[發明專利]一種色盲輔助眼鏡的設計方法

在審

• 申請號: 201710098846.7
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN107065219A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 黃博;曹強
• 申請（專利權）人: 曹強;黃博
• 主分類號: G02C7/02
• 分類號: G02C7/02;G02C7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種色盲輔助眼鏡的設計方法，屬于視覺光學領域。

背景技術

人眼對色彩的感知可分為物理探測(感光及神經信息傳導)和心理感受兩個主要的步驟[Color Matching and Color Discrimination，Vivianne C.Smith and Joel Pokorny，2003，Elsevier Ltd.]。在物理感受環節中，我們需要考慮人眼視網膜上的共4種感光細胞。人眼中的L、M和S類視錐細胞各含不同的色素，使3種視錐細胞對不同波長的光線有不同的靈敏度。第4種視桿細胞細胞對波長不敏感，只感受光的總強度且僅在光線極弱的環境中才起明顯作用。在光線刺激下，三類視錐細胞釋放的神經信號強度形成了一個三維感光矢量，通常標記為(L，M，S)。在日常生活中，絕大多數光源和物理反射的光線在波長λ上都具有幾十納米以上的頻譜寬度，一個入射光的功率譜P(λ)對應的(L，M，S)應理解為三種信號各自對可見光波長范圍內(從λ_min＝380nm到λ_max＝830nm)的積分：

其中L(λ)，M(λ)和S(λ)是視錐細胞關于波長λ的感光靈敏度函數，其具體數值在色覺學術界是已知的。所以一束光的相對功率譜密度，也就是在不同波長上的光強相對分布，決定了色覺矢量各分量的相對比例，進而在大腦中形成了“顏色”的概念。而色覺矢量三個分量的加權總和則對應于人感覺到的“亮度”。在可見光范圍內的單波長光，可按人眼的色覺感受從長波到短波依次分為紅、黃、綠、碧(藍綠之間的顏色，英語為cyan)、藍、紫波段這六個波段；不同波長的光可以疊加組合出更多可以細分的顏色。為了便于分析，人們通常選擇各波段內的單色光作為相應顏色的典型代表光，例如一種經典選法令波長為460nm，530nm，650nm三種單波長的光分別代表藍(b)、綠(g)、紅(r)三種顏色，而黃(紅綠的中間色)和碧(綠藍的中間色)則分別選為575nm和493nm的單色光[On the Nature of Unique Hues，J.D.Molion and Gabriele Jordan，1997，Taylor&Francis，London]；光譜中的紫波段約為380-450nm，但這樣的超短波長光很少在日常生活中出現，日常生活中所謂的“紫光”是藍光和紅光混合產生的，故沒有對應的單一特征波長。

人眼可能因為遺傳或病變而無法感知光的相對功率譜密度，于是喪失部分甚至全部的辨色能力而形成色覺缺陷，也就是通常所說的色弱和色盲。絕大部分的色覺缺陷是由視錐細胞的感光色素不正常，進而使視錐細胞的感光靈敏度函數變化而導致的?？紤]受影響的視錐細胞，遺傳性色覺缺陷主要分為三個基本類：甲、乙和丙類缺陷分別對應L、M和S類視錐細胞感光靈敏度異常。其中甲、乙兩類色覺缺陷是由L、M視錐細胞中的色素異常引起的，并通過X染色體遺傳。由于L和M視錐細胞類的色素分子結構幾乎完全一樣(它們364個氨基酸中僅有15個不同)，通常發生的情況是，L視錐細胞中的色素參入了原本M類色素的性質，變成了L’類；或者M視錐細胞內的色素混入了正常L類色素的性質，變成了M’類。當L’與M(L與M’)變得相似但又不完全同的情況下，人眼對紅綠的分辨能力降低，并被習慣性地稱為紅綠色弱。在嚴重的情況下，L’與M(L與M’)完全相同，這樣的人就只能看到兩種顏色，通常稱為紅綠色盲。丙類視覺是由7號染色體上的突變決定的，通常導致S視錐細胞消失或者不正常，導致人眼無法觀察藍色。極罕見的情況下，兩種以上的視錐細胞同時變異，導致人眼只能觀察到一種顏色，也就是通常所說的全色盲。

不同類型的色覺缺陷發生率差別很大。其中乙類色弱最多，約占男性總數的6.3％左右，女性約0.4％。其他類型的色覺缺陷發生率約1％或更低。對色覺缺陷進行矯正是一個潛力巨大的市場。

針對這樣的情況，已有的代表性解決方案如下。