根据给定的眼镜架计算光学系统的方法

专利名称：根据给定的眼镜架计算光学系统的方法
根据给定的眼镜架计算光学系统的方法本发明涉及一种根据给定的眼镜架计算眼科镜片的光学系统(OS)的方法。通常，需要佩戴眼镜并因而具有眼科医生开具的处方的人，会去眼镜店挑选将来 的眼镜架。该将来的眼镜佩戴者可能会尝试多副眼镜架，并从试戴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。根据所述配镜师的常规做法，他可以使用“传统”的方法定制镜片，或者他可以更 偏向使用远程切边方法。采用传统的方法，发送给配镜师的镜片已经根据视觉标准进行了设计和制作。该 配镜师必须切割所述镜片，使其与配戴者所选的所述眼镜架相契合。采用远程切边方法，发送给配镜师的镜片已经根据视觉标准和切割方法进行了设 计和制作。配镜师可以直接将镜片装配到配戴者所选的所述眼镜架中。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 所述眼镜架孔洞)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)。由机械传感器对所选眼镜架进行的测量，能够定制出一方面与所选眼镜架相契 合，以及另一方面又符合配戴者处方的镜片。根据计量室中由所述机械传感器所执行的测量，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，所述视觉标准例如是配戴 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 的所述镜片的外缘上形成斜角的步骤被称为“切角”。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，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。传统地，根据每个配戴者固有的规格要求来制作镜片。然而镜片一般地是由数量 有限的半成品镜片毛坯制成。一个半成品镜片毛坯有两个主面，其中一个面是最终镜片的 前表面，以及另一面被机加工，使得最终镜片的光学系统符合所述配戴者的光学处方。半成品镜片毛坯通常通过注射成型法或浇铸成型法得到。传统地，半成品镜片毛坯的无需机加工的表面被称为“基弧”。在本发明框架下且根据ISO标准13666 :1998(E/F)(眼科光学-眼睛镜片-词 汇)，所述前表面的曲率被称为“基弧”。半成品镜片毛坯的前表面通常用作所述最终镜片的最终前表面，另一个面被机加工，使得最终镜片的光学系统符合所述佩戴者的光学处方。可能会对前表面进行些微加工， 但不修改它的曲率。半成品镜片毛坯通常通过注射成型法或浇铸成型法得到。它们也可以通过加工毛 坯来生产。制造商通常生产一系列的半成品镜片毛坯，每一种都有它自己的基弧。该“基弧系 列”是一种镜片毛坯系统，其表面屈光度渐进增加(例如，+0. 5D，+2. 00D, +4. 00D,等等)。以镜片系列的基弧作为起点，从该起点计算剩下的后表面曲率，并且根据配戴者 的处方(或光焦度)制作所述最终镜片。一个系列中的每个基弧通常被用于生产一定范围内的由制造商规定的处方。制造 商提供基弧选择图表，其可以为一个系列中的每个基弧提供建议性的处方范围。一个典型 的基弧选择图表的实例在专利文献US 6，948，816中公开，其中图23A至C的基弧系列包含 了 5个基弧。所选择的图表示出了根据一给定处方选择的唯一基弧，所述唯一基弧取决于 用于治疗散光视力的球面度SPH和柱面度CYL。公开的选择图表涉及渐进多焦点镜片(渐 进镜片)，其屈光度在远距离部分和近距离部分之间连续变化。同一类型的选择图表被广泛 用于每一种眼科镜片，如单光镜片(例如球形和/或圆形单光镜片)，双焦点镜片，非球形镜 片和渐进镜片。总趋势是限制基弧系列中的基弧数量，从而使得模具的数量、存货成本和库存要 求最小化。一个标准的基弧系列包括小于或等于20个基弧，例如等于或小于等于10个，以 及优选地，5到8个基弧。需要注意的是，对每家镜片制造商而言，所述基弧表面的计算是关键，特别是在处 理渐进镜片时，其中，所述渐进镜片的“模型设计”是基弧表面的重要参数。渐进“模型设 计”是对渐进表面优化的结果，目的是恢复老视者在所有距离都能看清的能力，并且最佳地 顾及所有的生理视觉功能如凹视、外凹视、双目视觉，并且最小化多余的散光。所述渐进“模 型设计”在商业化之前通过严格的临床试验进行检测。常规来说，当配镜师订制镜片时，制造商会选择一对半成品镜片。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和切角步骤的所 述眼镜架的测量参数。视觉舒适度可能包括对所述半成品镜片的前表面基弧的选择。事实上，保持与所 述佩戴者之前的眼科镜片相同的前基，这对于所述佩戴者来说一般更为舒适。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，使所述眼科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，所述镜片制造商会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，例如切边者或所述配镜师，他会收到眼科镜片并 且必须根据眼镜架的形状和所述配戴者的审美标准进行所述切边步骤和切角步骤。并不总能根据所述配戴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，所述镜片的斜角曲率与所述镜架的曲率相比较为平坦，这取决于所述斜角 的位置。在某些情况下，所述眼镜架为了匹配所述斜角曲率而变形。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，且因而导致镜片的外直 径或边缘厚度上的缺陷。此外，一些眼镜架是不可变形的。因此，在某些情况下，配镜师会收到一对不适合眼镜架的镜片。本发明旨在改善所述现状。本发明涉及一种根据给定的眼镜架来计算眼科镜片光学系统(OS)的方法，其包 含如下步骤-提供所述眼镜架的几何数据，-提供所述眼镜架的可变形数据，-提供佩戴者数据，-提供所述眼科镜片前表面的表面曲率，-根据包含所述眼镜架的所述几何数据和所述可变形数据以及所述配戴者数据的 优化标准列表来优化所述光学系统(OS)和所述切边参数，从而生成至少一个与所述镜片 的所述前表面不同的光学表面。优选地，这种方法在计算眼科镜片的光学系统和切边参数时，能够将所述眼镜架 的所述几何形状和可变形能力考虑在内。因此，计算所述眼科镜片的一个表面，例如后表 面，以及计算切边参数，以便使其最好地契合所选的眼镜架。根据以下可以单独或者结合起来考虑的进一步的实施例 在所述优化步骤中生成切边参数； 所述眼镜架的所述几何数据包括镜片前表面的曲率Cf，所述眼镜架的所述可变 形数据包括镜片的可变形系数Cd，前表面基础对应曲率C1，以及所述切边参数至少包括一 个根据Icb-CfI彡Cd计算出的斜角，其中Cb为所述斜角的曲率；根据特定的设计模式，依据所述镜片的切边来计算所述斜角，所述斜角的曲率 为当IC1-CfI < Cd 时，Cb = Cf当I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf < 0 时，Cb = Cf-Cd当I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf > 0 时，Cb = Cf+Cd 在所述优化步骤之前，所述方法进一步包括提供切边模式的步骤； 所述第一表面是所述眼科镜片的前表面； 所述生成的至少一个光学表面是所述眼镜片的后表面； 所述生成的至少一个光学表面是在所述眼镜片的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系统(OS)的折射率； 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和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； 所述眼镜片的几何数据进一步包括所述眼镜片的前表面的几何数据； 所述优化标准进一步包括所述眼镜片的厚度； 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； 所述眼科镜片是一个多焦点眼科镜片； 所述光学系统(OS)由一个光学函数(OF)确定，以及至少两个光学表面包括了 由第一方程式(ESl)定义的第一光学表面(Si)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，虚拟光学系统(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)从所述光学函数(OF)以及所述第 一方程式(ESl)计算得到。根据本发明的另一方面，本发明涉及眼科镜片的制造方法，其包括以下步骤 接收眼镜架的几何数据， 使用根据本发明的方法计算眼科镜片的光学系统(OS)，·制造所述计算所得的眼科镜片。所述计算步骤可以在制造商一端进行，并且所述接收可以是内部接收。根据以下可以被单独或者结合起来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； 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； 将所述切边后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 本发明所述方法之一的所述步骤。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
7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 几何中心的平面。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几何 中心的平面。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、或处理系统、或类似的电子处理设备的操作 和/或处理，即，对在处理系统的寄存器和/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系统的 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 能够接入计算机系统总线的介质。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镜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 系统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P ；-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-I)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Rl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-I) X (l/Rl+l/R2)/2，其中N是所述镜片的折射率。-柱面度，表示为C:(N-I)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-I)X I1/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；光学表面的“曲率”是所述表面的一个区域内或一个特定点上的曲率。如果所述 表面为球面，则所述曲率为常数且可以随处测得。如果所述表面为单视觉非球面表面，则其 曲率通常在光心处测得或确定。如果所述表面为渐进多焦点表面，则其曲率通常在远视点 上测得或确定。此处上述的点，是优选地但并非仅限于能够根据本发明来测量或者确定曲 率的所在点；以及-“设计”是一个被本领域技术人员广泛使用的用词，其用于指定参数组合，所述参 数组合能够定义一个普通光学系统的光学功能；每个眼科镜片制造商都有其自己的设计， 特别是对于非球面镜片和渐进镜片。例如，一个渐进镜片的“设计”是渐进表面优化的结果， 目的是恢复一个老视者在所有距离都能看清的能力，且最佳地顾及所有生理视觉功能如凹 视力，外凹视力，双眼视觉，以及最小化多余散光。渐进镜片的“设计”在商业化之前通过严 格的临床试验进行检测。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，分别参考 G 禾口 D0该图用粗线14示出了所述镜架10中所述镜片的轮廓，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标示了由矩形系统法，即根据IS08624眼镜架测量系统标准，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，配镜师因而测量基准高度，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，装配瞄准点CM落入正对于对应的眼睛瞳孔的所述眼镜架内。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。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Λ形的斜角。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示出了一个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步骤能够 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的示意图。 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0的所述镜片的光学中心都已在该图中标示。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、和一个后表面104以及一个外围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。所述外围106是在所述切边和切角步骤过程中先获得的。如图5所示，所述外围 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，所述镜片的外围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系统(OS)的方法，其包 含如下步骤-提供所述眼镜架的几何数据，-提供所述眼镜架的可变形数据，-提供配戴者数据，-提供所述眼科镜片前表面的表面曲率，-根据包含所述眼镜架的所述几何数据和所述可变形数据以及所述佩戴者数据的 优化标准列表来优化所述光学系统(OS)和所述切边参数，从而生成至少一个与所述镜片 的所述前表面不同的光学表面。本发明中，所述最终镜片可以是任何一种已知的镜片，例如无色镜片或变色镜片 或太阳镜片。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通过眼镜架数据库得到。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。
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根据本发明，所述眼镜架的所述可变形数据包括所述眼镜片的所述可变形系数
CdO对于每种镜架材料来说，可以预设所述可变形系数Cd，或可以根据所述配戴者特 定的审美标准来设定所述可变形系数Cd。所述可变形系数可以用屈光度来表示，相对于所述眼镜架形变时所述眼镜架的平 均环面与没有形变时的所述眼镜架的平均环面之间的差异，两种平均环面都示出了 1.53 的折射率。根据本发明所述的方法，其包括一提供所述眼科镜片的一个表面的表面曲率的步 骤，例如提供眼科镜片前表面的表面曲率。如前所述，所述佩戴者可能希望具有一特定的所述眼科镜片的前基。例如，所述前基可以根据视觉舒适标准来选择。事实上所述配戴者保持与他以前 的眼科镜片相同的前基一般更为舒适。所述前基还可以根据审美标准来选择。所述配戴者可能希望所述光学镜片的前基 基本上等于所述眼镜架的前基。所述前表面的曲率也可以根据视觉标准来选择。事实上，对于一个给定的处方，它 们可以是优选的半成品镜片。在这种情况下，提供眼科镜片前表面的表面曲率且根据特定的前基和所述佩戴者 的处方来选择半成品镜片。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 curve tracing)”。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，所 述斜角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 使所述斜角与所述镜片前表面之间的距离等于所述斜角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。
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定位数据可以被用来优化所述光学系统。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；-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。当计算所述光学系统，以便根据采用所选择的“前曲面追踪(Front curve tracing)，，的审美标准的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。根据本发明的所述优化步骤，首先包括对不同于所述眼科镜片前表面的一个眼科 镜片的光学表面进行优化。所述优化步骤还包括对涉及所选择的半成品镜片和眼镜架的切 边参数进行优化。在本发明中，切边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。所述切边参数包括至少一个根据ICb-CfI彡Cd计算出的斜角，其中Cb为斜角曲率， Cf为眼镜架前表面的曲率，C1是眼科镜片前表面的曲率，且Cd是眼镜架的可变形系数。可 以根据一特定的设计模式，考虑所述镜片的切边来计算所述斜角，以及所述斜角曲率为当IC1-CfI < Cd 时，Cb = Cf当I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf < 0 时，Cb = Cf-Cd当I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf > 0 时，Cb = Cf+Cd所述优化步骤可以包括生成所述切边参数。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，所述列表包括-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。所述生成的光学表面应当与所述配戴者的处方相适应。专利申请W02007/017766 示出了一种当具有光学系统第一表面时，根据一给定处方来计算所述光学系统的第二表面 的方法。在以下描述的不同实施例中，根据所述眼镜架中的眼科镜片定位标准，生成所述 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，计算所述眼科镜片的所述光学系统和所述切边参 数，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“前曲面跟踪(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。在这个实施例中，所述眼镜架的前表面曲率可以在配镜端使用测量设备进行测 量。所述半成品镜片的前表面，由镜片制造商根据视觉标准例如所述佩戴者的处方来 选择。计算所述斜角从而获得曲率Cb 当IC1-CfI < Cd 时，Cb = Cf当 I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf < 0 时，Cb = Cf-Cd当I C1-Cf I > Cd 且 C1-Cf > 0 时，Cb = Cf+Cd其中，Cb为所述斜角的曲率，Cf为所述眼镜架的前表面曲率,C1为所述眼科镜片的 前表面曲率，并且Cd为所述眼镜架的可变形系数。图7至图9示出了界定所述眼科镜片前表面和所述光学镜片前表面之间差异的不 同方法。如图7所示，所述眼科镜片的前表面和所述光学镜片的前表面的差异可以用Tf和 Tl之间的夹角来表示，所述夹角小于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。如图9所示，所述眼科镜片的前表面和所述光学镜片的前表面之间的差别可以用 所述眼科镜片前表面的平均环面(其折射率为1.53)来表示，与所述眼镜架前表面的平均 环面的差值小于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，所述平均环面接近于球面。图9示出了一种情形，S卩，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。上文借助不限于一般发明构思的实施例描述了本发明；特别是优化标准不限于讨 论的所述实例。
1权利要求
一种根据给定的眼镜架来计算眼科镜片光学系统(OS)的方法，其包括如下步骤 提供所述眼镜架的几何数据， 提供所述眼镜架的可变形数据， 提供配戴者数据， 提供所述眼科镜片前表面的表面曲率， 根据包含所述眼镜架的所述几何数据和所述可变形数据以及所述配戴者数据的优化标准列表来优化所述光学系统(OS)和切边参数，从而生成至少一个与所述镜片的所述前表面不同的光学表面。
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，所述眼镜架的所述几何数据包括眼 镜片的所述前表面的曲率Cf，所述眼镜架的所述可变形数据包括所述眼镜片的可变形系数 cd，所述前表面基础对应曲率Ci，以及所述切边参数至少包括根据|cb-cf| 计算出的斜 角，其中Cb为所述斜角的曲率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据特定的设计模式，依据所述眼镜片的 切边来计算所述斜角，所述斜角的曲率为当 |CfCf| ^ Cd 时，Cb = Cf当 I CfCf I > Cd 且 CfCf < 0 时，cb = cf-cd当 I CfCf I > Cd 且 CfCf > 0 时，cb = cf+cd
5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述优化步骤之前， 所述方法进一步包括提供切边模式的步骤。
6.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述优化标准进一步 包括所述光学系统(OS)的折射率。
7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述几何数据通过测 量眼镜架来获得。
8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述几何数据从眼镜 架的数据库中获得。
9.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述几何数据包括轮 廓参数和参考形状。
10.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述几何数据包括所 述眼镜架的边框的内部轮廓数据。
11.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述眼镜片的几何数 据进一步包括所述眼镜片的前表面的几何数据。
12.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述眼科镜片是多焦 点眼科镜片。
13.根据上述权利要求中任一权利要求所述的方法，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权利要求所述的方法，其特征在于，所述光学系统(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，虚拟光学系统(V0S)被用于生成虚拟函数(V0F)；-修改步骤(MOD)，其中，修改所述虚拟函数(V0F)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；眷接收眼科镜片的光学系统(OS)的数据，所述数据根据权利要求1至14中任一权利 要求所述的方法计算得到； 制造所述计算所得的眼科镜片。
16.根据权利要求15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马聚o
17.根据权利要求15或16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。
18.根据权利要求15或16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 的所述眼科镜片传输至所述订制端。
19.根据权利要求15至18中任一权利要求所述的方法，其特征在于，当所述被制造的 眼镜片被切边后，将该眼镜片装配到所述所选择的眼镜架内。
20.一种眼科镜片的订制方法，其包括如下步骤 选择眼镜架， 在镜片制造商处订制根据权利要求15至19中任一权利要求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。
21.一种计算机程序产品，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指令序列时，致使所述处理器执行权利要求1至20中任一权利要求 所述的至少一个步骤。
22.—种计算机可读介质，其承载着权利要求21所述的计算机程序产品的一个或多个 指令序列。
全文摘要
一种根据给定的眼镜架计算眼科镜片光学系统(OS)的方法，其包含如下步骤提供所述眼镜架的几何数据；提供所述眼镜架的可变形数据；提供配戴者数据；提供所述眼科镜片的前表面的表面曲率；根据包含所述眼镜架的所述几何数据和所述可变形数据以及所述配戴者数据的优化标准列表，优化所述光学系统(OS)和所述切边参数，从而生成至少一个与所述镜片的所述前表面不同的光学表面。
文档编号G02C13/00GK101946203SQ200880127340
公开日2011年1月12日 申请日期2008年12月23日 优先权日2007年12月28日
发明者弗雷德里克·杜波依斯, 戴维德·弗雷索恩, 贝诺伊特·霍尔弗特韦毛特 申请人:依视路国际集团(光学总公司)