CN101960360A - 根据给定的眼镜架计算光学***的方法 - Google Patents

Abstract

一种根据给定的眼镜架计算眼科镜片光学***(OS)的方法，其特征在于，包括如下步骤：-提供所述眼镜架的几何数据；-提供配戴者数据；-根据至少由所述眼镜架几何数据、所述配戴者数据以及至少一个定位数据组成的标准来优化所述光学***(OS)，从而生成至少两个光学表面(S1，S2)。

Description

根据给定的眼镜架计算光学***的方法

本发明涉及一种根据给定的眼镜架计算眼科镜片光学***(OS)的方法。

通常，一个需要佩戴眼镜并因而具有眼科医生开具的处方的人，会去找配镜师挑选将来的眼镜架。该将来的眼镜佩戴者可能会尝试多副眼镜架，并从尝试的镜架中最终挑选一副。所述配镜师根据所述处方订制一副镜片。被送到配镜师处的镜片已根据视觉标准被设计和制造。

根据镜片制造商提供的服务，所述配镜师可能需要切割所述镜片，使切割的镜片适合顾客所挑选的眼镜架；或者在提供“远程切边”服务的情况下，所述配镜师收到的镜片已切割好，且仅需将其装配到所述眼镜架内。

能够通过测量设备对所挑选的眼镜架孔洞的内圆周(例如，用于装配眼科镜片的所述镜架的孔洞)进行非常精确地测量，所述测量设备例如机械传感器。更具体地，所述镜架的孔洞包括一内部沟槽和一些可以在计量室内使用机械传感器测量的沟槽特征(孔洞的倾斜角度，沟槽的深度，等等)。

由所述机械传感器对所选眼镜架进行测量，通过测量能够定制一方面与所选眼镜架相契合，以及另一方面符合配戴者处方的眼科镜片。

根据计量室中由所述机械传感器所执行的测量，所述配镜师或所述眼科镜片提供者可以：

-根据视觉标准为所述配戴者确定最好的半成品镜片，所述视觉标准例如所述配戴者的处方；

-对所述镜片进行切边和切角，使其符合对所选眼镜架所执行的测量；

在本发明中，根据眼镜架形状切割所述镜片的步骤被称为“切边”，以及在已切边的所述镜片的外缘形成斜角的步骤被称为“切角”。

所述镜片提供者必须确保所提供的镜片适合所述配戴者的处方和所选的眼镜架。

例如，所述镜片提供者必须确保将来的镜片能很好地契合所选的可能具有特定的孔洞和沟槽的眼镜架。

因而可以理解的是，对所选镜架的内圆周孔洞进行的测量和所述半成品镜片的选取对于所述提供者而言是非常重要的。

通常，所述半成品镜片的选择是基于视觉标准，例如所述配戴者处方、视觉舒适度以及用于所述切边步骤和切角步骤的眼镜架的测量参数。

在某些情况下，不仅根据所述眼镜架的实测形状，还根据所述配戴者选择的审美标准来进行所述切边步骤和切角步骤。例如，所述审美标准可能包含在所述眼科镜片嵌入所述镜架过程中，使所述镜片的前表面边缘与所选眼镜架的前表面实质连接。

根据所述配戴者的审美标准及其处方，并不总能使视觉标准及审美标准都得到满足。

一般地，所述镜片制造商根据所述视觉标准选择半成品镜片，并根据一符合配戴者的处方的计算方案在所述半成品镜片的后表面进行打磨。

执行切边步骤和切角步骤的人，例如配镜师，他会收到眼科镜片并且必须根据眼镜架的形状和配戴者的审美标准来进行所述切边步骤和切角步骤。

并不总能根据所述配载者的标准来对眼科镜片切边和切角，这取决于眼科镜片的形状，因为镜片的形状(镜片的外部形状，镜片的前后表面形状，镜片的厚度，等等)可能并不适当。

例如，所述眼镜片的斜角斜率与所述眼镜架的斜率相比较为平坦，这取决于斜角的位置，并且在这种情况下所述眼镜架为了匹配所述斜角弧度而变形。然而，在所述斜角位置已选定的情况下，镜架变形可能导致镜架尺寸增大并超出计算值，且因而导致镜片外直径或边缘厚度上的缺陷。

这种局限是由于以下原因导致的，即所述半成品镜片的挑选和镜片表面的设计没有考虑所述切边步骤和切角步骤。

本发明旨在改善所述现状。

本发明涉及一种用于根据给定的眼镜架来计算眼科镜片光学***(OS)的方法，其包括如下步骤：

·提供所述眼镜架的几何数据；

·提供配戴者数据；

·至少根据由所述眼镜架的几何数据、所述配戴者数据以及至少一个定位数据组成的标准来优化所述光学***(OS)，从而生成至少两个光学表面(S1，S2)。

优选地，这种方法在计算眼科镜片的光学***时，能够将所述眼镜架的几何形状考虑在内。根据本发明，不仅根据所述视觉标准还根据所选眼镜架对所述眼科镜片的光学***进行优化。因此，根据本发明计算的光学***所对应的镜片能够与所选眼镜架相契合。

所述配戴者数据可以包括所述配戴者选择的审美标准，所述眼科镜片则根据所述视觉标准及所述审美标准进行优化。

根据以下可以单独或结合考虑的进一步的实施例：

·在所述优化步骤中生成切边参数；

·一个所生成的光学表面是所述眼镜片的前表面；

·一个所生成的光学表面是所述镜片的后表面；

·所述所生成的光学表面是在所述眼镜片前表面和后表面之间的屈光度表面；

·所述优化标准进一步包括所述光学***(OS)的折射率；

·所述优化标准进一步包括Pf与Pl之间的平均距离，Pf为所述眼镜架的前表面和所述眼镜架的内轮廓之间的连接点，以及Pl为所述眼科镜片的前表面与所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点；

·所述优化标准进一步包括Tf与Tl之间的夹角。Tf为所述眼镜架的前表面在点Pf处的切线，Pf为所述眼镜架的前表面和所述眼镜架的内轮廓之间的连接点；以及Tl为所述眼科镜片的前表面在点Pl处的切线，Pl为所述眼科镜片的前表面与所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点；

·所述优化标准进一步包括所述眼科镜片一个表面的平均环面和所述眼镜架一个表面的平均环面；

·所述几何数据通过测量所述眼镜架来获得；

·所述几何数据从眼镜架的数据库中获得；

·所述几何数据包括实际的轮廓参数和参考形状；

·所述几何数据包括所述眼镜架的三维数据；

·所述几何数据包括所述眼镜架的二维数据以及所述眼镜架的曲率数据；

·所述几何数据包括所述眼镜架的边框的内轮廓数据；

·所述眼镜片进一步包括所述眼镜架前表面的几何数据；

·所述优化标准进一步包括所述眼镜片的厚度数据；

·所述眼科镜片是一个多焦点眼科镜片；

·所述眼科镜片是一个渐进眼科镜片；

·所述眼科镜片是一个单焦点眼科镜片；

·所述光学***(OS)由一个光学函数(OF)确定，至少两个光学表面包括了由第一方程式(ES1)定义的第一光学表面(S1)以及由第二方程式(ES2)定义的第二表面(S2)，所述优化步骤进一步包括如下步骤：

-生成步骤(GEN)，其中，虚拟光学***(VOS)被用于生成虚拟函数(VOF)；

-修改步骤(MOD)，其中，修改虚拟函数(VOF)以便获得光学函数(OF)；

-计算步骤(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)由所述光学函数(OF)以及所述第一方程式(ES1)计算得到。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种眼科镜片的制造方法，其包括如下步骤：

·接收眼镜架的几何数据；

·接收眼科镜片的光学***(OS)数据，所述数据是根据本发明所述的方法计算得到；

·制造所述计算所得的眼科镜片；

根据以下可以单独或结合考虑的进一步的实施例：

·采用数字表面处理工艺来制造所述眼科镜片；

·所述计算可以在制造商一端进行，并且所述接收可以是内部接收；

·在镜片订制端选择所述眼镜架，并且将所述几何数据传输至安装在镜片制造商一端的计算设备，在所述镜片制造商一端处理所述计算步骤；

·在镜片订制端选择所述眼镜架，并且所述镜片在镜片制造商一端被制造后，将该眼科镜片连同切边参数传输至所述订制端；

·在镜片订制端选择所述眼镜架，并且所述镜片在镜片制造商一端被制造后，对该眼科镜片进行切边，并将被切边后的眼科镜片传送至所述订制端；

·当所述被制造的眼镜片被切边后，将该镜片装配到所述已选择的眼镜架内。

本发明还涉及一种眼科镜片的订制方法，其包括如下步骤：

·选择一眼镜架；

·在镜片制造商处订制一根据本发明制造的眼科镜片；

·可选地，对所述已制造的眼科镜片进行切边；

·将所述已切边的眼科镜片装配到所选择的眼镜架内。

根据另一方面，本发明涉及一种计算机程序产品，其包括一个或多个可由处理器访问的存储指令序列，且当所述处理器执行所述存储序列时，致使得所述处理器执行根据本发明所述的至少一种方法的至少一个步骤。

本发明还涉及一种计算机可读介质，其承载着一个或多个根据本发明所述的计算机程序指令序列。

除非特别声明，否则眼镜架边框的截面应当理解为是根据包含所述眼镜架边框的质心的平面。

除非特别声明，否则眼科镜片的截面应当理解为是根据包含所述眼科镜片的质心的平面。

除非特别声明，否则“配镜师”这个用词同样应当理解为眼保健专家。

除非特别声明否则，从以下论述中可知，整个说明书讨论中所使用的术语如“处理”、“计算”、“生成”，或类似术语是指计算机、或处理***、或类似的电子处理设备的操作和/或处理，即，对在处理***的寄存器和/或存储器中以物理(如电子)量形式表示的数据进行操作，和/或将这些数据转换成其它数据，所述其他数据可以类似地在处理***的存储器、寄存器或其他这类信息存储、传输或显示设备内以物理(如电子)量形式表示。

本发明的实施例可以包括用于执行此处所述操作的装置。该装置可以是为所需目的而专门构建的，或所述装置可以包括一个通用的计算机或数字信号处理器(DSP)，其被存储在计算机中的电脑程序选择性地激活或重新配置。该计算机程序可以被存储在计算机可读存储介质中，例如，但不限于以下任何类型的盘，包括软盘、光盘、只读CD光盘、磁光盘、只读存储器(ROMs)、随机存取存储器(RAMs)、电子可编程只读存储器(EPROMs)、电可擦写可编程只读存储器(EEPROMs)、磁卡盘或者光卡盘，或任何其它类型适于存储电子指令并且能够接入计算机***总线的介质。

此处所提出的程序和显示设备并非一定涉及任何特定的计算机或其它装置。各种通用***都可以用于符合本发明方法的程序，或可以很方便地构建一个更专用的装置以执行所期望的方法。各种这些***所需的结构可以从下面的描述中得以明确。此外，本发明的实施例并没有参考任何特定的编程语言进行描述。可以清楚的是各种编程语言都可以用来实现此处所描述的本发明的方法。

现参考以下附图对本发明的非限制性实施例进行说明：

图1是一全框眼镜架的前表面；

图2a和图2b是两种类型的眼镜架边框的截面图；

图3示出了一眼科镜片在切边前及切边后的轮廓；

图4示出了一渐进多焦点镜片在切边前及切边后的轮廓；

图5示出了一切边后适合于全框框架的眼科镜片的截面图；

图6至图9示出了已装配到眼镜架内的眼科镜片的截面图，所述眼科镜片的光学***已经根据不同的标准进行了计算。

为了简单和清晰地显示图中的元素，所述元素没有必要按比例绘制。例如，图中一些元素的尺寸相对于其他元素可能被夸大了，从而有助于加强对本发明实施例的理解。

在本发明的框架下，以下术语具有的含义将在下文中注明：

-所述渐进镜片的光轴：垂直于所述镜片前表面的方向且经过所述镜片的光学中心或者在渐进镜片的情况下经过所述镜片的参考点PRP。

-视远区：围绕所述远视点的镜片区域，在该区域中，所述镜片的屈光度和散光的局部光学特性与所述远视点的局部光学特性是实质相同的；

-视近区：围绕所述近视点的镜片区域，在该区域中，所述镜片的屈光度和散光的局部光学特性与所述近视点的局部光学特性是实质相同的；

-渐进镜片附加度数：在近视点的所述镜片的屈光度值与在远视点的所述镜片的屈光度值之间的差值；

-镜片的光学特性：屈光度、散光，像差等涉及改变经过所述镜片的光束的数据；

-处方：一组屈光度、散光以及相关的附加度数的光学特性，该组光学特性是由眼科医生为矫正个人的视力缺陷而确定的，例如，用一置于该个人眼睛前部的镜片。术语“散光”被用来表示由幅值和角度值构成的数据对。尽管这是一种语言的滥用，但该术语有时也仅用来表示散光的幅值。本领域技术人员能够通过上下文来理解该术语所表达的意图。一般来说，渐进镜片的处方包括在远视点的屈光度值和散光值，以及在该处适当的附加值。

-镜片的表面特性：涉及镜片一个表面的几何数据，例如平均球面值或柱面值；

-平均球面度，表示为D：(N-1)乘以一个表面的两个曲率半径的倒数之和的一半，所述两个曲率半径表示为R1和R2，以米为单位，且在所述表面的同一点上测得。换而言之：D＝(N-1)x(1/R1+1/R2)/2，其中N是所述镜片的折射率，以及

-柱面度，表示为C：(N-1)乘以一个表面的两个曲率半径的倒数之差的一半的绝对值，所述两个曲率半径以米为单位，且在所述表面上的同一点上测得。换而言之：C＝(N-1)x|1/R1-1/R2|。

-“高度”是用来定义当视线水平时，对应一垂直位置的镜片或镜片区域的尺寸；

-“宽度”是用来定义当视线水平时，对应一水平位置的镜片或镜片区域的尺寸；

图1示出了一个眼镜架10和眼镜架10中所述配戴者左右瞳孔的位置，其分别参考G和D。

对于所述镜架10来说，该图用粗线14示出了所述镜片的轮廓，以及用细线示出了所述眼镜架10的内部界限16和外部界限18。

由塑料或者另一种材料制成的元件被称为所述眼镜架的模板，其轮廓与所述眼镜架的沟槽底端相对应。因此，所述模板是镜片一经切割就应具有的外部形状，以便能装配到所述眼镜架中。

所述字母B标示了由矩形***法，即根据ISO8624眼镜架测量***标准，所确定的所述模板的整个高度。这个高度对应于所述镜片一经切割后嵌入的矩形的高度。

连接所述镜架的左右模板的元件被称为所述眼镜架的桥，参考图1中的字母P。

右瞳孔的半瞳孔间距PD和左瞳孔的半瞳孔间距PG近似地指所述配戴者两瞳孔之间的距离的一半。为了装配渐进镜片，配镜师要测量半瞳孔间距PD和PG。

左半瞳孔间距，或者右半瞳孔间距，分别是所述镜架的垂直方向上的对称轴分别与左瞳孔中心或者右瞳孔中心之间的间距。

右矩形高度HD，或者左矩形高度HG，分别是指右瞳孔或者左瞳孔分别与所述右半镜架的最低点或者左半镜架的最低点之间的垂直方向上的距离。

为了装配渐进镜片，配镜师可能测量基准高度，参考图1中HDd和HGd。这些所述的右边参考高度和左边参考高度分别是指，右瞳孔或左瞳孔与经过瞳孔的垂直线和所述镜架下半部分相交的右交点或左交点之间的距离。

对于瞳孔间距和所述瞳孔相对于镜架的高度的测量要依据佩戴者的给定位置进行，即在佩戴者头部伸直、眼睛看向无限远处时的给定位置。

给定镜架的特征可以用现有技术中已知的设备在所述镜架上进行测量。例如，文献US-A-5333412描述了一种装置，这种装置能够在三维空间里测量所述镜架的沟槽的底部形状。这样测得的形状从而能够计算高度B。

镜架的特征也可以由所述制造商根据所述配戴者所选的模型直接给出。

使用这样确定的数据来切割每一片镜片，从而当所述配戴者头部伸直、眼睛眺望无限远处时，渐进镜片的装配瞄准点CM落入正对于对应的眼睛瞳孔的所述镜架内。

因此，当所述镜架的佩戴者头部伸直、眺望无限远处时，他的视线在装配瞄准点处穿过所述镜片。如果所述装配瞄准点没有在所述镜片上作出标记，那么当然也可以在校正微标介质和装配瞄准点之间的距离后，使用微标介质来定位所述镜片。

除非特别声明，否则根据本发明的所述方法可以适用于任何类型的眼镜架，例如金属镜架、塑料镜架、混合镜架、半框镜架、尼龙镜架、无框镜架。

图2a和2b示出了所述眼镜架的两个不同边框的横截面。

图2a中的边框20具有一个V形的沟槽22，这种边框通常对应金属或者塑料的全框镜架。将被装配到这种全框眼镜架中的所述镜片进行切角，以得到一个对应∧形的斜角(倒转的V形)。

图2b中的边框20具有一个U形的沟槽24，这种边框通常对应半框眼镜架。将被装配到这种半框眼镜架中的所述镜片进行切角，以得到一个对应U形的斜角，且然后使用固定绳索将其装配到所述眼镜架中去。

图3示出了一眼科镜片切边前后的轮廓。在该图中，细线对应切边前所述镜片的轮廓。在标准情况下，所述镜片呈一圆形。粗线对应所述镜架的模板的轮廓，也是所述镜片被切边后所述镜片的轮廓。下接一个切角步骤或结合一个切角步骤的镜片切边能够使所述镜片随后被装配到所述眼镜架中去。

图3示出了所述镜架模板的整个宽度A和该模板的整个高度B，即，切割后的镜片所嵌入的矩形的宽度和高度。如上所述，在镜架中对镜片的定位在于通过使用定位数据来确定所述镜架中镜片的期望位置，所述定位数据例如所述镜片中的显著的点。

例如，可以使用所述镜片的装配瞄准点，所述镜片表面上所标记的微标介质，或者在单视点透镜的情况下也可以使用光学中心。在图3中，装配瞄准点或者光学中心用参考标记为CM的十字标出。

对于一个非回转对称的镜片来说，同样有必要在所述镜架中对镜片进行角度定位。

图4示意性地示出了在轮廓C周围将渐进镜片切边成镜架尺寸之前的渐进镜片。分别表示为N和T的所述镜片的鼻侧和太阳穴侧，子午线LM、分别表示为VL和VP的所述远视点和近视点，内移距In，以及表示为O的所述镜片的棱镜参考点(PRP)都已在该图中标示。

图5示出了一经过切边及切角的眼科镜片100的截面。这样的眼科镜片示出了一个前表面102、一个后表面104以及一个***106。

所述后表面104是当所述眼科镜片被装配到所述镜架上时最靠近配戴者眼睛的一面。通常地，所述后表面104呈凹形，且所述前表面102呈凸形。

所述***106是在所述切边和切角步骤过程中先获得的。如图5所示，所述***示出了装配装置，在本实施例中即斜角108。如前所述，所述斜角的几何，尤其是它的位置和形状，取决于用于装配所述眼科镜片的所述眼镜架。

可选地，所述镜片的***可以提供一个前表面轮廓斜角110以及一个后表面轮廓斜角112。

本发明涉及一种根据给定的眼镜架来计算眼科镜片光学***(OS)的方法，其包含如下步骤：

·提供所述眼镜架的几何数据；

·提供配戴者数据；

·至少根据由所述眼镜架的几何数据、所述配戴者数据以及至少一个定位数据组成的标准来优化所述光学***(OS)，从而生成至少两个光学表面(S1，S2)。

本发明中，所述最终镜片可以是任何一种公知的镜片，例如无色镜片或变色镜片或太阳镜片。

在本发明中，所述几何数据至少包括轮廓和形状数据。

可以但不限于从以下列表选择所述轮廓数据：

-所述眼镜架的一个表面的三维周长或沟槽底部的三维周长；

-沟槽底部和所述眼镜架一个表面间的至少在一点上的距离。可以但不限于从以下列表选择所述形状数据：

-所述眼镜架前表面的表面切线；

-所述眼镜架的三维数字表示；

-所述眼镜架前表面的平均环面，球面，柱面；

-所述两面角；

-所述眼镜架内轮廓的三维数字表示；

-所述眼镜架的所述沟槽的倾斜角。

根据本发明，所述几何数据可以通过使用现有技术中已知的测量设备通过测量一给定的镜架得到。有利地，所述几何数据的准确性有所提高。事实上，虽然眼镜架是基于一个参考镜架生产的，但是，给定的镜架和所述参考镜架之间可能存在小的几何差异。

所述几何数据也可以从眼镜架数据库中得到。有利的是，这种方法耗时少。

所述几何数据也可以通过结合测量和使用数据库得到。

根据本发明不同的实施例，所述几何数据可以包括但不限于以下数据：

-实际轮廓参数和参考形状；

-所述眼镜架的三维数据；

-所述眼镜架的二维数据和所述眼镜架的曲率数据；

-所述眼镜架边框的内轮廓数据；

-所述眼镜架前表面的几何数据。

根据本发明，所述配戴者数据至少包括所述配戴者的处方数据，并且也可以包括从以下列表中选择的但不限于此列表的数据。所述列表包括：

-单眼瞳距PD；

-装配点高度；

-广角；

-审美标准的选择，例如“1∶1”，“1∶2”，“前曲面追踪(front curvetracing)”。

所述“前曲面追踪(front curve tracing)”是一种标准，在所述标准中形成一个斜角，以邻接所述镜片的前表面和所述眼镜架的前表面。

所述“1∶1”是一种标准，在所述标准中在所述眼科镜片的外边缘上形成斜角，从而使所述斜角的最高点到所述眼科镜片前后表面的距离是相等的。

所述“1∶2”是一种标准，在该标准中在所述眼科镜片的外边缘上形成斜角，从而使所述斜角的最高点与所述镜片前表面之间的距离等于所述斜角的最高点与所述镜片后表面之间的距离的一半。

根据本发明，所述处方数据可以包括很少的视力矫正或者不包括视力矫正。例如，当所述眼科镜片是太阳镜片时，所述处方可能不包括视力矫正。

除了所述佩戴者数据，根据本发明所述方法可以包括一个提供定制数据的步骤。所述定制数据可以从以下列表中选取，但不限于此列表。所述列表包括：

-所述配戴者的生活风格；

-所述配戴者的喜好；

-所述配戴者的习惯。

根据本发明所述方法的优化步骤可以取决于所述配戴者数据和所述定制数据。

定位数据被用来优化所述光学***。根据本发明，所述“定位参数”至少包括根据所述眼镜架一个面的轮廓的所述镜片一个面的三维或者二维位置。

所述定位参数可以从以下列表中选取，但不限于此列表。所述列表包括：

-所述眼科镜片斜角的三维周长；

-所述眼科镜片的斜角与所述眼科镜片一个面的表面之间的间距；

-装配规则，例如对于一个单视点镜片来说，将其光学中心置于所述眼镜架的中心，或者在单视点非球面镜片的情况下，将其光学中心置于所述瞳孔位置的下方4毫米处。

-标示所述光学镜片一个表面上的光学参考点的刻痕，例如参考点PRP。

当计算所述光学***，以便采用所选择的“前曲面追踪(frontcurve tracing)”的审美标准，根据眼镜片前表面来定位所述眼科镜片前表面时，将更具体详细地描述所述优化步骤。

如在本发明的不同实施例中所阐述的，可以应用不同的定位标准。

在本发明的不同实施例中，切边及切角参数在所述优化步骤中被生成。

在本发明中，切边及切角参数至少包括所述眼科镜片外轮廓上的所述斜角的二维或者三维位置和形状。

优选地，在所述切边及切角的步骤中，所述切边参数及切角参数有助于切边者或所述配镜师。

在根据本发明所述方法的优化步骤中，可以从以下列表中选择所生成的光学表面中的一个，所述列表包括：

-所述镜片的前表面；

-所述镜片的后表面；

-在所述镜片的前表面与后表面之间的屈光度表面。

专利申请WO2007/017766提供了一种当具有光学***第一表面时，根据一给定处方来计算所述光学***的第二表面的方法。

根据文献WO 2007/017766中公开的方法，所述光学***(OS)，例如眼科镜片的光学***，由一个光学函数(OF)确定，至少两个光学表面包括由第一方程式(ES1)定义的第一光学表面(S1)，例如所述眼科镜片的前表面，以及由第二方程式(ES2)定义的第二表面(S2)，例如所述眼科镜片的后表面。文献WO 2007/017766中公开的所述方法进一步包括如下步骤：

-生成步骤(GEN)，其中，虚拟光学***(VOS)被用于生成虚拟函数(VOF)；

-修改步骤(MOD)，其中，修改所述虚拟函数(VOF)以便获得所述光学函数(OF)；

-计算步骤(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)由所述光学函数(OF)以及所述第一方程式(ES1)计算得到。

因此根据本发明所述的方法，可以基于所述眼镜片的几何数据来生成所述眼科镜片的前表面，并且可以基于所述配戴者处方来生成所述后表面，且所述生成的前表面使用了文献WO 2007/017766中公开的方法。

在以下描述的不同实施例中，根据所述眼镜架中眼科镜片的定位标准来生成所述眼科镜片的前表面以及所述定位参数。不仅根据所述镜片的前表面几何，而且根据视觉标准，特别是根据配戴者的处方，来生成所述眼科镜片的后表面和/或在所述眼科镜片的前后表面之间的屈光度表面。

根据图6示出的一个实施例，计算所述眼科镜片，以便在距离所述眼镜架前表面一给定距离处对所述眼科镜片的前表面进行定位。

所述配戴者可以根据审美标准选择所述给定距离，如果审美标准没有被确定，那么可以认为适用“前曲面追踪(front curve tracing)”标准。

所述“前曲面追踪(front curve tracing)”标准对应于所述眼镜架前表面与所述镜片前表面之间的距离应当尽可能地小。

根据一个已选定“前曲面追踪(front curve tracing)”标准的实施例，计算所述眼科镜片的定位参数，从而能使Pf与Pl之间的距离d小于1毫米，优选地小于0.5毫米，优选地小于0.1毫米。

Pf是所述眼镜架的前表面和所述眼镜架的内轮廓之间的连接点。

Pl是所述眼科镜片的前表面和所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点。

在一横截面中计算所述距离d，因此，该标准应当连续地适用于所述眼镜架的大多数截面，例如超过50％，超过70％，超过80％，超过90％，实质上100％的截面。

在该实施例中，所述切边和切角参数，例如所述眼科镜片的外轮廓上的所述斜角的几何形状和位置，以及所述眼科镜片的后表面，是根据所述眼科镜片的前表面的几何形状计算到的。

根据图7所示的一个实施例，计算所述眼科镜片，以便将所述眼科镜片的前表面部分定位于以所述眼镜架前表面为开始方向的一给定角度上。

所述佩戴者可以根据所述审美标准选择所述给定角度。

根据该实施例，计算所述眼科镜片的前表面及定位参数，以便使Tf与Tl之间的夹角小于15°，优选地，小于10°，优选地，小于5°。

Tf为所述眼镜架的前表面在点Pf处的切线。Pf为所述眼镜架的前表面和所述眼镜架内轮廓之间的连接点。

Tl为所述眼科镜片的前表面的在点Pl处的切线。Pl为所述眼科镜片的前表面和所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点。

在横截面中计算所述角度，因此，该标准应当连续地适用于所述眼镜架的大多数截面，例如超过50％，超过70％，超过80％，超过90％，实质上100％的截面。

图8示出了一种情形，即，Pf和Pl之间的距离d以及Tf和Tl之间的所述角度接近零。当这种结构连续地应用于大部份横截面时，可以被看作是所述眼科镜片的前表面邻接所述眼镜片的前表面。

根据图9所示的一个实施例，计算所述眼科镜片，从而获得用1.53的折射率表示的所述眼科镜片前表面的平均环面，其与用1.53的折射率表示的所述眼镜架前表面的平均环面之间的差值小于0.5屈光度、优选地小于0.25屈光度、最优选地小于0.12屈光度。

在一些实施例中，所述平均环面可以接近于球面。

图9示出了一种情形，即，所述眼科镜片前表面的平均环面明显地等于所述眼镜架的前表面的平均环面。当这种结构连续地应用于大部分的横切面时，可以被看作是所述眼科镜片的前表面与所述眼镜片的前表面相邻接。

根据本发明的另一个实施例，本发明所述的方法旨在使用数字表面处理技术来制造眼科镜片，其中计算其前表面，使其与所述眼镜片的前表面相邻接，并通过WO 2007/017766中公开的被称为“光学密钥(optical key)”的方法计算其后表面。

所述优化步骤的一般概念在于找到一个表面，该表面最大程度地检验一组审美标准，所述审美标准涉及边(高)及其沿一特定轮廓的导数(斜率)以及其他可能的约束条件，所述审美标准例如：“1∶1”，“1∶2”，“前曲面追踪(front curve tracing)”。

在数字表面处理(DS)技术的背景下，可以寻找任何能够确保所述轮廓约束条件的表面，所述轮廓约束条件例如是边和/或斜率。例如，可以寻找与所述镜架边缘的一组点最契合的眼科镜片前表面，由于审美原因，人们对镜架的一些区域可能有偏好。

根据本发明的不同实施例，可以寻找一个表面，其在确保有关所述眼镜架的整个或部分轮廓的约束条件的同时，使一给定优化函数最小化。

在这些情况下，还可以将补充约束条件添加到影响所述边和所述斜率的所述约束条件中。例如，所述补充约束条件可以是安装和组装的约束条件、在一个或数个点(远视点VL，棱镜参考点PRP等)处的曲率和/或在一个或数个点上的棱镜。

例如，所述优化函数可以用来最小化由所述轮廓支撑的表面的面积(以平方毫米为单位)。

根据本发明，也可以利用一参考表面设计来构造所述前表面，所述优化函数可以是：

$F\left(S\right)=\underset{\mathrm{\Ω}}{\∫}\mathrm{\α}(x,y){(\mathrm{Sph}\left(S(x,y)\right)-\mathrm{Sph}\left(S_{\mathrm{ref}}(x,y)\right))}^2+\mathrm{\β}(x,y){(\mathrm{Cyl}\left(S(x,y)\right)-\mathrm{Cyl}\left(S_{\mathrm{ref}}(x,y)\right))}^2\mathrm{dxdy}$

其中，Ω是所述轮廓的内部，Sph(S(x，y))是所述表面S在点(x，y)处的平均球面值，且其中S_ref是一个参考表面。

可以略微任意地选择平面(0xy)，但一般我们可以假定，举例来说，所述平面(0xy)对应所述镜架的平面，并且坐标轴Z的方向垂直于所述平面，所述坐标轴Z远离镜片。

也可以把所述表面看作一个二阶或四阶偏微分方程的解的表面。

例如：P(S，S⁽¹⁾，S⁽²⁾)＝0

其中S⁽ⁱ⁾表示表面S的i阶偏微分，P可以是拉普拉斯函数。

或者例如：P(S，S⁽¹⁾，S⁽²⁾，S⁽³⁾，S⁽⁴⁾)＝0

所述函数P可以在文献“Analysis Of A Variational Approach ToProgressive Lens Design，Jing Wang，Robert Gulliver，Fadil Santosa.”中找到。

微分算子P应当验证某些属性，以确保所述解的存在性和唯一性，例如椭圆率。

一个偏微分方程(PDE)方法的解可以通过围绕预期解的最小化问题的线性化得出。这就是上文中已阐述的。

所述初始约束条件被转化为通常所提到的“边界条件”。

在上文中，考虑了简单的边界条件，例如固定边界条件，以及部分固定边界条件或自然边界条件。

根据一些邻接标准，不应限制所述轮廓的边界条件，但是也应当考虑顶冠，所述镜片或例如其前表面必须在所述顶冠上找到支撑。

可被考虑的所述邻接标准包括、但不限于以下数据：

-所述镜架侧面的表面数据；

-沿着镜架(且垂直于所述轮廓)的表面的变化数据。

根据本发明的一个实施例，S_M是所述镜架的表面，该镜架表面以及所述镜片的前表面S_V的表面可以用点(0xyz)表示。

在所述平面(0xy)上的所述表面方程式具有以下形式：

Z_M＝S_M(x，y)

Z_V＝S_V(x，y)

在所述平面(0xy)的一封闭轮廓Γ的外部定义所述镜架的表面，其定义了所述框架的三维轮廓的该平面的垂直投影。

二个所述表面的邻接可以由验证两类约束条件来确保，所述两类约束条件为：

-接触约束条件，及

-相切约束条件。

所述接触约束条件能够确保所述镜片的前表面与所述镜架的表面相接触，即：

在Γ的任意点(x，y)上，S_V(x，y)＝S_M(x，y)

可以把所述斜角考虑进所述接触约束条件中。

所述相切约束条件能够确保S_V沿着Γ的径向斜率以及S_M沿着Γ的径向斜率不会在某一方向上过于延伸，我们可以将S_V沿着Γ的径向斜率称为将S_M沿着Γ的径向斜率称为

一种定义所述相切约束条件的方法是强加以下条件：在Γ的任意点上，

这种类型的约束条件难以适应以下情况，即，所述表面S_M的曲率关于Γ增加，例如在圆形镜架的情况下。在这种情况下可以将下述类型的约束条件定义为：

在Γ的任意点上，

其中Γ+ΔΓ是一《平行》于Γ的轮廓。

也可以强加以下条件，即所述表面的法向导数等于所述镜架表面的法向导数的径向平均值。

上文借助不限于总的发明构思的实施例描述了本发明；特别是优化标准不限于所论述的实例。尤其是根据本发明所述的方法可以用于无框镜架，所述佩戴者基于例如所述审美标准或视觉标准选择所述眼科镜片的前表面的表面。

Claims (23)

1.一种根据给定的眼镜架来计算眼科镜片光学***(OS)的方法，其包括如下步骤：

·提供所述眼镜架的几何数据；

·提供配戴者数据；

·至少根据由所述眼镜架的几何数据、所述配戴者数据以及至少一个定位数据组成的标准来优化所述光学***(OS)，从而生成至少两个光学表面(S1，S2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述优化步骤中，生成切边参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述优化标准进一步包括所述光学***(OS)的折射率。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述优化标准进一步包括Pf与Pl之间的平均距离，Pf是所述眼镜架的前表面和所述眼镜架的内轮廓之间的连接点，以及Pl是所述眼科镜片的前表面与所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述优化标准进一步包括Tf与Tl之间的夹角，Tf是所述眼镜架的前表面在点Pf处的切线，Pf是所述眼镜架的前表面和所述眼镜架的内轮廓之间的连接点，以及Tl是所述眼科镜片的前表面在点Pl处的切线，Pl是所述眼科镜片的前表面与所述眼科镜片的外轮廓之间的连接点。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述优化标准进一步包括所述眼科镜片的一个表面的平均环面和所述眼镜架的一个表面的平均环面。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何数据是通过测量眼镜架来获得的。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何数据是从眼镜架的数据库中获得的。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何数据包括实际的轮廓参数和参考形状。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何数据包括所述眼镜架的边框的内轮廓数据。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述眼镜片的几何数据进一步包括所述眼镜架前表面的几何数据。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科镜片是多焦点眼科镜片。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述眼科镜片是单焦点眼科镜片。

14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述光学***(OS)由光学函数(OF)确定，至少两个光学表面包括由第一方程式(ES1)定义的第一光学表面(S1)以及由第二方程式(ES2)定义的第二表面(S2)，所述优化步骤进一步包括如下步骤：

-生成步骤(GEN)，其中，虚拟光学***(VOS)被用于生成虚拟函数(VOF)；

-修改步骤(MOD)，其中，修改所述虚拟函数(VOF)以便获得所述光学函数(OF)；

-计算步骤(CAL)，其中，所述第二方程式(ES2)从所述光学函数(OF)以及所述第一方程式(ES1)计算得到。

15.一种眼镜片的制造方法，其包括如下步骤：

·接收眼镜架的几何数据；

·接收眼镜架的光学***(OS)的数据，所述数据采用根据权利要求1至14中任一项所述的方法计算得到；

·制造所述计算所得的眼镜片。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述眼科镜片是采用数字表面处理工艺制造的。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在镜片订制端选择所述眼镜架，以及将所述几何数据传输至安装在镜片制造端的计算设备上，在所述镜片制造端处理所述计算步骤。

18.根据权利要求15至17所述的方法，其特征在于，所述计算步骤是依据权利要求2至14中任一项所述的方法，且在镜片订制端选择所述眼镜架，并且当所述眼科镜片在镜片制造端被制造后，将该眼科镜片连同切边参数传输至所述订制端。

19.根据权利要求15至17所述的方法，其特征在于，在所述镜片订制端选择所述眼镜架，并且当所述眼镜片在所述镜片制造端被制造后，对所述眼科镜片进行切边，并将被切边后的所述眼科镜片传送至所述订制端。

20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其特征在于，当所述被制造的眼镜片被切边后，将该镜片装配到所述所选择的眼镜架内。

21.一种眼科镜片订制方法，其包含如下步骤：

·选择眼镜架；

·在镜片制造商处订制根据权利要求15至20中任一项所述的方法制造的眼科镜片；

·将所述已切边的眼科镜片装配到所选择的眼镜架内。

22.一种计算机程序产品，其包括一个或多个可以由处理器访问的存储指令序列，且当所述处理器执行所述存储指令序列时，致使所述处理器执行权利要求1至21中任一项所述的至少一个步骤。

23.一种计算机可读介质，其承载着权利要求22所述的计算机程序产品的一个或多个指令序列。

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