JP2017501457A - 表示画像最適化レンズ - Google Patents

Abstract

ニアアイディスプレイによって表示された画像に焦点が合う焦点距離に調節された第１レンズ度数領域及び第１度数領域の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節された第２レンズ度数領域を含む、ニアアイディスプレイと使用されるようになっている一対の処方レンズ；レンズ対を含む眼鏡；及びニアアイディスプレイによって生成された画像を見ている時の処方眼鏡の着用者の視覚的明瞭性を最適化する方法。【選択図】図１

Description

相互参照

本願は、その内容全体を参照により本明細書に援用する２０１３年１２月３１日付で提出された米国仮特許出願第６１／９２２，４９５号の利益を主張する。

本発明は広義には一対の処方眼鏡レンズ、より具体的には、ニアアイディスプレイ装置と組み合せて使用される一対の表示画像最適化処方眼鏡レンズ、そのような処方レンズを含む眼鏡、及びそのようなディスプレイ装置を用いた時の視覚的明瞭性（ｖｉｓｕａｌ ａｃｕｉｔｙ）の向上に関する方法に関する。

現在のレンズのデザイン（従来のもの又はデジタル）は、多焦点及びプログレッシブレンズの場合、遠くの像（ｖｉｓｉｏｎ）又は近くの像に主に用いられる。ヘッドアップディスプレイ、網膜プロジェクター（ｒｅｔｉｎａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）、又は他のニアアイシステム等の画像を表示する視覚化装置と組み合せて用いることが意図されるレンズでは、視覚化素子が、しばしばレンズの隅又はその近くに取り付けられ、したがって着用者の瞳孔の近くに位置する。したがって、この視覚化素子の位置のため、生成した画像を見るための方向に着用者が目を向ける必要がある。通常の処方レンズは、それらの非常に近い注視方向に表示された画像の視覚的明瞭性を最適化するようにデザインされておらず、そのため、画像表示がぼやけ、より明瞭でない表示領域への移動を目が補償しようとするため、眼の疲れが起こる。

したがって、表示画像の明瞭な像及びそのレンズが提供する周りの世界の正常で明瞭な像を着用者に提供する装置に関連する視界方向に着用者によって知覚される望ましくない収差を取り除く、ニアアイディスプレイ装置と組み合せて使用されるようにデザインされたレンズに対するニーズがある。収差の除去及び視覚的明瞭性の向上は、典型的な処方レンズを備えた処方眼鏡と組み合せたニアアイディスプレイの長時間使用により生じ得る頭痛、眼精疲労、及び疲れを軽減する。

本発明の１つの態様では、ヘッドアップディスプレイ及び／又は仮想網膜ディスプレイとしても知られる網膜プロジェクター等のニアアイディスプレイと組み合せて用いることができる処方レンズ及びそのようなレンズを含む眼鏡が提供される。

本発明の別の態様では、ヘッドアップディスプレイ及び／又は網膜プロジェクター等のニアアイディスプレイからの画像を見るために着用者に使用されるレンズの領域中の視覚的明瞭性が最適化された処方レンズが提供される。

本発明の更なる態様では、目疲労及びその他の望ましくない副作用を防ぎつつ、ヘッドアップディスプレイ及び／又は網膜プロジェクター等のニアアイディスプレイの使用を最適化する。

本発明の一態様によれば、支持部材と、ニアアイディスプレイ視覚化領域を含む、支持部材に支持された第１レンズと、視覚的明瞭性最適化領域を含む、支持部材に支持された第２レンズとを含み、第１レンズの領域及び第２レンズの領域がそれぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する眼鏡装置が提供される。

本発明の一態様によれば、支持部材と、第１レンズの上の外側の象限中にニアアイディスプレイ視覚化領域を含む、支持部材に支持された第１レンズと、第２レンズの上の内側の象限中に視覚的明瞭性最適化領域を含む、支持部材に支持された第２レンズとを含む眼鏡装置が提供される。

本発明の一態様によれば、支持部材と、支持部材に支持された第１レンズからなり、第１レンズは第１度数領域を含み、第１度数領域の度数が、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節されている第１レンズと、さらに、支持部材に支持された第２レンズからなり、第２レンズは第２度数領域を含み、第２度数領域の度数が第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節されている眼鏡装置が提供される。

本発明の一態様では、支持部材と、支持部材に支持された第１レンズからなり、第１レンズは第１度数領域を含み、第１度数領域の度数が、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節されている第１レンズと、さらに、支持部材に支持された第２レンズからなり、第２レンズは第２度数領域を含み、第２度数領域の度数が第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節されており、第１レンズの第１度数領域及び第２レンズの第２度数領域がそれぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する、ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置が提供される。

本発明の別の態様では、ニアアイディスプレイによって生成された画像を見ている時の処方眼鏡の着用者の視覚的明瞭性を最適化する方法であって、支持部材と、第１度数領域を含む、支持部材に支持された第１レンズと、第２度数領域を含む、支持部材に支持された第２レンズとを含む、ニアアイディスプレイと使用されるように構成されている眼鏡デバイスを用意すること；第１度数領域の度数を、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節すること；第２度数領域の度数を第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節することを含む方法が提供される。

本発明の別の態様では、ニアアイディスプレイと使用されるようになっている一対の処方レンズであって、第１度数領域を含む第１レンズ及び第２度数領域を含む第２レンズを含み、第１度数領域の度数が、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節され、第２度数領域の度数が第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節されている一対の処方レンズが提供される。

本発明の別の態様では、ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置であって、支持部材と、第１レンズからなり、第１レンズは第１度数を有する第１表示領域及び第２度数を有する第２表示領域を含み、支持部材によって支持され、さらに、第２レンズからなり、第２レンズは第３度数を有する第３表示領域及び第４度数を有する第４表示領域を含み、支持部材によって支持され；第１レンズの第１表示領域及び第２レンズの第３表示領域が第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置し、第１レンズの第２表示領域及び第２レンズの第４表示領域がそれぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置し、第１度数及び第３度数並びに第２度数及び第４度数が第１及び第２レンズのそれぞれの表示領域において実質的に同様な視覚的明瞭性を着用者に提供するように構成されている眼鏡装置が提供される。

本発明のこれら及び他の態様は、ニアアイディスプレイによって生成した画像を見るために用いられる眼鏡レンズの領域中の視覚的明瞭性を最適化するための発明的方法及び装置によって提供される。

添付の図面と併せて以下の詳細な説明を読むことで本発明がより完全に理解されるであろう。

本発明の一実施形態に係る、それぞれが第１象限に焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る、それぞれが第１象限に焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る、それぞれが第２象限に焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る、それぞれが第２象限に焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る、レンズの８時の位置から時計回りに４時の位置までの周辺部の位置内に焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る、それぞれが第２象限中の第１焦点領域及び第１象限中の第２焦点領域を有する第１及び第２レンズを備えたレンズ支持体を示す正面図である。

本開示は、ニアアイディスプレイと組み合せて使用される表示画像最適化処方眼鏡レンズ、そのような表示画像最適化処方眼鏡レンズを含む眼鏡、及びそのようなディスプレイ装置を用いている時の視覚的明瞭性の改善に関する方法に関する発明的方法及び装置に関する。本明細書において、ニアアイディスプレイとは、通常は使用者の頭に着用される、目の近くに画像を生成するディスプレイ、装置、又はシステム、例えば網膜プロジェクター、仮想網膜ディスプレイ、視覚化素子、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、又はその他のニアアイシステムを意味する。ディスプレイ装置はしばしば着用者の目の縁の近傍に装着され、したがって着用者の瞳孔の近くに位置する。したがって、ディスプレイの位置は、ディスプレイによって生成される画像を見るための方向に着用者の目を向けさせる。ディスプレイは、典型的には使用者の目の近くに配置され、頭をほとんど又は全く動かさずに表示された情報が確認できるように使用者の視野に合わせられる。これにより、使用者は周囲環境と情報交換しながらディスプレイを見ることができる。

好ましい実施形態では、本発明の表示画像最適化処方レンズは、一対のレンズ部材の各レンズの同じ領域に焦点領域を含む。この焦点領域の形状及び位置は、少なくとも部分的に、ニアアイディスプレイの位置及び着用者の瞳孔間距離（「ＰＤ」）に依存する。例えば、着用者の右レンズの右上隅の上に少なくとも一部が位置する単眼ディスプレイでは、右レンズ及び左レンズの両方がレンズの右上隅に焦点領域を含み、これはニアアイディスプレイ装置によって生成された表示画像を見るために視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされている。着用者の左レンズの左上隅の上に少なくとも一部が位置する単眼ニアアイディスプレイでは、左レンズ及び右レンズの両方がレンズの左上隅に焦点領域を含み、これはニアアイディスプレイ装置によって生成された表示画像を見るために視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされている。同様に、少なくとも部分的に着用者のレンズの両方の上に配置される両眼ディスプレイ装置では、左レンズ及び右レンズの両方が、ディスプレイ装置によって生成される各画像を見るために視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズの画像表示領域の焦点領域を含む。例えば、右レンズ及び左レンズの両方が、右レンズの上に位置するディスプレイ装置によって生成された画像を見るために視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズ右上隅の焦点領域を含み、左レンズ及び右レンズの両方が、左レンズの上に位置するディスプレイ装置によって生成された画像を見るために視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズ左上隅の焦点領域を含む。

一実施形態では、ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置は、支持部材並びに支持部材に支持された第１レンズ及び第２レンズを含む。第１レンズは、ニアアイディスプレイによって表示された画像に焦点が合う焦点距離に調節された第１度数領域を含む。第２レンズは、第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節された第２度数領域を含む。好ましくは、第１レンズの第１度数領域及び第２レンズの第２度数領域は、それぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する。

一実施形態は、ニアアイディスプレイによって生成された画像を見ている時の処方眼鏡の着用者の視覚的明瞭性を最適化する方法に関する。方法は、ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置を用意することを含む。装置は、支持部材；支持部材によって支持された第１度数領域を有する第１レンズ及び第２度数領域を有する第２レンズを含む。第１度数領域の度数は、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節される。第２度数領域の度数は、第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節される。好ましくは、第１レンズの第１度数領域及び第２レンズの第２度数領域は、それぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する。

ここで図面を参照する。図面全体を通して、同様な参照符号は同様なパーツを指す。図１は一実施形態に係るレンズキャリア１０の斜視図である。レンズキャリア１０は、１又は複数のレンズ１４を含む。このレンズキャリア用に特別にデザイン又は作成されたレンズに加えて、レンズ１４は、従来の眼鏡で用いられる又は用いることができる任意の材料で製造され得る。レンズ１４は、太陽光をフィルタリング又はブロックするレンズ等の色付きレンズであってもよい。レンズ１４は、二焦点レンズ、三焦点レンズ、及び多くの他の種類の多焦点レンズを含む処方レンズであってもよい。レンズ１４は、アンチグレア又はアンチスクラッチ処理を初めとする任意の公知のコーティング又は強化方法で処理することができる。いくつかの実施形態では、レンズ１４は上記の１又は複数であってよい。

レンズ１４は、眼鏡で用いられる又は用いることができる如何なる形状であってもよい。例えば、レンズ１４は、円形、正方形、楕円形、長方形、又は種々のその他の形状のいずれかであり得る。レンズ１４は図中で角の丸い長方形として主に図解されているが、レンズはこの形状に何ら限定されないと理解されるべきである。いくつかの実施形態では、右レンズ及び左レンズは同様な形状でない。例えば、図１に示されるように、右レンズ１４ａは左レンズ１４ｂとは異なる形状である。この実施形態では、レンズ１４ａは、ニアアイ装置等の構造物又は構成部品を収容できるノッチ部分１６を含む。装置は、ノッチ部分１６中に延びる構造であってもよい。ノッチ部分は種々の形状及びサイズであり得る。図はノッチ部分１６を有する１４ａを図解しているが、レンズ１４ａと別個又は一緒にノッチが入るようにレンズ１４ｂをデザインすることができる。いずれか又は両方のレンズは、このようなノッチ又は例えば他の収容構造を含んでよい。

レンズ１４は、レンズを部分的又は完全に囲むアイワイヤー又はリム等、レンズを所定の位置に保持するようにデザインされた１又は複数の支持部材１５中に装着され得る。例えば、図１に示されているように、各リム１５は各レンズ１４を完全に囲んでいる。リムはレンズ１４を所定の位置にしっかりと保持するが、レンズを交換又は取り換えることができるようにデザインされ得る。

一実施形態では、リム１５はブリッジ１８によって連結されている。機能の中でもとりわけ、ブリッジ１８はレンズキャリア１０に補助及び強度を付加する。ブリッジはアイ・リム（ｅｙｅ ｒｉｍ）に沿った任意の位置に位置し得る。一実施形態では、ブリッジはリム１５と同じ厚さであり、したがって、前面及び背面でリム１５と同一平面を成す。別の実施形態では、ブリッジはリム１５ほど厚くなく、リム１５の厚みの前面近く、中央部近く、又は背面近くに位置する。

一実施形態では、図１〜４及び６に示されるように、レンズ部材１４ａ及び１４ｂのそれぞれが、レンズの上側の隅に焦点領域２０を含む。この焦点領域の具体的な形状及び位置は、少なくとも部分的に、とりわけ、ニアアイ装置の位置、生成される画像の位置、及び着用者の瞳孔間距離（「ＰＤ」）によって決まる。本発明によれば、焦点領域の位置は、レンズ外周部の任意の位置であり得る。好ましくは、図５に示されているように、焦点領域は、レンズの外周部の８時の位置から時計回りに４時の位置までの任意の位置であり得る。好ましくは、焦点領域はレンズの上側の象限に配置される。例えば図１及び２に見られるように、着用者の右レンズの上に少なくとも一部が位置する単眼ディスプレイ装置の場合、右レンズ及び左レンズの両方が、表示画像用に視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズ右上隅の焦点領域２０を含む。図３及び４に見られるように、着用者の左レンズの上に少なくとも一部が位置する単眼ディスプレイ装置の場合、左レンズ及び右レンズの両方が、表示画像用に視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズ左上隅の焦点領域２０を含む。同様に、着用者のレンズの両方の上に少なくとも一部が配置される両眼ニアアイ装置では、左レンズ及び右レンズの両方が、図６に示されるように、表示画像用に視覚的明瞭性が最適化されるようにデザインされたレンズの表示領域中の焦点領域を含む。図示されているように、焦点領域２０のサイズ及び形状はかなり異なってよい。

一実施形態では、レンズ１４ａ及び１４ｂ中の焦点領域２０は、両方のレンズ中に焦点領域がない場合に左目と右目の不一致により生じる、視覚化素子及びそれによって生成される画像への視界方向に着用者によって感知される収差を取り除くようにデザインされている。例えば、図１に示されているように、ディスプレイ装置がレンズ１４ａのノッチ１６中又はその近くに位置する場合、レンズ１４ａのノッチ１６の近くの上側の隅は焦点領域２０を含み、これを通して着用者は表示画像を知覚する。レンズ１４ｂも同様に同じ隅に焦点領域２０を有する。

しかし、レンズ１４ａ及び１４ｂの残部は、着用者に通常利用される処方と同様又は同じであってよい。例えば、焦点領域２０以外のレンズ１４ａ及び１４ｂの領域は１又は複数の他の焦点領域を含んでよい。したがって、レンズは、二焦点レンズ、三焦点レンズ、又は多くの他の種類の多焦点レンズであってよい。単なる一例として、レンズ１４ａ及び１４ｂのそれぞれは、焦点領域２０、遠くを見るための第２焦点領域、及び近くを見るための第３焦点領域を含み得る。レンズは、領域間の移行を円滑にするプログレッシブレンズであってよい。

一実施形態では、レンズ１４ａ及び１４ｂ中の焦点領域２０の形状、サイズ、及び／又は配置は可変であり、少なくとも一部、着用者のＰＤに依存する。例えば、着用者のＰＤが広い場合、焦点領域２０のサイズは、着用者の瞳孔との望ましくない重なりを避けるために、より小さくてよい。ＰＤがより狭い着用者では、例えば図４に示されているように、焦点領域２０のサイズはより大きくてよい。

一実施形態では、焦点領域２０の度数は、少なくとも部分的に、着用者のＰＤ、使用者の視力の欠陥、例えば乱視、及び／又は円柱度数の軸に加えて、着用者の個々の処方に基づく。表示画像に最も近いレンズ中、焦点領域の度数は、表示画像に近い目が表示画像上にはっきりと焦点を合わせることができるように、非常に近い度数に調節される。非常に近くの像は、携帯電話、本、新聞等を見るために用いられる典型的な近くの像より瞳孔に近い。遠い目の視線は近い目の視線と平行であるので、調節がなければ、ニアアイ装置によって生成された画像を近い目が見ている時、遠い目の焦点は近い目の焦点と同じでない。典型的には、そのような場合、遠い目は近い目よりも遠い焦点距離を有する。本発明では、遠いレンズの焦点領域の度数は、装置によって生成された画像を近い目が見ている時に遠い目が近い目と同じ焦点距離を有するように最適化される。そのような焦点領域の度数の最適化により、生成画像の視覚的明瞭性が向上する。更に、焦点領域の度数の最適化により、典型的な処方レンズと組み合わされたニアアイ装置の長時間の使用によって生じ得る眼精疲労、疲れ、及び頭痛を防ぐことができる。したがって、本発明は、一方の目の焦点が非常に近い対象に合っており、他方の目がそうでない場合にレンズデザインを最適化するための方法及び装置を提供する。更に、焦点領域２０の度数は、装置によって生成された画像を見るために必要な目の動きによって生じ得る垂直方向のアンバランスを補正するように調節され得る。したがって、着用者は、まっすぐ前を見ている時及び／又は近くの像を見ている時の最適化された像を有しながら、装置によって生成された画像を見ることができる。更に、焦点領域２０の度数は、レンズ対の各レンズで同じであっても異なっていてもよい。本発明に係る最適化レンズの製造は、デジタルレンズジェネレーター等の当該技術分野で公知のプロセスによって提供することができる。

別の実施形態では、焦点領域２０は、表示画像のサイズ、形状、及び構築を補正するように構成され得る。例えば、表示画像がプリズムである場合、画像を見ている時に垂直方向のプリズム効果が誘導され得る。したがって、焦点領域２０は、画像を防止するためにプリズム効果を補償するように構成され得る。

好ましい実施形態に関連して本発明を説明したが、請求項に定義される発明の範囲から逸脱せずに本発明に改変、変更、及び付加を加えることができると理解されるべきである。

Claims (20)

1. ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置であって、装置は、
   支持部材と、
   支持部材によって支持された第１レンズとからなり、第１レンズは第１度数領域を含み、前記第１度数領域の度数が、ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節されている第１レンズと、
   さらに、
   支持部材によって支持された第２レンズとからなり、第２レンズは第２度数領域を含み、前記第２度数領域の度数が前記第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節されている眼鏡装置。
2. 前記第１レンズの第１度数領域及び前記第２レンズの第２度数領域が、それぞれ第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する請求項１に記載の装置。
3. 前記第１度数領域が前記第１レンズの上側の象限に位置する請求項１に記載の装置。
4. 前記第１度数及び第２度数が同じである請求項１に記載の装置。
5. 前記第１度数及び第２度数が異なる請求項１に記載の装置。
6. 前記第１度数が少なくとも部分的に着用者の処方に基づいて決定される請求項１に記載の装置。
7. 前記第１及び第２度数領域の位置が少なくとも部分的に着用者の瞳孔間距離に依存する請求項１に記載の装置。
8. ニアアイディスプレイによって生成された画像を見ている時の処方眼鏡の着用者の視覚的明瞭性を最適化する方法であって、方法は、
   支持部材と、第１レンズからなり、第１レンズは第１度数領域を含み、支持部材に支持され、さらに、第２レンズからなり、第２レンズは第２度数領域を含み、支持部材に支持され、前記ニアアイディスプレイと使用されるように構成された眼鏡装置を用意すること；
   前記第１度数領域の度数を、前記ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節すること；
   前記第２度数領域の度数を前記第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節すること
   を含む方法。
9. 前記第１レンズの第１度数領域及び前記第２レンズの第２度数領域をそれぞれ前記第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に配置することを更に含む請求項８に記載の方法。
10. 前記第１度数領域が前記第１レンズの上側の象限に配置される請求項８に記載の方法。
11. 前記第１度数及び前記第２度数が同じである請求項８に記載の方法。
12. 前記第１度数及び前記第２度数が異なる請求項８に記載の方法。
13. 前記第１度数が少なくとも部分的に着用者の処方に基づいて決定される請求項８に記載の方法。
14. 前記第１及び第２度数領域の位置が少なくとも部分的に着用者の瞳孔間距離に依存する請求項８に記載の方法。
15. ニアアイディスプレイと用いられるようになっている一対の処方レンズであって、処方レンズは、
    第１レンズからなり、第１レンズは、第１度数領域を含み、前記第１度数領域の度数が、前記ニアアイディスプレイによって表示される画像に焦点が合う焦点距離に調節され；さらに、
    第２レンズからなり、第２レンズは第２度数領域を含み、前記第２度数領域の度数が、前記第１度数の焦点距離と実質的に同じ焦点距離に調節される、一対の処方レンズ。
16. 前記第１レンズの第１度数領域及び前記第２レンズの第２度数領域がそれぞれ前記第１及び第２レンズの実質的に同じ領域に位置する請求項１５に記載の一対のレンズ。
17. 前記第１度数領域が前記第１レンズの上側の象限に位置する請求項１５に記載の一対のレンズ。
18. 前記第１度数及び前記第２度数が同じである請求項１５に記載の一対のレンズ。
19. 前記第１度数及び前記第２度数が異なる請求項１５に記載の一対のレンズ。
20. 前記第１度数が、少なくとも部分的に着用者の処方に及び少なくとも部分的に着用者の瞳孔間距離に基づいて決定される請求項１５に記載の一対のレンズ。

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