリット関数の値の最適化によ
    って前記眼鏡処方を決定するよう構成されるシステム。
13. 請求項１２に記載のシステムにおいて、前記波面収差計（１２）は、第１現場（２６）
    に位置付けられ、前記処理ユニット（１４）は、第２現場（２８）に位置付けられ、前記
    第１現場（２６）及び前記第２現場（２８）は、データネットワーク（２２）を介して接
    続されるシステム。
14. 請求項１２又は１３に記載のシステムにおいて、該システム（１０）は、決定された眼
    鏡処方を出力するよう構成された出力装置（１６）をさらに備えるシステム。
15. 特にコンピューター又は処理ユニット（１４）上で実行されているときに、請求項１〜
    １０のいずれか１項に記載の方法（１００）のステップを実行するプログラムコード手段
    を備えた、特に非一時的なコンピュータープログラム製品。